主頁（http://www.130131.com）：地理信息系統(tǒng)在智能交通系統(tǒng)中的應用 1 引言
地理信息系統(tǒng)(GIS-Geographic Information System)是人類在生產(chǎn)實踐活動中,為描述和處理相關地理信息而逐漸產(chǎn)生的軟件系統(tǒng)。它以計算機為手段,對具有地理特征的空間數(shù)據(jù)進行處理,能以一個空間信息為主線,將其它各種與其有關的空間位置信息結合起來。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)值領域步入空間領域。GIS的作途十分廣泛,可以為各類應用目的服務,例如交通、能源、農(nóng)林、水利、測繪、地礦、環(huán)境、航空、國土資源綜合利用等等。在未來"數(shù)字地球"的建設中,將起到十分重要的作用。研究GIS的理論與技術,開發(fā)GIS軟件產(chǎn)品以及推進和深化GIS各類應用已經(jīng)成為國內(nèi)外科技界和產(chǎn)業(yè)界的一大熱點。本文將在介紹地理信息系統(tǒng)技術和發(fā)展的基礎上,研究其在智能交通系統(tǒng)(ITS)中的應用。
2 GIS系統(tǒng)的技術與發(fā)展
2·1 GIS系統(tǒng)的基本理論和發(fā)展趨勢
GIS的理論基礎主要有兩大支柱:地球科學和信息科學。前者涉及地物空間信息及其關系信息的獲取、分類模型及語意表示中的理論問題和實踐問題,后者則涉及信息的組織、存儲、處理、可視化表示及傳輸中的理論問題和實踐問題。GIS的技術基礎包括遙感技術、定位技術和信息技術的各個方面。GIS技術發(fā)展的總趨勢是從系統(tǒng)為中心向以數(shù)據(jù)為中心的方向發(fā)展。未來的GIS,系統(tǒng)的概念將越來越模糊。系統(tǒng)之間將不僅可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,而且可以實現(xiàn)互操作。積極推動這一進程的是OpenGis。OpenGis是開放地理數(shù)據(jù)互操作的簡稱,由開放地理信息系統(tǒng)協(xié)會(OGC)提出。它規(guī)定了應用程序之間需要互操作的地理數(shù)據(jù)應包含的各種標準數(shù)據(jù)類型和在其上所實施的基本操作,它規(guī)定了互操作的規(guī)范和對數(shù)據(jù)語意的共同理解,從而為軟件開發(fā)人員提供一個接口框架。遵循這個框架開發(fā)的軟件可以允許用戶在一個開放的信息技術環(huán)境中訪問和處理不同來源的地理數(shù)據(jù)。OpenGis的軟件框架主要由三部分組成:
統(tǒng)一的開放式地理數(shù)據(jù)模型OGM;
統(tǒng)一的地理操作模型;
實現(xiàn)團體間的地理數(shù)據(jù)與操作資源共享的信息團體模型。
一個完整的OpenGis軟件平臺應該有符合OGC規(guī)范的基礎協(xié)議、基礎應用組件與工具、應用開發(fā)組件與根據(jù)及外部開發(fā)根據(jù)。它是"數(shù)字地球"的關鍵技術之一。GIS系統(tǒng)發(fā)展的趨勢之二是全關系化。其目標就是大大提高空間數(shù)據(jù)的建設、分析速度;大大簡化GIS應用軟件的設計。并且,GIS與GPS技術的一體化,一直是GIS技術界努力的方向。
2·2 GIS的軟件系統(tǒng)
GIS用于獲取、處理、分析、訪問、表示和在不同用戶、不同系統(tǒng)和不同地點之間傳輸數(shù)字化空間信息。它作為計算機信息系統(tǒng)的一類,屬于計算機軟件的范疇。GIS的基本特征是以計算機為運行平臺,空間數(shù)據(jù)參與運算,為各類應用目的服務。
GIS系統(tǒng)軟件可以分為三個層次:
1·基礎軟件平臺
以計算機硬件和系統(tǒng)軟件為基礎,是衡量一個國家GIS研究、發(fā)展和軟件水平的標志,是GIS軟件產(chǎn)業(yè)首先要發(fā)展的。
2·應用軟件開發(fā)平臺。
3·應用軟件系統(tǒng)。
最近幾年,GIS軟件在功能上沒有太大的突破,各GIS軟件廠商的努力方向主要是優(yōu)化軟件性能,同時追趕計算機技術的發(fā)展潮流,更換平臺和環(huán)境,并擴展數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),更改開發(fā)語言和開發(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)展趨勢上看,這仍將是一大主流。在空間數(shù)據(jù)庫管理方面,客戶/服務器體系結構仍是GIS軟件追求的目標。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、線、面等圖形數(shù)據(jù))的能力。最近兩年,對GIS軟件影響較為深刻的技術是部件對象模型。軟件廠商已由原來向用戶提供系統(tǒng)轉(zhuǎn)為提供控件OCX或Active X,如ERSI公司的apObject、MapInfo公司的MapX等。
國內(nèi)GIS軟件開發(fā)單位也在緊跟潮流,如武漢測繪科技大學的GeoStar、中國地質(zhì)大學的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,目前還沒有統(tǒng)一的標準使不同軟件商生產(chǎn)的控件能夠協(xié)同工作。因此為了符合實際需要,國際上GIS軟件工業(yè)界正在制訂開放型的地理數(shù)據(jù)互操作協(xié)議OpenGis,就是要制訂統(tǒng)一標準,使各個軟件廠商生產(chǎn)的控件能夠協(xié)同工作。這一解決方案將使用戶從中大大受益,當用戶開發(fā)應用系統(tǒng)時,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)。這無論是對應用系統(tǒng)軟件開發(fā)還是數(shù)據(jù)共享都非常有意義。
隨著Internet/Intranet的普及,Internet/IntranetGIS軟件的競爭已到了白熱化的程度。Internet與部件對象模型技術相結合,將進一步發(fā)展基于分布式部件模型的Internet GIS。在理論研究方面,時空數(shù)據(jù)的處理及真三維或四維GIS仍然是一個研究熱點,目前這方面還沒有較成熟的軟件面市。但是,隨著計算機的處理能力和多維空間數(shù)據(jù)可視化技術的進步,推出商品化的多維GIS軟件系統(tǒng)將為時不遠。另外,雖然從本質(zhì)上說地理空間數(shù)據(jù)不屬于GIS技術的范疇。但在當前我國GIS的發(fā)展中,空間數(shù)據(jù)非常重,它實際上是一個GIS工程能否正常運行的關鍵。
2·3 MapInfo軟件簡介
MapInfo及其MapBasic地理信息開發(fā)應用平臺是目前地理信息領域應用最為廣泛的工具之一。MapInfo是美國MapInfo公司的產(chǎn)品,它的推出吸引了越來越多的用戶,目前已經(jīng)在世界范圍流行起來。MapInfo以其桌面產(chǎn)品MapInfo Prfessional為起點,為用戶提高完整的地理信息解決方案。作為MapInfo地理信息系統(tǒng)的開發(fā)工具MapBasic語言,具有強大的地理信息數(shù)據(jù)操作功能、豐富的程序語句和完善的各類函數(shù)。MapInfo應用系統(tǒng),執(zhí)行復雜而先進的數(shù)據(jù)庫查詢操作。MapBasic與所有支持MapInfo的平臺兼容,易與諸如VisualBasic、C++、Visual C++、Power Builder、Delphi等語言編寫的應用軟件集成,并能實現(xiàn)MapInfo與其它應用程序的連接。
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