分散設(shè)施管理信息系統(tǒng)

前言

從1994年讀研究生開始，就跟GIs結(jié)下了不解之緣，先后經(jīng)歷了碩士、博士及博士后等幾個(gè)階段，其間主持（或參與）完成大中型GIS集成項(xiàng)目十余項(xiàng)，并在世界知名的顧問咨詢公司（阿特金斯顧問有限公司，Atkins Consultant CO.Ltd.）實(shí)際擔(dān)任GIS分析師（Analyst）近兩年。所以，無論是對(duì)GIS理論還是基于GIS的應(yīng)用集成，都有了較為深刻的認(rèn)識(shí)和理解，并積累了豐富的GIS應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。本書匯集了我多年的理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的部分成果，主要面向分散型設(shè)施管理GIS應(yīng)用系統(tǒng)集成，相關(guān)理論和方法的合理性和實(shí)用性已被實(shí)際的工程實(shí)踐所證明，現(xiàn)將其整理成冊(cè)奉獻(xiàn)給各位專家和同仁，希望能起到拋磚引玉的作用。針對(duì)空間信息數(shù)據(jù)量較小、空間對(duì)象相對(duì)簡單、圖形功能要求不高，但對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問、多用戶并發(fā)操作等功能要求較高的分散型設(shè)施管理應(yīng)用，本書提出了一套基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫架構(gòu)的完整解決方案，它很好地滿足了分散型設(shè)施管理GIS應(yīng)用系統(tǒng)集成的實(shí)際需要。本書對(duì)GIs理論及應(yīng)用研究現(xiàn)狀、技術(shù)背景、相應(yīng)的解決方案及其具體應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的論述。全書共分為8章，第1章緒論，主要回顧了GIS理論及應(yīng)用的國內(nèi)研究現(xiàn)狀，討論了現(xiàn)存GIS平臺(tái)的局限性和分散型設(shè)施管理GIs應(yīng)用的實(shí)際需求，以及發(fā)展相應(yīng)GIs平臺(tái)的必要性；第2章對(duì)基于構(gòu)造點(diǎn)集的空間數(shù)據(jù)組織與存儲(chǔ)模型進(jìn)行了完整描述和介紹；第3章重點(diǎn)介紹了基于構(gòu)造點(diǎn)集的空間數(shù)據(jù)訪問機(jī)制；第4章詳細(xì)介紹了基于構(gòu)造點(diǎn)集的空間數(shù)據(jù)模型的控件實(shí)現(xiàn)方法；第5章對(duì)所提出的空間數(shù)據(jù)模型進(jìn)行了時(shí)態(tài)拓展，并將其應(yīng)用于城鎮(zhèn)土地產(chǎn)權(quán)管理的系統(tǒng)集成中；第6章介紹了webGIS的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展webGIS平臺(tái)的技術(shù)基礎(chǔ)，詳細(xì)闡述了基于構(gòu)造點(diǎn)集的webGIS平臺(tái)的基本技術(shù)架構(gòu)；第7章對(duì)基于構(gòu)造點(diǎn)集的webGIS平臺(tái)的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的論述；第8章采用了一個(gè)具體的實(shí)例（石油銷售決策支持系統(tǒng)）來論證所設(shè)計(jì)的webGIS平臺(tái)的合理性及有效性。針對(duì)本書提及的分散型設(shè)施管理GIS應(yīng)用，本書從基礎(chǔ)理論層面到實(shí)際應(yīng)用層面盡可能全面地探尋了能更好地滿足其應(yīng)用需求的解決方案，具有一定的理論價(jià)值和較大的實(shí)用價(jià)值。應(yīng)當(dāng)看到，隨著GIS應(yīng)用范圍的拓展和應(yīng)用的逐步深入，會(huì)產(chǎn)生許許多多的有關(guān)GIS應(yīng)用的問題需要解決。同時(shí)也必須認(rèn)識(shí)到，傳統(tǒng)的以不變應(yīng)萬變的應(yīng)用集成方式（即對(duì)不同的GIS應(yīng)用都采用相同或相近的集成方式和GIS平臺(tái)）是無法滿足某些特殊GIS應(yīng)用的要求的。在研究期間參閱了大量資料，有的并未直接引用，但汲取了其思想，一并列入?yún)⒖嘉墨I(xiàn)，在此特表示感謝。希望能將我的思想和經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)確地傳遞給讀者，盡管竭盡所能，但由于自身能力有限，難免出現(xiàn)一些陳述不清或不夠成熟的觀點(diǎn)，請(qǐng)專家及同仁予以指正。

內(nèi)容概要

《分散設(shè)施管理信息系統(tǒng)：分散型設(shè)施管理GIS平臺(tái)構(gòu)建方法與技術(shù)》在對(duì)現(xiàn)存GIS平臺(tái)研究和分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合GIS應(yīng)用系統(tǒng)集成的實(shí)際需要，發(fā)展并構(gòu)建了基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的分散型設(shè)施管理GIs軟件平臺(tái)。重點(diǎn)對(duì)基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)模型、空間數(shù)據(jù)索引、模型的時(shí)態(tài)拓展、GIS控件的構(gòu)造和基于SVG的webGIS平臺(tái)搭建等內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的論述，并對(duì)實(shí)際的應(yīng)用工程建設(shè)（如地籍測量系統(tǒng)構(gòu)建等）中涉及的相關(guān)技術(shù)問題展開了深入討論?！　　斗稚⒃O(shè)施管理信息系統(tǒng)：分散型設(shè)施管理GIS平臺(tái)構(gòu)建方法與技術(shù)》主要面向地理信息系統(tǒng)高年級(jí)學(xué)生和研究生，也可供GIS系統(tǒng)集成技術(shù)人員或相關(guān)專業(yè)的軟件開發(fā)人員參考。

作者簡介

羅德安，1968年生，四川樂至人。1 990年本科畢業(yè)于原武漢測繪科技大學(xué)大地測量專業(yè)，2002年于西南交通大學(xué)獲地理信息系統(tǒng)專業(yè)博士學(xué)位。現(xiàn)就職于北京建筑工程學(xué)院測繪系，從事測繪工程專業(yè)的教學(xué)及研究工作。主要研究方向包括地理信息系統(tǒng)相關(guān)理論及應(yīng)用、地面激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理理論及應(yīng)用研究和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及應(yīng)用研究等，公開發(fā)表論文20余篇，主持國家自然科學(xué)基金1項(xiàng)、省部級(jí)項(xiàng)目3項(xiàng)、重大橫向科研合作項(xiàng)目10余項(xiàng)。

書籍目錄

第1章 緒論　1．1 地理信息系統(tǒng)發(fā)展的歷史　1．2 GIS理論與應(yīng)用的研究熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)　1．3 空間數(shù)據(jù)庫的研究進(jìn)展及存在的問題　1．4 關(guān)于GIS數(shù)據(jù)應(yīng)用的一般性討論　1．5 應(yīng)用及技術(shù)背景　1．6 意義及主要內(nèi)容第2章 基于構(gòu)造點(diǎn)集的空間數(shù)據(jù)組織與存儲(chǔ)　2．1 地理現(xiàn)象的計(jì)算機(jī)抽象描述　2．2 空間對(duì)象的抽象類型　2．3 空間對(duì)象描述　2．4 空間對(duì)象的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)　2．5 空間數(shù)據(jù)組織　2．6 圖層的建立　2．7 空間對(duì)象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)實(shí)例　2．8 本章小結(jié)第3章 基于構(gòu)造點(diǎn)集的空間數(shù)據(jù)訪問機(jī)制　3．1 關(guān)于空間數(shù)據(jù)存取效率的一般性討論　3．2 空間數(shù)據(jù)索引概述　3．3 常用空間索引結(jié)構(gòu)存在的問題　3．4 基于粗分格網(wǎng)的對(duì)象范圍索引結(jié)構(gòu)　3．5 空間信息的查詢　3．6 空間數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程訪問　3．7 空間數(shù)據(jù)模型的適應(yīng)性分析　3．8 本章小結(jié)第4章 空間數(shù)據(jù)訪問的部件實(shí)現(xiàn)　4．1 空間數(shù)據(jù)訪問的基本結(jié)構(gòu)　4．2 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問實(shí)現(xiàn)的基本條件　4．3 空間數(shù)據(jù)管理控件的基本功能及其實(shí)現(xiàn)　4．4 空間數(shù)據(jù)訪問的性能優(yōu)化　4．5 控件部分功能介紹　4．6 本章小結(jié)第5章 模型的時(shí)態(tài)拓展及其應(yīng)用　5．1時(shí)態(tài)GIS研究概述　5．2 現(xiàn)有地籍管理系統(tǒng)存在的問題與地籍檔案管理　5．3 基于構(gòu)造點(diǎn)集的空間數(shù)據(jù)模型的時(shí)態(tài)拓展　5．4 地籍變更的基本策略和變更實(shí)例　5．5 一個(gè)城鎮(zhèn)產(chǎn)權(quán)地籍系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)　5．6 本章小結(jié)第6章 基于構(gòu)造點(diǎn)集的WebGIS架構(gòu)設(shè)計(jì)　6．1 研究背景　6．2 WebGIS的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀　6．3 WebGIs的實(shí)現(xiàn)模型　6．4 WebGIS的實(shí)現(xiàn)技術(shù)及特色比較　6．5 發(fā)展基于構(gòu)造點(diǎn)集WebGIS的技術(shù)基礎(chǔ)　6．6 基于構(gòu)造點(diǎn)集的webGIS技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)　6．7 本章小結(jié)第7章 基于構(gòu)造點(diǎn)集的WebGIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)　7．1 概述　7．2 基于webService的圖形對(duì)象操作　7．3 空間數(shù)據(jù)庫的管理功能與實(shí)現(xiàn)　7．4 空間數(shù)據(jù)的提取與SVG表達(dá)　7．5 地圖的基本交互功能　7．6 數(shù)據(jù)調(diào)度策略及性能優(yōu)化　7．7 系統(tǒng)及應(yīng)用安全保障策略　7．8 本章小結(jié)第8章 基于WebGIS的石油銷售決策系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)　8．1 需求分析　8．2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)　8．3 開發(fā)工具選擇　8．4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)情況簡介　8．5 本章小結(jié)參考 文獻(xiàn)后記

章節(jié)摘錄

插圖：2.真三維數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究目前的GIS都能處理好二維的平面空間信息，一些軟件也能較好地以獨(dú)立方式處理好高程信息（如建立[）EM），可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的三維顯示和部分地形分析功能，這些功能的實(shí)現(xiàn)，通常采用二維或二維半來表示三維現(xiàn)象，其處理方式通常是將高程值當(dāng)作一個(gè)屬性值來處理。這種二維或二維半數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)難以真正表達(dá)三維空間數(shù)據(jù)所附加的全部信息。例如，一些重要的地質(zhì)構(gòu)造（如斷層處），在某固定位置會(huì)有不同的高程值，用二維或二維半表示，就不能真正地反映出這種地質(zhì)構(gòu)造。近些年來，計(jì)算機(jī)的發(fā)展使顯示和描述物體的三維幾何特征和屬性特征成為可能，因此真三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)成為目前GIS研究中的一個(gè)熱點(diǎn)。3.時(shí)態(tài)GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)模型的研究空間、時(shí)間和屬性是表征地理實(shí)體的三個(gè)不同方面，對(duì)任意實(shí)體的完整描述都必須由它們共同來完成。目前的GIS都只能對(duì)客觀地理實(shí)體某一時(shí)刻的狀態(tài)進(jìn)行靜態(tài)描述，不能反映出地理實(shí)體隨時(shí)間變化的時(shí)變信息，而實(shí)際的應(yīng)用（如地籍中的宗地歷史檔案管理）又需要反映出地理實(shí)體隨時(shí)間變化的時(shí)變信息，這就促使GIS領(lǐng)域?qū)r(shí)態(tài)GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)模型進(jìn)行研究。4.多源數(shù)據(jù)的融合研究現(xiàn)代空間技術(shù)的發(fā)展日新月異，發(fā)展迅速，人們比以往任何時(shí)期都更加容易地獲取到有關(guān)地球的各種信息，GPS技術(shù)、RS技術(shù)、CCD技術(shù)以及雷達(dá)成像技術(shù)等已廣泛應(yīng)用于全球問題（如溫室效應(yīng)、厄爾尼諾現(xiàn)象、全球氣象等）的解決中，這些新技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用為GIS提供了豐富的數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)更新手段，如何利用這些豐富的數(shù)據(jù)資源，如何發(fā)揮各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，以及如何將這些數(shù)據(jù)源有機(jī)地結(jié)合起來并融為一體將是未來GIS理論研究中所必須解決的一個(gè)重要課題。5.空間數(shù)據(jù)共享研究傳統(tǒng)的GIs軟件，不同的軟件有著各自不同的空間數(shù)據(jù)組織模型，出于保護(hù)自身知識(shí)產(chǎn)權(quán)等因素的考慮，其數(shù)據(jù)組織方式和文件格式一般是不公開的，這樣，不同軟件之間的數(shù)據(jù)就無法互相利用，形成了一個(gè)個(gè)大大小小的信息孤島。隨著GIS應(yīng)用由以系統(tǒng)為中心向以數(shù)據(jù)為中心的轉(zhuǎn)變，人們開始重視并開始研究不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)無損轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)的互操作等問題，并出現(xiàn)了OpenGIS這樣的抽象規(guī)范。但要實(shí)現(xiàn)真正意義上的數(shù)據(jù)共享，必須研究并制定可行的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的抽象數(shù)據(jù)類型定義規(guī)范，研究多粒度地理信息系統(tǒng)軟件對(duì)象的劃分和對(duì)象組合原則、檢索機(jī)制、確定抽象數(shù)據(jù)類型集合及其層次結(jié)構(gòu)。研究并制定地理信息系統(tǒng)之間的通信協(xié)議集，包括數(shù)據(jù)請(qǐng)求協(xié)議、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和功能請(qǐng)求協(xié)議等。只有解決了這些問題，才可能真正實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的共享和互操作（方裕，2001）。

后記

GIS發(fā)展到今天，已變得相當(dāng)成熟，并被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，同時(shí)也帶來了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。隨著GIS應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，現(xiàn)有的基于地圖管理模式建立起來的GIs平臺(tái)，在某些應(yīng)用領(lǐng)域中已顯得很不適應(yīng)。實(shí)際的GIS應(yīng)用中既需要有功能齊全的綜合性GIs平臺(tái)，也呼喚面向?qū)I(yè)領(lǐng)域的、功能相對(duì)單一的專用GIS平臺(tái)（或控件）。針對(duì)空間信息數(shù)據(jù)量較小、空間對(duì)象相對(duì)簡單、圖形功能要求不高，但對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問、多用戶并發(fā)操作等功能要求較高的一類特殊應(yīng)用（如電信資源管理、電力管理、交通調(diào)度以及宗地管理等），本書提出了一個(gè)基于構(gòu)造點(diǎn)集的全關(guān)系型空間數(shù)據(jù)模型。本書對(duì)該模型的基本設(shè)計(jì)思想、空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、空間數(shù)據(jù)的組織、空間索引的建立等都作了詳細(xì)的論述，構(gòu)建了基于該模型的空間數(shù)據(jù)訪問控件，并對(duì)該模型在專用領(lǐng)域（如宗地檔案管理）內(nèi)的應(yīng)用作了相應(yīng)的時(shí)態(tài)拓展，通過理論探討和實(shí)際的應(yīng)用驗(yàn)證，證明了該模型能很好地滿足該類特殊應(yīng)用的基本要求，同時(shí)也證明了該模型的有效性和實(shí)用性。盡管本書為這類GIS應(yīng)用提供了較為完善、切實(shí)可行的解決方案，但仍存在一些需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)的地方。本書構(gòu)建的模型及其時(shí)態(tài)拓展模型，是為特定GIs應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計(jì)的，它的適用范圍具有一定的局限性。對(duì)于本書提及的分散設(shè)施管理GIS應(yīng)用，本書研究重點(diǎn)放在了對(duì)該類應(yīng)用的數(shù)據(jù)組織和管理上。鑒于該類應(yīng)用存在的廣泛性，對(duì)該類GIs應(yīng)用的進(jìn)一步研究具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義，需要進(jìn)一步研究和完善的方面包括：①進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)庫的訪問效率；②進(jìn)一步降低時(shí)空數(shù)據(jù)的冗余度；③發(fā)展和完善其空間分析功能（如網(wǎng)絡(luò)分析功能，這對(duì)于電信資源管理中的智能調(diào)度和智能配線，電力資源管理中的智能調(diào)配，以及鐵路交通管理中的智能調(diào)度等應(yīng)用都是必不可少的）；④對(duì)webGIS系統(tǒng)的在線編輯功能有待進(jìn)一步加強(qiáng)；⑤可以在今后的研究中引入異步傳輸技術(shù)，充分利用已有帶寬，提高網(wǎng)絡(luò)的利用率，節(jié)約數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間開銷。本書的研究開創(chuàng)了針對(duì)分散設(shè)施管理GIS應(yīng)用，建立與之相適應(yīng)的空間數(shù)據(jù)模型和相應(yīng)GIS軟件（或控件）的先例。對(duì)于本書提及的該類GIS應(yīng)用，本書從基礎(chǔ)理論層面到實(shí)際應(yīng)用層面全面地探尋了能更好地滿足其應(yīng)用需求的解決方案，具有一定的理論價(jià)值和較大的使用價(jià)值。本書的研究也揭示了GIS應(yīng)用研究與GIs基礎(chǔ)理論研究具有同等重要的地位，同時(shí)也向世人展示了一直被忽略的GIS應(yīng)用研究的廣闊前景。應(yīng)當(dāng)看到，隨著GIs應(yīng)用范圍的拓展和應(yīng)用的逐步深入，會(huì)產(chǎn)生許許多多的有關(guān)GIS應(yīng)用的問題需要我們?nèi)ソ鉀Q。同時(shí)也必須認(rèn)識(shí)到，傳統(tǒng)的以不變應(yīng)萬變的應(yīng)用集成方式（即對(duì)不同的GIS應(yīng)用都采用相同或相近的集成方式和GIS平臺(tái)）是無法滿足某些特殊GIS應(yīng)用的要求的。

編輯推薦

《分散設(shè)施管理信息系統(tǒng)：分散型設(shè)施管理GIS平臺(tái)構(gòu)建方法與技術(shù)》：北京建筑工程學(xué)院學(xué)術(shù)著作出版基金資助。

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