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地理信息共享技術與標準 版權信息
- ISBN：9787030258762
- 條形碼：9787030258762 ; 978-7-03-025876-2
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
地理信息共享技術與標準 內容簡介
本書是作者在國家863項目""研究的基礎上完成的。全書共分8章。第1章緒論；第2章地理信息共享技術基礎；第3章地理信息標準及體系結構；第4章地理信息共享技術標準；第5章地理信息分發服務規范；第6章地理信息互操作規范；第7章網絡科技數據共享示范系統；第8章國外地理信息標準及內容簡介。本書的內容不僅對當前地理信息共享技術方法和理論進行了深入的討論，而且對實現地理信息共享的技術標準的研制和實踐進行了總結。
地理信息共享技術與標準 目錄
目錄
序
前言
第1章緒論1
1.1地理信息共享概述1
1.2地理信息共享的方式和原則9
1.3地理信息共享的影響因素13
1.4地理信息標準及地理信息共享的發展趨勢17
第2章地理信息共享技術基礎28
2.1網絡GIS體系結構28
2.2分布式對象技術32
2.3網絡服務技術43
2.4分布式空間數據庫技術51
2.5分布式地理信息服務技術54
第3章地理信息標準及體系結構61
3.1地理信息標準體系的概念61
3.2地理信息標準體系結構74
3.3國際地理信息標準體系81
3.4我國地理信息標準體系研究91
第4章地理信息共享基礎標準106
4.1地理信息元數據106
42地理信息空間模式118
4.3地理空間信息分類編碼規則133
4.4地理空間數據交換標準142
4.5地理標記語言149
4.6地理信息可視化描述規則155
第5章地理信息分發服務及接口規范164
5.1地理信息分發服務的基本要素164
5.2地理信息分發服務的基本流程166
5.3地理信息分發服務的需求分析170
5.4地理信息網絡分發服務技術171
5.5地理信息網絡分發服務的基本功能177
5.6地理信息網絡分發服務規范179
5.7地理信息分發服務-注冊接口規范181
5.8地理信息分發服務目錄接口規范191
第6章地理信息互操作規范及實現技術204
61互操作參考模型204
6.2簡單要素訪問實現規范214
6.3地理信息網絡服務實現規范233
6.4基于Web服務的地理信息互操作的實現255
主要參考文獻260
附錄A國際地理信息標準簡介262
A1ISO/TC211的地理信息標準262
A2OGC地理信息標準269
A3其他國家的有關標準274
附錄B地理信息標準體系（研究草案）279
序
前言
第1章緒論1
1.1地理信息共享概述1
1.2地理信息共享的方式和原則9
1.3地理信息共享的影響因素13
1.4地理信息標準及地理信息共享的發展趨勢17
第2章地理信息共享技術基礎28
2.1網絡GIS體系結構28
2.2分布式對象技術32
2.3網絡服務技術43
2.4分布式空間數據庫技術51
2.5分布式地理信息服務技術54
第3章地理信息標準及體系結構61
3.1地理信息標準體系的概念61
3.2地理信息標準體系結構74
3.3國際地理信息標準體系81
3.4我國地理信息標準體系研究91
第4章地理信息共享基礎標準106
4.1地理信息元數據106
42地理信息空間模式118
4.3地理空間信息分類編碼規則133
4.4地理空間數據交換標準142
4.5地理標記語言149
4.6地理信息可視化描述規則155
第5章地理信息分發服務及接口規范164
5.1地理信息分發服務的基本要素164
5.2地理信息分發服務的基本流程166
5.3地理信息分發服務的需求分析170
5.4地理信息網絡分發服務技術171
5.5地理信息網絡分發服務的基本功能177
5.6地理信息網絡分發服務規范179
5.7地理信息分發服務-注冊接口規范181
5.8地理信息分發服務目錄接口規范191
第6章地理信息互操作規范及實現技術204
61互操作參考模型204
6.2簡單要素訪問實現規范214
6.3地理信息網絡服務實現規范233
6.4基于Web服務的地理信息互操作的實現255
主要參考文獻260
附錄A國際地理信息標準簡介262
A1ISO/TC211的地理信息標準262
A2OGC地理信息標準269
A3其他國家的有關標準274
附錄B地理信息標準體系（研究草案）279
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地理信息共享技術與標準 節選
第1章緒論 計算機信息處理技術和網絡技術的發展，正在使整個人類社會進人信息化時代。信息時代的特征就是社會各領域的信息化。信息化是指以計算機與通信網絡為主體的數字化、網絡化和可視化。數字化是傳統的信息載體向數字信息載體的轉變，有利于信息的處理、傳輸和應用；網絡化是指信息通過網絡流動，并為社會各領域所應用；可視化是信息的直觀表現，有利于人們對信息的理解。 地理信息是信息的重要組成部分，作為采集、存儲、管理、分析和處理數字化地理信息的地理信息系統已被廣泛應用，而且多種學科和應用領域對地理信息及其分析處理功能的需求日益增長，對地理信息的依賴程度也逐漸增大。這就要求地理信息也能像其他信息那樣被共享、交換、訪問和使用。網絡技術的發展和普及，使分布在不同領域、不同部門的地理空間數據和處理功能能夠共享和互操作，使得地理信息不再局限于專業用戶，而是面向普通民眾的地理信息共享和應用。 1.1地理信息共享概述 信息共享已經成為現代信息社會發展的一個重要標志，聯合國指出，世界上的事情有80%與空間分布有關，所以用來描述空間分布的地理信息的共享是信息共享的重要組成部分。地理信息共享將成為21世紀地理信息系統研究領域的一個重要研究方向。 1.1.1信息和信息共享 20世紀80年代以來，信息成為時代的基本觀念。迄今，科學文獻中圍繞信息定義所出現的流行說法已在百種以上，尚無統一的定義（鐘義信和胡棟，2002）。人們從描述周圍世界的數據中獲得信息，人腦的思維活動產生一種想法，當它仍儲存在大腦中的時候它就是一種信息。因此，可以這樣認為，信息是抽象的意識或知識。從信息的本質上看大體上歸納為下列五個方面（張仁霖，1993）:①信息是由事物發出的各種可感知東西中有意義的內容，而非事物本身和它所處的物理狀態。②信息本身來源于物質，信息的收集、傳輸、處理和存儲均不能離開物質。③信息離不開能量。信息的傳輸或擴散需要物質載體的運動，而這需要一定的能量來維持。但信息的多少并不取決于能量的大小，因為用耳機和高音喇叭收聽同一臺廣播所獲得的新聞信息是一樣的。④信息是靠物質和能量變化來承載的。有些信息通過肉眼能夠感受到的靜止和活動符號來傳遞；有些則利用耳朵能分辨不同頻率的音響來獲取。電磁波譜具有*大的承載信息能力和遠距離傳輸本領。⑤信息具有知識的特性。人們靠獲取信息來認識千差萬別的客觀世界，以提高智力水平和洞察力。 從本體論上說，信息是物質存在方式、運動狀態和屬性的反映（景東升和吳斐，2005）。從法律意義上說，信息是物體、事實、事件、現象和過程的描述，不管這些信息是以何種形式提供，它都具有具體應用上的可操作性（何建邦等，2003）。 信息具有以下特征（張仁霖，1993）: （1）信息是可以識別的。我們已經知道信息離不開物理載體，但人們可以從這些物理載體和各種變化中識別信息。對不同的信息源來說，識別的方式是不同的。有的可以通過人的感官直接進行，有的要借助各種傳感器間接進行。例如，語言等中的信息可以通過耳朵接收并加以識別；而遙感信息要利用對電磁波敏感的元件來間接進行。 （2）信息的載體是可以轉換的。同樣內容的信息，可以有不同的形態，可以包含在不同的物體變化之中，信息可以從一種形態轉換成另一種形態。我們感官識別出來的物體信息，如聲音、味道、顏色等都可以轉換成語言、文字的形式，也可以轉換成光電信號，如電視信號或計算機代碼等。在這些轉換中，信息的物理載體發生變化，但信息的內容卻可以完好地保持不變。信息的這個特征，既為人們借助儀器間接識別信息提供了基礎，也為信息的傳遞、存儲和處理帶來了方便。 （3）信息是可以存儲的。信息可以用多種方式存儲起來，在需要時，存儲的信息可以調取出來。同樣的信息既可以用文字的方式記錄在書刊筆記中，也可以用傳話方式儲存在人腦中，這就是通常所說的記憶；還可以用錄音、錄像的方式存在磁性介質中，或利用計算機的內外存儲器來存儲。 （4）信息是可以傳遞的。傳遞信息的途徑很多。人與人的信息傳遞，既可以通過語言文字，也可以通過體態、動作或表情。社會規模的信息傳遞則通過報紙、雜志、電報、電話、傳真、廣播電視等。原則上說，各種物質運動形式都可以用來傳遞信息。 （5）信息是可以加工的。人們收到各種原始信息后，經過腦力勞動的加工處理可以產生新的信息。例如，研究人員通過收集資料、實驗等途徑得到的信息，經過加工后提出了新的見解，這些新見解可以成為價值更高的信息。同樣，計算機對輸人信息的加工處理，可以向人們提供更有意義的結果。 （6）信息是可以共享的。目前世界上許多國家出現了信息服務部門。信息像實物一樣可以作為商品出售，但信息的知識特性使得信息交易與一般實物商品交易不同。實物商品在交易后售出就不再占有實物，而信息交易后，出售信息的人并沒有失去信息，結果是出售者和購買者共享信息。例如，出售發明專利的人，雖然圖紙資料的信息傳給了購買者，但擁有專利權的發明者并未失去信息。信息的這個特性使得信息可以反復出售，同一信息可以同時出售給不同的買主。 共享就是共用。信息共享（InformationSharing）是指“在一定程度開放條件下，同一信息資源為不同用戶共同使用的服務方式”（孫鴻烈，2000）。信息共享既具有自然屬性，又具有社會屬性。信息共享是人類生存和社會發展所必需的，信息共享的形式是不斷發展的，信息共享的行為是需要不斷調整的。 1.1.2地理信息和地理信息共享 地理信息是信息的一個重要組成部分，指那些直接或間接隨時間變化的與地理空間分布相關的自然、經濟與人文等方面的物體、事實、事件、現象和過程描述的綜合。地理信息除具有一般信息的特征（包括共享特征）外，還具有空間特征、時間特征、屬性特征。 地理信息共享是指國家依據一定的政策、法律和標準規范，實現地理信息的流通和共用（何建邦等，2003）。地理信息共享的內涵包括：①用戶享用非己有信息的資格、權利和義務；②生產必須的地理數據以實現信息共享；③為共享信息準備必要的設備、共享和服務環境；④政府對發展和協調信息共享的調控權。地理信息共享的意義在于：①可以*大限度地減少對地理信息的采集、加工、整理中在人力、物力和財力上的投人；②有助于政府決策的民主化和科學化；③有助于實現全球、地區、國家和區域范圍內的信息化。 自1963年世界上**個地理信息系統——加拿大地理信息系統（Canada Geographic Information System， CGIS）出現以來，地理信息系統取得了飛速的發展，已 廣泛應用于資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通信、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。20世紀90年代以來，出現了基于Web的地理信息系統（WebGIS），它以其適應性強、應用面廣、現勢性強、維護社會化和使用簡單等優點，得到迅速發展。越來越多的個人、組織、企業和政府部門通過Internet，使用WebGIS應用系統來獲取地理信息、共享資源。 GIS*終的發展目標是成為所有行業部門以及普通大眾管理和使用地理信息的工具。但是，目前GIS的發展正遭遇兩大阻礙（龔健雅等，2006）: （1）GIS數據的異構性。在長期的生產和實踐過程中，不同部門和行業或同一部門內部各子單位根據需要自行建立數據庫，這些數據庫中空間數據的內容和來源、數據模型以及數據庫使用的軟件平臺都存在差異。而在實際工作中，不同部門或同一部門不同子單位間的數據協作正變得日益重要。如何實現異構數據的管理與綜合應用是目前急需解決的問題。 （2）GIS系統的異構性。不同部門和行業在日常的工作、生產過程中，根據需要采用不同的GIS軟件，而且為了滿足具體的應用需求，往往都進行不同程度的二次開發，各個應用系統獨立運行于不同的計算機軟硬件環境中，這就造成目前各部門各行業間的應用系統無法溝通，同一部門或行業內部的各子系統間難以集成。隨著人們對于信息處理的多元化需求，單一系統的功能越來越無法滿足日常工作、生產的需要。如何快速、低成本地組合已有系統的功能以滿足應用需求是目前急需解決的另一大問題。 這兩大問題可以歸結為地理信息領域的異構性問題。異構性產生的直接后果是GIS“孤島”現象，各個GIS應用系統間以及不同的GIS部門生產的數據之間無法通信，阻礙了GIS在社會上的普及與深人應用。因而，如何實現異構空間數據、異構GIS系統間的通信是當前GIS研究領域必須解決的一大問題。共享技術是解決以上兩個問題的關鍵技術。 地理信息共享的主控因素包括：組織管理、數據資源、社會需求、共享規則和共享技術。這五個要素存在相互促進、相互制約的關系，缺一不可。組織管理者以發展需求為導向制定地理數據管理的整體規劃與組織實施；體現國家意志的整體規劃與管理，既是確定共享規則和共享技術的出發點，又是地理數據整合與共享權力的體現；數據資源的存儲、分布狀態、成品形式決定了共享政策和共享方式的多樣性，從而導致共享規則的產生；共享規則是對不同用戶需求和共享行為進行規范的規則，它引導共享技術支持；共享技術是指用于實現數據共享的技術方法，它決定地理信息共享的有效性。總之，數據資源、共享規則和共享技術是共享管理的必要條件，發展需求是實現有效共享的充分條件。 1.1.3地理信息共享的類型 地理信息產業是關系國家經濟命脈和信息安全的基礎產業、戰略型產業和先導型基礎產業，是促進國民經濟轉變增長方式、推進國家信息化建設的核心產業，具有巨大的發展潛力。地理信息共享是地理信息產業發展的前提。地理信息共享泛指地理信息資源共享，一般來說地理信息共享包括模型共享、數據共享、語義共享和硬軟件共享等。 1.模型共享 對地理現象來說一般有兩種空間模型：場模型和對象模型。在場模型中，地理現象用值的集合來建模，每個值是位置（x，y，[z]）的函數。在對象模型中，現象用離散的、精確定義的要素的集合來表示。這些模型的實現要么是面向柵格數據的，要么是面向矢量數據的。面向不同數據格式的模型共享方法亦不盡相同。由于柵格數據模型共享 相對來說比較簡單，所以模型共享主要研究矢量數據模型的共享。 目前研究較多的有開放式地理信息規范（Open Geographic Information Specification ，OGIS）和統一的應用程序接口 （Application Program Interface， API）。 OGIS 與 API類似，其主要目的是為了實現異構系統的互操作，但它和API又有區別：API通 常需要在一個特定的操作系統和程序語言環境下才能使用，而OGIS中的規范是在更高 一級上的抽象，它獨立于具體的分布式平臺、操作系統以及程序設計語言，使軟件開發 者建立的地學應用軟件能在當今任何分布式計算平臺（DCPS）上實現互操作。 具體說，OGIS框架主要由三部分組成（龔健雅等，2006 ）:開放式地理數據模型 （Open Geodata Model，OGM）、OGIS 服務模型（Open GIS Services Model）以及信息 群模型（Information Communities Model）。 1）開放式地理數據模型 （1）對現實世界的抽象方法：在OGIS中，將現實世界中所有地理元素抽象為實體 和現象，其中實體是指可以識別的、離散的對象，并且具有已確定的邊界和空間范圍， 如建筑物、河流等。而現象是指連續的空間，沒有明確的范圍和邊界（如溫度），只有 和某一固定點或某一時間相關聯時現象的值才有意義。OGIS中的基本對象是要素 （Feature）和覆蓋/圖層（Coverage）。要素是對現實世界中實體的抽象或者描述，具有 空間域、時間域或時空域，包括用時間和空間確定的幾乎所有的內容，如桌子、建筑 物。要素是通
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