国内外典型GIS应用平台.docx

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国内外典型GIS应用平台

国外典型GIS软件服务平台简介

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摘要：

随着地理信息系统（GIS）技术在各个应用领域的推广使用，GIS技术与地理空间信息的表示、处理、分析和应用手段的不断发展紧密相连，形成了各种不同功能的GIS系统软件，本文就国外典型的GIS软件做了分析介绍。

关键词：

GIS软件，GIS平台

1　地理信息系统的定义

　　地理信息系统（GIS）是采集、存储、管理、检索、分析和描述整个或部分地球表面与空间地理分布数据的空间信息系统[1]。

它是一种能把图形管理系统和数据管理系统有机地结合起来的信息技术，既管理对象的位置又管理对象的其它属性，而且位置和其它属性是自动关联的。

它最基本的功能是将分散收集到的各种空间、非空间信息输入到计算机中，建立起有相互联系的数据库。

当外界情况发生变化时，只要更改局部的数据，就可维持数据库的有效性和现实性。

GIS是一种空间数据库管理系统，是一个动态系统，所以不能简单地把它同地图数据库混为一谈。

目前，GIS带动的产业急剧膨胀，已经深入到市政工程、企业决策、资源管理、交通运输、医疗保健、邮电通信、公安急救、市场销售、金融保险、石油化工、水利电力、环境保护、旅游、科研、教育等各个方面。

2　GIS的发展现状与应用领域

2.1　发展现状

　　GIS技术的创立和发展，与地理空间信息的表示、处理、分析和应用手段的不断发展紧密相连。

地理信息系统起源于地图，它们都是地理信息的载体，具有获取、存储、编辑、处理、分析与显示地理数据的功能。

地图是地理学的第二代语言，而GIS将成为地理学的第三代语言。

GIS是在地图学的基础上发展起来的，可分为以下几个阶段：

①开拓发展阶段。

20世纪60年代，由于计算机硬件系统功能较弱，限制了软件技术的发展。

这一时期的软件主要是针对当时的主机和外设开发的，算法粗糙,图形功能有限。

②巩固阶段。

20世纪70年代，计算机硬件和软件技术飞速发展，为空间数据的录入、存储、检索和输出提供了强有力的手段。

用户屏幕和图形、图像卡的发展增强了人机对话和高质量的图形显示功能，促使GIS朝着使用方向迅速发展。

由于这一时期GIS的需求增加，地图数字化输入技术有了一定的进展，采用人机交互方式，易于编辑修改，提高了工作效率，并出现了扫描输入技术系统，图形功能扩展不大，数据管理能力较小。

这一时期软件最重要的进展是人机图形交互技术的发展。

③突破阶段。

随着计算机软件、硬件技术的发展和普及，GIS也逐渐走向成熟，这一时期是GIS发展的重要时期。

GIS软件技术在栅格扫描输入的数据处理、数据存储和运算方面有了很大的突破。

随着硬件技术的发展，GIS软件处理的数据量和复杂程度大大提高，许多软件技术固化到专用的处理器中，而且遥感影像的自动校正、实体识别、影像增强和专家系统分析软件也明显增加。

在数据输出方面，与硬件技术相配合，G1S软件可支持多种形式的地图输出。

在地理信息管理方面，除了DBMS技术已经发展到支持大型地图数据库的水平外，专门研制的适合GIS空间关系表达和分析的空间数据库管理系统也有了很大发展。

④社会化阶段。

进入20世纪90年代，随着地理信息产业的建立和数字化信息产品在全世界的普及，GIS已经成为许多机构必备的工作系统，尤其是政府决策部门在一定程度上受GIS影响改变了现有机构的运行方式、设置与工作计划等。

而且，社会对GIS的认识普遍提高,需求大幅度增加，从而导致GIS应用的扩大与深化。

自20世纪90年代以来，我国GIS步入快速发展阶段。

它为国民经济重大问题提供了分析和决策依据，同时GIS的研究和应用正逐步形成行业，具备了走向产业化的条件。

2.2　应用现状

　　由于GIS是用来管理、分析空间数据的信息系统，所以几乎所有使用空间数据和空间信息的部门都可以应用GIS[2]。

目前，GIS系统已经被应用到环境模型建立、城市规划与管理、社会经济统计与分析、土地管理、地理测绘与管理、交通与管道管理等与空间信息密切相关的各个方面。

GIS的主要应用领域有：

①城市基础设施管理。

城市基础设施主要是指城市地下管道（包括自来水管道、污水排放管道、煤气管道等）、城市供电网、通信网络、邮政网点、道路与交通设施等。

由于这些设施同时具有与几何和空间位置相关的特性,建立基于GIS系统的信息系统能够提高对这些设施的管理水平，同时还能极提高设计与施工、设备维护与故障排除、线路改造等方面的效率，从而产生巨大的经济效益和社会效益。

②环境保护与管理。

主要用GIS系统建立环境模型和环境信息系统，对环境的变化及发展趋势进行预报分析，同时通过统计分析及模拟研究为环境保护提供决策依据。

此外，GIS系统技术也被用来建立植物种类与栖息地及环境因素有关的信息系统。

③社会调查与统计分析。

GIS系统在国外已被广泛应用于人口学、选举、人文地理等方面，我国也开始开展这方面的研究和应用工作。

④土地信息系统的建立。

GIS系统最早是从土地信息系统LIS建立过程中发展起来的,而大量高质量GIS系统软件平台的出现又促进了土地信息系统的建立。

目前基于GIS系统软件平台的土地信息系统，无论是图形处理、空间分析与统计、属性信息存储与查询、统计报表生成、决策支持等方面都比早期的土地信息系统有较大的改进。

⑤在军事领域中的应用。

GIS系统已被广泛地应用到军事领域，包括数字化军事地图和定位系统、集团军可视化指挥、模拟训练等。

最典型的例是美国工程兵地形研究室开发的三维地形模拟GIS系统，已被成功地运用于美军在世界围的导弹制导体系中。

3国外的GIS软件

3.1国GIS软件

（一）MapGIS

系统采用面向服务的设计思想、多层体系结构，实现了面向空间实体及其关系的数据组织、高效海量空间数据的存储与索引、大尺度多维动态空间信息数据库、三维实体建模和分析，具有TB级空间数据处理能力、可以支持局域和广域网络环境下空间数据的分布式计算、支持分布式空间信息分发与共享、网络化空间信息服务，能够支持海量、分布式的国家空间基础设施建设。

具有以下特点:

①分布式跨平台的多层多级体系结构，采用面向"服务"的设计思想。

②具有面向地理实体的空间数据模型，可描述任意复杂度的空间特征和非空间特征，完全表达空间、非空间、实体的空间共生性、多重性等关系。

③具备海量空间数据存储与管理能力，矢量、栅格、影像、三维四位一体的海量数据存储，高效的空间索引。

④采用版本与增量相结合的时空数据处理模型，"元组级基态+增量修正法"的实施方案，可实现单个实体的时态演变。

⑤具有版本管理和冲突检测机制的版本与长事务处理机制。

基于网络拓扑数据模型的工作流管理与控制引擎，实现业务的灵活调整和定制，解决GIS和OA的无缝集成。

⑥自适应的空间元数据管理系统，实现元数据的采集、存储、建库、查询和共享发布，支持SRW协议，具有分布间索能力。

⑦支持真三维建模与可视化，能进行三维海量数据的有效存储和管理，三维专业模型的快速建立，三维数据的综合可视化和融合分析。

⑧提供基于SOAP和XML的空间信息应用服务，遵循Opengis规，支持WMS、WFS、WCS、GLM3。

支持互联网和无线互联网，支持各种智能移动终端。

本产品被广泛应用于多个省市省份土地二次调查和土地利用规划。

（二）GeoStar

GeoStar是吉奥信息工程公司所开发的地理信息系统基础软件吉奥之星系列软件的核心（基本）板块。

用于空间数据的输入、显示、编辑、分析、输出和构建与管理大型空间数据库。

GeoStar最独特的优点在于矢量数据、属性数据、影象数据、DEM数据高度集成。

这种集成面向企业级的大型空间数据库。

矢量数据、属性数据、影象数据和DEM数据可以单独建库，并可进行分布式管理。

通过集成化界面，可以将四种数据统一调度，无缝漫游，任意开窗放大，实现各种空间查询与处。

GeoStarNT版采用当前计算机领域最先进的面向对象技术，根据地理信息系统和计算机技术的发展趋势，将网络化和集成化作为软件的基本特征。

它几乎涉及地理信息系统和遥感应用领域的所有基本功能。

GeoStarNT版定位在企业级，面向大型的空间数据管理。

同时管理GIS中的图形数据、属性数据、影象数据和DEM数据，通过ODBC可以与各种商用数据库管理系统连接，如SQLServer、Sybase、Oracle等，通过自行开发的空间数据交换模块可以与当前流行的GIS软件及我国的空间数据交换格式交换数据。

功能介绍：

①组织矢量数据：

利用文件菜单，可以新建、打开、工作区与工程，递交工作区到工程，加载、卸载工作区，进行数据格式转换、数据变换、抽取，创建DEM库、递交工作区，打印图形，管理扩展模块等。

②控制数据的显示：

利用视图菜单，可以实现数据显示比例的缩放、选择显示数据、控制界面上窗口的显示风格，叠加影像、影像库、DEM晕渲图，设置背景色等。

③进行空间查询：

利用查询菜单，可以实现属性查图形、属性查图形，拓扑查询、扩展SQL查询等各种空间查询。

④进行图形编辑；利用图形编辑菜单和编辑工具条，可以使用一百多种丰富的编辑功能，图形操作的基本功能和GIS特有功能相结合使得操作方便、简洁、灵活。

除了常见功能外，一系列自动、半自动批处理功能更能使您的工作事半功倍。

⑤制作专题图:

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利用专题制图菜单，可以制作常用的专题图，有分级统计图、分区统计图表、质底图。

其中对分区统计图表法选取了常用的柱状符号类、饼状符号类、趋势图形类、等值图形类等来实现。

每种符号又有多种式样的具体符号可供选择。

还可以设计面状填充符号。

⑥普通地图制图：

图幅整饰、保存整饰结果、打开某一整饰文件并编辑，此外，还可以EPS、EMF格式输出地图，提供符号设计、编辑、修改、存储和入库等工具。

⑦进行空间分析：

利用空间分析菜单，可以进行点、线、面的缓冲区分析、网络分析、资源分配，叠置分析等。

（三）Citystar

Citystar（城市之星）地理信息系统软件由大学开发研制，是一个面向桌面应用的GIS平台，其具体模块包括：

1）Citystar编辑模块：

矢量数据的录入、编辑。

2）Citystar查询分析模块（图A2-7）：

矢量栅格综合的空间数据管理、查询、分析模块，提供了多种空间模型运算。

3）Citystar制图模块：

提供了地图的整饰输出以及符号制作功能，同时也可以制作影象地图。

4）Citystar扫描矢量化模块：

提供了线状图形扫描、细化、跟踪并矢量化的一系列操作，适用于地形图等高线的录入。

5）Citystar可视开发模块：

包括OCX控件，使用户可以进行二次开发。

该模块提供了一个平台，包装控件的功能，便于用户使用，同时实现了多源数据的管理和查询，使用户可以方便的构造应用。

6）Citystar遥感图像处理模块：

提供了从遥感图像纠正到增强、变换、分类以提取专题信息整个流程的功能。

7）Citystar数字地形模块：

等值线、离散点插值生成DEM，并基于DEM进行各种分析。

8）Citystar三维模块：

基于DEM的三维曲面生成和查询分析。

9）CitystarGPS模块：

GPS数据的接收、显示和分析。

（四）Supermap

supermap是基于超图共相式GIS核进行开发的，采用.NET技术的组件式GIS开发平台。

共相式GIS核采用标准C++编写，实现基础的GIS功能；在此基础上，SuperMapObjects.NET组件采用C++/CLI进行封装，是纯.NET的组件，不是通过COM封装或者中间件运行的组件，比通过中间件调用COM的方式在效率上将有极大的提高。

SuperMapObjects.NET支持所有.NET开发语言，如C#、VB.NET、C++/CLI等；

SuperMapGIS技术特点：

①统一的技术核。

一是具有相同的数据模型；二是具有统一的地图配置。

②企业级的网络服务器

③多源数据