地理数据库 - 图文(10)

二、分幅数字化 主要的数字化方法：手扶跟踪数字化；地图扫描数字化；野外数字化采集；解析测图仪数据输入；其他数据传输和转换输入

手扶跟踪数字化：(1) 数字化仪简介(2) 数字化过程(3) 数字化方式(4) 数字化精度

(2) 数字化过程：1)准备数字化原图，标示图幅角点，内部控制点。2)输入原图的比例尺，定义用户坐标系（原点和坐标轴），确定地图投影方式。3)选择数字化方式，确定数字化范围，即用标示器将X、Y最小值点和X、Y最大值的点数字化。4)数字化时必须按照不同的专题内容分文件、分图层有顺序地数字化，幅面较大的图件，可分块数字化。5)检查并改正数字化错误。 (3) 数字化方式。分为点方式和流方式。点方式。数字化时，只要将标示器十字丝交点对准数字化原图上要数字化的点，按下标示器上相应的按键，记录该点x、y坐标。每记录一次坐标，操作员需要按键一次。点方式主要用于采集单个点和控制曲线形态的特征点（端点、极值点、拐点），如控制点、三角点、水准点、独立地物中心点等，折线的始点、终点、转折点，居民地街区拐角点等。流方式。数字化时，将标示器十字丝交点沿曲线从起点移动到终点，让它以等时间间隔或等距离间隔方式记录曲线上一系列密集的离散点坐标，操作员无需对每个点都按键一次，仅在曲线的始点和终点各按一次相应的按键即可，对于不规则的曲线图形，如河流、等高线、海岸线等，常使用流方式数字化。?

(4) 数字化精度。数字化仪设备使用时间过长导致精度降低，会影响输入数据的精度。数字化方式对数字化精度也有影响，流方式比简单的点方式的位臵误差要大，流方式等间隔记录点则不能正确地数字化尖锐的弯曲顶点，常常切割这类弯曲部分，误差较大。操作员人为误差主要指操作员的经验技能、生理因素和工作态度等。人工制作编稿原图过程中必然会有误差产生,这些误差随着图数转换而进入计算机的数据中。 地图扫描数字化(1) 扫描仪简介(2) 数字化过程(3) 交互式地图扫描数字化 三、数据编辑与图幅接边

数据检查与编辑 分幅数字化完成后，作业员对完成的图幅进行检查，及时改正发现的错误。要素遗漏，采集不完整或重复；要素位臵不正确；要素代码错误；变形；注记错误

图幅接边 相邻图幅跨图幅的地方可能出现图形数据不衔接，属性数据不匹配的问题。需要进行匹配处理。

四、数据分层?

在数字化过程中，为了便于图形数据的采集和注记、要素代码的录入，通常采用某种分层方案。分层应考

虑的因素不同专题数据建立不同层，同一层内数据有相同属性信息。几何表达形式不同的数据分别存放不同层。

五、拓扑编辑与处理

拓扑编辑和处理（1）建立或生成拓扑关系：生成结点和弧段；装配多边形 ；建立多边形标签（label）；建立多边形（弧段）属性表（2）数据纠错:清除假结点和多余的中间点（3）拓扑编辑：按拓扑数据的要求（比如修改后的数据重新建拓扑）进一步编辑 六、属性数据录入

属性数据（统计数据或专题数据）的采集 数据量较小，可以在输入几何数据的同时，用键盘输入；数据量大，与几何数据分别输入，根据预先建立属性表输入属性；从其它统计数据库导入属性，通过关键字段联接图形。 七、其他处理

（1）坐标转（2）投影转换（3）几何纠正

（1）坐标转换：由数字化设备读取的坐标值直接依赖于该设备的坐标系统及其设臵，并不代表实际地理坐标，因此有必要建立坐标转换公式，在数字化过程中将设备坐标转换为实际地理坐标。

（2）投影转换：当系统使用来自不同地图投影的图幅时，需要将所有图幅统一到系统采用的某种地图投影。为此，需要采用投影转换。投影变换的方法：正解变换；反解变换；数值变换

（3）几何纠正：扫描地形图、遥感影像得到的地理数据入库之前，还需要进行几何纠正，以纠正图纸变形引起的数字化数据的误差。几何纠正的方法：仿射变换：使用最多的一种几何纠正方式；相似变换；二次变换

八、数据库建立

利用所选的GIS软件提供的数据库管理功能，将空间数据入库处理，形成数据库实体

数据库内容包括：数据字典和空间元数据；空间索引 图形和属性数据库的建立；设立用户密码，规定用户

使用权限；软件系统和数据的融合检查；数据库系统运行测试 本章问题

1、地理数据库数据的主要来源有哪些？ 2、空间数据库的设计原则？

3、空间元数据在地理数据库中的作用？ 4、空间数据采集建库的主要方法？

第七章 WebGIS数据库技术

Web基本原理

WebGIS是互联网和GIS发展的产物

Web基础知识 1．什么是Web2．Web的工作原理 3．Internet网络协议 4．IP地址、域名和URL5．HTML 6．XML

1、什么是Web Internet是一个全球性的计算机网络，通过它可以获取各种服务，如信息浏览、电子邮件、文件传输及发布个人主页等。Web全称为World Wide Web ；Web是Internet提供的一种服务 ；Web是存储在全世界Internet计算机中、数量巨大的文档的集合 ；Web是一种超文本信息系统 ；Web是图形化的和易于导航的 ；Web与平台无关 ；Web是分布式的 、具有新闻性、动态的、交互的

2、 Web的工作原理 Web服务器向浏览器提供服务的过程大致可以归纳为以下4个步骤：（1）用户打开计算机（客户机），启动浏览器程序（Netscape Navigator, Microsoft Internet Explorer等），并在浏览器中指定一个URL（Uniform Resource Locator，统一资源定位器），浏览器便向该URL所指向的Web服务器发出请求。（2）Web服务器（也称为HTTP服务器）接到浏览器的请求后，把URL转换成页面所在服务器的文件路径名。（3）如果URL指向的是普通的HTML（Hypertext Markup Language，超文本标记语言）文档，Web服务器将直接把它传送给浏览器。HTML文档中可能包含用Java，JavaScript，ActiveX，VBScript等编写的小应用程序（applet），服务器也将它们随HTML文档一道传送到浏览器，在浏览器所在的机器上执行。（4）如果HTML文档中嵌有服务器端程序（如ASP程序），那么Web服务器就运行该程序，并将结果传送至浏览器。Web服务器运行ASP程序时还可能调用数据库服务器和其他服务器。

3、 Internet网络协议 Internet是由各种不同类型、不同规模、独立管理和运行的主机或计算机网络组成的一个全球性特大网络。Internet使用的网络

协议是TCP/IP协议，凡是连入Internet的计算机都必须安装和运行TCP/IP协议软件。

TCP/IP协议把整个网络分成4个层次：应用层、传输层、网络层和物理链路层。它们都建立在硬件基础之上。

HTTP协议 超文本传输协议HTTP（HyperText Transfer Protocol）。其定义的事务处理由以下4个步骤组成：（1）客户端与服务器建立连接；（2）客户端向服务器提出请求；（3）如果请求被接受，则服务器送回响应，在响应中包括状态码和所需的文件；（4）客户端和服务器断开连接。

远程登录协议Telnet Telnet是关于远程登录的一个协议。用户可以通过用Telnet连入某个主机 ，成为该主机的终端而访问各种所需的信息，或运行远程主机上的程序来求解各种复杂的问题。还可以利用Telnet连到Internet上的种种服务器，如Archie、Gopher、Wais、WWW以及其它服务器，比如某图书馆的资料文献服务器等等

文件传输协议FTP FTP既是一种文件传输协议，也是一种服务。 能使Internet上两台主机间互传（拷贝）文件 ；FTP服务器 匿名FTP服务器； 用户名和口令登录连接、拷贝文件

IP地址 IP地址是识别Internet网络中的主机及网络设备的唯一标识 。表示：网络地址+主机地址，长度为4个字节，由3个用?.?分隔的十进制数组成，每个数不大于255，如210.29.137.122

域名 IP地址是连网计算机的地址标识。DNS ：域名服务系统，允许为主机分配字符名称，即域名。并实现域名与IP地址的转换 7个组织模式的顶级域名分配如下： com 商业组织 edu 教育机构 gov 政府部门 mil 军事部门 net 网络中心 org 上述以外的组织 int

国际组织

统一资源定位器URL

URL（Uniform Resource Locator）就是用来确定某信息位臵的方法 格式 ：<信息服务类型>：//<信息资源

地址>/<文件路径> URL的例子 ：

http: //www.njnu.edu.cn

http: //www.whitehouse.gov

telnet: //odysseus.circe.com:70

ftp: //ftp.w3.org/pub/www/doc gopher: //gopher.internet.com news: comp.sys.novell

wais: //quake.think.com/directory-of-servers 超文本标记语言HTML HTML是一种简单、通用的标记语言，可以用其制作包容图像、文字、声音等精彩内容的网页 。标记：字符和数据的语法结构通过标记来表示；是HTML语言的标签符号和用标签符号构成的各种元素的总称。标签：是描述性的标记，用一对<>中间包含若干字符表示，通常成对出现，前一个是起始标签，后一个为结束标签

HTML文档的基本构成 基本HTML页面以标签开始，以结束。在它们之间，就是HEAD和BODY。BODY部分是网页的主体，内容均会反映在页面上，用…标签来界定，其内容的定义和组织是通过各类标签实现的。其形式如下：

<标签1 [属性[=属性值] [属性[=属性值]…> <标签2 [属性[=属性值] [属性[=属性值]…> []

[]

下列HTML代码显示如图所示的简单页面。

；

Hello! This is an example!

图1-3 例1-1浏览器显示结果

可扩展标记语言XML eXtensibleMarkup Language是W3C组织于1998年2月发布的标准。XML描述的是文档的结构和意义，不描述页面元素的格式化。可用样式单为文档增加格式化信息。文档本身只说明文档

包括什么标记，不说明文档看起来是什么样的。XML与HTML的设计区别是：XML是用来存储数据的，重在数据本身。而HTML是用来定义数据的，重在数据的显示模式。XML的简单使其易于在任何应用程序中读写数据，这使XML很快成为数据交换的唯一公共语言，虽然不同的应用软件也支持其它的数据交换格式，但趋势都将支持XML 。

Web基本概念小结 Web是一种基于客户机/服务器、采用Internet网络协议的体系结构，是一种基于Internet的超文本信息系统 。Internet是由各种不同类型、不同规模、独立管理和运行的主机或计算机网络组成的一个全球性特大网络。IP地址是识别Internet中主机及网络设备的惟一标识 。网页是用HTML或XML语言编制的文档文件，由浏览器解释并显示在用户浏览器的窗口中

WebGIS基本概念 1、什么是WebGIS2、WebGIS的特征3、建立WebGIS的基本要求4、WebGIS基础技术5、WebGIS相对于传统GIS的优势6、典型应用 1、什么是WebGIS 万维网地理信息系统WebGIS，是GIS与www的有机结合，GIS通过www功能得到了扩展，从www的任意一个节点，人们可以浏览和获取Web上的各种地理空间数据及属性数据、图像、文件，以及进行地理空间分析。Internet的飞速发展，使传统GIS的发展更加广阔。它改变了GIS数据及应用的访问和传输方式，使GIS真正变成了大众使用的工具。WebGIS是Internet和www技术应用于GIS开发的产物，是实现GIS互操作的一条最佳解决途径。从Internet的任意节点，用户都可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图、进行各种空间信息检索和空间分析。WebGIS不但具有大部分乃至全部传统GIS软件具有的功能，而且还具有利用Internet优势的特有功能。这些特有功能包括用户不必在自己的本地计算机上安装GIS软件就可以在Internet上访问远程的GIS数据和应用程序，进行GIS分析，在Internet上提供交互的地图和数据。WebGIS的关键特征面向对象、分布式和互操作。也就是说：任何GIS数据和功能都是一个对象。这些对象布署在Internet的不同服务器上，当需要时进行装配和集成。Internet上的任何其他系统都能和这些对象进行交换和交互操作。 2、WebGIS的特征 （1）、WebGIS是集成的全球化的客户/服务器网络系（2）、WebGIS是交互系统（3）、WebGIS是分布式系统（4）、WebGIS是动态系统（5）、WebGIS是跨平台系统（6）、WebGIS能访问异构环境（7）、

WebGIS是图形化的超媒体信息系统 3、建立WebGIS的基本要求 （1）、 WebGIS应当是开放的（2）、 WebGIS能在Internet环境下运行（3）、 WebGIS必须支持数据分布和计算分布（4）、 WebGIS能在网络上直接查询和存取数据

4、WebGIS的基础技术 （1）、Web技术（2）、面向对象方法（3）、客户/服务器模式（4）、组件技术（5）、空间数据库管理技术

5、WebGIS的优势 （1）、更广泛的访问范围，便于数据进行分布式存储和管理、分发；（2）、平台独立性，客户端不论使用哪种平台的浏览器，都可以极小代价访问GIS数据；（3）、大规模降低系统成本，减少重复劳动，免去了每个客户端都要安装昂贵专业GIS软件的费用；（4）、更简单的操作，适合GIS行业应用的大众化，普及化，不再局限于专业技术人员； 6、WebGIS的应用 （1）、空间数据发布：能够以图形方式显示空间数据，较之与单纯的FTP方式，WebGIS使用户更容易找到需要的数据；（2）、空间查询和检索： 利用浏览器提供的交互能力，进行图形及属性数据库的查询检索；（3）空间规模服务：在服务器端提供各种空间模型的实现方法，接受用户通过浏览器输入的模型参数后，将计算结果返回。（4）、Web资源的组织： 在Web上存在着大量的信息，这些信息多数具有空间分布特征，如分销商数据往往有其所在位臵属性，利用地图对这些信息进行组织和管理，并为用户提供基于空间的检索服务，无疑也可以通过WebGIS实现。 主要应用方向：基于Internet的公共信息在线服务 基于Intranet的企业内部业务管理

主要功能：空间数据发布；空间查询检索；空间模型服务；Web信息资源组织

应用领域：农业、林业、水利、地矿、交通、通信、新闻媒体、城市建设、教育、资源环境、人口、海洋、军事等行业，如旅游、统计分析、房地产、油气管理、地籍管理、水资源管理、环境检测、资源利用、灾害监测评估、灾害模拟预报、智能交通、跟踪污染、跟踪疾病传播、商业选址、市场调查、移动通信、市政管道管理、在线政府公共信息服务等。

基于客户端/服务器的结构成为GIS模式的发展趋势,优越性在于： 1．数据的分布：在地理信息系统中，主要数据是空间数据，由于数据生产和更新的要求，常常需要存放在空间上分离的计算机上。2．应用功能的分布：GIS的功能组成了由空间数据录入到输出的一个工作流程，不同的人员由于其关注的信息不同，需要不同的功能服务对数据处理，将应用分布在网络上就可以解决该问题。3．外设共享：外设的分布是服务分布的一种，由于许多GIS外设比较昂贵，如大幅面工程扫描仪、数字化仪、喷墨绘图仪等，通过分布式系统，可以实现这些设备的共享。4．并行计算：在地理信息系统中，许多模型具有较高的时间复杂性，利用分布式系统可以实现并行计算，缩短计算时间。 WebGIS实现模式分类

一、基于服务器的应用系统(Server-side) 二、基于客户机的应用系统(Client-side)

一、基于服务器的实现方式 服务器端应用的WebGIS就是在服务器执行GIS计算，并把执行的结果转换为HTML格式（一般是GIF/JPEG图像）返回客户端。GIS数据和GIS计算部署在服务器上，对客户请求的响应只是在服务器端进行GIS计算，然后将结果形成为新的中间GIS数据，返送给客户。

通用网关接口CGI HTML语言不能直接支持矢量的GIS数据，Web浏览器不能直接与GIS服务器程序通讯。因此，需要有媒介?解释器(Interpreter)?连接Web浏览器、 Web服务器和GIS服务器。通用的?解释器?有通用通道接口CGI或其它通道脚本。它们接受用户的输入，将其解析为GIS程序能使用的变量参数；使得Web服务器能在GIS服务器上运行；解释GIS服务器产生结果，并将结果送回到客户机浏览器。基于服务器端的互联网地理信息需要GIS程序以GIS服务器的形式在后台运行。GIS服务器通过CGI与Web服务器相连。

基于CGI模式的WebGIS体系结构 （1）浏览器用URL和Web服务器连接；（2）服务器接受请求并启动相应的CGI网关应用程序；（3）CGI网关应用程序调用GIS功能，并转换和传递用户的地理操作参数；（4）GIS功能组件完成GIS计算，并把结果转换为GIF/JPEG图像格式文件；（5）CGI网关把结果返回给Web服务器；（6）Web服务器把结果传递给浏览器，进行显示。

基于CGI的WEBGIS系统的优势： 1、由于所有的GIS操作都是由GIS服务器完成的，具有客户端小、处理大型GIS操作分析的功能强、充分利用现有的GIS操作分析资源等优势；2、由于在客户机端使用的是支持标准HTML的Web浏览器，操作结果是以静态的GIF或JPEG图像的形式表现，因而客户机端与平台无关。 基于CGI的 WEBGIS系统的劣势： 1、增加了网络传输的负担。由于用户的每一步操作，都需要将请求通过网络传给GIS服务器；GIS服务器将操作结果形成新的栅格图像，再通过网络返回给用户。因而网络的传输量大大增加了。2、服务器的负担重。所有的操作都必须由GIS服务器解释执行，服务器的负担很重；信息(用户的请求和GIS服务器返回的图像)通过CGI脚本在浏览器和GIS服务器之间传输，势必影响信息的传输速度。

二、基于客户端的实现方式

1、Plug-in模式 GIS Plug-in是在浏览器上扩充Web浏览器的可执行的GIS软件。GIS Plug-in的主要作用是使Web浏览器支持处理无缝GIS数据，并为Web浏览器与GIS数据之间的通讯提供条件。GIS Plug-in直接处理来自服务器的GIS矢量数据。同时，GIS Plug-in可以生成自己的数据，以供Web浏览器或其它Plug-in显示使用。Plug-in必须安装在客户机，然后才能使用。

1、Web浏览器发出GIS数据显示操作请求； 2、Web浏览器接受到用户的请求，进行处理，并将用户所要的GIS数据传送给Web浏览器；

3、客户机端接受Web服务器传来的GIS数据，并将GIS数据类型进行理解；

4、在本地系统查找与GIS数据相关的Plug-in(或Helper)。如果找到相应的GIS Plug-in，用它来显示GIS数据；如果没有，则需要安装相应的GIS Plug-in，加载相应的GIS Plug-in，来显示GIS数据。GIS的操作如放大、缩小、漫游、查询、分析皆由相应的GIS Plug-in来完成。

基于Plug-in的WEBGIS系统的优势：无缝支持与GIS数据的连接。由于对每一种数据源，都需要有相应的GIS Plug-in；因而GIS Plug-in能无缝支持与GIS数据的连接。GIS操作速度快。所有的GIS操作都是在本地由GIS Plug-in完成，因此运行的速度快。服务器和网络传输的负担轻。服务器仅需提供GIS数据服务，网络也只需将GIS数据一次性传输。服务器的任务很少，网络传输的负担轻。

基于Plug-in的WEBGIS系统的劣势：需要事先安装。用户如想使用，必须下载安装GIS Plug-in程序。如果用户准备使用多种GIS数据类型，必须安装多个GIS Plug-in程序。 GIS Plug-in程序在客户机上的数量增多，势必对管理带来压力。同时GIS Plug-in程序占有客户机磁盘空间。更新困难。当GIS Plug-in程序提供者已经将GIS Plug-in升级了，须通告用户进行软件升级。升级时，需要重新下载安装。

使用已有的GIS操作分析资源的能力弱，处理大型的GIS分析能力有限。与平台相关。对同一GIS数据，不同的操作系统如对UNIX，Windows，Macintosh而言，需要有各自不同的GIS Plug-in在其上使用。对于不同的Web浏览器，同样需要用相对应的GIS Plug-in。 与GIS数据类型相关。对GIS用户而言，使用的GIS

数据类型是多种多样的，如

ArcInfo,MapInfo,AtlasGIS等GIS数据格式。对于不同的GIS数据类型，需要有相应的GIS Plug-in来支持。

2、GIS ActiveX控件 ActiveX是Microsoft为适应互联网而发展的标准。ActiveX控件可以扩展Microsoft Web浏览器Internet Explorer功能而提供的公共框架。GIS ActiveX控件用于处理GIS数据和完成GIS分析。ActiveX控件和Plug-in非常相似，是为了扩展Web浏览器的动态模块。所不同的是，ActiveX能被支持OLE标准的任何程序语言或应用系统所使用。相反，Plug-in只能在某一具体的浏览器中使用。基于GIS ActiveX控件的互联网地理信息系统是依赖GIS ActiveX来完成GIS数据的处理和显示。GIS ActiveX控件与Web浏览器灵活无缝结合在一起。在通常情况下，GIS ActiveX控件包容在HTML代码中，并通过