地理空间数据一体化是什么意思

A. 遥感与地理信息系统一体化的详细信息

本专题介绍以下几个内容：
l遥感与GIS
l遥感与GIS一体化集成技术
lENVI/IDL与ArcGIS一体化集成方案
lENVI/IDL与ArcGIS一体化集成操作演示
lENVI/IDL与ArcGIS集成开发案例
1 遥感与GIS
遥感是空间数据采集和分类的有效工具，GIS是管理和分析空间数据的有效工具（彭望琭等，2002）。两者是空间信息的主要组成部分，有着必然的联系。遥感具有动态、多时相采集空间信息的能力，遥感影像已经成为GIS的主要信息源。作为GIS的核心组成部分，遥感影像是提供及时信息的理想方式。在遭遇灾害的情况下，遥感影像是唯一我们能够立刻获取的地理信息；在地图缺乏的地区，遥感影像甚至是我们能够获取的唯一信息；
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图1 遥感与GIS
在空间信息的许多行业，离开遥感影像，GIS就是不完整的。另一方面，遥感获取丰富的、海量的空间数据有赖于GIS的有效管理与共享，同时利用GIS强大的空间分析功能提取更深层次的专题信息，全面提升影像的利用价值。
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图2 遥感与GIS一体化集成意义
2 遥感与GIS一体化集成技术
遥感影像类似于GIS中的栅格数据，遥感和GIS很容易在数据层次上实现集成（邬伦等，2001）。GIS软件没有提供完善的图像处理功能，遥感软件中也缺少空间分析及数据管理工具。遥感和GIS一体化集成，可以有以下三个层次及途径实现。
(一)数据一体化管理与共享
l数据互操作
遥感影像和图像分析功能可以作为核心组成部分与GIS实现一体化，首先解决的问题就是遥感与GIS平台之间的数据互操作问题。数据互操作实现有两个途径：
一是将遥感数据或者GIS数据都以标准格式保存，两个平台都支持；
二是遥感和GIS平台直接支持对方数据格式。很明显后者比前者更加方便。
l栅矢数据集中和分布式管理
在遥感中，数据主要储存格式为栅格，GIS中主要由矢量数据格式组成。栅格和矢量一体化管理，需要这样一种数据模型，同时储存栅格和矢量数据，支持分布式管理。
l基于服务的企业级共享
影像天然地具有企业级应用的潜力，因为它可以实现多个用户在同一幅图上同时进行操作。而这对于大型企业级应用更加有利，其中最主要的一项优势就是节省成本。我们可以分享同一影像资源，从而显着地减少成本。而影像由于自身的特点，具有很高的存储要求，尤其是那些高空间分辨率、多光谱影像。传统以纸质影像图或者电子文件分发的形式也能实现数据共享，但是共享效率比较低。如今基于Web services的共享方式提供了一种合理的解决方式，它集中利用了计算机资源，可以为若干个客户端提供影像共享服务。
(二)平台一体化分析
在遥感软件中进行的图像处理工作流，与GIS软件下的GIS工作流实现无缝链接和交换。如在遥感软件中处理的数据通过菜单功能直接传送到GIS软件中，无需中间的保存、打开等步骤；GIS软件中分析的数据，直接导入遥感软件中，并且保持同步显示；遥感软件中集成GIS软件的部分组件功能。
虽然在两个不同的软件平台下工作，操作感和处理效率类似在一个平台下作业。
(三)系统一体化集成开发
大多数遥感和GIS软件平台都提供了二次开发功能。如在进行GIS系统开发时，将专业的影像数据处理和分析工具集成到GIS系统环境中，在同一系统中既能完成遥感数据的专业处理与分析，又能完成GIS空间分析和发布共享等工作，形成一个遥感与GIS一体化集成系统。
要实现一体化集成开发系统，前提是遥感和GIS软件平台提供的二次开发接口，都能通过程序开发语言调用，并整合在一起。
3 ENVI/IDL与ArcGIS一体化集成方案
遥感与GIS不仅从数据上，还会从整个软件构架体系上真正实现融合，从而可以达到优势互补，进一步提升GIS软件的可操作性，提升空间和影像分析的工作效率，并有效节约系统成本。为了适应这种新的用户需求和未来的技术发展趋势，更好地为用户提供服务，全球最大的GIS技术提供商ESRI公司与全球遥感领域的领导者美国ITT Visual Information Solutions(简称ITT VIS)公司，建立了全球战略合作伙伴关系，共同开发和建设遥感与GIS一体化平台。
ENVI是由遥感领域的科学家采用IDL（交互式数据处理开发语言）开发的一套功能强大的、完整的遥感图像处理软件。ArcGIS是由ESRI公司开发的、全球使用最广的GIS软件。ENVI/IDL与ArcGIS一体化集成解决方案，在真正意义上实现了遥感与GIS一体化集成。
(一)数据一体化管理与企业级共享
lENVI/IDL与ArcGIS数据互操作
从2007年6月开始，ESRI公司和ITT VIS公司宣布两者的商务和技术合作计划。两个平台互相支持对方的格式，同时两者都支持一些通用文件格式，如GeoTiff、JPEG2000等（图3）。
图3 ENVI/IDL与ArcGIS数据互操作
l栅矢数据集中和分布式管理
Geodatabase是按照一定的模型和规则组合起来的存储空间数据和属性数据的容器，已经成为ArcGIS的核心数据模型，它实现了多源空间数据的集中和分布式管理。它是一种天然的遥感与GIS数据一体化储存模型。根据不同的应用需求，它分为三个级别：File Based Geodatabase、Personal Geodatabase、Enterprise（SDE）Geodatabase。其中Enterprise（SDE）Geodatabase支持分布式管理与储存。
图4 天然的遥感与GIS数据一体化储存模型
ENVI完全支持ArcGIS Geodatabase各个级别的读写，在ENVI、ENVI Zoom、ENVI EX中，都可以通过菜单Remote Connection Manager打开相应的面板，也可以通过Save to ArcGIS Geodatabase菜单将数据保存到Geodatabase。
图5 打开Geodatabase以及服务的数据
图6数据保存到Geodatabase
l基于服务的企业级共享
ENVI可以当作一个客户端，打开OGC标准的服务（WCS/WMS），这些服务可以是ArcGIS Server发布的。
其中WCS服务发布的影像数据保留了原始的数据的像元值和波段信息，因此通过WCS服务获得的影像可以做进一步的分析，跟分析本地影像效果是一样。
图7 远程数据接收与本地处理、成果共享
(二)ENVI/IDL与ArcGIS平台一体化分析
最新版的ENVI4.7推出专门为GISer使用的ENVI EX模块，这个模块整合了部分ArcGIS®和ENVI功能，将影像处理和分析与GIS工作流无缝链接到一起，在ENVI EX中能完成三个方面的工作：
1)无缝链接GIS工作流
ENVI EX将影像处理和分析与GIS工作流无缝链接到一起，在ENVI EX中能实现：
轻松交换数据和图层文件：ArcGIS中的数据或图层文件（*.lyr）可以通过鼠标拖拽方式放到ENVI EX上进行显示。
查看和处理ArcGIS图层：ENVI EX支持ArcGIS的图层符号化显示，即可以完全按照ArcGIS风格和样式显示图层数据。
同步查看图像处理结果：在ENVI EX下执行图像处理过程中，动态修改参数，在ENVI EX和ArcGIS可以看到相同的变化结果。
2)向导式专业影像处理工具
ENVI EX提供GIS用户最需要的图像处理和分析功能，并以流程化、向导操作方式提供。并具有透视窗口随时预览处理结果。
3)成果共享
ENVI EX提供多种成果共享方式，将影像处理与分析结果无缝集成到GIS工作流中。
l存储为通用格式或PowerPoint文件
l直接保存Geodatabase或输出Shapefile
l在ENVI EX中直接调用ArcGIS制图组件进行出图
l通过菜单直接将成果导入ArcMap进行制图，无需中间保存与打开过程。
同样ENVI Zoom视窗具有ENVI EX类似的功能。
图8 平台一体化分析方式
(三)ENVI/IDL与ArcGIS集成开发
ENVI是一个非常开放的平台，提供一个健全的函数库（图9），几何涵盖ENVI平台大部分图像处理功能。
图9 ENVI部分函数库列表
同时IDL具有很好的扩展性，能很方便地与其他开发环境（VB、VC、.NET、Java等）进行集成开发。IDL可以通过以下方式与其他语言集成开发：
1)Callable技术
IDL作为动态链接库被外部程序调用的技术。使用Callable 技术，外部程序可以像IDL命令行一样使用IDL命令或调用执行IDL的程序。
简单实现方法（在vc6.0）：
1.将ITTIDL71externalinclude目录下的idl_export.h头文件，添加到VC工程中
2.工程→设置→连接 中的对象/库模块 中 添加idl.lib
3.添加Library files 安装路径ITTIDL71BINBIN.X86
4.系统变量path中添加IDL的安装路径ITTIDL71BINBIN.X86
5.进行初始化IDL_Win32Init(0,handle,NULL,0)
6.执行IDL命令行IDL_ExecuteStr(“restore,‘satstretch.sav’”)
7 .IDL_Cleanup(true)
2)对象输出助手
将IDL编写的功能模块输出为Java类和COM组件（.DLL或者.OCX）。
3)IDLDrawWidget （VS2005中）
首先在建立一windows应用程序。在工具箱上右键→选择项→COM组建选中IDLDrawWidget Control 3.0 拖动 控件到窗体上 axIDLDrawWidget1.IdlPath设定IDL库文件目录 n = axIDLDrawWidget1.InitIDL((int)this.Handle) axIDLDrawWidget1.ExecuteStr(“”);执行IDL命令 4)COM_IDL_CONNECT
同IDLDrawWidget类似。
同时，ArcGIS提供ArcObjects软件组件库，它提供了模块化、可伸缩、跨平台的通用API。
ENVI/IDL与ArcGIS集成开发可以通过以下三个途径实现：
图10 三种集成开发模式
1)ENVI / IDL与ArcGIS桌面定制
通过ArcGIS桌面SDK及开发语言（如Python、VBA、VB、VC、.net等），将ENVI/IDL图像处理与分析功能集成到ArcMAP中：
图11将 ENVI/IDL功能嵌入ArcMAP Toolbar中
图12 ENVI/IDL功能嵌入ArcToolBox中
图13 ENVI/IDL功能嵌入ModelBuilding（GP工具）
2)ENVI / IDL与ArcGIS Engine
ArcGIS Engine是组件式开发工具包，可以灵活、方便地定制地图及GIS解决方案。ENVI / IDL与ArcEngine的一体化集成开发具有以下三个特点：
1.通过ArcGIS Engine解决了数据浏览、栅格矢量叠加、矢量编辑、渲染、专题制图以及空间分析等问题；
2.将ENVI/IDL作为影像处理引擎，解决专业的影像处理过程；
3.基于成熟平台的二次开发，快速实现了系统无缝集成开发，而且大大减少了程序的开发量、开发周期，减少了系统开发的风险，开发者可以将大部分精力放在系统业务流程上。
图14 ENVI/IDL与ArcEngine一体化集成开发
3)ENVI / IDL与ArcGIS Server
将ENVI/IDL图像处理与分析功能集成在服务器端，以ArcGIS Server作为地图服务器，将处理结果传递到客户端，较好地实现了B/S模式下对影像实时计算处理的需求。
ENVI/IDL与ArcGIS一体化集成打破了传统单一的遥感图像处理流程，形成影像数据处理与分析、管理、空间分析、发布共享的空间信息工程化与流程一体化（图15）。

图15空间信息工程化与流程一体化的最佳组合
4 ENVI/IDL与ArcGIS一体化集成操作演示
(一)企业级共享
下面以一个比较简单的例子演示这个过程。
1)将ENVI中处理好的数据用ArcGIS Server发布成wcs服务。
图16 发布wcs服务
2)获取WCS服务的URL地址。
图17 获得WCS服务URL
3)打开ENVI或者ENVI Zoom或者 ENVI EX，这里打开ENVI EX。在ENVI EX中，选择File->Remote Connection Manager（图18），在Remote Connection Manager中New一个连接，连接的属性面板中（Connection Properies）中，Type中选择OGC Web Coverage Servics（WCS）项，将WCS服务的URL输入URL项中，后加一个英文半角“？”，其他信息自动从URL中获取，单击OK。
图18新建一个WCS连接
4)可以看到获取的WCS服务中的影像数据（图19）。单击Open按钮，将获取的数据在ENVI EX中打开。
图19 获取的WCS服务中的影像信息
5)在ENVI EX中打开的WCS服务中的影像数据（图20），可以对这个影像数据进行分析，如这里对其进行Classification，这是一个流程化的操作，一路Next下去（也可以修改一些参数），其中可以打开Proview功能对结果随时预览。
图20 对WCS服务中的影像数据进行分析
6)到输出结果步骤时，可以选择GDB或者Shapefile，这里选择保存到GDB中（如图21）。
图21 保存结果到Geodatabase中
这样我们就完成了一个比较典型的影像共享过程：影像服务发布(数据中心)->使用影像服务(数据使用单位)->浏览与分析影像->分析结果储存与再次共享。
(二)平台一体化分析
下面以利用影像来更新矢量数据的例子演示ENVI/IDL与ArcGIS平台一体化分析过程。
1)将“旧”矢量数据和“新”的影像数据加载到ArcMAP中（图22）。
图22 加载矢量和影像数据的ArcMAP
2)根据“旧”矢量数据和影像目视解译结合方法选择部分矢量要素作为样本。生成新的一个矢量图层。
图23 选取的样本
3)打开ENVI EX（ENVI Zoom也可以），鼠标左键在ArcMAP中单击样本矢量层拖拽到ENVI EX中，可以看到ENVI EX中已经将样本图层打开并保持ArcMAP一样的专题符号。同样的方法将影像拖拽到ENVI EX中（图24）。
图24ENVI EX中打开矢量样本和影像数据
4)在ENVI EX中，鼠标左键按住影像图层拖拽到Toolbox中的Classification流程化工具中。启动Classification流程化工具。单击Next按钮，选择监督分类（Use Training data），将前面的矢量样本导入（图25）。
图25 选择矢量样本
5)同样可以用Preview预览分类结果。一路Next，在Save Results同样可以选择保存文件还是GDB。这里选择保存为shapefile文件。
6)在ENVI中加载获得的结果，选择File->Print，集成了ArcMAP制图输出组件，支持ArcMAP制图模板。
图26 打印输出结果
7)或者在ENVI EX的Layer Manager中分类矢量结果图层上单击右键，在快捷菜单中选择Send to ArcMap命令，可以直接将结果传送到ArcMap平台中。
8)选择ENVI EX中的Geo Link To ArcMap命令，可以将ENVI与ArcMap进行地理链接，使两个平台浏览的范围保持一致。
这个例子完成了一个GIS工作流与遥感工作流无缝链接的过程。
5 ENVI/IDL与ArcGIS集成开发案例
(一)城市遥感动态监测管理系统——北京建设数字科技股份有限公司
以地理信息基础平台为基础，3S技术一体化为核心，结合专业遥感处理软件ENVI，实现对城市范内区域、街道、重点对象的影像特征的采样和分析，快速获取其空间特征。并利用ArcGIS Engine的叠加分析、缓冲区分析等功能，实现对多时相城市航空影像数据之间、遥感影像数据与规划编制、规划审批成果之间的比对分析，及时了解城市的土地利用变化情况，掌握城市建设中与规划不符的情况。并通过核查上报、统计分析等手段，为城市规划监察、城市管理服务。
图27 系统主界面
图28 遥感影像信息分类提取
(二)环北京土地利用动态监测与评价平台——2009ESRI开发大赛ENVI/IDL组一等奖作品，首都师范大学
系统的基本功能包括各种栅格数据的加载、显示（单波段显示和多波段合成）、数据管理、数据格式转换、波段统计、ROI选取工具、图像的增强等功能。
在业务功能方面，系统主要分成类三个模块，其中包括监测指标和计算模块、土地利用信息提取模块和土地资源监测评价模块。监测指标和计算模块的功能主要包括NDVI（归一化植被指数）、MSAVI（土壤调整植被指数）、FC（植被覆盖度）、Slope(DEM的坡度计算)和PCA变换（主成分变换）；土地利用信息提取模块包括基本的图像信息提取方法，如监督分类、非监督分类、目视解翻，并提供的基本的分类后处理的功能；土地资源监测评价模块主要包括：土壤侵蚀监测评价、土地退化监测评价、土地沙化监测评价和土地盐碱化监测评价。其中前两种评价主要是用IDL编写的决策树算法，后两个评价介于ArcGIS Desktop的model builder创建模型，在ArcGIS Engine的Geoprocessing中进行调用。
图29 系统主界面
图30 土壤侵蚀监测评价子模块
图31 支持向量机监督分类
(三)遥感震害快速评估技术系统——中国地震局地壳应力研究所
遥感震害快速评估技术系统是在地震遥感震害快速增强、震害分类提取与震害评估技术研究的基础上，针对国家抗震救灾指挥和地震现场评估的需要，研制的适应近地表遥感信息获取系统获取的多景图像的技术系统。用户可以利用该系统在图像接收后2-6小时内提供初步的宏观灾情提取结果与损失评估结果，6-18小时内提供准确的宏观灾情分布结果和损失评估结果。
遥感震害快速评估技术系统的主要功能包括遥感（RS）和地理信息系统（GIS）的无缝结合，近地表数据处理，遥感影像快速校正，遥感影像快速增强，用面向对象等实用的分类技术进行震害识别，震害损失评估，与数据库结合，成果图像的快速显示和制图，专用的评估流程和集体评估的集成。
图32综合评估平台
图33 影像自动配置子功能
(四)农作物调优栽培决策支持系统——国家农业信息化工程技术研究中心
农作物调优栽培决策支持系统是依托农业部公益性行业科研专项“主要农作物调优栽培信息化技术”项目，基于最新的ENVI/IDL技术、WebGIS、GPS、企业空间数据库、通信技术、作物模拟技术等信息技术和农学知识的高度集成，建立的用于主要农作物调优栽培的信息化决策支持系统。
系统主要面向农业管理部门、农业生产部门（如农场）、作物协会（如谷物协会）及大型涉农企业的专业技术及生产管理人员，对主要农作物的产前优良品种种植区划——产中调优栽培及产量、品质预报——产后指导按质收购等作物生产全过程进行信息化管理，最大限度地为农作物生产的信息化管理与粮食政策的制定提供决策支持。
系统通过采用ENVI/IDL编程技术实现对遥感影像的实时计算和处理，生成初步的作物分类结果以及影像光谱指数，结合野外采集的GPS定位数据、农学样点信息，综合分析各种常用的农学模型，通过WebGIS技术实现实时直观的专题图、统计图表、细节点击查询等多种展现方式，实现对作物长势监测、作物产量估算、作物品质预测、病虫害监测、干旱监测、冻害监测、肥水诊断等作物生产全过程的信息化管理。
系统采用Oracle10g +ArcSDE作为空间数据库，后台采用ENVI/IDL、ArcGIS Engine、ArcIMS实现遥感影像处理与发布，前端页面展现完全基于Ajax技术构建，综合采用了OpenLayers、JQuery、Google Maps API等脚本库。
图34 自定义植被指数计算界面
图35 作物长势分级专题图
6总结
随着空间信息市场的快速发展，遥感数据与GIS的结合日益紧密。遥感与GIS的一体化集成逐渐成为一种趋势和发展潮流。ENVI/IDL与ArcGIS为遥感和GIS的一体化集成提供了一个最佳的解决方案。

B. 　遥感技术、地理信息系统和全球定位系统的一体化

地理信息系统需要应用遥感资料更新数据；遥感影像的识别需要在地理信息系统的支持下改善其精度并在数学模型中得到应用。但是目前由于受卫星分辨率和识别技术的限制，遥感图像计算机识别的精度还不能满足更新较大比例尺专题图的需要；遥感图像与常用的地理信息系统的不同的数据结构也妨碍了数据间的传输。在未来的发展中，新一代卫星影像的分辨率将有大幅度提高，计算机识别精度也将有明显改善。同时，从遥感图像具有的栅格数据结构向地理信息系统常用的矢量数据结构的转换也已取得明显进展。因此，遥感技术与地理信息系统的一体化已经为期不远。

遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）一体化技术又称3S技术。美国用于全球定位系统的24颗卫星已于1993年6月最终全部发射成功。3S技术将最终建成新型的地面三维信息和地理编码影像的实时或准实时获取与处理系统，形成快速、高精度的处理流程，对遥感技术的发展具有深远的意义。

C. 空间数据综合是什么意思，包括哪些

空间数据库指的是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。空间数据库的研究始于20 世纪 70年代的地图制图与遥感图像处理领域，其目的是为了有效地利用卫星遥感资源迅速绘制出各种经济专题地图。由于传统的关系数据库在空间数据的表示、存储、管理、检索上存在许多缺陷，从而形成了空间数据库这一数据库研究领域。而传统数据库系统只针对简单对象，无法有效的支持复杂对象（如图形、图像）。

D. 什么是地理空间数据，它有哪些表现形式

地理空间数据，英文名称：Geospatial data，定义：面向主题的、集成的、动态更新的、持久的空间数据集合。所属学科：地理学（一级学科）；地理信息系统（二级学科）空间数据：是数据的一种特殊类型。它是指凡是带有空间坐标的数据。地理空间数据：是空间数据的一种特殊类型。它是指带有地理坐标的数据，包括资源、环境、经济和社会等领域的一切带有地理坐标的数据，是地理实体的空间特征和属性特征的数字描述。
科技名词定义中文名称：地理实体的空间特征表现为地理实体的几何（定位）特征（地理实体的位置、形状、大小及其分布特征）和实体间的空间关系。地理实体的属性（定性）特征表现为实体的数量特征、质量特征和时间特征。定位是指一个坐标系里空间实体都具有唯一的空间位置。定性是指有关空间实体的自然属性，它伴随着空间实体地理位置。时间特征是指空间实体随时间的变化而变化。

E. 地理空间数据集成

早期GIS系统几乎是完全独立的系统，拥有自己特定的软件组件、文件格式和自己专门采集的空间数据，不同GIS系统之间很少进行交互和集成。随着网络和数据库技术发展及GIS应用领域的扩大，发展了许多空间数据集成理论和方法。

根据侧重点的不同，地球空间数据集成的概念有如下几类:①GIS功能观点，认为数据集成是地理信息系统的基本功能;②简单组织转化观点，认为数据集成是数据层的简单再组织;③过程观点，认为地球空间数据集成是在一致的拓扑空间框架中地表描述的建立或使同一个地理信息系统中的不同数据集彼此之间兼容的过程;④关联观点，认为数据集成是属性数据和空间数据的关联。这些观点，从不同角度揭示出地球空间数据集成的多样性和综合性(李军，2000)。

按照数据集成的类型及实际应用中数据集成需求，地球空间数据集成分为4大类:①区域集成，指根据一定区域范围集成各种类型的数据(Eugene，1992);②专题集成，以要素作为数据集成主要指标的集成;③时间集成，以时间为集成主体，内容包括多时间尺度数据集成、时间序列数据集成等;④数据综合集成，即综合度差异数据之间的集成，从数据与其表达的地学过程空间尺度的关系分析即是多空间尺度数据集成。

这四类集成中每一类都包含具体的集成类型，其中数据的综合集成是最为复杂的一类，常规意义的制图综合和数据细化都包含在该类数据集成中。

按照数据集成模式可以把GIS数据集成分为3种模式:①数据转换模式，是经专门的数据转换程序进行不同数据格式的集成;②数据互操作模式，是根据OGC颁布的规范，所有数据源的软件(数据服务器)需要提供统一的数据访问接口以便数据客户进行访问，并处理数据客户的请求从而完成数据服务;③直接数据访问模式，指在GIS系统中实现对其他数据格式的直接访问、存取和分析，利用空间引擎的方法实现多源数据的无缝集成(宋关福等2000;闾国年等，2003)。

这三种集成模式各有利弊，其中，①模式是传统的一种模式，但由于不同数据格式描述空间对象时采用的数据模型不同，因而转换后不能完全准确表达源数据信息，此外由于这种数据格式转换的涉及输出和输入两个过程，相对比较复杂;②模式，由于实现各种数据格式宿主软件的数据访问接口，一定时期内还不现实，且对于数据客户来讲，同时需要拥有两种格式的GIS软件，并同时运行才能完成数据的互操作，给数据的集成带来了局限性，因此目前还有很大的局限性。而③模式虽然提供了更为经济实用的多源数据集成模式，是实现空间数据共享的理想方式，但由于构建成本比较大，且需要具备多源空间数据无缝集成技术和一种内置于GIS软件中的特殊数据访问体制，目前是相对比较困难且技术要求较高的集成模式。

综上所述可知，关于地理空间数据集成，目前主要集中于物理实现和逻辑模型层次上的集成方法，是从数据本身入手来研究数据集成，属一种微观的数据集成。因此，数据集成必须同时集成数据的语义，才能满足用户应用的需要。

2.2.1.1 接口规范与标准

自从20世纪70年代开始，许多国家加强了地理信息标准化工作，迄今，已取得了长足进步。国际上地理信息产业的标准和规范发展十分迅速，各国对地理信息产业的标准和规范空前重视，在地理信息标准化的研究和标准的制定方面合作十分密切，国际标准化组织地理信息技术委员会(ISO/TC211)和以开放地理空间信息联盟(OGC)为代表的国际论坛性地理信息标准化组织，以及CEN/TC287等区域性地理信息标准化组织，在其成员的积极参与下建立了完整的地理信息标准化体系，研究和制定出了一系列的国际通用或合作组织通用的标准或规范。国际地理信息标准化工作大体可分为两部分:一是以已经发布实施的信息技术(IT)标准为基础，直接引用或者经过修编采用;二是研制地理空间数据标准，包括数据定义、数据描述、数据处理等方面的标准。

我国于1997年成立了全国地理信息标准化技术委员会(CSBTS/TC230)，负责我国地理信息国家标准的立项建议、组织协调、研究制定、审查上报等。

2.2.1.2 分布式空间查询处理技术

国际上的研究主要集中在分布式空间索引技术和分布式查询处理策略等方向上。英联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的Abel和新加坡国立大学的Ooi等人(1995)基于分布式数据库理论中的半连接思想，首先研究了分布式空间数据库的空间连接查询处理问题，提出了空间半连接算子，并基于空间对象的一维索引结构，提出了一种空间半连接查询处理算法。新加坡国立大学的Tan等人(2000)将上述算法扩展到多维索引结构，并分析了算法在不同数据分布和网络带宽情况下的性能。实验结果表明，采用空间半连接操作可以极大地降低网络数据传输量，这对于网络带宽有限的分布式环境来说，如网络将很好地改善查询的整体响应时间。但是，空间半连接操作也带来了额外的CPU和I/O开销，在高速网络环境下，且传输数据量较小时，采用基于空间半连接操作的查询处理策略反而可能引起性能的下降。此外，还有学者研究了在并行计算体系结构下的分布式空间查询处理问题，Patel等(2000)提出在并行计算体系结构下的两种空间连接查询处理策略。

2.2.1.3 组织管理与集成体系结构

对于组织管理与集成体系结构即空间数据组织管理与集成技术研究，分为三个阶段:①传统的空间数据组织管理与集成阶段。②面向服务的空间数据的组织管理与集成阶段。③网格环境下空间数据的组织管理与集成阶段。海洋时空数据属于地理空间数据的范畴，但是由于海洋现象的复杂性、多样性以及海洋时空数据自身的特点，决定了海洋时空数据与其他空间数据的组织管理与集成有着很大的区别。

F. 地理空间数据的基本特征 GIS中的名词解释

数据是一个GIS应用系统的最基础的组成部分.空间数据是GIS的操作对象,是现实世界经过模型抽象的实质性内容确良.图3展示了GIS对现实世界的信息表达与分层.
一个GIS应用系统必须建立在准确合理的地理数据基础上.数据来源包括室内数字化和野外采集,以及从其他数据的转换.数据包括空间数据和属性数据,空间数据的表达可以采用栅格和矢量两种形式.空间数据表现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向以及几何拓扑关系.属性数据表现了空间实体的空间属性以外的其他属性特征,属性数据主要是对空间数据的说明.如一个城市点,它的属性数据有人口,GDP,绿化率等等描述指标.
数据的有效组织与管理,是GIS系统应用成功与否的关键.主要提供空间与非空间数据的存储、查询检索、修改和更新的能力.矢量数据结构、光栅数据结构、矢栅一体化数据结构是存储 GIS的主要数据结构.数据结构的选择在相当程度上决定了系统所能执行的功能.
数据结构确定后,在空间数据的存储与管理中,关键是确定应用系统空间与属性数据库的结构以及空间与属性数据的连接.目前广泛使用的GIS软件大多数采用空间分区、专题分层的数据组织方法,用GIS管理空间数据,用关系数据库管理属性数据.

G. 遥感与地理信息系统一体化的介绍

遥感影像已经成为GIS的主要信息源，并作为GIS的核心组成部分，GIS是管理和分析空间数据的有效手段，帮助提升影像的利用价值。遥感与GIS的一体化集成逐渐成为一种趋势和发展潮流。在上个世纪很多人提出了遥感与GIS集成的概念，但是只停留在影像栅格格式与矢量数据格式相互支持的层面上。

H. 什么是地理空间数据什么是地理空间信息

利用并分析影像和地理空间信息，对地球上的自然地物以及与地理位置相关的活动进行描述、评估和直观展示的一种工作。地理空间情报由影像、影像情报和地理空间信息组成。
面向主题的、集成的、动态更新的、持久的空间数据集合叫地理空间信息

I. 地理空间数据的基本特征

正好我也正做这个考研题目
空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。定位是指在已知的坐标系里空间目标都具有唯一的空间位置；定性是指有关空间目标的自然属性，它伴随着目标的地理位置
；时间是指空间目标是随时间的变化而变化；空间关系通常一般用拓扑关系表示。空间数据是一种用点、线、面以及实体等基本空间数据结构来表示人们赖以生存的自然世界的数据。
空间数据具有三个基本特征：空间特征（定位）、属性特征（非定位）、时间特征（时间尺度）。
空间数据是数字地球的基础信息，数字地球功能的绝大部分将以空间数据为基础。现在空间数据已广泛应用于社会各行业、各部门，如城市规划、交通、银行、航空航天等。随着科学和社会的发展，人们已经越来越认识到空间数据对于社会经济的发展、人们生活水平提高的重要性，这也加快了人们获取和应用空间数据的步伐。
空间数据是数据的一种特殊类型。它是指凡是带有空间坐标的数据，如建筑设计图、机械设计图和各种地图表示成计算机能够接受的数字形式。

J. 地理空间数据可抽象为哪三类各有什么特征知道的告诉下。谢谢

空间数据是GIS的操作对象，是现实世界经过模型抽象的实质性内容确良。图3展示了GIS对现实世界的信息表达与分层。
一个GIS应用系统必须建立在准确合理的地理数据基础上。数据来源包括室内数字化和野外采集，以及从其他数据的转换。数据包括空间数据和属性数据，空间数据的表达可以采用栅格和矢量两种形式。空间数据表现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向以及几何拓扑关系。 属性数据表现了空间实体的空间属性以外的其他属性特征，属性数据主要是对空间数据的说明。如一个城市点,它的属性数据有人口，GDP，绿化率等等描述指标。
数据的有效组织与管理，是GIS系统应用成功与否的关键。主要提供空间与非空间数据的存储、查询检索、修改和更新的能力。矢量数据结构、光栅数据结构、矢栅一体化数据结构是存储 GIS的主要数据结构。数据结构的选择在相当程度上决定了系统所能执行的功能。
数据结构确定后，在空间数据的存储与管理中，关键是确定应用系统空间与属性数据库的结构以及空间与属性数据的连接。目前广泛使用的GIS软件大多数采用空间分区、专题分层的数据组织方法，用GIS管理空间数据，用关系数据库管理属性数据。