地理空間數據一體化是什麼意思

A. 遙感與地理信息系統一體化的詳細信息

本專題介紹以下幾個內容：
l遙感與GIS
l遙感與GIS一體化集成技術
lENVI/IDL與ArcGIS一體化集成方案
lENVI/IDL與ArcGIS一體化集成操作演示
lENVI/IDL與ArcGIS集成開發案例
1 遙感與GIS
遙感是空間數據採集和分類的有效工具，GIS是管理和分析空間數據的有效工具（彭望琭等，2002）。兩者是空間信息的主要組成部分，有著必然的聯系。遙感具有動態、多時相採集空間信息的能力，遙感影像已經成為GIS的主要信息源。作為GIS的核心組成部分，遙感影像是提供及時信息的理想方式。在遭遇災害的情況下，遙感影像是唯一我們能夠立刻獲取的地理信息；在地圖缺乏的地區，遙感影像甚至是我們能夠獲取的唯一信息；
下載(47.43 KB)
5 天前 22:20
圖1 遙感與GIS
在空間信息的許多行業，離開遙感影像，GIS就是不完整的。另一方面，遙感獲取豐富的、海量的空間數據有賴於GIS的有效管理與共享，同時利用GIS強大的空間分析功能提取更深層次的專題信息，全面提升影像的利用價值。
下載(46.73 KB)
5 天前 22:20
圖2 遙感與GIS一體化集成意義
2 遙感與GIS一體化集成技術
遙感影像類似於GIS中的柵格數據，遙感和GIS很容易在數據層次上實現集成（鄔倫等，2001）。GIS軟體沒有提供完善的圖像處理功能，遙感軟體中也缺少空間分析及數據管理工具。遙感和GIS一體化集成，可以有以下三個層次及途徑實現。
(一)數據一體化管理與共享
l數據互操作
遙感影像和圖像分析功能可以作為核心組成部分與GIS實現一體化，首先解決的問題就是遙感與GIS平台之間的數據互操作問題。數據互操作實現有兩個途徑：
一是將遙感數據或者GIS數據都以標准格式保存，兩個平台都支持；
二是遙感和GIS平台直接支持對方數據格式。很明顯後者比前者更加方便。
l柵矢數據集中和分布式管理
在遙感中，數據主要儲存格式為柵格，GIS中主要由矢量數據格式組成。柵格和矢量一體化管理，需要這樣一種數據模型，同時儲存柵格和矢量數據，支持分布式管理。
l基於服務的企業級共享
影像天然地具有企業級應用的潛力，因為它可以實現多個用戶在同一幅圖上同時進行操作。而這對於大型企業級應用更加有利，其中最主要的一項優勢就是節省成本。我們可以分享同一影像資源，從而顯著地減少成本。而影像由於自身的特點，具有很高的存儲要求，尤其是那些高空間解析度、多光譜影像。傳統以紙質影像圖或者電子文件分發的形式也能實現數據共享，但是共享效率比較低。如今基於Web services的共享方式提供了一種合理的解決方式，它集中利用了計算機資源，可以為若干個客戶端提供影像共享服務。
(二)平台一體化分析
在遙感軟體中進行的圖像處理工作流，與GIS軟體下的GIS工作流實現無縫鏈接和交換。如在遙感軟體中處理的數據通過菜單功能直接傳送到GIS軟體中，無需中間的保存、打開等步驟；GIS軟體中分析的數據，直接導入遙感軟體中，並且保持同步顯示；遙感軟體中集成GIS軟體的部分組件功能。
雖然在兩個不同的軟體平台下工作，操作感和處理效率類似在一個平台下作業。
(三)系統一體化集成開發
大多數遙感和GIS軟體平台都提供了二次開發功能。如在進行GIS系統開發時，將專業的影像數據處理和分析工具集成到GIS系統環境中，在同一系統中既能完成遙感數據的專業處理與分析，又能完成GIS空間分析和發布共享等工作，形成一個遙感與GIS一體化集成系統。
要實現一體化集成開發系統，前提是遙感和GIS軟體平台提供的二次開發介面，都能通過程序開發語言調用，並整合在一起。
3 ENVI/IDL與ArcGIS一體化集成方案
遙感與GIS不僅從數據上，還會從整個軟體構架體繫上真正實現融合，從而可以達到優勢互補，進一步提升GIS軟體的可操作性，提升空間和影像分析的工作效率，並有效節約系統成本。為了適應這種新的用戶需求和未來的技術發展趨勢，更好地為用戶提供服務，全球最大的GIS技術提供商ESRI公司與全球遙感領域的領導者美國ITT Visual Information Solutions(簡稱ITT VIS)公司，建立了全球戰略合作夥伴關系，共同開發和建設遙感與GIS一體化平台。
ENVI是由遙感領域的科學家採用IDL（互動式數據處理開發語言）開發的一套功能強大的、完整的遙感圖像處理軟體。ArcGIS是由ESRI公司開發的、全球使用最廣的GIS軟體。ENVI/IDL與ArcGIS一體化集成解決方案，在真正意義上實現了遙感與GIS一體化集成。
(一)數據一體化管理與企業級共享
lENVI/IDL與ArcGIS數據互操作
從2007年6月開始，ESRI公司和ITT VIS公司宣布兩者的商務和技術合作計劃。兩個平台互相支持對方的格式，同時兩者都支持一些通用文件格式，如GeoTiff、JPEG2000等（圖3）。
圖3 ENVI/IDL與ArcGIS數據互操作
l柵矢數據集中和分布式管理
Geodatabase是按照一定的模型和規則組合起來的存儲空間數據和屬性數據的容器，已經成為ArcGIS的核心數據模型，它實現了多源空間數據的集中和分布式管理。它是一種天然的遙感與GIS數據一體化儲存模型。根據不同的應用需求，它分為三個級別：File Based Geodatabase、Personal Geodatabase、Enterprise（SDE）Geodatabase。其中Enterprise（SDE）Geodatabase支持分布式管理與儲存。
圖4 天然的遙感與GIS數據一體化儲存模型
ENVI完全支持ArcGIS Geodatabase各個級別的讀寫，在ENVI、ENVI Zoom、ENVI EX中，都可以通過菜單Remote Connection Manager打開相應的面板，也可以通過Save to ArcGIS Geodatabase菜單將數據保存到Geodatabase。
圖5 打開Geodatabase以及服務的數據
圖6數據保存到Geodatabase
l基於服務的企業級共享
ENVI可以當作一個客戶端，打開OGC標準的服務（WCS/WMS），這些服務可以是ArcGIS Server發布的。
其中WCS服務發布的影像數據保留了原始的數據的像元值和波段信息，因此通過WCS服務獲得的影像可以做進一步的分析，跟分析本地影像效果是一樣。
圖7 遠程數據接收與本地處理、成果共享
(二)ENVI/IDL與ArcGIS平台一體化分析
最新版的ENVI4.7推出專門為GISer使用的ENVI EX模塊，這個模塊整合了部分ArcGIS®和ENVI功能，將影像處理和分析與GIS工作流無縫鏈接到一起，在ENVI EX中能完成三個方面的工作：
1)無縫鏈接GIS工作流
ENVI EX將影像處理和分析與GIS工作流無縫鏈接到一起，在ENVI EX中能實現：
輕松交換數據和圖層文件：ArcGIS中的數據或圖層文件（*.lyr）可以通過滑鼠拖拽方式放到ENVI EX上進行顯示。
查看和處理ArcGIS圖層：ENVI EX支持ArcGIS的圖層符號化顯示，即可以完全按照ArcGIS風格和樣式顯示圖層數據。
同步查看圖像處理結果：在ENVI EX下執行圖像處理過程中，動態修改參數，在ENVI EX和ArcGIS可以看到相同的變化結果。
2)向導式專業影像處理工具
ENVI EX提供GIS用戶最需要的圖像處理和分析功能，並以流程化、向導操作方式提供。並具有透視窗口隨時預覽處理結果。
3)成果共享
ENVI EX提供多種成果共享方式，將影像處理與分析結果無縫集成到GIS工作流中。
l存儲為通用格式或PowerPoint文件
l直接保存Geodatabase或輸出Shapefile
l在ENVI EX中直接調用ArcGIS制圖組件進行出圖
l通過菜單直接將成果導入ArcMap進行制圖，無需中間保存與打開過程。
同樣ENVI Zoom視窗具有ENVI EX類似的功能。
圖8 平台一體化分析方式
(三)ENVI/IDL與ArcGIS集成開發
ENVI是一個非常開放的平台，提供一個健全的函數庫（圖9），幾何涵蓋ENVI平台大部分圖像處理功能。
圖9 ENVI部分函數庫列表
同時IDL具有很好的擴展性，能很方便地與其他開發環境（VB、VC、.NET、Java等）進行集成開發。IDL可以通過以下方式與其他語言集成開發：
1)Callable技術
IDL作為動態鏈接庫被外部程序調用的技術。使用Callable 技術，外部程序可以像IDL命令行一樣使用IDL命令或調用執行IDL的程序。
簡單實現方法（在vc6.0）：
1.將ITTIDL71externalinclude目錄下的idl_export.h頭文件，添加到VC工程中
2.工程→設置→連接 中的對象/庫模塊 中 添加idl.lib
3.添加Library files 安裝路徑ITTIDL71BINBIN.X86
4.系統變數path中添加IDL的安裝路徑ITTIDL71BINBIN.X86
5.進行初始化IDL_Win32Init(0,handle,NULL,0)
6.執行IDL命令行IDL_ExecuteStr(「restore,『satstretch.sav』」)
7 .IDL_Cleanup(true)
2)對象輸出助手
將IDL編寫的功能模塊輸出為Java類和COM組件（.DLL或者.OCX）。
3)IDLDrawWidget （VS2005中）
首先在建立一windows應用程序。在工具箱上右鍵→選擇項→COM組建選中IDLDrawWidget Control 3.0 拖動 控制項到窗體上 axIDLDrawWidget1.IdlPath設定IDL庫文件目錄 n = axIDLDrawWidget1.InitIDL((int)this.Handle) axIDLDrawWidget1.ExecuteStr(「」);執行IDL命令 4)COM_IDL_CONNECT
同IDLDrawWidget類似。
同時，ArcGIS提供ArcObjects軟體組件庫，它提供了模塊化、可伸縮、跨平台的通用API。
ENVI/IDL與ArcGIS集成開發可以通過以下三個途徑實現：
圖10 三種集成開發模式
1)ENVI / IDL與ArcGIS桌面定製
通過ArcGIS桌面SDK及開發語言（如Python、VBA、VB、VC、.net等），將ENVI/IDL圖像處理與分析功能集成到ArcMAP中：
圖11將 ENVI/IDL功能嵌入ArcMAP Toolbar中
圖12 ENVI/IDL功能嵌入ArcToolBox中
圖13 ENVI/IDL功能嵌入ModelBuilding（GP工具）
2)ENVI / IDL與ArcGIS Engine
ArcGIS Engine是組件式開發工具包，可以靈活、方便地定製地圖及GIS解決方案。ENVI / IDL與ArcEngine的一體化集成開發具有以下三個特點：
1.通過ArcGIS Engine解決了數據瀏覽、柵格矢量疊加、矢量編輯、渲染、專題制圖以及空間分析等問題；
2.將ENVI/IDL作為影像處理引擎，解決專業的影像處理過程；
3.基於成熟平台的二次開發，快速實現了系統無縫集成開發，而且大大減少了程序的開發量、開發周期，減少了系統開發的風險，開發者可以將大部分精力放在系統業務流程上。
圖14 ENVI/IDL與ArcEngine一體化集成開發
3)ENVI / IDL與ArcGIS Server
將ENVI/IDL圖像處理與分析功能集成在伺服器端，以ArcGIS Server作為地圖伺服器，將處理結果傳遞到客戶端，較好地實現了B/S模式下對影像實時計算處理的需求。
ENVI/IDL與ArcGIS一體化集成打破了傳統單一的遙感圖像處理流程，形成影像數據處理與分析、管理、空間分析、發布共享的空間信息工程化與流程一體化（圖15）。

圖15空間信息工程化與流程一體化的最佳組合
4 ENVI/IDL與ArcGIS一體化集成操作演示
(一)企業級共享
下面以一個比較簡單的例子演示這個過程。
1)將ENVI中處理好的數據用ArcGIS Server發布成wcs服務。
圖16 發布wcs服務
2)獲取WCS服務的URL地址。
圖17 獲得WCS服務URL
3)打開ENVI或者ENVI Zoom或者 ENVI EX，這里打開ENVI EX。在ENVI EX中，選擇File->Remote Connection Manager（圖18），在Remote Connection Manager中New一個連接，連接的屬性面板中（Connection Properies）中，Type中選擇OGC Web Coverage Servics（WCS）項，將WCS服務的URL輸入URL項中，後加一個英文半形「？」，其他信息自動從URL中獲取，單擊OK。
圖18新建一個WCS連接
4)可以看到獲取的WCS服務中的影像數據（圖19）。單擊Open按鈕，將獲取的數據在ENVI EX中打開。
圖19 獲取的WCS服務中的影像信息
5)在ENVI EX中打開的WCS服務中的影像數據（圖20），可以對這個影像數據進行分析，如這里對其進行Classification，這是一個流程化的操作，一路Next下去（也可以修改一些參數），其中可以打開Proview功能對結果隨時預覽。
圖20 對WCS服務中的影像數據進行分析
6)到輸出結果步驟時，可以選擇GDB或者Shapefile，這里選擇保存到GDB中（如圖21）。
圖21 保存結果到Geodatabase中
這樣我們就完成了一個比較典型的影像共享過程：影像服務發布(數據中心)->使用影像服務(數據使用單位)->瀏覽與分析影像->分析結果儲存與再次共享。
(二)平台一體化分析
下面以利用影像來更新矢量數據的例子演示ENVI/IDL與ArcGIS平台一體化分析過程。
1)將「舊」矢量數據和「新」的影像數據載入到ArcMAP中（圖22）。
圖22 載入矢量和影像數據的ArcMAP
2)根據「舊」矢量數據和影像目視解譯結合方法選擇部分矢量要素作為樣本。生成新的一個矢量圖層。
圖23 選取的樣本
3)打開ENVI EX（ENVI Zoom也可以），滑鼠左鍵在ArcMAP中單擊樣本矢量層拖拽到ENVI EX中，可以看到ENVI EX中已經將樣本圖層打開並保持ArcMAP一樣的專題符號。同樣的方法將影像拖拽到ENVI EX中（圖24）。
圖24ENVI EX中打開矢量樣本和影像數據
4)在ENVI EX中，滑鼠左鍵按住影像圖層拖拽到Toolbox中的Classification流程化工具中。啟動Classification流程化工具。單擊Next按鈕，選擇監督分類（Use Training data），將前面的矢量樣本導入（圖25）。
圖25 選擇矢量樣本
5)同樣可以用Preview預覽分類結果。一路Next，在Save Results同樣可以選擇保存文件還是GDB。這里選擇保存為shapefile文件。
6)在ENVI中載入獲得的結果，選擇File->Print，集成了ArcMAP制圖輸出組件，支持ArcMAP制圖模板。
圖26 列印輸出結果
7)或者在ENVI EX的Layer Manager中分類矢量結果圖層上單擊右鍵，在快捷菜單中選擇Send to ArcMap命令，可以直接將結果傳送到ArcMap平台中。
8)選擇ENVI EX中的Geo Link To ArcMap命令，可以將ENVI與ArcMap進行地理鏈接，使兩個平台瀏覽的范圍保持一致。
這個例子完成了一個GIS工作流與遙感工作流無縫鏈接的過程。
5 ENVI/IDL與ArcGIS集成開發案例
(一)城市遙感動態監測管理系統——北京建設數字科技股份有限公司
以地理信息基礎平台為基礎，3S技術一體化為核心，結合專業遙感處理軟體ENVI，實現對城市范內區域、街道、重點對象的影像特徵的采樣和分析，快速獲取其空間特徵。並利用ArcGIS Engine的疊加分析、緩沖區分析等功能，實現對多時相城市航空影像數據之間、遙感影像數據與規劃編制、規劃審批成果之間的比對分析，及時了解城市的土地利用變化情況，掌握城市建設中與規劃不符的情況。並通過核查上報、統計分析等手段，為城市規劃監察、城市管理服務。
圖27 系統主界面
圖28 遙感影像信息分類提取
(二)環北京土地利用動態監測與評價平台——2009ESRI開發大賽ENVI/IDL組一等獎作品，首都師范大學
系統的基本功能包括各種柵格數據的載入、顯示（單波段顯示和多波段合成）、數據管理、數據格式轉換、波段統計、ROI選取工具、圖像的增強等功能。
在業務功能方面，系統主要分成類三個模塊，其中包括監測指標和計算模塊、土地利用信息提取模塊和土地資源監測評價模塊。監測指標和計算模塊的功能主要包括NDVI（歸一化植被指數）、MSAVI（土壤調整植被指數）、FC（植被覆蓋度）、Slope(DEM的坡度計算)和PCA變換（主成分變換）；土地利用信息提取模塊包括基本的圖像信息提取方法，如監督分類、非監督分類、目視解翻，並提供的基本的分類後處理的功能；土地資源監測評價模塊主要包括：土壤侵蝕監測評價、土地退化監測評價、土地沙化監測評價和土地鹽鹼化監測評價。其中前兩種評價主要是用IDL編寫的決策樹演算法，後兩個評價介於ArcGIS Desktop的model builder創建模型，在ArcGIS Engine的Geoprocessing中進行調用。
圖29 系統主界面
圖30 土壤侵蝕監測評價子模塊
圖31 支持向量機監督分類
(三)遙感震害快速評估技術系統——中國地震局地殼應力研究所
遙感震害快速評估技術系統是在地震遙感震害快速增強、震害分類提取與震害評估技術研究的基礎上，針對國家抗震救災指揮和地震現場評估的需要，研製的適應近地表遙感信息獲取系統獲取的多景圖像的技術系統。用戶可以利用該系統在圖像接收後2-6小時內提供初步的宏觀災情提取結果與損失評估結果，6-18小時內提供准確的宏觀災情分布結果和損失評估結果。
遙感震害快速評估技術系統的主要功能包括遙感（RS）和地理信息系統（GIS）的無縫結合，近地表數據處理，遙感影像快速校正，遙感影像快速增強，用面向對象等實用的分類技術進行震害識別，震害損失評估，與資料庫結合，成果圖像的快速顯示和制圖，專用的評估流程和集體評估的集成。
圖32綜合評估平台
圖33 影像自動配置子功能
(四)農作物調優栽培決策支持系統——國家農業信息化工程技術研究中心
農作物調優栽培決策支持系統是依託農業部公益性行業科研專項「主要農作物調優栽培信息化技術」項目，基於最新的ENVI/IDL技術、WebGIS、GPS、企業空間資料庫、通信技術、作物模擬技術等信息技術和農學知識的高度集成，建立的用於主要農作物調優栽培的信息化決策支持系統。
系統主要面向農業管理部門、農業生產部門（如農場）、作物協會（如穀物協會）及大型涉農企業的專業技術及生產管理人員，對主要農作物的產前優良品種種植區劃——產中調優栽培及產量、品質預報——產後指導按質收購等作物生產全過程進行信息化管理，最大限度地為農作物生產的信息化管理與糧食政策的制定提供決策支持。
系統通過採用ENVI/IDL編程技術實現對遙感影像的實時計算和處理，生成初步的作物分類結果以及影像光譜指數，結合野外採集的GPS定位數據、農學樣點信息，綜合分析各種常用的農學模型，通過WebGIS技術實現實時直觀的專題圖、統計圖表、細節點擊查詢等多種展現方式，實現對作物長勢監測、作物產量估算、作物品質預測、病蟲害監測、乾旱監測、凍害監測、肥水診斷等作物生產全過程的信息化管理。
系統採用Oracle10g +ArcSDE作為空間資料庫，後台採用ENVI/IDL、ArcGIS Engine、ArcIMS實現遙感影像處理與發布，前端頁面展現完全基於Ajax技術構建，綜合採用了OpenLayers、JQuery、Google Maps API等腳本庫。
圖34 自定義植被指數計算界面
圖35 作物長勢分級專題圖
6總結
隨著空間信息市場的快速發展，遙感數據與GIS的結合日益緊密。遙感與GIS的一體化集成逐漸成為一種趨勢和發展潮流。ENVI/IDL與ArcGIS為遙感和GIS的一體化集成提供了一個最佳的解決方案。

B. 　遙感技術、地理信息系統和全球定位系統的一體化

地理信息系統需要應用遙感資料更新數據；遙感影像的識別需要在地理信息系統的支持下改善其精度並在數學模型中得到應用。但是目前由於受衛星解析度和識別技術的限制，遙感圖像計算機識別的精度還不能滿足更新較大比例尺專題圖的需要；遙感圖像與常用的地理信息系統的不同的數據結構也妨礙了數據間的傳輸。在未來的發展中，新一代衛星影像的解析度將有大幅度提高，計算機識別精度也將有明顯改善。同時，從遙感圖像具有的柵格數據結構向地理信息系統常用的矢量數據結構的轉換也已取得明顯進展。因此，遙感技術與地理信息系統的一體化已經為期不遠。

遙感技術（RS）、地理信息系統（GIS）和全球定位系統（GPS）一體化技術又稱3S技術。美國用於全球定位系統的24顆衛星已於1993年6月最終全部發射成功。3S技術將最終建成新型的地面三維信息和地理編碼影像的實時或准實時獲取與處理系統，形成快速、高精度的處理流程，對遙感技術的發展具有深遠的意義。

C. 空間數據綜合是什麼意思，包括哪些

空間資料庫指的是地理信息系統在計算機物理存儲介質上存儲的與應用相關的地理空間數據的總和，一般是以一系列特定結構的文件的形式組織在存儲介質之上的。空間資料庫的研究始於20 世紀 70年代的地圖制圖與遙感圖像處理領域，其目的是為了有效地利用衛星遙感資源迅速繪制出各種經濟專題地圖。由於傳統的關系資料庫在空間數據的表示、存儲、管理、檢索上存在許多缺陷，從而形成了空間資料庫這一資料庫研究領域。而傳統資料庫系統只針對簡單對象，無法有效的支持復雜對象（如圖形、圖像）。

D. 什麼是地理空間數據，它有哪些表現形式

地理空間數據，英文名稱：Geospatial data，定義：面向主題的、集成的、動態更新的、持久的空間數據集合。所屬學科：地理學（一級學科）；地理信息系統（二級學科）空間數據：是數據的一種特殊類型。它是指凡是帶有空間坐標的數據。地理空間數據：是空間數據的一種特殊類型。它是指帶有地理坐標的數據，包括資源、環境、經濟和社會等領域的一切帶有地理坐標的數據，是地理實體的空間特徵和屬性特徵的數字描述。
科技名詞定義中文名稱：地理實體的空間特徵表現為地理實體的幾何（定位）特徵（地理實體的位置、形狀、大小及其分布特徵）和實體間的空間關系。地理實體的屬性（定性）特徵表現為實體的數量特徵、質量特徵和時間特徵。定位是指一個坐標系裡空間實體都具有唯一的空間位置。定性是指有關空間實體的自然屬性，它伴隨著空間實體地理位置。時間特徵是指空間實體隨時間的變化而變化。

E. 地理空間數據集成

早期GIS系統幾乎是完全獨立的系統，擁有自己特定的軟體組件、文件格式和自己專門採集的空間數據，不同GIS系統之間很少進行交互和集成。隨著網路和資料庫技術發展及GIS應用領域的擴大，發展了許多空間數據集成理論和方法。

根據側重點的不同，地球空間數據集成的概念有如下幾類:①GIS功能觀點，認為數據集成是地理信息系統的基本功能;②簡單組織轉化觀點，認為數據集成是數據層的簡單再組織;③過程觀點，認為地球空間數據集成是在一致的拓撲空間框架中地表描述的建立或使同一個地理信息系統中的不同數據集彼此之間兼容的過程;④關聯觀點，認為數據集成是屬性數據和空間數據的關聯。這些觀點，從不同角度揭示出地球空間數據集成的多樣性和綜合性(李軍，2000)。

按照數據集成的類型及實際應用中數據集成需求，地球空間數據集成分為4大類:①區域集成，指根據一定區域范圍集成各種類型的數據(Eugene，1992);②專題集成，以要素作為數據集成主要指標的集成;③時間集成，以時間為集成主體，內容包括多時間尺度數據集成、時間序列數據集成等;④數據綜合集成，即綜合度差異數據之間的集成，從數據與其表達的地學過程空間尺度的關系分析即是多空間尺度數據集成。

這四類集成中每一類都包含具體的集成類型，其中數據的綜合集成是最為復雜的一類，常規意義的制圖綜合和數據細化都包含在該類數據集成中。

按照數據集成模式可以把GIS數據集成分為3種模式:①數據轉換模式，是經專門的數據轉換程序進行不同數據格式的集成;②數據互操作模式，是根據OGC頒布的規范，所有數據源的軟體(數據伺服器)需要提供統一的數據訪問介面以便數據客戶進行訪問，並處理數據客戶的請求從而完成數據服務;③直接數據訪問模式，指在GIS系統中實現對其他數據格式的直接訪問、存取和分析，利用空間引擎的方法實現多源數據的無縫集成(宋關福等2000;閭國年等，2003)。

這三種集成模式各有利弊，其中，①模式是傳統的一種模式，但由於不同數據格式描述空間對象時採用的數據模型不同，因而轉換後不能完全准確表達源數據信息，此外由於這種數據格式轉換的涉及輸出和輸入兩個過程，相對比較復雜;②模式，由於實現各種數據格式宿主軟體的數據訪問介面，一定時期內還不現實，且對於數據客戶來講，同時需要擁有兩種格式的GIS軟體，並同時運行才能完成數據的互操作，給數據的集成帶來了局限性，因此目前還有很大的局限性。而③模式雖然提供了更為經濟實用的多源數據集成模式，是實現空間數據共享的理想方式，但由於構建成本比較大，且需要具備多源空間數據無縫集成技術和一種內置於GIS軟體中的特殊數據訪問體制，目前是相對比較困難且技術要求較高的集成模式。

綜上所述可知，關於地理空間數據集成，目前主要集中於物理實現和邏輯模型層次上的集成方法，是從數據本身入手來研究數據集成，屬一種微觀的數據集成。因此，數據集成必須同時集成數據的語義，才能滿足用戶應用的需要。

2.2.1.1 介面規范與標准

自從20世紀70年代開始，許多國家加強了地理信息標准化工作，迄今，已取得了長足進步。國際上地理信息產業的標准和規范發展十分迅速，各國對地理信息產業的標准和規范空前重視，在地理信息標准化的研究和標準的制定方面合作十分密切，國際標准化組織地理信息技術委員會(ISO/TC211)和以開放地理空間信息聯盟(OGC)為代表的國際論壇性地理信息標准化組織，以及CEN/TC287等區域性地理信息標准化組織，在其成員的積極參與下建立了完整的地理信息標准化體系，研究和制定出了一系列的國際通用或合作組織通用的標准或規范。國際地理信息標准化工作大體可分為兩部分:一是以已經發布實施的信息技術(IT)標准為基礎，直接引用或者經過修編採用;二是研製地理空間數據標准，包括數據定義、數據描述、數據處理等方面的標准。

我國於1997年成立了全國地理信息標准化技術委員會(CSBTS/TC230)，負責我國地理信息國家標準的立項建議、組織協調、研究制定、審查上報等。

2.2.1.2 分布式空間查詢處理技術

國際上的研究主要集中在分布式空間索引技術和分布式查詢處理策略等方向上。英聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的Abel和新加坡國立大學的Ooi等人(1995)基於分布式資料庫理論中的半連接思想，首先研究了分布式空間資料庫的空間連接查詢處理問題，提出了空間半連接運算元，並基於空間對象的一維索引結構，提出了一種空間半連接查詢處理演算法。新加坡國立大學的Tan等人(2000)將上述演算法擴展到多維索引結構，並分析了演算法在不同數據分布和網路帶寬情況下的性能。實驗結果表明，採用空間半連接操作可以極大地降低網路數據傳輸量，這對於網路帶寬有限的分布式環境來說，如網路將很好地改善查詢的整體響應時間。但是，空間半連接操作也帶來了額外的CPU和I/O開銷，在高速網路環境下，且傳輸數據量較小時，採用基於空間半連接操作的查詢處理策略反而可能引起性能的下降。此外，還有學者研究了在並行計算體系結構下的分布式空間查詢處理問題，Patel等(2000)提出在並行計算體系結構下的兩種空間連接查詢處理策略。

2.2.1.3 組織管理與集成體系結構

對於組織管理與集成體系結構即空間數據組織管理與集成技術研究，分為三個階段:①傳統的空間數據組織管理與集成階段。②面向服務的空間數據的組織管理與集成階段。③網格環境下空間數據的組織管理與集成階段。海洋時空數據屬於地理空間數據的范疇，但是由於海洋現象的復雜性、多樣性以及海洋時空數據自身的特點，決定了海洋時空數據與其他空間數據的組織管理與集成有著很大的區別。

F. 地理空間數據的基本特徵 GIS中的名詞解釋

數據是一個GIS應用系統的最基礎的組成部分.空間數據是GIS的操作對象,是現實世界經過模型抽象的實質性內容確良.圖3展示了GIS對現實世界的信息表達與分層.
一個GIS應用系統必須建立在准確合理的地理數據基礎上.數據來源包括室內數字化和野外採集,以及從其他數據的轉換.數據包括空間數據和屬性數據,空間數據的表達可以採用柵格和矢量兩種形式.空間數據表現了地理空間實體的位置、大小、形狀、方向以及幾何拓撲關系.屬性數據表現了空間實體的空間屬性以外的其他屬性特徵,屬性數據主要是對空間數據的說明.如一個城市點,它的屬性數據有人口,GDP,綠化率等等描述指標.
數據的有效組織與管理,是GIS系統應用成功與否的關鍵.主要提供空間與非空間數據的存儲、查詢檢索、修改和更新的能力.矢量數據結構、光柵數據結構、矢柵一體化數據結構是存儲 GIS的主要數據結構.數據結構的選擇在相當程度上決定了系統所能執行的功能.
數據結構確定後,在空間數據的存儲與管理中,關鍵是確定應用系統空間與屬性資料庫的結構以及空間與屬性數據的連接.目前廣泛使用的GIS軟體大多數採用空間分區、專題分層的數據組織方法,用GIS管理空間數據,用關系資料庫管理屬性數據.

G. 遙感與地理信息系統一體化的介紹

遙感影像已經成為GIS的主要信息源，並作為GIS的核心組成部分，GIS是管理和分析空間數據的有效手段，幫助提升影像的利用價值。遙感與GIS的一體化集成逐漸成為一種趨勢和發展潮流。在上個世紀很多人提出了遙感與GIS集成的概念，但是只停留在影像柵格格式與矢量數據格式相互支持的層面上。

H. 什麼是地理空間數據什麼是地理空間信息

利用並分析影像和地理空間信息，對地球上的自然地物以及與地理位置相關的活動進行描述、評估和直觀展示的一種工作。地理空間情報由影像、影像情報和地理空間信息組成。
面向主題的、集成的、動態更新的、持久的空間數據集合叫地理空間信息

I. 地理空間數據的基本特徵

正好我也正做這個考研題目
空間數據是指用來表示空間實體的位置、形狀、大小及其分布特徵諸多方面信息的數據，它可以用來描述來自現實世界的目標，它具有定位、定性、時間和空間關系等特性。定位是指在已知的坐標系裡空間目標都具有唯一的空間位置；定性是指有關空間目標的自然屬性，它伴隨著目標的地理位置
；時間是指空間目標是隨時間的變化而變化；空間關系通常一般用拓撲關系表示。空間數據是一種用點、線、面以及實體等基本空間數據結構來表示人們賴以生存的自然世界的數據。
空間數據具有三個基本特徵：空間特徵（定位）、屬性特徵（非定位）、時間特徵（時間尺度）。
空間數據是數字地球的基礎信息，數字地球功能的絕大部分將以空間數據為基礎。現在空間數據已廣泛應用於社會各行業、各部門，如城市規劃、交通、銀行、航空航天等。隨著科學和社會的發展，人們已經越來越認識到空間數據對於社會經濟的發展、人們生活水平提高的重要性，這也加快了人們獲取和應用空間數據的步伐。
空間數據是數據的一種特殊類型。它是指凡是帶有空間坐標的數據，如建築設計圖、機械設計圖和各種地圖表示成計算機能夠接受的數字形式。

J. 地理空間數據可抽象為哪三類各有什麼特徵知道的告訴下。謝謝

空間數據是GIS的操作對象，是現實世界經過模型抽象的實質性內容確良。圖3展示了GIS對現實世界的信息表達與分層。
一個GIS應用系統必須建立在准確合理的地理數據基礎上。數據來源包括室內數字化和野外採集，以及從其他數據的轉換。數據包括空間數據和屬性數據，空間數據的表達可以採用柵格和矢量兩種形式。空間數據表現了地理空間實體的位置、大小、形狀、方向以及幾何拓撲關系。 屬性數據表現了空間實體的空間屬性以外的其他屬性特徵，屬性數據主要是對空間數據的說明。如一個城市點,它的屬性數據有人口，GDP，綠化率等等描述指標。
數據的有效組織與管理，是GIS系統應用成功與否的關鍵。主要提供空間與非空間數據的存儲、查詢檢索、修改和更新的能力。矢量數據結構、光柵數據結構、矢柵一體化數據結構是存儲 GIS的主要數據結構。數據結構的選擇在相當程度上決定了系統所能執行的功能。
數據結構確定後，在空間數據的存儲與管理中，關鍵是確定應用系統空間與屬性資料庫的結構以及空間與屬性數據的連接。目前廣泛使用的GIS軟體大多數採用空間分區、專題分層的數據組織方法，用GIS管理空間數據，用關系資料庫管理屬性數據。