地理信息科學(xué)定義精選(九篇)

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第1篇：地理信息科學(xué)定義范文

解讀GIS

地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）是一門綜合性學(xué)科，結(jié)合地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感和計算機科學(xué)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)，隨著GIS的發(fā)展，也有稱GIS為“地理信息科學(xué)”（Geographic Information Science），近年來，也有稱GIS為"地理信息服務(wù)"（Geographic Information service）。

GIS是一種基于計算機的工具，它可以對空間信息進(jìn)行分析和處理（簡而言之，是對地球上存在的現(xiàn)象和發(fā)生的事件進(jìn)行成圖和分析）。 GIS 技術(shù)把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作（例如查詢和統(tǒng)計分析等）集成在一起。GIS與其他信息系統(tǒng)最大的區(qū)別是對空間信息的存儲管理分析，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業(yè)單位中解釋事件、預(yù)測結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實用價值。

由于不同的部門和不同的應(yīng)用目的，GIS的定義也有所不同。當(dāng)前對GIS的定義一般有四種觀點：即面向數(shù)據(jù)處理過程的定義、面向工具箱的定義、面向?qū)ｎ}應(yīng)用的定義和面向數(shù)據(jù)庫的定義。Goodchild把GIS定義為“采集、存貯、管理、分析和顯示有關(guān)地理現(xiàn)象信息的綜合技術(shù)系統(tǒng)”。有學(xué)者認(rèn)為“GIS是屬于從現(xiàn)實世界中采集、存儲、提取、轉(zhuǎn)換和顯示空間數(shù)據(jù)的一組有力的工具”，俄羅斯學(xué)者也把GIS定義為“一種解決各種復(fù)雜的地理相關(guān)問題，以及具有內(nèi)部聯(lián)系的工具集合”。面向數(shù)據(jù)庫是定義則是在工具箱定義的基礎(chǔ)上，更加強調(diào)分析工具和數(shù)據(jù)庫間的連接，認(rèn)為GIS是空間分析方法和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的結(jié)合。面向?qū)ｎ}應(yīng)用的定義是在面向過程定義的基礎(chǔ)上，強調(diào)GIS所處理的數(shù)據(jù)類型，如土地利用GIS、交通GIS等；我們認(rèn)為地理信息系統(tǒng)它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。它和其他計算系統(tǒng)一樣包括計算機硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素。只不過GIS中的所有數(shù)據(jù)都具有地理參照，也就是說，數(shù)據(jù)通過某個坐標(biāo)系統(tǒng)與地球表面中的特定位置發(fā)生聯(lián)系。

開創(chuàng)美好未來

在這次的大會上，來自各行各業(yè)的專家和代表交流經(jīng)驗和技術(shù)。國家測繪地理信息局副局長李朋德指出，“如果想要利用地理信息來提升國家治理能力和現(xiàn)代化建設(shè)，一定要把地理信息當(dāng)做一種公共語言、公共知識，讓地理信息數(shù)據(jù)成為國家的公共財富。這樣我們的數(shù)據(jù)才能夠權(quán)威，才能夠支撐我們國家治理能力和現(xiàn)代化建設(shè)中的空間決策，比如說空間的規(guī)劃，以及生態(tài)文明建設(shè)的監(jiān)測等。缺乏統(tǒng)一的空間位置、平臺，這些事都難以實現(xiàn)?！钡绾尾拍茏龅侥兀坷钆蟮抡J(rèn)為，“要培養(yǎng)更多領(lǐng)導(dǎo)干部和整個社會的地理空間思維能力。提出來，大家要有戰(zhàn)略思維，我覺得我們各級干部還應(yīng)該要有空間思維，就像《孫子兵法》所說的，識地形，天時、地利、人和，這個地利在哪兒、天時在哪兒，就是時空概念。怎么樣能把復(fù)雜的地理信息引入到黨政行政學(xué)院，怎么樣把這些知識帶進(jìn)幼兒園、中學(xué)、大學(xué)，怎么讓所有的受教育者都形成空間思維能力，這對于我們國家的協(xié)作、合作能力是至關(guān)重要的。”

中國科學(xué)院院士周成虎發(fā)表了題為《創(chuàng)新GIS》的講話。他指出，GIS的發(fā)展，經(jīng)歷了上個世紀(jì)七八十年代的大型機時代，九十年代的個人機時代，本世紀(jì)初的互聯(lián)網(wǎng)時代，以及剛剛起步的大數(shù)據(jù)時代。這期間GIS發(fā)生了巨大的變化，主要表現(xiàn)在：遙感影像、實時感知、海量動態(tài)數(shù)據(jù)成為主流數(shù)據(jù)；高性能計算、云服務(wù)成為新的支撐技術(shù)體系；普適化應(yīng)用、知識化服務(wù)的地理信息應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)主導(dǎo)應(yīng)用模式?？梢哉f，GIS科學(xué)與技術(shù)正處于一個重大變革的時期。大數(shù)據(jù)要求人們改變對精確性的苛求，轉(zhuǎn)而追求混雜性；要求人們改變對因果關(guān)系的追問，轉(zhuǎn)而追求相關(guān)關(guān)系。這是一種革命性的思維轉(zhuǎn)變，對GIS也提出了新的挑戰(zhàn)與要求。

Esri中國信息技術(shù)有限公司技術(shù)總監(jiān)沙志友在技術(shù)和應(yīng)用展示環(huán)節(jié)上表示，GIS已經(jīng)發(fā)生變化，主要兩個方面。第一方面，地圖已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪蟹浅Ｖ匾慕M成部分，已經(jīng)不是GIS專業(yè)或者GIS圈的專業(yè)知識和技術(shù)，只要智能手機裝著一份電子地圖， 74%的成人都會在自己的生活和工作中去采用電子地圖或者地圖知識解決遇到的問題。第二方面就是IT消費者化，ArcGIS消費者化不僅影響著公眾的消費者，實際對GIS的組織結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生比較大的影響，這并不意味著組織結(jié)構(gòu)面向的的公眾消費者，而是把組織結(jié)構(gòu)需要采用公眾消費者的思維去規(guī)劃、設(shè)計、去管理自己內(nèi)部的信息化的系統(tǒng)。

第2篇：地理信息科學(xué)定義范文

一、地理信息系統(tǒng)概述

地理信息系統(tǒng)（Geographical Infor-

mation System，簡稱GIS）是20世紀(jì)60年代創(chuàng)立并發(fā)展起來的一門新興技術(shù)。它集地圖學(xué)、測繪學(xué)、遙感學(xué)、環(huán)境學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)及計算機科學(xué)于一體，是現(xiàn)代分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的一種重要技術(shù)。不同的部門與應(yīng)用領(lǐng)域，對GIS的定義也不盡相同。或?qū)⑵涠x為“一種對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存貯、提取、分析和顯示的工具”，或是“一個協(xié)助發(fā)展與規(guī)劃，并且作出決定的工具”，或定義它為“一種處理空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)”這些定義有的側(cè)重于GIS的技術(shù)內(nèi)涵，有的則強調(diào)GIS的應(yīng)用功能。不論側(cè)重哪個方面， GIS實現(xiàn)地球系統(tǒng)科學(xué)研究工作的總體思路都是利用現(xiàn)代科技手段獲取地球信息、利用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行各種信息之間的轉(zhuǎn)換、預(yù)測和驗證。實施這一思路的核心是計算機技術(shù)，基本技術(shù)是數(shù)據(jù)庫、地圖可視化及空間分析，主要研究內(nèi)容是地球系統(tǒng)內(nèi)的信息流，并以資源環(huán)境為主要研究和服務(wù)對象。這是GIS不同定義的共性。與其他信息系統(tǒng)相比，其強大之處是能處理空間分布數(shù)據(jù)。它將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)結(jié)合起來，經(jīng)現(xiàn)代計算機技術(shù)分析、處理之后，結(jié)果以圖、表或曲線等形式反映出來，提高了人們的認(rèn)識能力和信息處理能力，為科學(xué)管理和決策提供了重要手段。

二、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著地理信息系統(tǒng)技術(shù)的不斷完善，其應(yīng)用已滲透到社會各個方面，涉及所有相關(guān)的空間信息領(lǐng)域，包括諸如土地、海洋、農(nóng)林業(yè)、水利、礦產(chǎn)資源、自然災(zāi)害預(yù)測、全球變化、環(huán)境保護(hù)等等。在各個應(yīng)用領(lǐng)域中，以土地信息系統(tǒng)（LIS）、城市信息系統(tǒng)（VIS） 、自動制圖與設(shè)施管理（AM/FM） 、環(huán)境信息系統(tǒng)（EIS）等占主導(dǎo)地位。發(fā)達(dá)國家以GIS應(yīng)用于城市和設(shè)施管理為特征，而發(fā)展中國家則側(cè)重于資源管理。

1.GIS 與數(shù)字城市

GIS、RS（Remote Sensing，遙感）和GPS（Global Positioning System，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）技術(shù)構(gòu)成了空間信息技術(shù)的主要部分，即通常所說的3S 技術(shù)，其中GIS技術(shù)是核心技術(shù)。城市是人類活動最活躍的環(huán)節(jié)，GIS 技術(shù)的應(yīng)用集中體現(xiàn)在城市應(yīng)用中。近兩年來，數(shù)字城市已經(jīng)成為國內(nèi)信息化的熱點問題，而且還有持續(xù)升溫趨勢。而以GIS 為核心的空間信息技術(shù)是數(shù)字城市的核心應(yīng)用技術(shù)，它與無線通信、寬帶網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)日趨融合在一起， 為城市生活和商務(wù)提供了一種立體的，多層面的信息服務(wù)體系。數(shù)字城市建設(shè)包括4部分內(nèi)容，即基礎(chǔ)設(shè)施、電子政務(wù)、電子商務(wù)及公眾信息服務(wù)。而GIS應(yīng)用貫穿上述4個部分和各個層面，從城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫到政府空間數(shù)據(jù)共享、電子商務(wù)物流配送以及基于網(wǎng)絡(luò)的公眾地理信息服務(wù)，GIS都發(fā)揮著不可缺少的作用。從具體的應(yīng)用來說，GIS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于構(gòu)成數(shù)字城市的眾多行業(yè)，如城市規(guī)劃、城市地下管網(wǎng)、電力、電信、公安、消防、急救等方面。

2.GIS 與企業(yè)信息化

GIS技術(shù)在企業(yè)整個商務(wù)過程中都能發(fā)揮重要的作用。以GIS 為核心的空間信息技術(shù)可以無縫集成到企業(yè)信息化的整體業(yè)務(wù)平臺中，與企業(yè)的財務(wù)系統(tǒng)、銷售系統(tǒng)、工作流管理系統(tǒng)、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)等融合，并且在底層數(shù)據(jù)庫層面上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的相互調(diào)用。當(dāng)建立在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上時則可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程和分布式計算。

3.GIS 與人們的生活

近幾年來，隨著GSM 移動通信技術(shù)的發(fā)展，GIS的應(yīng)用范圍迅速擴展到人們的日常生活中。集成GIS、GPS、GSM 的技術(shù)已開始廣泛應(yīng)用于車輛安全防范系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)，為人們提供車輛反劫防盜、報警、道路指引、醫(yī)療救護(hù)以及在此系統(tǒng)平臺基礎(chǔ)上擴展各種電子商務(wù)增值服務(wù)。以醫(yī)療救護(hù)為例，當(dāng)患者向監(jiān)控中心請求急救時，監(jiān)控中心可以從GIS 電子地圖上查看到患者的具置，并同時搜索最近的急救車輛，讓最近的車輛前去接患者?；颊哌M(jìn)入救護(hù)車后，監(jiān)控中心可以通過雙向通話功能， 指導(dǎo)救護(hù)車上的醫(yī)生實施救護(hù)治療，同時通過GIS 的最優(yōu)路徑功能，給救護(hù)車指引道路， 使其以最快的速度到達(dá)醫(yī)院或急救中心。而在救護(hù)車行進(jìn)的過程中， 患者的家屬可以通過互聯(lián)網(wǎng)立即上網(wǎng)查詢救護(hù)車的行進(jìn)位置及患者的狀態(tài)信息。通過GIS，并結(jié)合GPS 和GSM 無線通信及網(wǎng)絡(luò)，使患者、家屬、救護(hù)車及醫(yī)生之間建立了無縫溝通體系，最終使患者能得到快速、及時的治療。

如果在車輛移動目標(biāo)、家居固定點目標(biāo)、重點保護(hù)單位甚至路燈上都安裝了GPS、GSM 或其他無線通信設(shè)備，那么我們在城市生活中，無論是開車、行走或者是在單位、在家里，都可以通過由GIS、GPS、互聯(lián)網(wǎng)以及無線通信技術(shù)構(gòu)成的綜合服務(wù)系統(tǒng)獲得急救、報警和各種商務(wù)服務(wù)，真正使我們處于立體的、全方位的數(shù)字化生活中，體驗數(shù)字空間高科技價值。

三、GIS發(fā)展趨勢

一個優(yōu)秀的GIS軟件應(yīng)具備支持?jǐn)?shù)字（ 區(qū)域、城市） 地球的能力， 應(yīng)是在OS、DBMS等軟件之上的應(yīng)用集成平臺。GIS 軟件的發(fā)展要實現(xiàn)從簡單的二維或三維處理向多維處理的轉(zhuǎn)變；實現(xiàn)從以系統(tǒng)為中心向以數(shù)據(jù)為中心的轉(zhuǎn)變；實現(xiàn)從面向地圖的處理向面向空間實體及其時空關(guān)系處理的轉(zhuǎn)變； 實現(xiàn)從單純的管理型向分析決策型轉(zhuǎn)變。在技術(shù)體系上， GIS軟件的發(fā)展應(yīng)向以下幾個方向努力。

（1）數(shù)據(jù)組織與融合方面。目前計算機運算速度能滿足海量空間數(shù)據(jù)的運算， 因此要改變以圖層為基礎(chǔ)的組織方式， 實現(xiàn)直接面向空間實體的數(shù)據(jù)組織；實現(xiàn)不同尺度空間數(shù)據(jù)之間的互動；實現(xiàn)矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)的互動；實現(xiàn)多維屬性與嵌套表組織；實現(xiàn)多源空間數(shù)據(jù)的裝載與融合， 支持?jǐn)?shù)據(jù)倉庫機制；具有強大的索引機制。

（2）數(shù)據(jù)存儲、查詢和分析處理方面。實現(xiàn)從面向過程的分析、處理手段向面向問題的分析、處理手段發(fā)展；實現(xiàn)以空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)挖掘；實現(xiàn)聯(lián)機分析處理（ OLAP）與聯(lián)機事務(wù)處理（ OLTP）；實現(xiàn)擴充的、支持空間的關(guān)系概念與關(guān)系運算。

（3）空間數(shù)據(jù)管理和計算方面。實現(xiàn)多用戶同步空間數(shù)據(jù)操作與處理機制；實現(xiàn)數(shù)據(jù)、服務(wù)和多級B/S體系結(jié)構(gòu)；實現(xiàn)不同GIS 系統(tǒng)之間的互連與互操作；實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)分布式存儲與數(shù)據(jù)安全；實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)高效壓縮與解壓縮。

第3篇：地理信息科學(xué)定義范文

GIS（Geographic Information System）是綜合類的技術(shù)學(xué)科。是基于計算機技術(shù)的發(fā)展、遙感技術(shù)的廣泛運用，再與地質(zhì)學(xué)科相互輔助和結(jié)合的新型科學(xué)理論。即屬于又區(qū)別于信息科學(xué)。

地理信息系統(tǒng)的定義最早由西方國家確定，主要目的是為了獲取空間數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)做儲存和整理，方便檢索和分析，這里的數(shù)據(jù)主要指空間定位數(shù)據(jù)。對這些數(shù)據(jù)運用信息化技術(shù)進(jìn)行管理，就是西方地理中心對地理信息系統(tǒng)的定義。在我國，對它的定義則內(nèi)容涵蓋的更加廣泛和全面一些。國內(nèi)的定義認(rèn)為地理信息系統(tǒng)，是對承載地理信息的所有物質(zhì)進(jìn)行一系列的分析整理活動（數(shù)據(jù)的輸入、數(shù)據(jù)的存放、數(shù)據(jù)的修改以及進(jìn)行計算和分析，再輸出的過程）。這里的物質(zhì)，包含文字材料、圖片信息、各類型的數(shù)據(jù)。

由上，我們將地理信息系統(tǒng)的定義歸納總結(jié)為：針對地表空間，具有采集信息、存儲數(shù)據(jù)、并能夠便捷的進(jìn)行維護(hù)、及時更新的功能。具有綜合分析、管理和預(yù)測的特征；它的主要工具是使用計算機的軟件、硬件的作用，結(jié)合地理理論知識，快速有效的分析復(fù)雜的地表空間信息。

地理信息系統(tǒng)的主要核心來源于計算機系統(tǒng)，另一方面管理和使用者則是地理信息系統(tǒng)表現(xiàn)形式和運行方式的決定者。主要內(nèi)容則是通過空間的數(shù)據(jù)來體現(xiàn)。因此，完整的地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成，必須含有其核心：計算機硬件系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)；其內(nèi)容的體現(xiàn)：空間數(shù)據(jù)的收集。運行方式的決定者，操作人員。

2.地理信息系統(tǒng)的內(nèi)容

（1）特定的專題信息。這一方面的內(nèi)容是某一地理資源體系或地理形態(tài)的專項信息類別。是專項為某種目的服務(wù)的，具有很強的專業(yè)性和目的性。

（2）根據(jù)地域形態(tài)或區(qū)域劃分不同，設(shè)定的地理信息系統(tǒng)。這一內(nèi)容主要服務(wù)于相應(yīng)的區(qū)域。是地區(qū)內(nèi)對氣候、資源、生態(tài)環(huán)境等地理情況的綜合分析和了解的主要工具。比如國家地理信息系統(tǒng)。

（3）主要的系統(tǒng)工具。主要是計算機軟件系統(tǒng)的工具運用。一般性是以軟件包形式出現(xiàn)。將所有圖片信息、文字材料組合形成綜合信息，借助數(shù)字化軟件，將其數(shù)字化，以方便于管理和查詢；

3.GIS的主要運用

國際上，地理信息系統(tǒng)的首次出現(xiàn)是在加拿大，于1964年由加拿大政府批準(zhǔn)，稱為CGIS（加拿大國家地理信息系統(tǒng)）。這為后期GIS的發(fā)展做了鋪墊。在這之后，GIS在美國得到了高速發(fā)展，在二十年間，由美國研究開發(fā)的GIS軟件已超過兩百個。

國內(nèi)GIS的發(fā)展從上世紀(jì)80年代初才開始萌芽，主要由國家科技發(fā)展委員會進(jìn)行組織，建立了專項的研究小組，主要規(guī)范研究我國國家資源和生態(tài)環(huán)境體系。隨著遙感技術(shù)得到越來越廣泛的運用，一些專門性研究所和國家高等院校開始加入到研究隊伍中來。豐富了研究體系，并取得了明顯的研究成績。

關(guān)于地理信息系統(tǒng)的運用，在國內(nèi)外主要在土地和資源的規(guī)劃、勘測方面。例如城市的規(guī)劃、水土流失的研究、水資源管理等方面。地理信息系統(tǒng)逐步發(fā)展，不再是單一的在地理、自然科學(xué)領(lǐng)域的運用。同時在社會科學(xué)領(lǐng)域中，它可以幫助社會經(jīng)濟的發(fā)展，進(jìn)行規(guī)劃管理，協(xié)助研究的作用。

3.1水文地質(zhì)的地理信息系統(tǒng)運用

由于GIS在我國的發(fā)展時間較短，在水文地質(zhì)方面的應(yīng)用還處于基礎(chǔ)萌芽階段。其實，水文地質(zhì)方面的GIS運用在一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)發(fā)展的較為成熟，為我國的GIS實踐，提供了寶貴的經(jīng)驗。

3.1.1國外對水文地質(zhì)方面GIS的應(yīng)用的發(fā)展

上世紀(jì)90年代初，美國亞拉巴馬州的莫比爾市，開展了專題討論會。討論了地下水模型以及水文資源運用方面的問題。這次專題討論會還討論了GIS的主要技術(shù)問題。比如計算機軟件的應(yīng)用，硬件的使用以及結(jié)合遙感系統(tǒng)的發(fā)展等各個方面。

緊接著美國“地理信息系統(tǒng)和水資源專題討論會”的召開，在奧地利的維也納也召開了同類型的學(xué)術(shù)討論會，主要討論了水文學(xué)和水資源管理的實際應(yīng)用。這次討論會比較全面的提出了GIS在水文地質(zhì)專業(yè)的應(yīng)用。包含了相關(guān)的決策系統(tǒng)，遙感技術(shù)的具體應(yīng)用方法，三維立體技術(shù)以及四維技術(shù)的問題研究，低下水系統(tǒng)如何運用GIS系統(tǒng)等。

3.1.2 GIS在水文地質(zhì)方面的應(yīng)用形式

（1）決策支持系統(tǒng)：主要運用于地下水管理中，由操作者即信息管理工作人員、操作工具即主要的計算機硬件、軟件系統(tǒng)，主要的載體即用戶操作體系組成。主要作用是幫助決策者進(jìn)行決策。主要方式的是數(shù)據(jù)庫和基本模型庫的綜合利用，以構(gòu)建半結(jié)構(gòu)化的過程。主要的研究成果是識別和分析采集到的空間數(shù)據(jù)庫。并形成相應(yīng)的圖像顯示出來。以Sandia國家實驗室為例，在環(huán)境保護(hù)的決策系統(tǒng)中，提出了定量化的概率形式來評估監(jiān)測井網(wǎng)。因為按照美國的環(huán)境恢復(fù)法要求，必須設(shè)置地下水監(jiān)測系統(tǒng)。但是只規(guī)定了關(guān)于數(shù)量的設(shè)定，監(jiān)測井網(wǎng)的質(zhì)量和其他方面的細(xì)節(jié)之處則需要通過管理者的主觀判斷。這就容易形成較大的誤差和環(huán)境保護(hù)結(jié)果的區(qū)別。

（2）地下水系統(tǒng)：主要是地下水流模型的運用?？梢杂行?zhǔn)確的模擬地下水的具置、地下水流量的大小以及根據(jù)測算結(jié)果，進(jìn)行地下水量補給的過程。這一系列活動的原理，來源于GIS的各個方面，例如對專業(yè)模型的開發(fā)和設(shè)計。方便清楚模擬情景展示等。以水量的平衡模型來舉例。主要利用數(shù)學(xué)微積分，根據(jù)水文數(shù)據(jù)、地形遙感圖像，運算出區(qū)域年降水量平衡、構(gòu)建一維模型。來研究某一區(qū)域的年水量是否平衡。

（3）不同的含水層確定：這一應(yīng)用，可以判斷出沖擊含水層和深層含水層。首先運用信息軟件生成地域空間圖像。采集已挖掘水井的含水層深度。分析出供水的主要含水層。

（4）地下水監(jiān)測網(wǎng)的設(shè)計：為了促使GIS性能的一體化，運用分析法和排列法等方式，驗證實例已達(dá)到對空間數(shù)據(jù)的管理。因為其具有靈活形象的顯示功能，在評價權(quán)重方案和監(jiān)測最優(yōu)監(jiān)測點方面，有非常重要的作用。

（5）數(shù)據(jù)的比較和計算設(shè)置：GIS在地下水流模型邊界的排列方面、以及地質(zhì)圖和地區(qū)地表厚度圖的數(shù)據(jù)比較是非常有效的，結(jié)果也十分準(zhǔn)確。這給社會學(xué)科的部分解釋提供了有力依據(jù)。但是對寬闊的山谷、高原地區(qū)等起伏較小的地表高度數(shù)據(jù)的形成，有部分錯誤性。需要進(jìn)一步的檢查。

GIS在水文地質(zhì)方面的應(yīng)用形式多樣，比如在水源保護(hù)方面：GIS可以開發(fā)出相應(yīng)的用戶界面。儲存水源保護(hù)區(qū)的GIS數(shù)據(jù)庫。提供給用戶自由提取信息。方便對水源保護(hù)區(qū)的管理和描述。例如對潛在污染源的識別和預(yù)防機制的建立。在研究地下水方面：通過遙感技術(shù)可以有效辨別地表形態(tài)，利用高分辨率的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，可以為地下水的開采確定目標(biāo)區(qū)域，提高地下水開采的質(zhì)量和效率。還有編制水文地質(zhì)圖方面都有較為廣泛和有效的應(yīng)用。

第4篇：地理信息科學(xué)定義范文

關(guān)鍵詞: 地理時空本體; 時間本體; 空間本體

時間與空間永遠(yuǎn)是人類永恒的話題, 也是一直困擾著各學(xué)科的少數(shù)共同概念之一. 對于地理學(xué)而言, 其所有的研究對象都與時間和空間密切相關(guān).地理信息具有區(qū)域性、多維結(jié)構(gòu)特征和動態(tài)變化特征. 地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn), 使其以地理信息世界來表達(dá)地理現(xiàn)實世界, 來真實、快速地模擬各種自然過程和思維過程. 傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)中只考慮了地物的空間特性, 忽略了其時間特性. 而在許多應(yīng)用領(lǐng)域, 這種動態(tài)變化規(guī)律在問題的求解過程中起著十分重要的作用. 因此, 近年來對g is 中時態(tài)特性的研究十分活躍, 即所謂“時空系統(tǒng)”. 時空語義對于在建立真實世界和地理信息系統(tǒng)的聯(lián)系起極其重要的橋梁作用. 但是, 受到研究理論和技術(shù)制約, 目前對于時空g is 的研究進(jìn)展仍十分緩慢. 隨著g is 的智能化、網(wǎng)絡(luò)化和大眾化的發(fā)展必然趨勢, 對g is 理論和技術(shù)上的創(chuàng)新也提出了更高的要求.

為此, 將本體論作為新的理論和方法引入時空g is 的研究中具有十分重要的意義. 論文由于本體技術(shù)對于地理信息科學(xué)研究的重要性以及地理信息科學(xué)中時空的重要性, 地理本體必須包含一個對于世界的全面的時空觀點, 成了地理時空本體研究的重要背景. 本文介紹了時空本體的相關(guān)概念、表示模型等, 綜述了目前時空本體的研究進(jìn)展, 并對目前研究中存在的一些問題及發(fā)展方向進(jìn)行了探討.

1 時空本體的起源基礎(chǔ)

本體最初為哲學(xué)概念, 是指關(guān)于存在及其本體和規(guī)律的學(xué)說, 是關(guān)于世界某個方面的一個特定的分類體系. 本體論發(fā)展到后來, 演變成了一種“借用”或“承諾”. 后來被引入人工智能領(lǐng)域后, 本體被認(rèn)為是共享的概念模型的明確的形式化規(guī)范說明[ 1 ]. 在地理信息領(lǐng)域, 雖然目前還沒有達(dá)成共識的地理本體的概念, 但一致認(rèn)為地理本體應(yīng)該包含哲學(xué)本體和信息本體的內(nèi)涵.

時空地理本體的研究是建立在前人對時間本體和空間本體的大量研究成果之上的. 畢業(yè)論文這里簡要介紹時間本體以及空間本體的基元、屬性以及表示模型等.

1. 1 時間本體

心理學(xué)和哲學(xué)領(lǐng)域通常把時間分為3 種, 即自然時間( natu ral t im e )、習(xí)俗時間( conven t ional t im e) 和邏輯時間( logic t im e) [ 2 ]. 在人工智能領(lǐng)域,由于應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜性, 需要使時間概念更加明確. 因而時間本體的建立一般是基于時間基元( tempo ral p rim it ive) 的, 時間基元的選擇對于表示時間概念的時間模型尤其重要. 目前對于時間基元主要有兩種對立的觀點, 即時間點( in stan t s o r po in t s) 和時間段(periods o r in tervals). 有些學(xué)者認(rèn)為時間基元可以同時包含二者. 此外, 也有學(xué)者并不基于純粹的時間基元建立時間本體. 例如moen 等人便從語言學(xué)角度出發(fā), 研究了基于原因、結(jié)果等概念上的時間本體[ 3 ].

時間本體的屬性主要涉及次序、結(jié)構(gòu)和界限性等問題. 時間的次序性問題主要為: 時間流是線形、分支還是循環(huán)的? 時間的結(jié)構(gòu)是密集的、離散的還是連續(xù)的? 時間是有限的還是無限的? 線性時間是最普遍的模型, 而分支模型考慮了將來可能發(fā)生的多種可能性, 循環(huán)時間可以看作是線性時間的特殊形式. 密集型時間與有理數(shù)集(q ) 同構(gòu), 離散時間與整數(shù)集(z) 同構(gòu), 而連續(xù)時間則與實數(shù)集(r ) 同構(gòu). 時間的無限延展可以發(fā)生在連續(xù)的線性時間和循環(huán)時間中, 卻不能發(fā)展在離散的線性或分支時間里; 在時間系統(tǒng)里引入度量關(guān)系就可以轉(zhuǎn)化為一個日歷系統(tǒng).

決定時間關(guān)系類型以及時間表現(xiàn)形式的時間約束有基于定性時間關(guān)系的和基于定量信息的, 也有將二者融合進(jìn)行約束的. 定性關(guān)系主要有a llen的時間區(qū)間代數(shù)[ 4 ]、m atu szee 等人的基于時間段端點的局部信息方法[ 5 ]、f rek sa 基于鄰近概念的半?yún)^(qū)間方法[ 6 ]等. 定量關(guān)系中最簡單的例子是根據(jù)日期或其他準(zhǔn)確的數(shù)值形式獲得時間信息. kau tz和l adk in[ 7 ]等人提出了把時間的定性和定量關(guān)系相結(jié)合的方法來處理不同精度時間知識的可得性.

時間關(guān)系的表示模型很多, 根據(jù)它們所采用的時間本體的基元不同可以大致分為兩類, 即以時間點為時間基元的表示模型和以時間段為時間基元的表示模型. 在人工智能早期的研究中, 多數(shù)的工作是以時間點為時間基元的, 例如狀態(tài)演算(situat ional calcu lu s) [ 8 ]、b ruce 的ch rono s 系統(tǒng)[ 9 ]以及時間專家系統(tǒng)( t im e specialist) [ 10 ]等. 但是在后來的研究中, 以a llen 為首的許多學(xué)者認(rèn)為時間段比時間點更能體現(xiàn)人們常識中的時間概念.a llen 提出, 由于時間段是表示屬性(p ropert ies) 和事件(even t s) 的最好概念, 因而它應(yīng)該是唯一的時間基元. 此后, 許多學(xué)者都以此為依據(jù)建立一些模型. 也有學(xué)者提出過包含兩種基元的時間模型, 例如v ila[ 11 ]等人.

1. 2 空間本體

對于空間本體的基元, 主要有基于點和基于區(qū)域兩種選擇[ 12 ]. 最初的空間數(shù)學(xué)理論中, 把點作為基本空間實體, 并用點把區(qū)域定義為點的集合. 在q sr (定性空間表示) 中, 更趨向于把區(qū)域作為基本空間實體. 盡管本體的出現(xiàn)意味著為多數(shù)空間和幾何概念建立新的理論, 但是多數(shù)學(xué)者仍認(rèn)為區(qū)域是本體基元.

除了基元問題外, 空間本體還要考慮空間的性質(zhì), 即它是同維的還是混合維的、離散的還是連續(xù)的、有限的還是無限的.碩士論文 這些問題引發(fā)了允許什么樣的基元“計算”的問題. 即相當(dāng)于邏輯理論中什么樣的簡單非邏輯符號在沒有定義而只是被某個公理既約束條件下可以被承認(rèn). 另一個本體問題就是多維空間的建模問題, 一個方法是通過分別考慮每個維來進(jìn)行空間建模, 但這種方法仍非常不完備.

由于空間關(guān)系可以分為3 類, 即拓?fù)潢P(guān)系、方位關(guān)系和度量關(guān)系. 因而, 其表示模型可以分為拓?fù)淠Ｐ?、方向模型和度量模? 空間拓?fù)淠Ｐ陀悬c集拓?fù)浜蛥^(qū)域拓?fù)鋬深? 影響較大的是rcc 模型[ 13 ] , 它是以區(qū)域作為空間基元的. 方向模型研究中, 使用了點和區(qū)域兩種基元, 例如f rank 的“錐形法”和“投影法”[ 14 ]以及f rek sa 的“雙十字模型”[ 15 ]等都是針對點對象的; 而goyal 和egenhofer 的mbr 法則[ 16 ]依據(jù)于區(qū)域. 度量關(guān)系模型中多以點為空間基元, 定量度量關(guān)系通常使用歐氏距離來進(jìn)行量算, 偶爾也采用曼哈頓距離等; 而定性度量關(guān)系則常用遠(yuǎn)、近、中等等來表示距離. 在定位時, 度量關(guān)系往往需要和方向關(guān)系進(jìn)行結(jié)合.

2 時空本體的研究進(jìn)展

現(xiàn)實世界中時間和空間是緊密聯(lián)系、不可分割的. 因而, 人們?nèi)找嬲J(rèn)識到真實世界的時空模型的重要性和必要性. 目前, 有兩種建立時空模型的思路, 其一是利用已有的時間模型和空間模型; 其二是試圖重新建立統(tǒng)一的時空模型. 前者主要是在已有的時態(tài)模型的基礎(chǔ)上添加對空間的支持能力; 或在已有的空間模型的基礎(chǔ)上添加對時態(tài)的支持; 或者是將時態(tài)模型和空間模型作正交組合. 后者則將時空看作原子實體, 以此為基礎(chǔ)建立新的時空統(tǒng)一模型. 兩種思路各有千秋, 從實現(xiàn)難度看, 前者與現(xiàn)有研究基礎(chǔ)結(jié)合比較緊密, 更易于實現(xiàn); 而從理論角度看, 后者則更為完美. 總的說來, 目前從本體角度對時空關(guān)系進(jìn)行研究仍處于探索階段, 尚無十分成熟的理論和技術(shù)方法.

2. 1 主要研究趨向

目前孤立研究時間關(guān)系或空間關(guān)系的學(xué)者較多, 但是將二者結(jié)合起來, 并明確提出從本體角度研究時空關(guān)系的學(xué)者仍比較少, 主要有a uf rank, b it tner t , p ierre grenon 等. f rank 最早開始在對時空數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)本體的研究中提出了一個5 層的本體, 每層都應(yīng)用不同的規(guī)則. 他把自然事實看作一個四維場模型, 構(gòu)造公式a= f (x , y , z , t) 來表示一個只有唯一值的函數(shù), 該公式表明只有唯一的時空世界[ 17 ]. 此外他還從語言學(xué)和認(rèn)知角度研究了時空g is 中的本體的一致性[ 18 ].

但也有學(xué)者認(rèn)為時空本體并非是唯一的, 單一四維模型不能有效的表達(dá)現(xiàn)實世界的時空關(guān)系.b it tner[ 19 ]首先提出了建立兩種時空本體, 即sna pon to logy (快照本體) 和span on to logy (時段本體) , 前者認(rèn)為永久的實體處于特定的時刻之中, 后者認(rèn)為實體持續(xù)存在于完整的時間之中. 并且他提出了粒度的概念來分解空間和時間, 分別建立對應(yīng)的本體論. grenon[ 20 ]定義的時空本體在時空表示方面也區(qū)分了兩種對象: 持續(xù)對象(endu ran t) , 可以在給定時刻存在的物質(zhì)、性質(zhì)、關(guān)系、功能等; 連續(xù)對象(perdu ran t) , 對應(yīng)某個過程, 并不在某個給定時刻存在, 而是作為整體存在于一段時間之內(nèi).這兩種對象分別對應(yīng)e2本體和p2本體. 持續(xù)對象可以作為連續(xù)對象的組成部分, 參與連續(xù)對象對應(yīng)的過程. 他還給出了時空本體的20 條公理. 在隨后的工作中, grenon 和sm ith[ 21 ] 針對地理現(xiàn)實的動態(tài)性, 進(jìn)一步提出一個好的本體應(yīng)該既能表示同時發(fā)生的現(xiàn)實又能表示歷史事實, 針對這兩個不同的任務(wù)他們提出了用當(dāng)代哲學(xué)本體中的三維和四維相結(jié)合的辦法來解決, 他們建立了一個包括兩個成分的形式本體sna p 和span , 一個是針對地理對象, 一個針對地理過程. sna p 處理三維實世界, 包括它們所處的空間區(qū)域以及所有的性質(zhì)、功率、功能、角色以及其他從一個時刻到下一個時刻保持一致的實體. span 則適于處理包括持續(xù)實體在內(nèi)的過程以及這些過程發(fā)生的時空體( spat io tempo ralvo lum es). 國內(nèi)也有學(xué)者[ 22 ]將其分為tsoo (時空對象本體) 和tspo (時空過程本體) , 其觀點與grenon 觀點實質(zhì)相同.

雖然目前對于時空本體的形式化尚未取得一致性意見, 但是有一些學(xué)者提出了自己對建立時空本體的規(guī)范性要求的看法. galton[ 23 ] 在在回顧了地理學(xué)以及地理信息科學(xué)范圍內(nèi)的多種現(xiàn)象種類后, 確定了3 個可以全面、適當(dāng)處理這些現(xiàn)象的時空地理本體所必要條件, 一個這樣的本體必須:①提供合適的表現(xiàn)和操作形式以適當(dāng)處理基于場和基于對象的世界視點間的豐富的相互連接的網(wǎng)絡(luò); ②把基于場和基于對象的模型, 以及用來處理這些模型的表現(xiàn)形式擴展到時間領(lǐng)域; ③提供一種方法來發(fā)展時空范圍以及范圍內(nèi)存在的現(xiàn)象的不同模型, 尤其是對于那些諸如暴風(fēng)雪、洪水、野火等似乎既表現(xiàn)為對象性又表現(xiàn)為過程性的雙重性的現(xiàn)象.

2. 2 時空本體庫

由于時間與空間都屬于常識范疇, 是重要的常識概念, 因此, 任何重要的上層本體都必須考慮時間和空間的問題. 目前已有的時空本體庫里一般是將時間本體與空間本體分開建立. 比較大型的本體庫有斯坦福大學(xué)的p ro tégé本體庫[ 24 ]、cyc 上層本體庫[ 25 ] , ieee 的標(biāo)準(zhǔn)上層本體工作組開發(fā)的sumo 本體[ 26 ]等. 其中p ro tégé本體庫中涉及到時間和空間本體的有na sa 開發(fā)的sw eet( sem an t ic w eb fo r earth and environm en tal term ino logy ) 本體系統(tǒng); o gc (open g is con so rt ium ) 的地理標(biāo)記語言o gc 本體系統(tǒng); iso的owl 本體中包括地理信息空間框架( iso 19107: 2003)、地理信息時間框架( iso 19108:2002)、地理信息空間坐標(biāo)參考( iso 19111: 2003)、地理信息空間地理標(biāo)記參考( iso 19112: 2003) 等.比較常用的是以語言命名的daml 時間本體和空間本體. 也有學(xué)者嘗試著對建立統(tǒng)一的時空本體提出了自己的構(gòu)想, 如胡鶴在其博士論文中利用owl dl 對daml 時間本體和空間本體進(jìn)行結(jié)合建立了統(tǒng)一的時空本體框架[ 27 ]. 此外, 還有一些小的時間本體、空間本體以及時空本體的存在.

2. 3 研究熱點

2. 3. 1時空本體建模的形式化語言與推理

f rank 認(rèn)為本體需要形式化語言來描述, 并且這種語言應(yīng)該具有客觀的形式、明確的聲明性、類型化、自動的一致性檢驗機制以及可執(zhí)行性[ 17 ]. 研究時空本體的傳統(tǒng)方法主要是邏輯的方法. 且使用較多的是以一階謂詞邏輯為基礎(chǔ), 引入其他非經(jīng)典邏輯的方法. 例如,wo lter 等人[ 28 ] (2000) 采用語義的方法, 將時態(tài)模型t 和空間模型s 結(jié)合成一個多維時空結(jié)構(gòu). 他們把時空解釋成時間和空間結(jié)構(gòu)的迪卡爾乘積, 并基于brcc - 8 進(jìn)行時空表示, 構(gòu)造st 0、st 1、st 2 這3 個時空邏輯. 對st i 應(yīng)用模態(tài)算子、得到stb i, 在stb i 上添加時間區(qū)域項得到stb i+ . wo lter[ 29 ]等人(2002) 構(gòu)造了一階時空邏輯(fo st ) , 并指出在基于無限時間流的拓?fù)鋾r態(tài)模型中, 由于時態(tài)操作符和作用于區(qū)域變量上的量詞導(dǎo)致fo st 的可滿足問題是不可判定的, 他們將brcc- 8 嵌入到雙模態(tài)邏輯s4u 中(可判定的) , 然后再把s4u 嵌入到一階邏輯單變量子集中(n p- 完全的) , 構(gòu)造出命題時空語言(pst ) , 有關(guān)任意拓?fù)淠Ｐ椭械膒st 公式可滿足性問題的計算性質(zhì)還有待研究. 通過在brcc- 8 中加入?yún)^(qū)間時態(tài)邏輯(all - 13) 得到arcc- 8 邏輯. arcc- 8公式在時態(tài)拓?fù)淠Ｐ椭惺莕 p 完全的. bennet t 等人[ 30 ] (2002) 將命題時態(tài)邏輯ptl 和空間模態(tài)邏輯s4u 結(jié)合起來, 形成了“二維”時空邏輯pstl.

pstl 是否可判定, 仍然是未解決的問題, 但通過嵌入pstl 到rcc8 空間邏輯, 能得到一些可判定的子系統(tǒng). m u ller[ 31 ] (2002) 把時間和空間看成同質(zhì)(homogeneity) 的, 以時空區(qū)域(時空歷史) 為基本實體, 在擴展a sher 的空間邏輯公理集基礎(chǔ)上,定義了時序關(guān)系和時空約束, 建立了一階時空邏輯模型, 并基于該邏輯提出了有關(guān)運動的推理理論.隨著更易被人和機器理解的描述邏輯(dl ) 的出現(xiàn)與發(fā)展, haarslev 在alc (d) 的基礎(chǔ)上對描述邏輯進(jìn)行了擴展. 他研究了alcrp (d ) 理論作為地理信息系統(tǒng)領(lǐng)域的知識表示和查詢操作的基礎(chǔ), 通過具體領(lǐng)域和一個角色形成謂詞算子的結(jié)合, 把時間推理加入了空間和術(shù)語推理中, 克服了過去alc(d) 只能進(jìn)行概念推理或只能進(jìn)行空間定性推理的局限性. 并且haarslev 還證明了alcrp (d ) 在具體的時空領(lǐng)域應(yīng)用中具有明顯的優(yōu)勢[ 32 ]. 該方法后來被sw iss 國家基金委o fes 支助的部分歐洲know ledgew eb 和d ip 項目所采用.

2. 3. 2時空本體的粒度問題　粒度是構(gòu)成完整的空間和時間數(shù)據(jù)所必需的, 粒度問題是影響時空不確定性的關(guān)鍵因素. 大量的應(yīng)用要求事實以及其時空背景一起存儲, 這就需要根據(jù)合適的粒度來表示. 并且, g is 中時空數(shù)據(jù)可以用不同的粒度來記錄和查詢. 因此需要在不同粒度之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化與合并. 目前已經(jīng)有許多學(xué)者分別研究了時間粒度和空間粒度的問題. bet t in i[ 33 ] 等人提出了形式化表示的時間粒度——日歷代數(shù)(calendar a lgeb ra) , 并把它應(yīng)用到時間數(shù)據(jù)庫、時間csp、時間數(shù)據(jù)挖掘等領(lǐng)域. 他將時間劃分為日歷法中的年、月、日、小時、分鐘等不同粒度. wo rboys[ 34 ]等則研究了空間的粒度問題. b it tner (2000) 采用了一個基于粗糙集理論的時間或空間粒度理論, 提出用大致位置的方法來表示近似空間區(qū)域[ 35 ] 或時間段[ 36 ]. stell[ 37 ](2003) 對時空粒度的定性外延進(jìn)行了研究. 但是這些工作都沒有形式化理論來解決時空信息的多時空粒度問題. b it tner 的理論只適合解決單一的時間或空間問題, 而stell 只進(jìn)行了描述, 沒有給出明確定義和操作.ith 和b rogaard[ 38 ] 于2002 年在對l ew is 提出的個體與個體和的部分- 整體關(guān)系的分類進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上提出了粒度劃分(granu lar part it ion). 該方法以集理論和部分- 整體理論為其理論基礎(chǔ), 可作為形式化本體的工具和人類認(rèn)知表現(xiàn)結(jié)構(gòu). 隨后sm ith 和b it tner 又提出了粒度劃分的形式化理論[ 39 ] , 并針對時空本體sna p和span 提出了粒度時空本體sna p 和span [ 40 ].國內(nèi)也有部分學(xué)者提出了自己的觀點, 王生生等人[ 41 ]提出了一個對于時空數(shù)據(jù)模型通用的支持多粒度和不確定性時空粒度的理論. 他主要是使用了時間粒度和空間粒度的乘積空間來表示時空粒度.也有人[ 22 ]提出了用于g is 整合的時空語義粒度,即時空對象粒度本體與時空過程粒度本體, 二者都可以根據(jù)粗糙程度進(jìn)一步細(xì)分為良性粒度和粗糙粒度.

2. 3. 3時空本體的應(yīng)用　由于時空問題普遍存在于各領(lǐng)域中, 因而時空本體的研究對于解決不同時空表示系統(tǒng)之間的交互、集成、共享、重用等有著重要的意義. 醫(yī)學(xué)論文 目前, 時空本體已經(jīng)引起了生物信息化、g is、常識庫建造以及語義w eb 領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注, 并且在一些應(yīng)用領(lǐng)域已有一些實證研究. 但是,目前對于地理時空本體的應(yīng)用研究仍然處于探索階段, 主要用于時空推理方面, 例如, kaupp inen 和hyv nen 等[ 42 ]建立20 世紀(jì)到2004 年的芬蘭的時間區(qū)域本體, 他們使用了本體的時間序列模型來進(jìn)行推理以解決與歷史相關(guān)的數(shù)據(jù)庫中的信息查詢問題, 該方法成功的表示了芬蘭歷史地理區(qū)域隨時間演變的過程.

3 結(jié)論與展望

總的來說, 目前對于時空地理本體的研究, 仍然處于起步階段, 因而很多研究領(lǐng)域都存在亟待解決的問題.

(1) 地理時空本體基元的選擇. 不同基元的選擇受人們對時空現(xiàn)象認(rèn)知的影響, 反過來, 基元的選擇對于時空本體的形式化表示至關(guān)重要, 以不同基元為基礎(chǔ)的時空本體會影響人們對世界的進(jìn)一步認(rèn)知以及知識的交流. 目前對于時空本體基元的選擇仍未有統(tǒng)一看法.

(2) 地理時空本體的形式化表示以及時空本體的建立. 目前對時空本體采用的形式化工具多是基于一階謂詞邏輯的基礎(chǔ)上的, 而使用描述邏輯定義時空本體的工作仍較少. 因此應(yīng)該進(jìn)一步研究時空本體的形式化方法, 建立良性的形式化時空本體, 使得所建立的時空本體更適合于人們對時空常識的理解. 此外, 如何在建立的時空本體之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化, 尤其是如何在以不同基元為基礎(chǔ)的時空本體之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化與無縫結(jié)合也是個值得探索的問題.

(3) 地理時空本體粒度的研究. 粒度的變化影響人們對地理時空的認(rèn)識, 不同粒度下, 人們認(rèn)知的時空范圍大小與層次有所不同. 如何選擇適合人們不同視點需求并且易于在g is 中表達(dá)的粒度是值得進(jìn)一步研究的課題.

(4) 地理時空本體與實際應(yīng)用. 時空本體是可應(yīng)用于各學(xué)科領(lǐng)域的頂級本體, 因此, 可以表達(dá)地理學(xué)領(lǐng)域與時空相關(guān)的一切地理現(xiàn)象. 但是, 目前對于地理時空本體的實際應(yīng)用研究尚不多, 工作總結(jié) 仍然處于探索階段. 因而, 應(yīng)該積極探索地理時空本體的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域, 并建立與具體應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)的推理規(guī)則, 推理模型等, 以解決領(lǐng)域中的實際問題. 參考文獻(xiàn):

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第5篇：地理信息科學(xué)定義范文

近年來，隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展和全球化進(jìn)程的加快，社會對福利、救助、社區(qū)服務(wù)、行政區(qū)域精細(xì)界定及地名信息準(zhǔn)確率的要求日益增高，對規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和信息化服務(wù)的要求也日趨迫切。當(dāng)前，民政信息化管理水平已不能滿足發(fā)展的需求，如何充分利用地理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)“雙平臺”，成為解決民政信息管理難題的關(guān)鍵所在。

GIS，電子政務(wù)之友

建設(shè)地理信息系統(tǒng)，對推進(jìn)電子政務(wù)、社會決策具有重要的輔助作用。首先，通過整合不同渠道的信息，GIS將碎片化消息由微觀轉(zhuǎn)為宏觀，有助于決策者更好把握信息，提供“運籌帷幄、決勝千里”的全局感，提高領(lǐng)導(dǎo)對問題的判斷能力、宏觀把握能力以及發(fā)現(xiàn)潛在信息的可能。如基礎(chǔ)地理空間技術(shù)為電子政務(wù)的海量數(shù)據(jù)管理、多源空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)的融合、Web 地理信息系統(tǒng)技術(shù)和自主版權(quán)軟件系統(tǒng)的開發(fā)、空間分析、空間數(shù)據(jù)挖掘和空間輔助決策等提供了技術(shù)支撐，幫助政府隨時掌握情況變化，在突發(fā)事件中實現(xiàn)實時跟蹤和顯示，便于應(yīng)急事件處理和指揮調(diào)度。

其次，GIS的應(yīng)用有助于政務(wù)信息整合和推進(jìn)公共服務(wù)。地理信息在推動電子政務(wù)的同時，也為跨部門信息系統(tǒng)協(xié)同服務(wù)打下了基礎(chǔ)。電子政務(wù)需要各個部門報送本部門的權(quán)威數(shù)據(jù)，并將信息化成果通過統(tǒng)一的地理信息平臺進(jìn)行展示。這不僅符合業(yè)務(wù)管理的需要，而且可以調(diào)動各部門參與建設(shè)和運行的積極性，有利于形成多部門、多信息系統(tǒng)協(xié)同服務(wù)的良好應(yīng)用局面。同時，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用還可以提供地理環(huán)境相關(guān)信息查詢，根據(jù)輸入的地址，在地圖上了解這個區(qū)域民政機構(gòu)分布，及與市民生活相關(guān)的各種公共服務(wù)機構(gòu)的動態(tài)信息。

最后，GIS可以為電子政務(wù)提供清晰易讀的可視化工具。地理信息系統(tǒng)通過面向應(yīng)用的專題系列地圖、多媒體動態(tài)電子地圖系統(tǒng)、三維顯示技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)等手段，將枯燥的數(shù)字通過圖形方式直觀展現(xiàn)，有助于發(fā)掘隱藏在各種信息之中的潛在聯(lián)系，從而大幅度提高政府決策、應(yīng)對的質(zhì)量和效率。

多項功能，整合系統(tǒng)運用

民政地理信息系統(tǒng)（民政GIS）是民政電子政務(wù)建設(shè)的重要組成部分。依靠民政GIS，不僅可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的空間分析、模擬表達(dá)和輔助決策，而且能夠完成民政的業(yè)務(wù)處理、綜合業(yè)務(wù)管理和非空間分析決策，有助于提高民政決策的科學(xué)性和時空性，極大提升民政的工作效率和公眾形象。

基礎(chǔ)地理信息平臺?；A(chǔ)地理信息平臺是上海民政地理信息系統(tǒng)最底層的功能平臺，可以滿足其他個性化圖層管理需求，建立面向服務(wù)的地理信息基礎(chǔ)功能。如提供選址模型，平臺可綜合某個區(qū)域的人口、社區(qū)、交通和商業(yè)等數(shù)據(jù)建立模型，進(jìn)行合理性分析，為其他系統(tǒng)或上層業(yè)務(wù)平臺、區(qū)劃管理平臺提供標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)構(gòu)架。此外，平臺嚴(yán)格把控操作者權(quán)限，系統(tǒng)用戶可設(shè)為多種不同身份，不同身份對不同圖層的操作權(quán)限各不相同，有效避免了泄密或誤操作。

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。在上海市測繪院提供的標(biāo)準(zhǔn)底圖基礎(chǔ)上，系統(tǒng)按照等保三級要求，對標(biāo)準(zhǔn)底圖數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、梳理，同時進(jìn)行非處理和加工美化。建立民政業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)規(guī)范和交換標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范采集機制，為實現(xiàn)民政業(yè)務(wù)系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)的雙向整合和數(shù)據(jù)交換提供基礎(chǔ)。通過對各應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，可針對民政數(shù)據(jù)特性，區(qū)分、規(guī)范家庭數(shù)據(jù)與個人數(shù)據(jù)，從技術(shù)方案和數(shù)據(jù)特性等方面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

上海民政內(nèi)外網(wǎng)與民政地理系統(tǒng)整合。通過建設(shè)民政門戶網(wǎng)站、子網(wǎng)站和電子政務(wù)平臺子門戶，實現(xiàn)民政業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與地理信息數(shù)據(jù)的整合，實現(xiàn)外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)民政業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)展示。其美觀、大方、人性化的展示方式就是利用了基礎(chǔ)地理信息平臺提供的相關(guān)功能，從而實現(xiàn)民政業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的查詢、展現(xiàn)、統(tǒng)計、業(yè)務(wù)分析、專題分析等功能。尤其是運用四維展示方式后，大大加強了系統(tǒng)業(yè)務(wù)分析、專題分析能力。

功能平臺，信息一覽無余

通過民政GIS的建設(shè)，可以充分展現(xiàn)民政工作成果，合理分配社會資源。通過本系統(tǒng)可獲取民政各應(yīng)用系統(tǒng)的實時或周期性數(shù)據(jù)，并進(jìn)行適當(dāng)分析和圖形化展示，為決策提供輔助服務(wù)，包括展示、統(tǒng)計、分析、預(yù)警、預(yù)測等多個功能。

展示功能。充分展示民政機構(gòu)設(shè)施信息情況（含福利事業(yè)類、福利企業(yè)類、社會救助類、老齡工作類、社區(qū)建設(shè)類、雙退優(yōu)撫類、婚姻收養(yǎng)類、殯葬設(shè)施類等13類）。各類信息能夠單獨展現(xiàn)也能夠和其他類別信息疊加展現(xiàn)。

查詢功能。一是民政機構(gòu)設(shè)施屬性信息查詢。屬性信息包括文字、圖片、動畫等各類信息，通過模糊查詢、自定義條件查詢、空間查詢等工具，從不同角度來展示民政機構(gòu)設(shè)施。二是特定目標(biāo)查詢，民政機構(gòu)或?qū)ο笮畔⒖梢愿鶕?jù)所屬區(qū)域來縱向劃分為市級、區(qū)級、街鎮(zhèn)，同時根據(jù)屬性信息（如在建或已建、公辦或民辦等）進(jìn)行橫向劃分，達(dá)到快速查詢定位特定目標(biāo)的目的。

專題分析功能。一是民政機構(gòu)設(shè)施專題分析。以某個民政機構(gòu)設(shè)施為核心，通過整合各種多媒體屬性數(shù)據(jù)、該機構(gòu)設(shè)施相關(guān)的民政信息、非民政信息（含人口數(shù)據(jù)、經(jīng)濟數(shù)據(jù)等），運用專門的分析工具，從不同角度來分析該機構(gòu)設(shè)施。二是民政對象專題分析。以某類民政對象為核心，在地圖上任意畫區(qū)域（矩形、圓、多邊形），根據(jù)民政對象的地址信息自動統(tǒng)計該區(qū)域的民政對象數(shù)量，并以撒點、著色、動態(tài)示意圖等形象的形式來表示各行政區(qū)域的民政業(yè)務(wù)情況。三是民政業(yè)務(wù)專題分析。以某個民政業(yè)務(wù)工作內(nèi)容為核心，整合各種民政信息和非民政信息，通過各種工具和數(shù)學(xué)模型，深入、細(xì)致地展現(xiàn)和分析該業(yè)務(wù)專題的各個方面，為各級領(lǐng)導(dǎo)及業(yè)務(wù)相關(guān)部門提供決策支持服務(wù)。

第6篇：地理信息科學(xué)定義范文

關(guān)鍵詞：地理本體；空間數(shù)據(jù)服務(wù)；語義推理；服務(wù)資源檢索

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.19311/ki.16723198.2016.25.098

1地理本體在空間數(shù)據(jù)服務(wù)中的作用

空間數(shù)據(jù)是指用來表示空間實體的位置、形狀、大小及其分布特征諸多方面信息的數(shù)據(jù)，它可以用來描述來自現(xiàn)實世界的目標(biāo)，然而空間數(shù)據(jù)的多源性、多語義性、多時空性、多尺度性以及表示方法的多樣性等特點造成了不同數(shù)據(jù)之間的多維異構(gòu)性，這對空間數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用及系統(tǒng)間的交流造成了極大的不便，造成了目前的空間數(shù)據(jù)服務(wù)的智能化程度較低的現(xiàn)狀。

本體的出現(xiàn)為空間數(shù)據(jù)的語義表達(dá)和推理提供了有效的手段，現(xiàn)階段本體在異構(gòu)數(shù)據(jù)集成、智能數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)挖掘抽取等方面發(fā)揮了重要的作用，取得了一定的應(yīng)用效果。但在領(lǐng)域知識的形式化表達(dá)、時空推理分析、潛在語義的發(fā)現(xiàn)等方面仍沒能很好地發(fā)揮本體技術(shù)的語義表達(dá)和解析能力的優(yōu)勢。本文將在空間信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，嘗試將本體引入到空間數(shù)據(jù)服務(wù)檢索中，通過示例展示對領(lǐng)域知識的表達(dá)和推理方法，試圖為地理本體的應(yīng)用提供思路和參考。

2地理本體在空間數(shù)據(jù)服務(wù)中的應(yīng)用

本體知識庫所能提供的語義知識不僅僅是行業(yè)術(shù)語以及概念間的層次關(guān)系，更重要的是這些術(shù)語間的語義關(guān)聯(lián)。地理本體可通過語義屬性和推理規(guī)則表達(dá)反映地學(xué)領(lǐng)域知識的潛在語義關(guān)聯(lián)，可解決目前因為語義關(guān)系而造成的空間數(shù)據(jù)服務(wù)的無法精確選擇、空間數(shù)據(jù)服務(wù)中的過多依賴人工交互、關(guān)鍵詞查詢中的匹配錯誤等問題。

2.1地理本體在空間數(shù)據(jù)服務(wù)中的應(yīng)用

將地理本體引入到OWS（OGC Web Service體系）中，通過建立面向空間數(shù)據(jù)服務(wù)的多層地理本體和基于本體技術(shù)的空間數(shù)據(jù)服務(wù)機制，實現(xiàn)在多源空間數(shù)據(jù)服務(wù)過程中的智能化和精確化，可解決目前因為語義關(guān)系而造成的空間數(shù)據(jù)服務(wù)的無法精確選擇、空間數(shù)據(jù)服務(wù)中的過多依賴人工交互、關(guān)鍵詞查詢中的匹配錯誤等問題。

基于本體的空間數(shù)據(jù)服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)技術(shù)主要研究在不同的數(shù)據(jù)源服務(wù)之間，如何利用基于本體的語義邏輯，來搜索和定位到最適合于用戶真實需要的數(shù)據(jù)源服務(wù)。在基于Web服務(wù)的數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)中，傳統(tǒng)注冊中心能夠管理的僅僅是服務(wù)注冊信息，也就是WSDL中必需的信息。這些信息的結(jié)構(gòu)是無差別的，不僅對于數(shù)據(jù)源是無差別的，甚至對于數(shù)據(jù)源和計算資源之間也是無差別的。基于本體的改進(jìn)，就將這種資源發(fā)現(xiàn)過程復(fù)雜化，查詢的請求會被推理機基于已經(jīng)構(gòu)建的本體體系來進(jìn)行推理，推理的結(jié)果將大大有助于準(zhǔn)確定位用戶最終需要的某個數(shù)據(jù)資源。

當(dāng)用戶提出空間數(shù)據(jù)服務(wù)請求時，首先根據(jù)服務(wù)要求進(jìn)行基于語義的分析和匹配，待確定針對特定空間數(shù)據(jù)資源的具體應(yīng)用本體后，才通過空間數(shù)據(jù)資源的接口獲得具體的資源數(shù)據(jù)和服務(wù)，使得空間數(shù)據(jù)服務(wù)處理過程是基于語義的，便于多源空間數(shù)據(jù)服務(wù)的集成和互操作。

2.2地理本體應(yīng)用舉例

地理本體在空間數(shù)據(jù)服務(wù)中數(shù)據(jù)檢索的應(yīng)用中，地理本體知識庫的建立和完善是重點，是語義分析和推理的重要依據(jù)，直接關(guān)系到應(yīng)用的效果，需要采用與領(lǐng)域?qū)＜医换サ姆磸?fù)改進(jìn)和完善過程，目前存在較多的本體建立方法，此處不再累述。下面將通過一個典型案例來反映地理本體在空間數(shù)據(jù)檢索中的應(yīng)用技術(shù)。

用戶通常能看到圖像的來源（遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)）和基本屬性，能了解到具體應(yīng)用所需要的圖像特性，但不能直接建立應(yīng)用和遙感衛(wèi)星間的關(guān)聯(lián)，下面的實例將采用基于語義的本體技術(shù)，來解決應(yīng)用和衛(wèi)星間的語義相關(guān)性推理分析。

（1）建立一個實驗本體，包含有：image、satellite和application三個類（概念），image類的主要語義屬性有：分辨率resolution、圖像文件大小size、圖像反映區(qū)域area，satellite類的主要語義屬性有：衛(wèi)星類型kind、傳感器名稱sensor、軌道orbit，application類的主要語義屬性有：應(yīng)用領(lǐng)域field、應(yīng)用時間time。

（2）定義這些類間的語義關(guān)聯(lián)，包含有：反映應(yīng)用關(guān)系的applyTo語義關(guān)系、反映數(shù)據(jù)來源的getFrom語義關(guān)系、反映使用關(guān)系的getUse語義關(guān)系，使用OWL描述如下所示：

（3）編寫語義推理規(guī)則，本實例使用Jena推理機進(jìn)行語義推理，用于表達(dá)遙感應(yīng)用和觀測衛(wèi)星間潛在語義關(guān)系的語義推理規(guī)則如下所示：

[ getUse： （？img http：//#applyTo ？app），

（？img http：//#getFrom ？sat）

->

（？app http：//#getUse ？sat） ]

該推理規(guī)則所反映的語義含義為：若某個image實例存在與某個application實例對應(yīng)的applyTo語義關(guān)系，并且該image實例存在與某個satellite實例對應(yīng)的getFrom語義關(guān)系，則可推斷出該application實例存在與該satellite實例對應(yīng)的getUse語義關(guān)系。

（4）添加各類的實例，設(shè)定各實例的語義性，以及各實例間的applTo和getUse對象間語義關(guān)系，具體對象屬性設(shè)置如圖1中實線所示（實線表示預(yù)先描述的語義信息）。根據(jù)上面定義的語義規(guī)則，可以分析并發(fā)現(xiàn)圖1中虛線對應(yīng)的getUse語義關(guān)系的存在（虛線表示經(jīng)過推導(dǎo)產(chǎn)生的潛在語義關(guān)聯(lián)），下面將使用Jena推理機制，實現(xiàn)這些虛線所表示的對象關(guān)系的自動推理產(chǎn)生。

基于此本體庫的語義推理演示頁面如下所示，其信息檢索過程如下：

首先是圖像的數(shù)據(jù)類型屬性查詢頁面，可以通過該頁面檢索到需要查看的image信息；

查詢成功后，可以查看到image實例的全部數(shù)據(jù)類型屬性信息和對象屬性關(guān)系；

點擊具體applicatin實例或satellite實例的超鏈接可以打開對應(yīng)實例的屬性信息顯示頁面，若點擊application1超鏈接，則打開application1的屬性信息頁面，如圖2所示，可以看到getuse對象屬性對應(yīng)到satellite1和satellite2；

若點擊application2超鏈接，則在打開的application2的屬性信息頁面中，如圖3所示，可以看到getuse對象屬性對應(yīng)到satellite3。

通過演示頁面可以看出，經(jīng)過Jena基于規(guī)則進(jìn)行的語義推理，推導(dǎo)出了圖1中虛線所示的GetUse對象屬性，獲得了預(yù)期的語義推理效果，實現(xiàn)了領(lǐng)域?qū)＜抑R與程序代碼的分離和形式化表達(dá)。

同樣可依據(jù)相同的方法，定義更多類的對象屬性，并設(shè)定相應(yīng)的推理規(guī)則，即可完成同義關(guān)系、近義關(guān)系、反義關(guān)系等概念間關(guān)系的分析，還可對時空關(guān)系和領(lǐng)域知識進(jìn)行形式化描述和推理，以及經(jīng)過組合后更復(fù)雜的基于語義的空間數(shù)據(jù)檢索推理。

3結(jié)論

地理本體在地理信息科學(xué)中應(yīng)用受到業(yè)內(nèi)人士的重視，基于本體的地理信息表達(dá)和服務(wù)具有獨到的優(yōu)勢，解決了地理信息的知識重用、知識共享、智能化、和網(wǎng)絡(luò)化推廣等問題，具有廣泛的應(yīng)用前景。本文在調(diào)研和分析國內(nèi)外地理本體的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，分析了現(xiàn)階段地理本體在領(lǐng)域知識的形式化表達(dá)、時空推理分析、潛在語義發(fā)現(xiàn)等方面存在的問題，嘗試在空間信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，將地理本體引入到空間數(shù)據(jù)服務(wù)檢索中，給出了空間信息領(lǐng)域知識的本體形式化描述和推理方法，通過典型案例對地理本體應(yīng)用的具體技術(shù)進(jìn)行了說明。地理本體中的語義關(guān)聯(lián)描述和發(fā)現(xiàn)技術(shù)將在本體應(yīng)用中發(fā)揮重大的作用，本文對該問題進(jìn)行了探索性的研究，進(jìn)一步的研究工作包括有：復(fù)雜領(lǐng)域知識的形式化表達(dá)、空間信息的時空綜合化推理、地理本體在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用模式等。

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第7篇：地理信息科學(xué)定義范文

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌凰惴?；配電GIS

中圖分類號：TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-828X（2012）11-0-02

引言

地理信息系統(tǒng)（Geographic　Information　System）起源于20世紀(jì)60年代。隨著地球科學(xué)、計算機技術(shù)、大地測量技術(shù)、航空技術(shù)和信息科學(xué)的發(fā)展，逐步形成了新的技術(shù)系統(tǒng)——地理信息系統(tǒng)。從廣義上講，地理信息系統(tǒng)是加工空間數(shù)據(jù)成為信息的工具，這些信息通常與地球上某些部分明確相連并用于各種工程決策。

配電GIS系統(tǒng)又稱為AM/FM/GIS，是一種面向配電網(wǎng)管理的專業(yè)GIS，一般基于通用GIS平臺結(jié)合專業(yè)特點二次開發(fā)而成，是GIS在電力信息系統(tǒng)中的一種延伸。配電GIS是地理信息系統(tǒng)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以提供配電網(wǎng)管理所需的地理層和設(shè)備層的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

配電GIS的最基本特征是在電子地圖背景上進(jìn)行配電網(wǎng)的管理，一般都基于某個地理信息平臺開發(fā)，目前國外上比較成功的有：Arc/Info、SmallWorld、MapInfo等，國內(nèi)的有GeoStar、GrowGIS、SuperMap等。目前的配電GIS系統(tǒng)一般都采取客戶端/服務(wù)器（C/S）構(gòu)架或瀏覽器/服務(wù)器（B/S）構(gòu)架或二者同時具備，同時支持多用戶分布式處理。

在配電GIS系統(tǒng)中，配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫桥潆娋W(wǎng)分析和優(yōu)化的基礎(chǔ)。配電網(wǎng)是一種和地理信息密切相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)，線路以及配電設(shè)備和用戶的分布都有明顯的地理特征，在配電網(wǎng)絡(luò)運行中許多操作都依賴于長度、距離、范圍、相對位置等地理因素，地理信息系統(tǒng)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用提高了配電網(wǎng)的管理水平，因此基于地理信息系統(tǒng)（GIS）的配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑蔀槿藗冏铌P(guān)注的問題之一。

大量文獻(xiàn)對配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行了研究，早期通過人工輸入的方法將配電網(wǎng)的接線關(guān)系填入特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，這些方法不僅需要人工錄入大量的數(shù)據(jù)且其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通用性、可擴充性差、占用存儲空間大。后來發(fā)展到先基于矢量圖自動生成配電網(wǎng)絡(luò)的原始拓?fù)?，再轉(zhuǎn)化為適合電力應(yīng)用的拓?fù)鋽?shù)據(jù)。這類方法雖然提高了建模的效率，但是其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、參與配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣５脑O(shè)備種類眾多，尤其是在配電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計中配電網(wǎng)的接線圖繪制往往不規(guī)范，仍然需要大量的人機交互，造成配電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計的效率低下。

一、配電網(wǎng)拓?fù)浞治鏊惴ǚ治?/p>

電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龅娜蝿?wù)是處理開關(guān)信息的變化，形成新的網(wǎng)絡(luò)接線，為網(wǎng)絡(luò)分析的各種應(yīng)用軟件開發(fā)奠定基礎(chǔ)。配電潮流、短路計算、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等都使用網(wǎng)絡(luò)各組成部分之間的電氣聯(lián)系這類信息。在實時運行時，這類信息必須隨時更新，否則，從一個不能正確反映實際網(wǎng)絡(luò)電氣聯(lián)系的結(jié)構(gòu)出發(fā)所進(jìn)行的各種計算將會導(dǎo)致錯誤的結(jié)果。

通常網(wǎng)絡(luò)接線分析包括兩個步驟：母線分析和電氣島分析。母線分析是將閉合開關(guān)連接在一起的節(jié)點集合定義為一個母線；電氣島分析是將線路和變壓器連接在一起的母線集合定義為一個“島”。既有電源又有負(fù)荷的“活島”在物理上對應(yīng)帶電部分；“死島”在物理上對應(yīng)停電部分?！盎顛u”用于計算，“死島”沒有計算意義，但對指導(dǎo)檢修卻非常重要。常用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鏊惴ò渌阉鞣ê袜徑泳仃嚪ā?/p>

二、樹搜索法

樹搜索法是目前針對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龅淖畛Ｓ玫姆椒?，樹搜索法是通過搜索節(jié)點的相鄰節(jié)點的方法來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浞治觯某Ｓ玫臉渌阉鞣òㄉ疃葍?yōu)先搜索法（Deep　First　Search，簡稱DFS）和廣度優(yōu)先搜索法（Bread　First　Search，簡稱BFS）。

1.深度優(yōu)先搜索法

深度優(yōu)先搜索法的具體搜索過程是這樣的：DFS在訪問圖中某一起始定點V后，訪問V的任意相鄰節(jié)點V1；再從V1出發(fā)，訪問與V1相鄰但還未訪問過的節(jié)點V2；再從V2出發(fā)，進(jìn)行類似的訪問，……如此進(jìn)行下去，直到到達(dá)所有相鄰節(jié)點都被訪問過的節(jié)點U為止。接著，退回一步，返回到前一次剛訪問的節(jié)點，看是否還有其它沒有被訪問過的相鄰節(jié)點。如果有，則訪問此節(jié)點，之后再從此節(jié)點出發(fā)進(jìn)行與前述類似的訪問；如果沒有就再退回一步進(jìn)行搜索。重復(fù)上述過程，直到連通圖中所有節(jié)點都被訪問過為止。

以圖1為例，深度優(yōu)先搜索法的一個可能的節(jié)點訪問順序是：V1，V2，V6，V10，V7，V8，V9，V3，V4，V5。

2.廣度優(yōu)先搜索法

廣度優(yōu)先搜索法的具體搜索過程是這樣的：BFS在訪問圖中某一起始定點V后，由V出發(fā)，依次訪問V的各個未被訪問過的相鄰節(jié)點V1，V2，…，Vt，再依次訪問V1，V2，…，Vt各個未被訪問過的相鄰節(jié)點，如此進(jìn)行，直到連通圖內(nèi)所有節(jié)點都被訪問過為止。

以圖1為例，廣度優(yōu)先搜索法的一個可能的節(jié)點訪問順序是：V1，V2，V6，V3，V7，V10，V4，V5，V8，V9。

由于此種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒ㄊ抢枚褩＜夹g(shù)進(jìn)行搜索，對所有結(jié)點分配母線號，當(dāng)開關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化后，重新在每個廠站內(nèi)進(jìn)行搜索，并重新為母線編號。這種針對局部網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化而采取的大范圍搜索，不可避免的造成了時間上的浪費。

3.深度優(yōu)先搜索法與廣度優(yōu)先搜索法比較

深度優(yōu)先搜索法的算法是一個遞歸的過程，將深度搜索法的具體搜索過程設(shè)計成一個遞歸函數(shù)可以使得程序的編制比較簡單和清晰。廣度優(yōu)先搜索法不是一個遞歸的過程，必須采用一個隊列，將某個頂點的未訪問的鄰接頂點依次放入隊列中，然后從隊列的頭依次取出每個頂點進(jìn)行訪問。圖中的每一個頂點進(jìn)隊列一次且僅進(jìn)隊列一次。為了實現(xiàn)逐層訪問，算法中使用了一個隊列，以記憶正在訪問的這一層和上一層的節(jié)點，便于向下一層訪問。由于隊列的操作遵循先進(jìn)先出的原則，因此在處理過程中，只有在前一步的所有狀態(tài)處理完后，才能處理后面一步的狀態(tài)。訪問中將線路作為樹中的節(jié)點數(shù)據(jù)，與被訪問節(jié)點屬同一線路級別的節(jié)點地址放在節(jié)點的右鏈域；比被訪問節(jié)點的線路級別低的節(jié)點地址放入節(jié)點的左鏈域。

三、鄰接矩陣法

鄰接矩陣通過自乘可以得到全接通矩陣。鄰接矩陣法主要通過鄰接矩陣的自乘運算得到全接通矩陣，再運用全接通矩陣來判斷網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點之間的連通關(guān)系。

鄰接矩陣（Adjacency　Matrix）：是表示頂點之間相鄰關(guān)系的矩陣。設(shè)G=（V，E）是一個圖，其中V={v1，v2，…，vn}。G的鄰接矩陣是一個具有下列性質(zhì)的n階方陣：①對無向圖而言，鄰接矩陣一定是對稱的，而且對角線一定為零，有向圖則不一定如此。②在無向圖中，任一頂點i的度為第i列所有元素的和，在有向圖中頂點i的出度為第i行所有元素的和，而入度為第i列所有元素的和。③用鄰接矩陣法表示圖共需要n2個空間，由于無向圖的鄰接矩陣一定具有對稱關(guān)系，所以扣除對角線為零外，僅需要存儲上三角形或下三角形的數(shù)據(jù)即可，因此僅需要n（n-1）/2個空間。

無向圖的鄰接矩陣一定是對稱的，而有向圖的鄰接矩陣不一定對稱。因此，用鄰接矩陣來表示一個具有n個頂點的有向圖時需要n2個單元來存儲鄰接矩陣；對有n個頂點的無向圖則只存入上（下）三角陣中剔除了左上右下對角線上的0元素后剩余的元素，故只需1+2+…+（n-1）=n（n-1）/2個單元。無向圖鄰接矩陣的第i行（或第i列）非零元素的個數(shù)正好是第i個頂點的度。有向圖鄰接矩陣中第i行非零元素的個數(shù)為第i個頂點的出度，第i列非零元素的個數(shù)為第i個頂點的入度，第i個頂點的度為第i行與第i列非零元素個數(shù)之和。用鄰接矩陣表示圖，很容易確定圖中任意兩個頂點是否有邊相連。

在文獻(xiàn)中提出了一種基于關(guān)聯(lián)矩陣的電網(wǎng)拓?fù)浔孀R算法。該算法使用節(jié)點-支路關(guān)聯(lián)矩陣表示配電網(wǎng)絡(luò)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，定義了矩陣的“與-或”乘法運算，利用連通性的傳遞性質(zhì)，實現(xiàn)對配電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浔孀R。在此基礎(chǔ)上，利用節(jié)點-支路關(guān)聯(lián)矩陣和節(jié)點-節(jié)點連通矩陣的對稱性，提出了加快計算的技術(shù)和實現(xiàn)方法。

文獻(xiàn)中把配電網(wǎng)映射成節(jié)點-支路模型，形成節(jié)點-支路的鄰接矩陣，并在此基礎(chǔ)上提出了配電網(wǎng)連通域的概念。在文獻(xiàn)中重點闡述了連通域的分離算法和基于DFS進(jìn)行拓?fù)浞治龅牧鞒滩⒃谂潆娋W(wǎng)動態(tài)拓?fù)渲羞M(jìn)行了運用，以實現(xiàn)各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的電力網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?，該文獻(xiàn)中提出矩陣結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)，可具有很好的通用性和很強的可擴展性。同時，建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚仃嚺c電網(wǎng)接線結(jié).構(gòu)相互對應(yīng)，具有運用靈活和修改方便的優(yōu)點。

鄰接矩陣算法的優(yōu)點：可以清晰、直觀的表示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的連接情況；但是也存在著明顯的缺點：消耗內(nèi)存空間，在系統(tǒng)運行時消耗內(nèi)存多；浪費存儲空間，因為對于n個頂點的圖來說，需要n個存儲單元，需要的存儲空間大。

四、結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鏊惴ㄒ恢倍际菢I(yè)界研究的重點，其應(yīng)用范圍廣，在許多領(lǐng)域都有其重要的指導(dǎo)意義?？陀^地說，目前并不存在一種求解拓?fù)鋯栴}的最佳算法，如前文所述的各個算法都有其應(yīng)用的局限性：樹搜索法追求精確解，但是忽略了算法的時間消耗；而鄰接矩陣法改進(jìn)算法則是追求時間快，但是在求解的空間消耗上結(jié)果上往往不能讓人滿意。筆者認(rèn)為今后在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龅乃惴ㄑ芯可蠎?yīng)該把握3個方面：繼續(xù)改進(jìn)已有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鏊惴?；采用人工智能的思想，?chuàng)造新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鏊惴?；集合各個算法的優(yōu)點，進(jìn)行混合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鏊惴ǖ难芯?。目前這些相關(guān)方向業(yè)界人士都有所涉及，也都取得了一定成效，相信在不久的將來，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鏊惴▎栴}一定會有更好的解決方案。

參考文獻(xiàn)：

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[3]何春林.配電GIS功能和實現(xiàn)方法初探[J].中國電力，2001（S1）：52-55，59.

第8篇：地理信息科學(xué)定義范文

關(guān)鍵詞：多源空間數(shù)據(jù)；GML；集成

中圖分類號：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2012)13-2959-03

Research of Integration Mode for Multi-source Spatial Data Based on GML

LU Lei-yue ,GUAN Ji-hong

(School of Electronics and Information, Tongji University, Shanghai 201804, China)

Abstract: To solve the problem of integration of the multi-source spatial data, this paper introduced the research of integration mode of the different formats. Based on that, the author putted forward to a data integration framework for multi-source spatial data based on GML(Geography Markup Language). Then the author described a GML mode matching algorithm, and above all had a conclusion.

Key word: multi-source spatial data; GML; integration

近年來，隨著GIS特別是WebGIS的快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，人們對地理信息資源的需求增加越來越快，但是大部分的GIS產(chǎn)品都有自己專用的數(shù)據(jù)格式，很難實現(xiàn)整個GIS系統(tǒng)集成以便于空間信息的共享和互操作。為了改變當(dāng)前GIS應(yīng)用與內(nèi)部數(shù)據(jù)模型以及數(shù)據(jù)格式緊密捆綁的現(xiàn)狀，開放式地理信息系統(tǒng)協(xié)會（ODC）推出了基于XML的地理標(biāo)記語言，即GML(Geography Markup Lan? guage)，用于地理信息的編碼、傳輸、存儲和。目前GML已成為Internet上地理信息表示事實上的國際標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于Web和分布式地理信息系統(tǒng)中交換和集成空間數(shù)據(jù)。

1多源空間數(shù)據(jù)集成模式

目前對于不同格式的空間數(shù)據(jù)集成主要采取以下三種模式：

1.1數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模式

數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模式是指通過某種特定的轉(zhuǎn)換程序?qū)⒏鞣N異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一種數(shù)據(jù)格式，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)復(fù)制到當(dāng)前系統(tǒng)中。但這種模式也存在缺點，因為它首先需要將異構(gòu)數(shù)據(jù)統(tǒng)一起來，這就使得數(shù)據(jù)間缺少了獨立性，而且因為沒有統(tǒng)一的描述方法，容易導(dǎo)致異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后空間數(shù)據(jù)的信息丟失[1]，這樣就會給以后使用這些數(shù)據(jù)構(gòu)成隱患；另外由于一般空間數(shù)據(jù)量比較巨大，所以要集中這樣的海量數(shù)據(jù)就顯得非常困難。

1.2數(shù)據(jù)互操作模式

數(shù)據(jù)互操作是指空間數(shù)據(jù)能夠在異構(gòu)數(shù)據(jù)庫和分布計算的情況下交換、理解，不同GIS之間可以直接交互，透明地訪問需要的信息[2]。該模式是由OGC (OpenGIS Consortium)制定的規(guī)范。數(shù)據(jù)互操作為多源數(shù)據(jù)共享與集成提供了嶄新的思路，但是它更多地采用了OpenGIS協(xié)議的空間數(shù)據(jù)服務(wù)軟件和客戶軟件，對于其它的大量非OpenGIS標(biāo)準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)格式的處理缺少統(tǒng)一的規(guī)范[3]。

1.3直接數(shù)據(jù)訪問模式

直接數(shù)據(jù)訪問模式是指在一個空間信息軟件中直接訪問其他軟件的數(shù)據(jù)格式，并且用戶可以在該軟件中讀寫多種數(shù)據(jù)格式。這種模式的優(yōu)點是不但沒有了復(fù)雜的格式轉(zhuǎn)換，而且因為訪問是發(fā)生在一個空間信息軟件中，所以就不需要用戶擁有主機軟件，更不需要運行該軟件。這種模式無疑更省人力和財力，但是實現(xiàn)起來對于技術(shù)要求相對高一些。

2 GML數(shù)據(jù)集成研究現(xiàn)狀

GML(Geography Markup Language)，是開放式地理信息系統(tǒng)協(xié)會(OGC)于1999年提出的，在日趨發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，它的提出正是為了成為其中地理數(shù)據(jù)的一種通用接口，它符合空間數(shù)據(jù)集成模式中的第二種即數(shù)據(jù)互操作模式［4］。使用GML對多元異構(gòu)地理空間數(shù)據(jù)集成，可以很好的避免以往網(wǎng)絡(luò)語言描述復(fù)雜的空間信息的巨大缺點，因為它對地理空間數(shù)據(jù)的描述擁有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，從而能夠更輕松的便于數(shù)據(jù)集成。

在國內(nèi)，對于GML日新月異的發(fā)展，也早就已經(jīng)引起了包括復(fù)旦大學(xué)、同濟大學(xué)、武漢大學(xué)等眾多知名高校學(xué)者的重視。武漢大學(xué)和國家基礎(chǔ)地理信息中心已經(jīng)開始制定GML國家標(biāo)準(zhǔn)。周水庚課題組早在2003年就提出了一種新穎的方法，用于將GML文檔自動轉(zhuǎn)換到SVG文檔，在ACM-GIS 2003[5]。從跨入21世紀(jì)以來，關(guān)佶紅課題組就研究了基于GML和SVG的空間信息集成和、GML模式匹配、GML存儲機制和查詢處理以及壓縮算法等[6-9]。

同時國內(nèi)外眾多學(xué)者對基于GML的空間數(shù)據(jù)集成也進(jìn)行了大量的研究。Rancourt et al. (2001)將GML與先前所定義的空間標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，得出GML能有效的滿足空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)的要求的結(jié)論，并預(yù)測GML將在行業(yè)應(yīng)用中占據(jù)主導(dǎo)地位[10]。曠建中等(2005)采用設(shè)計模式方法和GML技術(shù)設(shè)計多源空間數(shù)據(jù)集成模型，將數(shù)據(jù)源通過轉(zhuǎn)換函數(shù)生成的GML文檔，利用合成器合成GML文檔，同時保存到GML數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)多個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成，為實現(xiàn)多源空間數(shù)據(jù)集成提供了一個切實可行的方案[11]。鄔群勇等（2005）在分析GML數(shù)據(jù)格式和幾何特征基礎(chǔ)上，提出一個基于GML的空間數(shù)據(jù)動態(tài)集成框架，探討了數(shù)據(jù)動態(tài)集成過程，并以福建省漳浦縣綏安鎮(zhèn)的林業(yè)數(shù)據(jù)為樣本，進(jìn)行了動態(tài)集成應(yīng)用示范[12]。江衛(wèi)東等（2007）描述了一個基于GML數(shù)據(jù)互操作模式的多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)集成模型，并分析了該模型的運行機制和關(guān)鍵技術(shù)[13]，劉占偉等（2007）提出了一個基于GML的多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)集成模型，實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)向GML文檔的轉(zhuǎn)換，使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器技術(shù)，在.NET平臺上設(shè)計實現(xiàn)了該系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了基于GML的空間數(shù)據(jù)集成，而且通過SVG技術(shù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)可視化[14]。

但是，目前的研究工作還遠(yuǎn)不夠系統(tǒng)和深入，實際集成應(yīng)用方案較少,所提出的一些技術(shù)和算法還不能滿足海量GML空間數(shù)據(jù)處理和管理的實際應(yīng)用需要。因此，還需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究，探索新的技術(shù)方案，開發(fā)更有效的算法。

3基于GML的空間數(shù)據(jù)集成框架

本文借鑒已有的研究成果提出一種基于GML的多源空間數(shù)據(jù)集成邏輯框架圖（如圖1），并且通過使用GML技術(shù)來實現(xiàn)異構(gòu)空間數(shù)據(jù)的集成與互操作。然而多源空間數(shù)據(jù)因為來自不同的服務(wù)器，每份數(shù)據(jù)可能擁有各自的數(shù)據(jù)類型。

圖1空間數(shù)據(jù)集成邏輯框架

1）空間數(shù)據(jù)建立的輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由于各自的物理結(jié)構(gòu)不同，而且它們的儲存方式也不一樣，根據(jù)這樣的多樣性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建立其應(yīng)用模式。

2）基于GML的輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的語法、結(jié)構(gòu)和編碼模式建立模式轉(zhuǎn)換規(guī)則，該規(guī)則規(guī)定了輸入異構(gòu)的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用模式如何轉(zhuǎn)換成GML Schema。轉(zhuǎn)換模塊必須根據(jù)模式轉(zhuǎn)換規(guī)則對實例模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，建立基于輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Schema的GML數(shù)據(jù)文檔，并具有對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和解碼的能力。

3）雖然來自不同數(shù)據(jù)源的空間數(shù)據(jù)都已經(jīng)轉(zhuǎn)換成了GML數(shù)據(jù)文檔，但不同用戶的應(yīng)用模式間可能存在各種語義或結(jié)構(gòu)上的異構(gòu)，在空間信息集成中造成歧義和困難。很多情況下，有相同概念的模式在結(jié)構(gòu)和命名上都存在著差異；有些模式有相似的數(shù)據(jù)模型但包含不同的內(nèi)容，或是用相同的詞表達(dá)不同的意義。這就需要進(jìn)行模式匹配了，它的功能是通過兩個模式的相關(guān)元素間的匹配關(guān)系，來找出這兩個模式的元素間的映射關(guān)系和集成后的模式。

4 GML模式匹配

模式匹配的目的是為了達(dá)到數(shù)據(jù)集成，而數(shù)據(jù)集成又是以模式匹配為前提。模式匹配就是指通過一定的算法，把兩個模式的所有相關(guān)元素進(jìn)行一一映射，經(jīng)過一定的分析和對彼此元素的相似度來最終確定模式的元素間的映射關(guān)系。

GML模式匹配的基本過程是首先對文檔進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，因為GML文件是遵守XML語法的，可以使用基于樹的XML解析器；然后就是通過解析器提取模式文件節(jié)點生成GML模式樹，生成模式樹后，就可以設(shè)定算法，對兩個模式進(jìn)行匹配了。在匹配的過程中，最關(guān)鍵的就是確定兩個元素的相似度，而元素間的相似度主要表現(xiàn)為語義相似度和結(jié)構(gòu)相似度。用戶可以根據(jù)具體情況設(shè)置一個最小相似度值，即閾值，只有兩個元素的相似度值高于這一閾值weight，才進(jìn)行匹配。

下面是該算法的描述：

MATCH（模式樹t1，模式樹t2）

{設(shè)置閾值weight；//0

設(shè)置葉節(jié)點的結(jié)構(gòu)相似度s；

For each e1為t1的葉子

{后序遍歷t1；后序遍歷t2；

for each e2為t2的葉子

{計算兩個葉節(jié)點的相似度值s；

If（s>weight）這兩個節(jié)點可以進(jìn)行匹配，生成映射關(guān)系；

Else退出；

}

}

返回映射關(guān)系；

}

如上可知算法中輸入為兩個樹狀結(jié)構(gòu)的GML模式，輸出為一個關(guān)于兩模式間相關(guān)元素的映射關(guān)系。其中，tree1和tree2分別表示輸入的GML模式樹1和GML模式樹2，t1和t2為模式1和模式2中的元素，tree1’和tree2’是分別對tree1和tree2進(jìn)行后序遍歷得到的結(jié)果。

在算法中，核心參數(shù)是確定兩個樹節(jié)點的相似度。在進(jìn)行匹配時，對樹采用后序遍歷，并且相似度只確定一次以避免在匹配的過程中產(chǎn)生多對多的關(guān)系。當(dāng)被比較的不是葉節(jié)點時，通過比較這兩個節(jié)點的子節(jié)點相似度來確定它們的的相似度，即用其所有的子節(jié)點的相似度除以所有的子節(jié)點數(shù)。葉節(jié)點的結(jié)構(gòu)相似度為零。

為了正確的確定兩個schema樹中的各個非葉節(jié)點的結(jié)構(gòu)相似度，在對非葉節(jié)點進(jìn)行匹配前，首先要對葉節(jié)點進(jìn)行匹配，令son(e1)和son (e2)分別代表以e1和e2為根節(jié)點的子樹上的節(jié)點的集合，s (a,b)為其中一個模式中的節(jié)點a與另一模式中節(jié)點b相似度，則有如下公式（1）：

當(dāng)然最后確定了語義和結(jié)構(gòu)相似度后，需要對兩者進(jìn)行加權(quán)求和來獲得一個最終相似度，而這個權(quán)值由用戶自己根據(jù)具體情況來確定。

兩個模式匹配結(jié)束后，可以通過匹配算法生成的映射關(guān)系，即模式間元素一一對應(yīng)的關(guān)系來生成集成的模式。

5結(jié)束語

GML作為一種OGC開發(fā)的基于XML的地理信息編碼標(biāo)準(zhǔn)，使用GML來作為多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的描述格式，并通過使多源空間數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式來實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)層次集成，有利于空間信息充分共享和系統(tǒng)互操作?？墒怯捎贕ML數(shù)據(jù)可能來自不同的數(shù)據(jù)源，導(dǎo)致它們的模式也可能不同，因此模式匹配是GML空間信息集成面臨的最嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，如何能夠更進(jìn)一步的改進(jìn)模式匹配算法從而簡化集成過程，還需進(jìn)一步的研究。

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第9篇：地理信息科學(xué)定義范文

關(guān)鍵詞：土地管理；地理信息系統(tǒng)；應(yīng)用；分析

中圖分類號：F301文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

土地管理是一個相當(dāng)廣泛的概念，包含多種數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都具有圖形和屬性特征。其中，圖形數(shù)據(jù)涉及地籍圖、宗地圖、土地利用現(xiàn)狀圖、規(guī)劃圖以及各種應(yīng)不同要求而制作的專題圖等圖件資料，它們描述了大量圖形目標(biāo)的空間位置和相鄰關(guān)系；屬性數(shù)據(jù)則是與這些圖形數(shù)據(jù)相關(guān)的說明信息，按不同的實體類型可以分為宗地屬性、界址點屬性、界址線屬性。

土地管理的特色是對土地空間特性的管理，而這種空間特性，恰恰就為GIS的應(yīng)用提供了廣闊的天地：首先，利用GIS的數(shù)據(jù)采集與編輯、信息查詢、數(shù)據(jù)庫管理、統(tǒng)計制圖、空間分析等功能，土地工作者可將已編碼的空間數(shù)據(jù)結(jié)合起來，確定其地理位置，并可以對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析和運算；其次，GIS在建立和分析地理對象之間的拓?fù)潢P(guān)系上具有極其強大的功能，可以對各類地物的屬性和它們的空間分布進(jìn)行科學(xué)分析和最優(yōu)決策；再者，GIS的圖形用戶界面大方直觀、簡單易用，用戶能夠快速熟練地掌握其操作技能，并可以方便地瀏覽和查詢地物的分布特征及其屬性信息。此外，GIS在土地管理中的應(yīng)用可以大大改善土地管理系統(tǒng)中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集及管理運行方式，提高土地管理工作的效率。

1 GIS在土地管理中的應(yīng)用

1.1地籍信息管理

地理信息系統(tǒng)對地籍信息的管理體現(xiàn)在其信息直接反映每一塊宗地的特征,它包括宗地的基本信息(位置、面積、利用類別、等級等),權(quán)屬管理(所有權(quán)、使用權(quán)、他項權(quán)利等),附著物信息(地上、地下建筑及各種設(shè)施情況),文檔信息(調(diào)查原始資料、法律、條例等)和圖形信息(地籍圖、土地利用現(xiàn)狀圖等)。地籍信息管理系統(tǒng)的目標(biāo)是完成土地調(diào)查、登記、統(tǒng)計、評價，為地籍管理提供依據(jù)，為土地法律咨詢提供手段。在城鄉(xiāng)地籍管理領(lǐng)域,建立地籍管理系統(tǒng)、城鎮(zhèn)地籍管理信息系統(tǒng)、時域地籍信息系統(tǒng)、農(nóng)村地籍管理信息系統(tǒng)、日常地籍管理信息系統(tǒng)。

1.2土地評價與利用規(guī)劃

土地利用規(guī)劃是一個系統(tǒng)工程,起著對土地利用進(jìn)行控制、協(xié)調(diào)和監(jiān)督的作用,使得土地的社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益達(dá)到最佳狀態(tài)。從內(nèi)容上說, 土地利用規(guī)劃包括土地的自然和經(jīng)濟屬性的評價和用地需求量的預(yù)測。地理信息系統(tǒng)在土地利用規(guī)劃中可以發(fā)揮巨大的作用,尤其是在土地評價方面,可以進(jìn)行土地資源清查、土地生產(chǎn)潛力分析、土地適宜性評價和土地人口承載力分析。

1.3土地利用動態(tài)監(jiān)測

由于土地利用動態(tài)管理信息系統(tǒng)是為城市規(guī)劃土地管理分析決策提供及時、準(zhǔn)確的土地利用狀況信息，因此需要一套完整和科學(xué)的實時更新機制，既確保數(shù)據(jù)的真實性和現(xiàn)勢性，又能建立合理、有效的管理體系。在土地利用調(diào)查以及動態(tài)監(jiān)測中,可以通過地理信息系統(tǒng)與遙感的結(jié)合,獲取土地類型和土地利用現(xiàn)狀信息,監(jiān)測土地利用變化,通過地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫以及在地理信息系統(tǒng)的支持下的土地評價分析,利用專家們的知識與學(xué)問研究，建立土地利用決策模型,輔助土地利用決策。

1.4土地政策的模擬

政策是支配為既定目標(biāo)而操去行動的各重原則,是為解Q在土地上所發(fā)生的有關(guān)法規(guī)、程序、體制、效率或權(quán)益等問題，提出有系y、有程序解決問題的方式或作法。通過地理信息系統(tǒng),可以模擬土地政策在土地管理的預(yù)先應(yīng)用原則和效果,為制作完善的土地管理政策提供依據(jù)和平臺。

1.5土地利用總體規(guī)劃

土地利用總體規(guī)劃是在一定規(guī)劃范圍內(nèi)，根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀缓蜕鐣?jīng)濟條件以及國民經(jīng)濟發(fā)展要求，協(xié)調(diào)土地總供給與總需求，確定或調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)和用地布局的宏觀戰(zhàn)略措施。土地利用總體規(guī)劃是我國今后實施土地用途管制的主要依據(jù),其主要任務(wù)有具體落實土地利用總量平衡分解指標(biāo)的數(shù)量與分布,土地生產(chǎn)潛力等級與土地質(zhì)量等級的劃分和圖形的編制,土地開發(fā)、整治、復(fù)墾規(guī)劃項目的落實與實施,土地用途管理,土地利用動態(tài)變化信息反饋等等。

1.6城市地價評估

通過動態(tài)制定和監(jiān)測城市地價，可以調(diào)查城市地價的水平及變化趨勢，及時向社會提供客觀、公正、合理的地價信息，為政府加強地價管理和宏觀調(diào)控土地市場提供決策依據(jù)。

1.7在地質(zhì)礦產(chǎn)資源管理領(lǐng)域,有助于礦產(chǎn)資源管理地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防。

1.8測繪與地圖制圖

地理信息系統(tǒng)技術(shù)源于機助制圖。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)與遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)在測繪界的廣泛應(yīng)用，為測繪與地圖制圖帶來了一場革命性的變化。集中體現(xiàn)在：地圖數(shù)據(jù)獲取與成圖的技術(shù)流程發(fā)生的根本的改變；地圖的成圖周期大大縮短；地圖成圖精度大幅度提高；地圖的品種大大豐富。數(shù)字地圖、網(wǎng)絡(luò)地圖、電子地圖等一批嶄新的地圖形式為廣大用戶帶來了巨大的應(yīng)用便利。測繪與地圖制圖進(jìn)入了一個嶄新的時代。特別是地形圖、地籍圖與房產(chǎn)圖，在城市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)方面的內(nèi)容基本上是一致的，只是地籍圖與房產(chǎn)圖增加了地籍與房產(chǎn)的專題內(nèi)容（如宗地、丘、房屋棟號），而城市中的宗地和丘是一致，反映土地的權(quán)屬范圍和界線。建立GIS以后，完全有條件實現(xiàn)三圖的統(tǒng)一。

1.9服務(wù)窗口的運用

把窗口收件初審，辦事程序、辦事指南和辦件進(jìn)度，查詢；審批等統(tǒng)一到電子政務(wù)系統(tǒng)中。實施限時辦公制度，明確窗口、各科室和信息中心的職責(zé)，提高透明度；使機關(guān)人員從繁瑣的手工制作中解脫出來，提高辦事效率；可以解決應(yīng)用困難的問題。

2 GIS在土地管理中的應(yīng)用前景

隨著計算機技術(shù)和空間技術(shù)的進(jìn)步與快速發(fā)展。GIS在土地管理中的應(yīng)用將會越來越廣泛。在未來，GIS不僅將成為土地管理的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一，對土地管理產(chǎn)生極大的影響，促進(jìn)土地管理的信息化、現(xiàn)代化，而且將與GPS、DPS(數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng))和RS(遙感技術(shù))等先進(jìn)技術(shù)一起促使自動化土地管理(ALM)產(chǎn)業(yè)的形成與發(fā)展。目前，遙感(R6)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)三者結(jié)合，其功能更為強大，尤其在土地利用動態(tài)監(jiān)測方面。再者Internet與地理信息系統(tǒng)的結(jié)合，給地理信息系統(tǒng)提供了新的機遇。這些也都將會在土地管理領(lǐng)域得到長足的應(yīng)用。

地理信息系統(tǒng)近年發(fā)展迅速，其內(nèi)涵和外延正在不斷變化，最初的地理信息系統(tǒng)都是一些具體的應(yīng)用系統(tǒng)，充其量只能稱之為一門技術(shù)，現(xiàn)在已發(fā)展成一個獨立的、充滿活力的新興學(xué)科。這已經(jīng)為大家所公認(rèn)。地球信息科學(xué)從理論上講是解決地球信息問題，它的范圍包括從衛(wèi)星航空遙感或全球定位系統(tǒng)(GPS)接受信息。變換和校正后進(jìn)人空間數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫中的地理信息可以方便地檢索、查詢，在此數(shù)據(jù)庫和相關(guān)知識庫的基礎(chǔ)上能夠定義和生成各種領(lǐng)域?qū)Ｓ媚Ｐ停绯鞘幸?guī)劃模型、災(zāi)害評價模型等：運用這些模型對地理數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，并把分析結(jié)果或是決策咨詢建議以直觀、清晰的形式輸出。這一范圍包括了計算機科學(xué)、地圖學(xué)、航測、遙感等多種學(xué)科的交叉。

3結(jié)束語

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力?，F(xiàn)代土地管理要充分利用高技術(shù)，使土地資源得到科學(xué)合理的利用、開發(fā)、整治和保護(hù)，實現(xiàn)土地資源的永續(xù)利用與社會、經(jīng)濟、資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，不斷滿足社會經(jīng)濟長期發(fā)展的需要，達(dá)到最佳的社會、資源環(huán)境和經(jīng)濟效益。

GIS技術(shù)經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，已日趨成熟，逐步由靜態(tài)數(shù)據(jù)的管理發(fā)展為具備輔助日常業(yè)務(wù)辦公等管理功能的信息技術(shù)，建立一套基于GIS的管理系統(tǒng)可以大大提高土地整理項目管理的效率，具有較大的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn):