新时期地理信息系统中测量数据与无缝管理方式

摘要：地理信息系统是把各种信息用地理以及相关的视图相结合，利用计算机及数据库技术对所需的信息进行收集和分析，经过分析和研究处理过的信息具有很高的使用价值，能够为土地利用、城市规划等各种大型工程提供数据参考。因此地理信息系统的数据管理显得尤为重要，成为众多研究机构的重要课题。

关键词：地理信息系统；测量；数据管理

一、新时期地理信息系统测量数据管理方式

新时期地理信息系统对测量数据的管理提出了新的要求，随着科技的发展和进步，数据管理方式的改变已成为不争的事实。

伴随着地理信息系统由低级向高级的发展，数据测量仪器也经历了由落后到先进的科技历程。传统的测量仪器经过几十年的革新换代，已经由纯手工操作的常规光学经纬仪发展到具有自动安平、电子自动记录等功能的电子自动经纬仪。现代的电子经纬仪能够通过内置芯片把测量到的数据记录在其电子记录簿上，与计算机连接后可将数据传输给计算机存储利用。电子经纬仪采集的数据在计算机上可通过电子经纬仪厂商提供的图形软件显示出来，紧接着计算机技术人员通过对显示内容稍加编辑，电子经纬仪收集的数据就形成了一副数字地形图。这种高科技设备的发明将大量测绘人员解放出来，同时由于才有电子设备进行测绘，减少了人为主观误差，提高了测量精度，对于地形测绘和修测的提高意义重大。

在大家享受自动经纬仪带来便利的同时，也打来了一个困扰测绘人员的问题：测绘产生的大量数据均散列存放于计算机某个数据库中，调查的数据处理存放于图表中，这样一方面在客户需要数据时，无法快速确定测量时间以及测量数据的内容；另一方面也不能了解整个测绘区域的全貌。电子经纬仪的发明，节省了图纸存放所消耗的空间，同样减少了手动搬动图纸进行检索的劳动强度，但是没有解决相应的计算机数字地图管理和检索工作。新时期地理信息系统的出现使这个问题迎刃而解，心事地理信息系统更加先进、高效，为测绘数据的采集和处理带来新的跳跃。

二、空间数据的无缝管理

现代测量均是将需要测量的地区按照一定的比例尺划分成若干副块进行分割，对于整体的把握和了解不够细致，同时在测区的综合浏览方面也不够直观。在对地理信息管理系统可以进行多种数据管理进行了解以后，再详细了解地理信息系统空间数据结构的无缝管理，就可以将原本分散的测区图副块连接起来，使用户对整个测区都能直观的看到，如图所示。

图 无缝空间数据库原理图

无缝空间数据库是指那些存在于地球表面的在真实世界具有无缝特征的客观对象，这些对象在数据库中可被表达为具有唯一几何标识和地物标识的对象，能够抽象表达现实世界中完整的地球表面对象，从而形成能够存储大量数据的数据仓库或者数据服务器。在传统的地理信息数据库组织中，当地球表面的真实对象被不同的图幅分割时，在地理信息系统的不同图幅中同一个客观对象就具有不同的OID码，如果恰好在进行某项工作时需要此图幅，那么检索工作将涉及多块图幅和不同的专题，大大增加了检索难度；传统的地理信息系统缺乏无缝管理，很难维护地理客观实体的完整性和一致性，同时也不便于数据库的分布式管理；传统数据库系统对地理数据的有效获取存在缺陷。

实现新时期新的地理信息系统既无缝空间数据库的设计需要经过两个阶段，第一个阶段是逻辑概念上的“无缝”组织阶段。逻辑概念上的“无缝”组织是指从用户视角进行观察分析的数据库，这种思想是基于Morton码的瓦片式大型地理空间数据库设计思想，并且在此基础上建立起了一个“无缝”地理信息系统数据库。其在物理概念上的存储管理仍然按照传统地理信息系统的图幅块进行，对同一个地球表面真实体在多个几何标识和同一地物标识件进行后台关联处理，这些过程对用户来说都是不可见的，因此会被成为逻辑概念上的“无缝”组织。

第一阶段逻辑概念上的“无缝”组织存在其优缺点、有点主要为在一定程度上解决了传统地理信息系统空间对象数据库的组织弱点，同时从用户角度出发，该地理信息系统简单易操作。缺点：未进行物理“无缝”连接，因此其物理底层依然采用传统地理信息系统的分幅方式管理整个地图，地球表面实体的标记依然依靠多个几何标志和一个地物标识进行后台关联后进行，因此系统的灵活性很低；地理客观实体的完整性和一致性很难得到维护；数据在此阶段进行分步管理。每当数据库中输入新的数据，这些关联机制就要进行相应改变，工作量很大。由此可以看出在概念逻辑上的“无缝”组织还远远没有实现。

实现无缝空间数据库的第二阶段是在实现逻辑概念“无缝”组织的基础上完成物理上的客观“无缝”处理。物理概念上的“无缝”组织则是从设计开发者的角度实现了地理数据无缝组织，解决了传统地理信息系统中分幅块管理的问题。物理概念上的“无缝”使得地球表面客观对象在地理信息数据库中能够被唯一的几何标志和物理标识进行识别，这样可以从本质上使地球上的客观实物唯一完整的在计算机中被存储。经过无缝空间数据库的第二阶段，此时的数据库不仅在用户视角中是无缝的，在设计者视角中其物理结构也是无缝的。

物理阶段的“无缝”组织使得该系统由逻辑概念到物理概念都实现了“无缝”设计，从根本上将传统地理信息系统的组织弱点进行清除。但其它缺点主要是无缝空间数据库中对数据的格式、内容要求的严格，因此要提高所有测绘人员的专业素质，这一要求在某些情况下很难实现。如果确定采用无缝空间数据库，那就要对原有的地理信息系统进行改造，而改造地理信息数据系统是一个非常庞大的工程。

结语：

本文通过对地理信息系统中测量数据与无缝管理方式进行分析其优缺点，并提出了采用无缝空间数据库的测量数据管理方式，为测量工作者及相关研究人员在进行相关工作时能够有所借鉴，对于地理信息系统中测量数据的管理方式研究具有积极意义。

参考文献

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[2] 姜真杰，罗显贵. 基于GIS的植物园综合信息管理系统的实现[J]. 济南大学学报（自然科学版）. 2005（03）.