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地理信息的定义范文1
关键词：GIS 技术 工程 测量 应用
中图分类号：TB22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（c）-0013-01
1 三维GIS技术的定义及特点
二维地理信息系统GIS也可以通过额外的属性信息系统快速转换，但存储管理效率低，且输出的函数是不直观。多个二维地理信息系统GIS和图像处理系统能够处理高度信息，但他们不是变量作为独立变量高度处理，只是作为辅助属性变量，可以显示剖面起伏地形，但下面的地形信息不存在的，是他们在家里也通常被称为二维系统。在三维空间是一维，二维对象与传统地理信息系统GIS的二维空间中的一维，二维物体的表现是不一样的。这是当时占主导地位的请求，数据采集方法及相关计算机技术发展状况。实现我们所采用的网格生成算法分成两个步骤：第一，生成一个搜索所有离散的数据点的凸包；天生的再次占领了一个初始三角，并在此基础上，逐一加入其他离散点，平衡端三角网。
地理信息系统GIS的特征在三维地理信息系统GIS中，空间政策通过，三坐标轴来定义，与二维地理信息系统GIS的定义在一个二维平面完全分歧的性质的政策不同的是，三维视觉暗示比二维地理信息系统GIS的复杂的多，甚至在一个特殊的三维可视化理论、算法和系统。三维空间数据库的空间对象的存储和管理，使三维地理信息系统GIS与计算机辅助设计，商业数据库和科学计算可视化，也不同于传统的二维地理信息系统GIS。公共对象浮离散点的坐标指数；指数个有序列表记录的三角网时代边缘控制自然，以及最后存储三角形的边信息。但二维地理信息系统GIS存在难以克服缺乏约束，质量的基础上抽象的符号系统，以领先的发起者诱导的自然。
2 三维GIS技术的应用方法
我们使用姆算法，该算法求解平面点集凸壳问题的政策的最佳算法，该算法的复杂性是澳注册的算法可以很好的天然德劳内三角法律适用，我们需要格网地形模型的可视化。从广义上讲，与二维地理信息系统GIS的控制，三维地理信息系统GIS的客观世界，展示给人以更现实的电磁污染，它的三维建模技术，用户通过地理现象，不仅能表达空间对象的平面之间的关系，并能描述和表达的垂直关系；此外空间物体在三维空间的分化和控制也是一个三维地理信息系统GIS排斥的影响。数据结构的性质，锡中点算法，线，面之间的拓扑关系，我们采取了以下数据结构作为存储结构锡。它可以由扩展的关系数据库系统也可能由面向对象的空间数据库存储管理系统在三维空间对象。考虑到三维这个概念是不满意的，作者称之为“地形三维”或面对。三维可视化三维地理信息系统GIS，三维物体的重要特点是三维可视化，三维物体隐含的。关于建立和保护三维地理信息系统GIS在每一个阶段，三维对象的输入、编辑、存储和管理，或在其空间支配和分化或输出功率，只要触摸到一个三维物体的三维可视化问题。空间数据库的重点是三维地理信息系统GIS，表现的是三维空间的分化排他性的能力。三维地理信息系统GIS的三维地理信息系统GIS不仅表示三维物体，并研究了一维，二维物体在三维空间中的表现。离散点表作为离散点坐标数据建立索引数据库，为未来的表和表的三角形中点。此外，我们主宰离散数据和数字的数组来存储1个数据点，和排序的数据点中的第一点的坐标在最后位置上的数组。我们先拉出值最小的点作为参考点，离散的数据点服从和参考点之间的夹角大小的数组。使用×坐标最小的点作为参考点有两点原因：最小数据点必须凸包极；采用的最低点为参考点，其他数据点和参考点之间的夹角在之间，在这个区间，角的正切值是随着角度的增加，利于编程。在目前的二维地理信息系统GIS已在0，1，2维空间元素必须是三维膨胀，在几何线索生长三维信息，同时增长三维苏建议指导方针。数据结构可以更好地建立数据模型，拓扑关系，但在其点和三角形，边缘之间形成快速索引，有利于我们在锡自然算法的实现，具体如下。文章最后还对三维地理信息系统GIS提出了几个关键点值得注意。我们认为，三维地理信息系统GIS的质量依然是一二维地理信息系统GIS，而重点仍然是三维空间数据库。
3 现代GIS技术在工程测量中的应用
GIS工程测量中，三维高程信息变得越来越重要。方便如果凸包的极数的一些离散点；指出增长三维地理信息系统GIS面临的一个完整的三维数据模型和数据结构的差，数据采集的数据存储和处理上的困难，三维空间分化能力弱，困难，除了一手和脸的科学计算可视化理论技术，数据库管理技术，数字记忆的加工技术和二维地理信息系统GIS长期发展提供理论和实践经验等有益成分。三维物体的建模及可视化表达三维地理信息系统GIS使泵的整个过程是必要的，这是一个基本功能的三维地理信息系统GIS。二维平面空间地理信息系统GIS有限公司-独家-完整的分工是分工基础上，三维地理信息系统GIS的三维有限独家-完整的分类是根据划分矢量结构的几何组成之间的拓扑关系，并提出了五种简化拓扑李清远关系。传统的二维地理信息系统GIS将一维，二维物体的垂直投影到二维平面上，它们存储投影效果的几何形状和彼得状态的关系。
4 结语
三维地理信息系统GIS技术实现介绍二维地理信息系统GIS开始在第二十世纪六十年代计算机辅助绘图，今天已经深入到社会的各行各业中，如土地管理，电信，电力，水利，城网，火灾，交通和城市规划等。在地理信息系统GIS的深，人们越来越要求从真正的三维空间的处理问题。在当今工程测量中，随着科技信息的迅猛发展，使用GIS等高端技术已经成为发展的趋势。
参考文献
[1] 桂智明.线性参考系统和动态分段在GIS-T中的应用[J].计算机工程与应用，2003（9）.
地理信息的定义范文2
[关键词] 地理信息系统；集成二次开发；基础开发
1、地理信息系统内涵
地理信息系统，是20世纪60年代创立并发展起来的新兴技术，英文全称为为Geographical Information System，简称GIS，地理信息系统融合多种学科，包括地图学、遥感学、测绘学、空间科学、环境学、信息科学、管理科学、计算机科学等，是现代用来分析和处理海量地理数据的重要技术手段，不同的应用领域对地理信息系统有不同的定义，有的侧重GIS的技术内涵进行定义，有的偏重GIS的应用功能进行定位。比如有的把它定义为对空间数据进行采集、存贮、提取、分析以及显示的工具，有的定义为协助发展和规划，进而做出决定的工具，无论侧重哪个方面，GIS都是利用现代科技手段获取地球信息，利用数学方法完成信息之间的转换、预测、验证。这一过程的核心是计算机技术，数据库、地图可视化和空间分析是基本技术，地球系统内的信息流组成其主要研究内容，主要研究和服务对象是资源环境。地理信息系统与其他信息系统相比，它的显著优势是具有处理空间分布数据的能力。通过有效结合属性数据和空间数据，再利用计算机技术进行分析、处理，最后用图表或曲线形式反映出来，为社会服务。
2、地理信息系统应用开发的方式
地理信息系统的开发方式包括基础开发、借助GIS工具进行二次开发和集成二次开发，在基础开发过程中，开发者不依赖GIS软件，而是利用程序设计语言采集、处理、分析空间数据信息，采用相关算法进行独立设计。这种开发方式可以大大节省成本，但是设计复杂需要大量人力物力，并且功能无法与商业化GIS软件相比。借助GIS工具进行二次开发，当前大多数软件商都向开发者推荐利用GIS软件开发宏语言，用户利用宏语言能够非常方便地进行二次应用，但是这种开发方法的宏语言非常有限。集成二次开发是利用专业的GIS工具软件，实现GIS的基本功能，利用可视化开发工具作为开发平台，进行二者的集成开发。目前主要有OLE/DOE技术和GIS组件技术。
3、地理信息系统应用现状
3.1应用于矿产资源调查、预测。近年来，随着地理信息系统的不断发展，越来越多地被应用到矿产资源的调查、评价与预测中，这种应用在地理信息系统产生初期就受到国内外找矿工作者的关注。在矿产勘查阶段使用该技术，能够帮助找矿工作者准确快速判断地形，了解地貌露头岩组合特性，以及地下构造形态、断层走向等信息，工作者可以通过掌握这些信息，绘制出常规测绘无法达到地区的地形图，如沙漠、高原、戈壁等，对找矿工作者有很大帮助。
3.2应用在城市规划和管理领域。城市规划和管理涉及的要素非常广泛，包括人口、交通、环境、资源、金融、经济等等，GIS数据库管理可以把这些信息全部纳入城市系统，然后进行城市多目标的开发规划。近年来，GIS技术在我国取得了非常显著的成果。北京、上海、天津，深圳等发达城市已将建立了相当完善的GIS管理系统，还有一批城市如海口、洛阳等地正在积极筹备建设城市GIS系统，GIS系统的建设大大提高了城市的管理水平，促进了城市飞速向前发展。
3.3应用在水文和水利领域。GIS技术可以用来研究河流治理、水污染以及洪水安全保障等方面的问题。GIS技术有着传统方法无法企及的优越性，不仅速度快而且信息量庞大，并可实现思维的可视化，通过对水情、水库、雨量信息的掌握，可以高效解决水文模型研究中一直存在的数量不足、信息量单一的问题，大大丰富了水文地质的研究领域，提高了水文模型研究的精度。我国的黄土高原小流域动态监测系统研究、黄河三角洲洪水灾情分析系统研究、黄土高原三川河流区域治理与开发信息系统研究等在这方面的应用研究比较突出。
3.4在人们生活中的应用。近年来，GSM移动通信技术取得了飞速发展，使得GIS的应用范围扩展到人们的生活中，集成GIS、GPS、GSM技术已经在车辆安全防范系统和调度系统内得到应用。有效地帮助人们反劫防盗，为医疗救护提供有效引导，举个医疗救护方面的实例，当患者向急救中心寻求救助时，监控中心可以通过GIS电子地图查找患者的具置，同时搜索最近的急救车进行救援，大大提高了救援效率，为患者争取了宝贵的时间，当患者进入救护车后，监控中心利用双向通话功能，对救护车上的施救医生进行指导，通过GIS的最优路径功能，指引救护车用最快速度到达医院。患者、家属、医生之间也可以通过GIS，并有效结合GPS、GSM无线通信和网络，可以建立全方位的沟通体系，帮助患者进行及时、有效的治疗。如果在车辆移动目标、重点保护单位、家居等安装GPS、GSM无线通信设备，那么无论我们在哪里在干什么事情，都可以通过由GIS、GPS、互联网等无线通信技术组成的综合服务系统中获得帮助和商务服务，使我们真正处于全方位、立体的数字化生活中。
本文主要介绍了地理信息系统在不同领域的应用现状，地理信息系统的发展速度非常快，应用范围越来越广泛，并且随着第三产业的发展，地理信息系统的发展空间将进一步扩展，不仅为人们提供功能更加丰富的服务平台，并且极大地促进我国的经济发展。
参考文献：
[1]张金区.轻量级网络地理信息系统研究与应用[D].北京：中国科学院博士后研究报告，2012.
[2]陈述彭.地球信息科学[M].北京：高等教育出版社，2007.
[3]黄杏元.地理信息系统概论[M].北京：高等教育出版社，2001.
地理信息的定义范文3
一、地理信息系统概述
地理信息系统是一种重要的空间信息系统，是指在计算机系统的支持下，对地球表层以及大气层的地理分布数据进行收集、存储、管理、计算、分析和描述的信息管理系统。地理信息系统的对象是多种地理实体、地理现象和空间关系数据，包括空间定位、图形和遥感数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的地理实体、现象及过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。
地理信息系统英文简称为GIS，是进行空间数据处理的有力工具，在实际生活中具有广阔的应用范围，并能带来巨大的经济效益，因此受到普遍关注和重视，目前，GIS正处速发展期，在现实生活中的影响也在不断增加。但是，传统的GIS因其技术发展的不成熟，也面临诸多问题和难题需要解决，比如技术更新后历史数据的保管和使用问题，为此，我们为有效解决这些问题，认为当前改进GIS，进行数据模型研究具有紧迫性，也是具有重大价值的课题。
二、GIS数据模型历史发展
GIS数据模型的构建意义已经不言而喻，能够有效地实现地理信息传递和具化，指导日常生活选择和科研工作，使地理信息系统功能发挥最大效能。传统上采用的是CAD数据模型，也就是计算机辅助设计模型，和Coverage 数据模型，也被称为地理相关模型，同时随着技术的进步，地理数据库数据模型，也称为Geo Data base模型。下文就这三种数据模型进行分析。
1.CAD数据模型
CAD数据模型采用二进制贮存数据方式进行地理信息的管理，点、线、面相结合，较为全面描述地理信息。但是，其不足在于缺乏对地理信息的属性分析和描述，只以图形和符号作为属性表达主要方式，在此情形下地理数据的拓扑关系自然难以建立。
2.Coverage 数据模型
美国ESRI公司（中文名为环境系统研究协会公司）于1981年推出Arc Info地理信息系统软件，实现了对第一代地理数据模型的改革，并发展为现在常用的Coverage 数据模型。此模型主要有两方面性能：一是，联系空间数据和属性数据，此由第一代数据系统基础上发展而来，将以二进制贮存的空间数据和以数据表贮存的属性数据相连接，这样保证了地理信息系统的完整；二是，矢量要素间拓扑关系得以保存，这样有利于信息的拓展，而不仅仅是单独的点线面结合方式，结点之处就是信息拓展的途径和范围。这也决定了Coverage 数据模型的最大优势用户可自行制定特征表，并可进行字段更改和与外部数据建立联系。
Coverage 数据模型自有其优势，但是也存在诸多不足和缺陷。其最大局限性就是信息或者说是数据聚集在点线面中不具有独特特征，也即是，从每条线传递的信息行为相同，无法准确识辨其特征。还有一个缺陷就是该模型运用复杂，因为技术的限制尚难发挥更大功能，这也就需要开发人员攻克难关。
3.Geo Data base模型
该模型也称为地理数据库数据模型，这是Arc Info 8新推出的面向对象模型，这种智能化数据模型将空间对象属性和行为相结合，运用现代技术和标准对数据对象进行组件定义。用户可以自己拓展数据模型，信息属性也在Geo Data base中定义。这也简化了操作人员的操作，不再需要不断书写代码来进行属性定义。而当进行代码操作时是可以实现更为复杂的行为。
该数据模型的优点在于：首先，贮存数据信息统一，所有的地理信息数据都可以进行贮存和实现统一管理。其次，数据精确化编录，通过智能化检验，可以避免信息编录的错误。第三，实现用户直观操作，该系统面向用户，用户可以根据兴趣选择数据。第四，要素间丰富的相邻关系。其五，数据形象得以形象化描述，并能实现连续性。第六，实现多用户的共同编辑。
无疑，新的数据系统是高智能和多功能的，比传统数据模型更能满足用户和处理人员需要。就当前我们无法预知这种数据模型是否就不存在缺陷，但是，科技总是进步的，人类的认识也是无止境的。这种基于认识论的断言，使我们明白，即使是再完善的系统，都有其改革处或者说创新处。
三、Geo Data base模型的完善处
虽然Geo Data base模型已经臻于完善，但是我们认为尚有其忽视的地方应该引起注意，比如，对于地理信息系统的时效性特征研究仍然不足，因此，应该在Geo Data base模型地基础上建立时态 GIS，即时态信息系统，实现时空的联合，主要应该实现以下方面功能：
首先，时空立方模型的构建，实现二维向三维的转变。比如任意给定一个时间值就能从截面中获得相关信息数据。反之，根据给定的数据，可以很快对应数据产生时间。当然这种模型的缺点是随着时间的发展，数据量增大，会造成处理的复杂性，但是，我们可以随时进行数据更新，并掌握地理信息变化规律，在此基础上可以避免这一问题。
其次，时空复合模型的创新。其原理是划分时空单元，这样时空数据发生变化时就能在整个单元区间产生新的对象。空间和时空属性实现“分离―聚合-分离”的循环，不断更新。这样同时也解决了单纯建立时空立方模型的缺陷。
当然还有许多学者对时空模型提出更多的修正建议，本文认为都值得参考。比如逻辑设计、索引变更处理，以及如何实现数据查询的快捷化等，都是具有重要意义的。我们始终认为，科学无极限，那么GIS数据模型的构建也必然还有很大发展空间。
四、结语
增强现实地理信息系统的实现是一项综合工程，目前，穿戴式计算机等移动计算设备、显示设备以及交互设备都还在快速发展中，增强现实系统由于其能够提供移动、多维和实时的地理信息信息服务，同时又不影响用户在现场对真实场景的感知的优势，增强现实的移动、多维和实时特性和GIS技术形成了天然联系，具有十分广阔的应用前景。
参考文献：
[1]Zlatanova D S．Augmented Reality Technology[R]．GIS Report No．17。Delft．2002
[2]Azuma R T．A Survey of Augmented Reality[J]．Tele-operators and Virtual Environments，1997，4
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关键词：工程测量；GIS；应用；探讨
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
工程测量,是指工程项目各阶段所进行的测量工作,包括测量数据、方法和技术在内的总和。随着社会科技的进步,现代工程测量已突破了传统静态的测定,逐步向着动态化,数字化、自动化、智能化方向发展,在与光学、机械学、自动化科学和计算机技术的相互交叉渗透中,产生出了一系列数据采集、处理、监控的测绘新技术,为工程测量提供了新的方法和手段,其中包括全球定位系统(GPS),遥感技术(RS),地理信息系统(GIS)及数字化成图技术。目前,工程测量的服务范围相当广泛,其应用领域除交通、城规、农林、水电、资源外,还广泛应用于环境评估、国土管理、通讯、公共管理、统计和金融商业等领域。从上个世纪后期到现在，随着数字化测绘技术的提高，GIS技术的不断成熟、现代工程测量必将朝着测量数字工程化的方向发展。随着社会科技的发展。人们对信息的需求，越来越精细化，同时对地理信息的需求也越来越要求信息更加具体和细化，因此第三维的高程信息显得越来越重要。信息社会的到来使得人们对信息的广泛性、精确性、实时性以及综合性上的要求都越来越高，地理信息系统在这种背景下产生和发展起来的。
1 GIS技术的概念
GIS技术主要有三种定义：①基于工具箱的定义，认为GIs是一个从现实世界采集、存贮、转换、显示空间数据的工具集合；②数据库定义，认为GIs是一个数据库系统，在数据库里的大多数数据能被索引和操作，以回答各种各样的问题；③基于组织机构的定义，认为GIs是一个功能集合，能够存贮、检索、操作和显示地理数据，是一个集数据库、专家和持续经济支持的机构团体和组织结构，提供解决环境问题的各种决策支持。基于工具箱的定义强调对地理数据的各种操作，基于数据库的定义强调用来处理空间数据的数据组织的差异，而基于组织的定义强调机构和人在处理空间信息上的作用，而不是他们需要的工具的作用。
2 GIS技术的发展
GIS（Geographical Information System）地理信息系统，是一门以地理信息为核心，以计算机技术作支持，集空间科学、环境科学、遥感科学、地理学、地图学、信息学管理学于一体建立起来的综合技术与学科。自上个世纪60年代兴起以来，得到广泛关注和迅猛发展，目前已成为许多学科领域获取、存储、查询、分析、管理地理空间信息重要工具。GIS的核心是基于实测数据的数据库，除具有优良的数据库管理功能外，还具有超强的数字化制图系统，以及通过空间查询和空间分析后的辅助决策功能。2006年2月我国GIS系统——国家基础地理信息系统1：50000数据库通过验收，这是我国目前比例尺最大精度最高的GIS系统，目前该数据库已在国土规划、农林水电、交通国防等部门使用，产生了良好的经济效益和社会效益。
3 三维GIS技术的特点
在三维GIS技术中，可通过X、Y、Z三个坐标轴来定义空间目标，且与二维GIS的平面目标有完全不同的区别。三维GIS技术在客观世界的表达更能体现出真实感受，以立体造型技术将地理空间现象呈现在客户面前，既能表现空间对象的平面关系，也能描述并表达垂直关系。另外，对空间对象的三维空间分析与操作也是三维GIS技术的特有技能，与CAD等计算机可视化软件相比，它具备独特的管理对象能力与空间分析能力。三维空间数据库作为三维GIS技术的核心，三维空间分析更具独特能力。与功能的增加相对应的是，三维GIS技术的专业理论研究也比二维GIS技术更复杂。在三维GIs中，空间目标通过x、Y、z三个坐标轴来定义，它与二维GIS中定义在二维平面上的目标具有完全不同的性质。在目前二维GIs中已存在的0，1，2维空间要素必须进行三维扩展，在几何表示中增加三维信息，同时增加三维要素来表示体目标。空间目标通过三维坐标定义使得空间关系也不同于二维GIS，其复杂程度更高。二维GIs对于平面空间的有限互斥完整划分是基于面的划分，三维GIS对于三维空间的有限互斥完整划分则是基于体的划分，因而，通过分析基于（单一）体划分的三维矢量结构GIs几何成分之间的拓扑关系，李青元提出五组简化的拓扑关系。三维GIS的可视表现也比二维GIS复杂得多，以致于出现了专门的三维可视化理论、算法和系统。
4 GIS在工程测量中的应用
4.1 数据获得
地理数据的测量最基本内容就是屏幕显示地理数据，也就是用户选择视觉变量（色彩、尺寸、纹理）的前提下，实现全要素显示、分区显示、分图层显示等。但是这种表示不同属性地理数据大多以色彩、尺寸及纹理的不同来区分，不能达到形象的效果。因此，数据符号是三维GIS测量的重要方面，利用工具软件实现强大的地理数据符号化功能，并加以图例说明，这样就可将地理数据活灵活现地搬上屏幕，实现地理数据的可视化。另外，将屏幕地图上标好注记，就能获得简单的电子地图，电子地图是三维GIS技术进行工程测量的产品之一。
4.2 科学计算
将各种各样经过处理的模型进行分级分类数据，并将统计数据以专题图的方式表现出来。例如以不同的色彩或者纹理来显示分类图；以同一个色相中的不同饱和度表现分级图；以直方图、圆饼图等体现统计的数据等。科学的计算可视化数据可充分表达人们对信息的深入理解。
4.3 查询
主要通过对地理信息语言的查询，能够实现对数据库中内容或相关图标等进行直观化、形象化的操作查询，也就是说查询结果中既包括数据，也包括与之相关的文字、表格及图形。
4.4 可视化
三维仿真地图主要通过仿真技术，以三维立体形式直观表现空间现象信息，让用户体验到真实环境的感觉。因此，三维GIS技术是地理信息可视化的主要潜力产品形式之一。另外，通过多媒体技术和可视化相结合，能有效改善传统的地理信息仅通过文本、表格、图形等方式表达并传输空间信息的单一方法，而是以文本、图像、图形、动画、声音及视频一体化的多媒体空间表现内容，极大丰富了地理信息的可视化形式。
4.5 描述空间分析结果
三维GIS技术的空间分析包括网络分析、地形分析、缓冲区分析及叠加分析。通过可视化技术的应用，可以将地理现象的空间分析结果更形象、更直观地表达出来。例如以通视分析方法对地形进行测量，可通过间断或者连续的线段来表示地表中的通视或者不通视。即使时间或者空间发生了改变，例如在不同时间、不同图幅中任一要素的缓冲区等，都可以通过三维GIS技术方式描述。
4.6 采集地图动画
前面提高的可视化方法是对测量数据的静态表示，地图动画则是一种动态表达形式。地图动画是在传统的二维空间或者三维空间事物的前提下，加上时间维，让有关时间的地图内容等随着动画的改变而改变。地图动画能有效弥补静态地图表现方法的不足，让观察者更自然、更直观地理解时空数据，常用的地图动画表现方式主要有：开窗的放大与缩小、拉缩镜头、闪烁强调、漫游平移及有关运动动画等
5 结束语
测绘技术在工程测量中的应用正全面地推广和普及开来，而工程本身对工程测量的要求也愈来愈严格，我们应该把握好现代工程测量的发展趋势，接受并运用新技术、新方法来迎接工程测量的新挑战。GIS测绘技术的提高，GIS技术的不断成熟、必然促使现代工程测量朝着测量数字工程化的方向发展。大力开展数字化测绘技术的应用与研究将是测绘单位提升自身竞争实力和创造经济效益的首要任务。
参考文献：
地理信息的定义范文5
关键词：网格；资源共享；环境教育；地理信息服务
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）01-0094-05
1 概述
教育资源共享是促进教育均衡发展的重要途径，要求利用信息技术发展的新成果，为教师和学生提供更便捷、高效、准确的教育资源[1]。国家教育部通过各级精品课程的建设，初步形成了教育资源共享体系，并期望通过精品课程资源共享项目的执行，构建国家级和省级的教育资源共享平台，这表明政府管理者已经充分认识到了教育资源共享的重要性，并着力提炼优质教育资源，提高教育资源的利用率。环境教育是提升公民环境素质的必要途径，在当前环境问题严重的背景下，环境教育显得尤为重要[2]。由于环境教育需要的教学素材复杂多样，采用传统的教学方法很难让受教育对象产生共鸣。为了提高环境教育质量，国外采取了学校教育和户外实践教学相结合的模式，国内主要采用建立环境教育基地的形式开展环境教育[3，4]。无论采用国外的经验，还是通过环境教育基地的带动，都不能实现全民的环境教育。网络是传播知识的新平台，通过网络资源共享，能够解决环境教育过程中缺乏素材的问题，缩小城市和乡村环境教育发展差距，从而实现全民的环境教育提升。
网络上存在的环境教育资源多种多样，其中以文档资源、图片资源和视频资源为数较多，资源的多源异构特征是导致资源难以快速、准确的检索和下载的主要原因，因此需要应用新型网络共享技术，构建资源整合平台，形成环境教育资源虚拟管理和服务系统。网格是整合和管理网络上多源、异构资源的新技术，是互联网上信息交流和资源共享的新途径，也是当前信息技术研究的热点[5，6]。地理信息服务网格是网格技术支持下的地理信息服务新模式[7-10]，是由异地多源的地理信息资源、存储设备和相关软件组成的虚拟整体，能够为用户提供更快速、更准确、更全面、更可靠的地理信息[11]。由于环境教育资源主要反映区域环境问题，与地理位置有着密不可分的联系，研究以地理信息为框架，基于地理信息服务网格的环境教育资源共享模式具有重要的技术价值和现实意义。
2 地理信息服务网格框架下的环境教育资源存储体系
环境教育资源具有地域性，与地理信息密切相关，因此以地理信息为框架，组织和管理环境教育资源是可行的。当前地理信息服务数据多采用直接附属存储方式，存在存取效率低、扩展性差的缺陷[12]。考虑到环境教育资源既包含地理数据，也包含包括文档、视频、动画等多媒体数据，存储时既要考虑地理数据的有效集成，也要考虑多媒体数据的集成。
2.1 环境教育资源数据集成方案
主要采用元数据和数据中间件方式实现环境教育资源数据集成。对于多媒体数据和空间数据中的属性数据，采用元数据的方式实现集成。对于空间数据中的几何数据，由于包含了多种文件类型，如shape、Mif、coverage等格式，主要采用中间件处理方式，在设计中间件时重点考虑了属性数据完整性，采用非拓扑结构进行数据集成。
2.2 基于OGSA-DAI的数据访问
由于环境教育数据存储存在多源、异构等特点，具有较大的复杂性，需要构建新型的访问机制，因此，该文基于面向服务的思想，利用开放网格下的数据访问与集成技术（OGSA-DAI），以网格服务的形式提供环境教育资源访问接口。
基于OGSA-DAI的数据访问需首先配置网格数据服务，网格数据服务配置的XML结构为：
jdbc：oraclehin：@localhost：1014：LIKEDB
其中，relationmetadata标签描述相关数字资源的元数据，用以向用户反馈数据语义、格式和元数据；dataResource标签描述数据源信息，如磁盘驱动器、服务器端口号、数据库名称等。
最后，编辑/server-config.wsdd文件，在服务组注册器中加入网格服务工厂。
2.3 环境教育资源数据索引策略
为了使索引算法满足环境教育数据异构特点，实现几何数据的有效索引，该文采用一种自适应双层网格索引方法，该方法通过建立两级网格索引，对地理数据的图幅进行缩影，能够保证在几何要素分级显示时快速定位，加快了资源检索效率。索引过程分为3步：首先，判断几何数据图幅是否规则，不规则采用网格树索引，规则的采用网格索引；然后，对索引进行编码；最后，实现网格索引。
2.4 环境教育资源数据缓存策略
数据缓存技术包括服务器缓存和客户端缓存，主要应用于单源数据。在网格环境下可以使用分布式缓存技术，根据客户端是否存在数据，如果存在，则直接不从数据库下载，如果部分存在，则只下载缺失部分。在地理数据的缓存淘汰时，选择了临时缓存和常用缓存相结合的策略，临时缓存采用先进先出策略，常用缓存来源于临时缓存，临时缓存升级为常用缓存的条件是临时缓存的使用频率，当常用缓存装满时，计算缓存数据使用频数，将频数最小的数据移入临时缓存。
3 环境教育资源网格服务的构建
Web Service技术为网格环境下的信息服务提供了有效途径，OGSA（Open Grid Service Architecture）提供了构建网格服务的框架模型，它采用Web服务框架，支持许多开发工具和扩展服务，并且通过注册和发现支持服务的动态组合。OGSA定义了两种实现方式：OGSI（Open Grid Service Infrastructure，开放网格基础设施）和WSRF（Web Service Resource Framework，服务器资源框架），相比OGSI，WSRF保证了接口和操作对数据的通用性，对资源和服务进行较好的区分，因此，该文基于WSRF构建环境教育资源网格服务。
3.1 技术路线
基于WSRF构建环境教育资源网格服务的技术路线见图1，由3部分组成：
1） 封装地理信息、多媒体编辑组件，将地理信息和多媒体数据的编辑功能、数据库引擎等封装成为COM+组件，并进行注册。
2） 将封装了的COM+组件包装成为标准的Web Service，以便于服务的。
3） 使用工具对Web Service服务进行转换。
3.2 网络要素服务的实现
网络要素服务是为客户端提供数据服务，用户通过它获取网格中的数据资源。为了解决网格环境下异构数据的互操作问题，首先需定义数据互操作接口，并使用XML技术对接口和数据进行封装，因此，网络要素服务构建主要任务是接口和参数的XML实现，对于地理数据数据采用GML实现。由于GML格式地理数据数据量大，且不易建立索引，数据存储时不采用GML格式，在Web环境下需要将地理数据库中的数据进行GML转换。为了与开放地理空间信息联盟（OGC）定义的数据类型相一致，在服务组件中构建地理数据类，用以实现服务器中的地理数据的GML解析，同时也实现了GML格式数据向服务器内部格式的转换。
3.3 网络地图服务的实现
地图是浏览、检索、展示环境教育资源的框架和媒介，网络服务构建时应重点考虑网络地图服务的实现技术。网络地图服务规范是OGC有关网络服务的重要内容，其目的是通过定义网络地图互操作规范，将来自于本地或网络的地理数据转换以图像形式可视化。
网络地图服务定义了三个操作：GetCapabilities、GetMap和GetFeatureInfo。其中，GetCapabilities操作用于获取服务元数据，GetMap用于获取地图图像，可以是PNG、GIF、JPG或SVG等格式，GetFeatureInfo用于获取要素特征信息。
GetCapabilities的定义包括Service和Capability两个部分，Service部分确定在某一个具体服务器中调用服务的类型，定义为：
WMS
HYNUEdu.MapService
环境教育地图资源共享
1000
500
Capability指定服务器功能，包括能够支持哪些操作，操作的输出以及操作的URL前缀，包含了Request元素、Exception元素、Layer元素。
4 资源服务性能测试与分析
4.1 测试环境
数据存储服务器6台，其中3台用于存储地图资源，3台用于存储其他格式教育资源，元数据服务器1台，负载平衡服务器1台，交换机1台，服务器CPU为Intel Core2 Duo 2160，2G内存，千兆网卡，服务器操作系统采用Linux；客户端为4台安装Windows XP操作系统的PC。
4.2 测试数据
使用了地图数据和其他教学资源数据，测试数据类型见表1。
[数据类型＼&文件数/个＼&数据量/G＼&MODIS影像数据（空间分辨率1km）＼&1＼&2＼&MODIS影像数据（空间分辨率500m）＼&2＼&8＼&MODIS影像数据（空间分辨率250m）＼&16＼&16＼&TM影像（空间分辨率30m）＼&100＼&60＼&IKNOS影像（空间分辨率4m）＼&20＼&10＼&地形数据（DEM，分辨率1000m）＼&1＼&0.1＼&地形数据（DEM，分辨率25m）＼&200＼&1.0＼&全球政区图＼&1＼&0.02＼&1：100万地名数据＼&40＼&0.03＼&1：25万地名＼&800＼&0.08＼&视频文件（480P）＼&80＼&16G＼&Flash文件＼&100＼&0.2＼&PPT文件＼&500＼&12＼&JPG图片＼&10000＼&1.2＼&总计＼&11861＼&126.63＼&]
4.3服务性能测试
4.3.1 响应速度测试
依托于带宽为10m的校园网络环境，进行了4台终端的并发测试，每个终端同时生成16个线程向服务机群请求数据，记录每次相应时间，结果见表2。
表2 服务响应效率
[操作次数＼&响应时间/ms＼&总耗时/ms＼&1＼&1330＼&2240＼&2＼&1220＼&1800＼&3＼&1280＼&1900＼&4＼&1560＼&2870＼&5＼&160＼&1236＼&6＼&120＼&1178＼&7＼&10＼&112＼&8＼&10＼&125＼&]
机群对请求响应较快，最慢的响应为1.33s，可以预计在当前服务器配置环境下，机群能够支持64个以上用户的并发访问。第7、8次操作的响应时间为10，这是由于机群和客户端缓存作用，说明缓存技术能够大幅地提高服务器响应效率。其中第4次响应时间最长，总耗时接近3s，其原因为第4次操作涉及到对异构地图资源的查询操作，需要耗费较多的服务器机时，也说明，系统服务性能主要取决于地图服务的性能。
4.3.2 地图服务响应测试
地图服务返回的图像格式为PNG格式，图像大小400×300像素。测试结果见表3。
表3 地图服务响应时间（ms）
[操作＼&终端1＼&终端2＼&终端3＼&终端4＼&1＼&2812＼&1，039＼&1，964＼&2，025＼&2＼&1，504＼&2，151＼&1，711＼&2，101＼&3＼&1，587＼&1，901＼&1，757＼&1，126＼&4＼&1，621＼&1，381＼&1，185＼&1，913＼&5＼&1，230＼&1，850＼&1，435＼&1，253＼&6＼&1，747＼&1，674＼&1，404＼&1，357＼&]
地图服务响应较快，皆低于3s的用户最大忍受时间，平均响应时间为1.672s，这说明本文提出的地图服务构建方案技术可行，能够解决网格环境下跨平台异构地理数据的互操作和Web Service服务无状态的问题。系统启动时需要根据用户的请求链接数据库，导致了系统对首次服务响应的时间较长，但也没有超过3s，是可以接受的。
5 结论
在国家大力推进教育公平的背景下，应用新型信息技术实现教育信息资源的有效共享具有紧迫性和重要的现实意义。网格技术的出现和发展为教育信息资源的共享提供了可靠的应用环境，将网格技术应用于环境教育资源共享本身也是对网格技术应用的深化。该文对环境教育资源网格系统的构建技术进行了初步尝试，并对网格系统设计方案进行了测试和分析，结果表明，构建资源网格服务系统具有较快速响应速度，响应时间皆低于3s，且利用缓存技术能够有效提升系统服务性能。
系统更快速响应，用户才能获得更好的服务体验。因此，要构建支持更快速响应的网格平台，除了在提升硬件设备性能外，还需要在网格服务调度、地图服务模式和P2P技术的应用等方面，进行深入研究。
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地理信息的定义范文6
论文摘要：地理信息系统，它能把各种信息用地理和相关的视图结合起来，利用计算机图形与数据库技术来采集，分析数据，从而为土地利用，城市规划以及政府部门管理提供新知识为工程设计和规划，管理决策服务。作为基础测绘测量，需要不断地学习，不断地更新技术，学好用好地理信息系统，为社会提供更好的数字产品。
地理信息系统技术在中国的出现和发展已经经过了近20年的历程，国内外著名的地理信息系统软件在中国的各个行业均得到了广泛应用，在所有利用地理信息系统技术建设的应用系统中，地理信息系统的一个最基本职能就是管理数字地形图，让用户能够轻松地利用它快速地检索所需要地区的地形数据，并按照用户需要的格式进行输出。我们目前接触过的地理信息系统有多种，但对其数据管理方式有所了解的并不多。
1、地理信息系统的数据管理方式
1 .1地理信息系统定义
地理信息系统是近十几年来发展起来的一门综合应用系统，它能把各种信息同地理位置和有关的视图结合起来，并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、CAD技术、遥感、GPS技术、Internte、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体，利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、管理、处理、检索、分析和输出地理图形及其属性数据，从而为土地利用、资源评价与管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务。此多种应用系统应用到地质测绘业，就可以产生事半功倍的效果，能大大提高工作效率和质量管理水平，同时也是地质测绘服务业的重大创新和革命。
1.2空间数据的描述方式和特征
测量工作的土要成果是与地理位置相关的信息，这种信息称为空间信息或空间信息的描述信息。如果这些空间信息是以一系列X. Y. Z点串表现的点、线或多边形，这种形式为矢量形式;还有一种以像素阵列方式表现的点、线或多边形，如图片、图像等，这种方式称为栅格形式。现在测量的成果多为矢量形式，矢量形式是空间数据的主要表达方式之一，矢量数据库的管理方法与空间数据的特征密切相关。空间数据主要具有以下几个基本特征:
(1)每个空间对象都具有空间坐标，即空间对象隐含了空间分布特征;
(2)非结构化特征使它不满足关系数据模型的范式要求，因而空间图形数据难以直接采用关系数据库管理系统;
(3)空间关系特征要求记录拓扑信息以表达多种空间关系，因而增加了问题的复杂性;
(4)分类编码特征，明确每一个、每组空间对象;
(5)海量数据特征等都对矢量数据的管理方法大大增加了难度。
1.3地理信息系统的数据管理方式
基于空间数据具有自身的上述特殊特征，国内外对空间数据的管理进行了大量研究和开发，长期以来，地理信息系统空间数据的管理方法主要有以下4种类型。
(1)文件与关系数据库混合管理系统
由于空间数据具有其自身的上述特殊特征，这种关系数据库管理系统难以满足要求，囚而大部分CIS软件采用混合管理的模式。即用文件系统管理几何图形数据，用商用关系数据库管理系统管理属性数据，它们之间的联系通过目标标识或者内部连接码进行连接。
(2)全关系型空间数据库管理系统
全关系型空间数据库管理系统是指图形和属性数据都用现有的关系数据库管理系统管理。关系数据库管理系统的软件不作任何扩展，由CIS软件在此基础上进行开发，使之不仅能管理结构化的属性数据，也能管理非结构化的图形数据。
(3)对象——关系数据库管理系统
由于直接采用通用的关系数据库管理系统的效率不高，而非结构化空间数据对GIS来说又十分重要，所以人们在关系数据库管理系统中进行扩展，通过定义操纵各种空间对象的API函数，使之能直接存储和管理非结构化的空间数据。
(4)面向对象空间数据库管理系统
目前，面向对象数据模型是最适应于空间数据的表达和管理，因为它不仅支持变长记录，而且支持对象嵌套、信息的继承与聚集。面向对象的空间数据库管理系统允许用户定义对象的数据结构以及它的操作。因而可以将空间对象根据GIS的需求，定义出合适的数据结构和一组操作。
2、空间数据的无线管理
现在的测量均是将测区按某种比例尺划分成若干图幅进行，在测区表现和浏览方面不直观。地理信息系统可以管理多种测量数据之后，通过地理信息系统的空间数据的无缝管理，也就是将测量的成果成片的管理起来，形成一个完整的提供作体系，在地质测绘的工作中，使我们可以直观的了解整个测区，以达到最为理想的工作效果。
实现无缝空间数据库有两个不同的阶段:
一是在逻辑概念上的“无缝”组织阶段。所谓逻辑要领上的“无缝”组织，只是从用户的视角来看待空间数据库，它基于Morton码的瓦片式大型地理空间数据库设计思想，并建立了一个“无缝”GIS数据库。然而，它们仍然只是一种逻辑概念上的“无缝”组织，能够完成地理数据的几何接边和逻辑接边，但物理上仍然按照图幅的概念进行存储管理，对同一地物实体在多个几何标识和同一地物标识间进行后台关联处理，对用户来说是不可见的，因而说是逻辑上的“无缝”组织。
优点:在用户视点上，系统便于操作，在一定程度上解决了传统地理空间数据库的组织弱点。
缺点:因为其物理底层依然是分幅方式管理地图，其分割地理实体的机制依旧，通过多个几何标识进行后台关联处理使系统的灵活性降低;查询检索依然不便(通过关联涉及多图幅或多专题):地理实体的完整性与一致性维护;数据分步管理等对“关联机制”的“压力”;插入或修改数据库会使“关联机制”不得不作相应的变动。所以逻辑上的“无缝”在本质上依然没有解决问题。
二是在逻辑上和物理概念上真正的地理空间数据库无缝组织阶段。物理概念上真正的地理数据无缝组织是从底层、从设计者的视角解决了传统GIS的分幅管理的问题使客观对象在地理数据库中以唯一的几何和物理标识被记录，这样从本质上(物理结构)使客观世界中的完整地物对象得以在计算机中被存贮。这样，不但从用户视角看，其在逻辑上是无缝的，同时从设计者视角看，其物理地层结构也是无缝的。
优点:从内到外统一了逻辑与物理的“无缝”概念，从本质上解决了GIS数据组织上的弱点问题。
缺点:数据的入库要求过于严格，在现实情况下有一定的难度;对己有GIS数据库的改造工作量较大。
