主頁(yè)（http://www.by236.com）：地理信息系統(tǒng)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用 1 引言
地理信息系統(tǒng)(GIS-Geographic Information System)是人類(lèi)在生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)中,為描述和處理相關(guān)地理信息而逐漸產(chǎn)生的軟件系統(tǒng)。它以計(jì)算機(jī)為手段,對(duì)具有地理特征的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,能以一個(gè)空間信息為主線,將其它各種與其有關(guān)的空間位置信息結(jié)合起來(lái)。它的誕生改變了傳統(tǒng)的數(shù)值處理信息方式,使信息處理由數(shù)值領(lǐng)域步入空間領(lǐng)域。GIS的作途十分廣泛,可以為各類(lèi)應(yīng)用目的服務(wù),例如交通、能源、農(nóng)林、水利、測(cè)繪、地礦、環(huán)境、航空、國(guó)土資源綜合利用等等。在未來(lái)"數(shù)字地球"的建設(shè)中,將起到十分重要的作用。研究GIS的理論與技術(shù),開(kāi)發(fā)GIS軟件產(chǎn)品以及推進(jìn)和深化GIS各類(lèi)應(yīng)用已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外科技界和產(chǎn)業(yè)界的一大熱點(diǎn)。本文將在介紹地理信息系統(tǒng)技術(shù)和發(fā)展的基礎(chǔ)上,研究其在智能交通系統(tǒng)(ITS)中的應(yīng)用。
2 GIS系統(tǒng)的技術(shù)與發(fā)展
2·1 GIS系統(tǒng)的基本理論和發(fā)展趨勢(shì)
GIS的理論基礎(chǔ)主要有兩大支柱:地球科學(xué)和信息科學(xué)。前者涉及地物空間信息及其關(guān)系信息的獲取、分類(lèi)模型及語(yǔ)意表示中的理論問(wèn)題和實(shí)踐問(wèn)題,后者則涉及信息的組織、存儲(chǔ)、處理、可視化表示及傳輸中的理論問(wèn)題和實(shí)踐問(wèn)題。GIS的技術(shù)基礎(chǔ)包括遙感技術(shù)、定位技術(shù)和信息技術(shù)的各個(gè)方面。GIS技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)是從系統(tǒng)為中心向以數(shù)據(jù)為中心的方向發(fā)展。未來(lái)的GIS,系統(tǒng)的概念將越來(lái)越模糊。系統(tǒng)之間將不僅可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,而且可以實(shí)現(xiàn)互操作。積極推動(dòng)這一進(jìn)程的是OpenGis。OpenGis是開(kāi)放地理數(shù)據(jù)互操作的簡(jiǎn)稱(chēng),由開(kāi)放地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)(OGC)提出。它規(guī)定了應(yīng)用程序之間需要互操作的地理數(shù)據(jù)應(yīng)包含的各種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類(lèi)型和在其上所實(shí)施的基本操作,它規(guī)定了互操作的規(guī)范和對(duì)數(shù)據(jù)語(yǔ)意的共同理解,從而為軟件開(kāi)發(fā)人員提供一個(gè)接口框架。遵循這個(gè)框架開(kāi)發(fā)的軟件可以允許用戶(hù)在一個(gè)開(kāi)放的信息技術(shù)環(huán)境中訪問(wèn)和處理不同來(lái)源的地理數(shù)據(jù)。OpenGis的軟件框架主要由三部分組成:
統(tǒng)一的開(kāi)放式地理數(shù)據(jù)模型OGM;
統(tǒng)一的地理操作模型;
實(shí)現(xiàn)團(tuán)體間的地理數(shù)據(jù)與操作資源共享的信息團(tuán)體模型。
一個(gè)完整的OpenGis軟件平臺(tái)應(yīng)該有符合OGC規(guī)范的基礎(chǔ)協(xié)議、基礎(chǔ)應(yīng)用組件與工具、應(yīng)用開(kāi)發(fā)組件與根據(jù)及外部開(kāi)發(fā)根據(jù)。它是"數(shù)字地球"的關(guān)鍵技術(shù)之一。GIS系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)之二是全關(guān)系化。其目標(biāo)就是大大提高空間數(shù)據(jù)的建設(shè)、分析速度;大大簡(jiǎn)化GIS應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。并且,GIS與GPS技術(shù)的一體化,一直是GIS技術(shù)界努力的方向。
2·2 GIS的軟件系統(tǒng)
GIS用于獲取、處理、分析、訪問(wèn)、表示和在不同用戶(hù)、不同系統(tǒng)和不同地點(diǎn)之間傳輸數(shù)字化空間信息。它作為計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的一類(lèi),屬于計(jì)算機(jī)軟件的范疇。GIS的基本特征是以計(jì)算機(jī)為運(yùn)行平臺(tái),空間數(shù)據(jù)參與運(yùn)算,為各類(lèi)應(yīng)用目的服務(wù)。
GIS系統(tǒng)軟件可以分為三個(gè)層次:
1·基礎(chǔ)軟件平臺(tái)
以計(jì)算機(jī)硬件和系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ),是衡量一個(gè)國(guó)家GIS研究、發(fā)展和軟件水平的標(biāo)志,是GIS軟件產(chǎn)業(yè)首先要發(fā)展的。
2·應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。
3·應(yīng)用軟件系統(tǒng)。
最近幾年,GIS軟件在功能上沒(méi)有太大的突破,各GIS軟件廠商的努力方向主要是優(yōu)化軟件性能,同時(shí)追趕計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展潮流,更換平臺(tái)和環(huán)境,并擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),更改開(kāi)發(fā)語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)模式,以及發(fā)展Internet上的GIS。目前幾乎所有的GIS軟件都支持Windows或Sindows NT。從發(fā)展趨勢(shì)上看,這仍將是一大主流。在空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理方面,客戶(hù)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)仍是GIS軟件追求的目標(biāo)。Laser Dcan公司的GAD、ERSIA公司的SDE、Oracle、Ingres、Informix等軟件的可選模塊都已具有管理空間數(shù)據(jù)(如點(diǎn)、線、面等圖形數(shù)據(jù))的能力。最近兩年,對(duì)GIS軟件影響較為深刻的技術(shù)是部件對(duì)象模型。軟件廠商已由原來(lái)向用戶(hù)提供系統(tǒng)轉(zhuǎn)為提供控件OCX或Active X,如ERSI公司的apObject、MapInfo公司的MapX等。
國(guó)內(nèi)GIS軟件開(kāi)發(fā)單位也在緊跟潮流,如武漢測(cè)繪科技大學(xué)的GeoStar、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的MAPGIS、北京圖原公司等也都推出了自己的控件。這些控件均按照各自的需要自行定義,目前還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)使不同軟件商生產(chǎn)的控件能夠協(xié)同工作。因此為了符合實(shí)際需要,國(guó)際上GIS軟件工業(yè)界正在制訂開(kāi)放型的地理數(shù)據(jù)互操作協(xié)議OpenGis,就是要制訂統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),使各個(gè)軟件廠商生產(chǎn)的控件能夠協(xié)同工作。這一解決方案將使用戶(hù)從中大大受益,當(dāng)用戶(hù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí),可以選擇不同廠商的控件,并調(diào)用不同GIS軟件的數(shù)據(jù)。這無(wú)論是對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)還是數(shù)據(jù)共享都非常有意義。
隨著Internet/Intranet的普及,Internet/IntranetGIS軟件的競(jìng)爭(zhēng)已到了白熱化的程度。Internet與部件對(duì)象模型技術(shù)相結(jié)合,將進(jìn)一步發(fā)展基于分布式部件模型的Internet GIS。在理論研究方面,時(shí)空數(shù)據(jù)的處理及真三維或四維GIS仍然是一個(gè)研究熱點(diǎn),目前這方面還沒(méi)有較成熟的軟件面市。但是,隨著計(jì)算機(jī)的處理能力和多維空間數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的進(jìn)步,推出商品化的多維GIS軟件系統(tǒng)將為時(shí)不遠(yuǎn)。另外,雖然從本質(zhì)上說(shuō)地理空間數(shù)據(jù)不屬于GIS技術(shù)的范疇。但在當(dāng)前我國(guó)GIS的發(fā)展中,空間數(shù)據(jù)非常重,它實(shí)際上是一個(gè)GIS工程能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵。
2·3 MapInfo軟件簡(jiǎn)介
MapInfo及其MapBasic地理信息開(kāi)發(fā)應(yīng)用平臺(tái)是目前地理信息領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的工具之一。MapInfo是美國(guó)MapInfo公司的產(chǎn)品,它的推出吸引了越來(lái)越多的用戶(hù),目前已經(jīng)在世界范圍流行起來(lái)。MapInfo以其桌面產(chǎn)品MapInfo Prfessional為起點(diǎn),為用戶(hù)提高完整的地理信息解決方案。作為MapInfo地理信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具M(jìn)apBasic語(yǔ)言,具有強(qiáng)大的地理信息數(shù)據(jù)操作功能、豐富的程序語(yǔ)句和完善的各類(lèi)函數(shù)。MapInfo應(yīng)用系統(tǒng),執(zhí)行復(fù)雜而先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)操作。MapBasic與所有支持MapInfo的平臺(tái)兼容,易與諸如VisualBasic、C++、Visual C++、Power Builder、Delphi等語(yǔ)言編寫(xiě)的應(yīng)用軟件集成,并能實(shí)現(xiàn)MapInfo與其它應(yīng)用程序的連接。
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