地理信息系统与各计算机具体分支技术的关系


发布日期 : 2017-07-19 02:35:46 UTC

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地理信息系统既是地学的一个现代化分支, 从计算机科学技术的角度, 也可以看作是计算机和信息科学具有地理空间涵盖的分支。 从这个意义上说,GIS与各计算机分支技术有着兄弟般的亲密关系。 GIS总是积极主动地吸取各种计算机分支技术的最新成果。

在GIS吸取营养的各种计算机技术中, 除操作系统和通用型数字文字处理等基本支撑技术而外, 与GIS有亲密关系的,首推数据库技术与图形图像处理技术。 数据库技术是所有信息系统的主要支撑技术, 也是GIS系统的主要支掸技术之一。当然, GIS的数据库比一般数据库结构要复杂。 计算机图形和图像处理技术则是GIS“可视化”功能的需要。 其中,“图形”用点、线条和多边形(闭合的线条)来表达形象; “图像”则通过画面中所有局部单元的明暗或色调来表达形象。 有关GIS图形、图像处理及相应的GIS矢最数据和栅格数据模型, 将在第二章详细讨论。总之, 数据库技术与图形图像处理技术是地理信息系统与生俱来的、传统的亲缘技术。

网络技术是另一种与GIS关系很密切的计算机技术。 由于面向区域分析与管理,GIS天然需要网络化运作, 是计算机网络技术最早的应用领域之一。20世纪80年代, 发达国家GIS系统就广泛采用当时的网络技术。 90年代中期后,GIS领域实现了基于大型关系数据库的、 安全商效地运作地理空间数据的网络方式, 形成了大型网络级GIS技术。紧接着,GIS又与互联网技术相结合, 发展出互联网G1S技术,从而形成T适应现代 Internet/Intranet环境的大型网络级GIS技术。

GIS与办公自动化技术也有天然的渊源。这是因为, 办公自动化是网络、文字处理、多媒体、 数据库等的集成技术,以提髙办公效率为宗旨; 而GIS的主要应用领域正是资源、环境等各种区域性规划管理部门, 以提高其专业性办公效率、科学化和自动化水平为宗旨。 因此,G1S系统天生就需要与办公自动化技术相结合。 现在,欲贏得用户和市场的GIS开发者, 皆把办公自动化作为GIS系统不可分割的一部分。

此外,人工智能及专家系统等计算机技术, 由于其智能化处理数据、提取信息或知识的能力, 也一直在GIS领域得到广泛应用。

G1S还与近年来迅速发煨起来的其他计算机技术相结合。 例如,采用新的计算机组件开发技术,形成组件式GIS新技术; 与虚拟现实(virtualreality或VR)技术相结合, 形成虚拟现实地理信息系统(VR-GIS)新技术等; 与时态数据库技术相结合,发展时态空间数据換型及技术等。

有必要简单解释一下GIS的图形图像处理与网络运作的关系问题。 如前所述,在G1S系统中,表现各种地物的图形图像总是要求挂联属性数据, 原则上说。这种挂联关系应当落实到“图元”。在图形方式下, 图元指地图中的每个点、每条线和每个多边形(闭合的线条,表示区域), GIS系统要求能査洵到每个点状地物(如城镇)、 每条线(如河流道路)、每个多边形(如街区)等的属性数据和信息。 在图像方式下,图元指每一个像元,要求能査询到地图图像中每个 像元的厲性数据和信息。从图形图像的图元挂联和査询厲性, 是GIS最起码的功能或标志,无论GIS系统是否以网络方式运作,皆是如此。

不过,图形图像处理,以及落实到图元的属性数据挂联和査询, 增加了GIS网络运作的难度。例如,20世纪80年代末, 一种称为客户/服务器模式、基于大型关系数据库的安全高效的网络 运作技术就已成熟,并开始推广应用。但是, GIS系统实现这种网络运作方式,却是90年代中期后开发出 “空间数据库引擎”后的事情。又如,互联网上和多媒体系统中, 早就有较成熟的图像运作技术。互联网运作采用浏览器/服务器方式, 通用户在网上通过鼠标点击图像也能査询信息。 但是,那是以每个图像本身为运作单位 (一幅图的局部欲链接信息,该图必须被分割为较小图像的组合), 图像中的图元不能单独链接信息。不仅如此, 一般互联网和多媒体系统技术不进行点、 线和多边形图形运作及其属性数据挂联。而互联网GIS技术, 即浏览器/服务器方式的GIS技术,就是要实现网上点、 线和多边形图形运作及其厲性数据挂联和査询的功能。 由此可见,适应现代Intemet/Intranet环境的大型网络级GIS技术, 包含着很多GIS独特的创新内容。