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1、7.3 GIS和GPS的结合7.2 GIS和RS的结合第七章地理信息系统应用7.1 3S集成的概念7.4 Web GIS7.1 3S集成地理信息系统是以应用为龙头，市场为导向，软件为核心的产业，是应用促进了GIS的发展，也是应用校正了GIS蓬勃发展的方向和促进GIS软件市场的形成。早期GIS主要应用于自动制图，设施管理和土地信息系统，后来逐步扩展到军事、资源和环境管理、监测和预估等众多领域，随着GPS技术的成熟及与相关学科的结合，GIS已经进入政治分析与决策、经济规划、交通运输等所有涉及空间信息的行业和部门；地理信息系统的应用水平也从提供简单数据表格，发展到提供分析和解决问题办法。本章主要介绍
2、地理信息系统与相关技术的结合应用。7.1 3S集成一、3S集成概念 GPS是空间实体快速、精密定位的现代化工具； GIS是空间信息集成、分析、处理的有力武器； RS是空间信息覆盖面最大最迅速的采集手段，三者的结合简称3S集成。7.1 3S集成二、3S 相互作用“一个大脑，两只眼睛”的框架RS和GPS向GIS提供或更新区域信息以及空间定位，GIS进行相应的空间分析，以从RS和GPS提供的海量数据中提取有用信息，并进行综合集成，使之成为决策的科学依据。GISGPSRS几何配准、辅助分类等提供或更新区域信息提供或更新空间定位定点查询专题信息几何校正、训练区选择及分类验证等提供定位遥感信息查询7.1
3、3S集成返回7.2 GIS与RS的结合1)必要性两者操作对象都是空间实体，相互联系支持、补充关系，两者的结合，是技术上的必须遥感是GIS重要的数据源，有效的数据更新手段遥感手段能遥感手段能够够迅速、准确、迅速、准确、综综合合性地大范性地大范围围地采集地采集环环境和境和资资料数据，料数据，同同时时，遥感数据具，遥感数据具有有多光多光谱谱和的和的动态动态多多时时相相特点，它特点，它为为GIS数据更新提供数据更新提供了全方位的手段和了全方位的手段和动态动态数据源。数据源。7.2 GIS与RS的结合1)必要性GIS可为遥感分析提供有用的辅助信息和手段GIS有助于提高有助于提高遥感数据自遥感数据自动动分
4、分类类的精度，的精度，为为遥感遥感应应用分析提供一个良用分析提供一个良好的好的环环境，从而大境，从而大大提高遥感信息大提高遥感信息识识别别的精度和效率。的精度和效率。 2)途径发展一个能综合处理矢量和栅格数据的矢栅一体的GIS通过国际标准的空间数据交换格式作中间媒介、相互转换通过GIS与遥感系统间建立接口，实现格式转换与数据传送7.2 GIS与RS的结合7.2 GIS与RS的结合返回3) 例子例子以遥感图像与原始数据，应用GIS提供的分析功能，对深圳市城市用地空间分布进行了定量的描述和分析，给出了它的形态、结构，找出了深圳市用地扩展规律性。 7.2 GIS与RS的结合7.3 GIS与GPS的结
5、合1)系统结构模型2)单台移动式在用户设备上直接配备GIS工具软件，把接收机天线接收的定位数字信号直接馈入GIS系统，由GIS系统对接收机定位信息进行处理并与其数字地图匹配，这样即可全世界实时显示接收机天线位置；7.3 GIS与GPS的结合3)集中监控式7.3 GIS与GPS的结合3)集中监控式控制中心，由大屏幕计算机、无线电台、通讯适配器、电源和天线系统组成，并配备GIS。基站，由电台、通讯适配器、电源和天线系统组成。移动站（即车载系统），由电台、天线、通讯适配器和GPS接收机组成。7.3 GIS与GPS的结合自动道路测量系统自动道路测量系统GPSGPS接收机接收机电电子子罗罗盘盘CCDCC
6、D相机相机车内装备车内装备7.3 GIS与GPS的结合CCDCCD影像采集与影像采集与监控监控 测成图系统测成图系统 INS/GPS/CCD INS/GPS/CCD 图像数据录入图像数据录入自动道路测量系统自动道路测量系统7.3 GIS与GPS的结合道路交通信息道路交通信息“掌上通掌上通”7.3 GIS与GPS的结合自主式导航电子地图自主式导航电子地图 7.3 GIS与GPS的结合自主式导航电子地图自主式导航电子地图 7.3 GIS与GPS的结合地图数据库技术导航电子地图数据库的生成、编辑、管理和操作自主式导航电子地图自主式导航电子地图 7.3 GIS与GPS的结合路径规划技术静态诱导：以路网
7、结构中的距离最优路径实施诱导动态诱导：以路段旅行时间最短路径来进行诱导自主式导航电子地图自主式导航电子地图 7.3 GIS与GPS的结合自主式导航电子地图自主式导航电子地图 7.3 GIS与GPS的结合返回定位技术采用车载GPS装置、车速传感器和陀螺传感器形成组合导航系统电子地图数据库实行地图匹配 GIS技术GIS与多种交通信息分析和处理技术集成形成GIST收集、存储、管理、综合分析和处理空间信息和交通信息的信息系统7.4 Web GIS1、Web技术（World Wide Web,Web网）1)Web原理Web结构为浏览器/服务器,其原理就是用浏览器下载服务器管理的文件并显示出来。浏览器通过
8、统一资源定位符URL来访问服务器并请求取得文档. 7.4 Web GIS1、Web技术（World Wide Web,Web网）2）URL7.4 Web GIS2、Web GISWeb GIS是建立在Web技术上的一种特殊环境下的地理信息系统，利用Web技术来扩展和完整GIS的一项新技术。 WebGIS其本质与一般的地理信息系统没有区别，具有数据采集、存储、处理、分析、和输出等基本功能，只是运行环境不同。Web GIS的应用分为：1）空间数据发布2）空间查询检索3）空间模型服务4）Web资源组织 WebGIS其本质与一般的地理信息系统没有区别，具有数据采集、存储、处理、分析、和输出等基本功能，
9、只是运行环境不同。 7.4 Web GIS3、WebGIS和一般GIS相比特点1）基于C/S模式或B/S模式；2）广泛的访问范围，信息传输是全球性的；3）真正的信息共享，WebGIS是一分布式系统，用户、服务器可分布在不同地点和计算机平台上；4）系统成本降低 。7.4 Web GIS4、WebGIS体系结构7.4 Web GIS5、实现技术（1）通用网关接口CGI建立了 Internet 服务器与应用程序之间的接口，使得 Web Server 可以激活其他应用程序并且把 Web 客户端的数据传递给它。CGI 提供了一个在浏览器和服务器之间，以及服务器和服务器上其他软件之间的一个接口。通用网关接
10、口CGI的实质性作用是定义服务器和网关程序如何通信。在客户端，Web浏览器以HTML建立用户界面；在服务器端，GIS软件通过CGI与Web服务器连接。当用户发送一个请求到服务器上，服务器通过CGI把该请求转发给后端运行的地图服务应用程序，由应用程序生成结果（图像，常是 JPEG、GIF 等格式）交还到服务器上，服务器再将结果传递给用户。7.4 Web GIS（1）通用网关接口5、实现技术7.4 Web GIS（2）ServerAPI方式这种方法的基本原理与CGI类似，主要差别在于CGI程序可以单独运行，而基于服务器应用程序接口的程序必须在特定的服务器上运行。其主要特点是速度要比CGI快得多，原
11、因是基于服务器的API采用动态链接库（DLL）的形式，随服务器启动后一直驻留内存，处于运行状态，而CGI每次都要重新启动。其缺点在于它依附于特定的服务器和计算机平台。 5、实现技术7.4 Web GIS（）插件方式 Plug-In插件技术是由美国网景公司(Netscape)开发的增加网络浏览器功能的一种技术，即在客户端的浏览器上增加一个能识别矢量图形数据的Plug-in插件，通过该插件使得服务器端的矢量图形无需转换，就能直接通过Web浏览器实现图形浏览、查询和分析等操作功能，从而大大减少了网络的数据传输量，较好的解决了网络上图形数据的传输“瓶颈”问题。同时，矢量图形与其属性数据已建立的对应、关
12、联关系也易得到保存。这种方式与ActiveX组件方法非常类似，区别在于ActiveX能被支持OLE标准的任何程序语言或应用系统所使用，而Plug-in只能在某一具体的浏览器中使用。GIS Plug-in的主要作用是使Web浏览器无缝支持处理GIS数据，并为Web浏览器与GIS数据之间的通讯提供条件。 5、实现技术7.4 Web GIS（）插件方式 5、实现技术7.4 Web GIS（）ActiveX 控件和COM构建模型 ActiveX是以构件对象模型 COM为基础的一组技术和服务的总称。ActiveX 把基于构件的开发方法引入 Internet/Intranet 中，使软件开发者能够轻松地编
13、制、重用和集成软件构件，使Web开发者能够快速方便地开发We 应用程序。ActiveX 技术包括：ActiveX控件、ActiveX 脚本语言、ActiveX 文档。ActiveX 控件和 JavaApplet 相类似，也是一个可以嵌在 Web 页面中的一小段代码，从服务器上自动地下载并执行。但是 ActiveX 不是每次都从服务器下载，而是首先检查本机注册表，如果未发现或者版本不是最新的，再从服务器下载。在目前，ActiveX 与 IE 配合得较好。就像 JavaScript可以用来访问JavaApplet的公共方法，脚本语言也可以用来访问ActiveX所实现的方法，这通常通过VBScrip
14、t实现，它可以捕捉到用户与 ActiveX的界面进行交互时产生的事件。 5、实现技术7.4 Web GIS（）ActiveX 控件和COM构建模型 5、实现技术7.4 Web GIS（）基于J2EE 的分布式Web GIS J2EE是SUN公司设计的基于Java平台的新型企业体系结构，它定义了新型分布式应用程序体系结构，提供了多层分布式的应用模型、组件复用、一致化的安全模型以及灵活的事务控制，在此基础上开发的系统具有较高的可用性、安全性、可扩展性和可移植性等优点。Java支持 Internet/Intranet 网络模式下的数据分布与计算分布的特性。实现过程中，先将Java Applet小程序
15、传送到客端，通过该Applet与服务器端地图服务程序进行交互、通信，客户端嵌入Web页中实现地图数据的表达与查询。 5、实现技术7.4 Web GIS（）基于J2EE 的分布式Web GIS 5、实现技术7.4 Web GIS（）几种方法的比较 类类 型型工作工作模式模式运行运行环环境境优优 点点缺缺 点点CGI服服务务模模式式CGI服服务务器器客客户户端小；充分利用服端小；充分利用服务务器器资资源源图图片是客片是客户户端操作的唯一形式；互端操作的唯一形式；互联联网和服网和服务务器器负负担重担重服服务务器器API服服务务模式模式Server API服服务务器器客客户户端小；充分利用服端小；充分
16、利用服务务器器资资源；速度源；速度较较快快图图片是客片是客户户端操作的唯一形式；依附于特定的服端操作的唯一形式；依附于特定的服务务器和器和计计算机平算机平台台ActiveX服服务务模式模式ActiveX客客户户机机具有具有动态动态模模块块；通；通过过OLE与其他程序、模与其他程序、模块块通通讯讯；是一；是一组组通用接口通用接口需要下需要下载载和安装，占用磁和安装，占用磁盘盘空空间间；与平台和操作系；与平台和操作系统统相关相关Plug-in服服务务模式模式Plug-in客客户户机机具有具有动态动态模模块块；比；比HTML更灵活；可直接更灵活；可直接表达矢量地表达矢量地图图数据数据需要下需要下载载
17、和安装，占用磁和安装，占用磁盘盘空空间间；与平台和操作系；与平台和操作系统统相关相关Java Applet服服务务模式模式Java Applet服服务务器器客客户户机机在具有虚在具有虚拟拟机的机器上运机的机器上运行，与平台与操作系行，与平台与操作系统统无无关；分布式关；分布式处处理数据理数据对对象象需要虚需要虚拟拟机支持；机支持；处处理理规规模模较较大的地大的地图图服服务务工程能力有限；效率工程能力有限；效率较较低低5、实现技术产品产品名称名称MapxtremMapxtremGeoMediaGeoMediaWeb MapWeb Map，ArcIMSArcIMSMapGuideMapGuideG
18、eoSurfGeoSurf客户端客户端是否需是否需要插件要插件或控键或控键不需要不需要需要需要不需要不需要需要需要不需要不需要网络传网络传递的图递的图像格式像格式JPEGJPEG( (栅格图栅格图) )ActiveCGMActiveCGM( (栅格图或矢量图栅格图或矢量图) )ActiveCGMActiveCGM( (栅格图或矢量图栅格图或矢量图) )MpaGuideMpaGuide SDF SDF矢矢量数据或量数据或JPEGJPEG栅栅格图格图GeoSurfGeoSurf DH M DH M矢量数据矢量数据与数据与数据库连接库连接方式方式ODBCODBCODBCODBCODBCODBCODB
19、CODBCJDBCJDBC地图预地图预出版处出版处理理动态生成地动态生成地图图动态生成地图动态生成地图动态生成地图动态生成地图需要进行数据格式需要进行数据格式转换处理转换处理需要进行数据格需要进行数据格式转换处理式转换处理可发布可发布的数据的数据格式格式MapInfoMapInfo地地图文件图文件MGEMGE工程，工程， MicroStationMicroStation DGNDGN文件，文件， FrameFrame文件，文件， MGEDMMGEDM文件，文件， ArcViewArcView ShapeShape文件，文件， ArcInfoArcInfo CoverageCoverage， A
20、utodesk Autodesk DWGDWG文件，文件， MapinfoMapinfo TABTAB文件文件ArcViewArcView Shape Shape 文文件，件， ArcInfoArcInfo CoverageCoverage， SDESDE地地图图ArcViewArcView Shape Shape 文文件，件， ArcInfoArcInfo CoverageCoverage， SDESDE地图，地图， Autodesk Autodesk DWGDWG文件，文件， MicroStationMicroStation DGN DGN文件，文件， MapinfoMapinfo TAB
21、TAB文件文件ArcViewArcView Shape Shape 文件，文件， ArcInfoArcInfo CoverageCoverage， SDESDE地图，地图， Autodesk DWGAutodesk DWG文件，文件， MicroStationMicroStation DGNDGN文件，文件， MapinfoMapinfo TAB TAB文文件件名称名称数据格式数据格式客户端客户端网址网址备注备注公司公司国外Google EarthGoogle Earth卫星影像胖http：/ 估计是java技术GoogleMicrosoft Microsoft Live LocalLive
22、Local卫星影像栅格胖http：/ WindWorld Wind卫星影像胖http：/worldwind.arc.nasa.gov/ 智能客户端技术NASAGoogle MapGoogle Map栅格地图瘦http：/ http：/ 可叠加卫星影像，提供APIGoogleYahooYahoo栅格地图瘦http：/ 提供APIYahooMSNMSNVirtual EarthVirtual Earth未知http：/ Microsoftfeedmapfeedmap栅格地图瘦http：/ 国内国内Go2MapGo2Map栅格地图瘦http：/ 提供城市地图服务和APISohu新浪爱问新浪爱问栅格地
23、图瘦http：/ 地图搜索服务SinaMapabcMapabc栅格地图胖http：/ 地图搜索服务，提供地图名片MapbarMapbar栅格地图瘦http：/ 地图搜索服务，提供博客地图我要地图我要地图栅格地图瘦http：/ 地图搜索服务搜狗地图搜狗地图栅格地图瘦http：/ Sohu收购Go2Map后推出的地图搜索服务Sohubaidubaidu栅格地图瘦http：/MapBar为baidu提供地图服务7.4 Web GIS5、实现技术WebGIS与其它采用B/S结构的信息系统类似，一般采用由数据库、应用服务器和客户端组成的三层体系结构，客户端为浏览器，服务器端由 Web 服务器、Web GIS 的软件和数据库构成。但WebGIS系统具有空间数据量大和空间处理复杂的特点，因此产生了计算模式的概念。WebGIS的计算模式主要是指GIS功能在客户端和服务器端的分配，WebGIS计算模式的选择决定了整个WebGIS系统的实现。 返回7.4 Web GIS5、实现技术WebGIS的计算模式主要包括以下三种： 1胖客户模式2瘦客户模式3混合模式 下课了。休息一会儿。
