地理信息系统组成 | 计算机软件系统
计算机软件系统是指地理信息系统运行所必须的各种程序及有关资料。主要包括计算机系统软件、地理信息系统软件和应用分析软件三部分。
1. 计算机系统软件
由计算机厂家提供的为用户开发和使用计算机提供方便的程序系统。通常包括操作系统、汇编程序、编译程序、库程序、数据库管理系统以及各种维护手册。
2. 地理信息系统软件
地理信息系统软件应包括五类基本模块,即下述诸子系统:数据输入和检验、数据存储和管理、数据变换、数据输出和表示、用户接口等。
(1) 数据输入和校验:包括能将测量数据、地图数据、遥感数据、统计数据和文字报告转换成计算机兼容的数字形式的各种转换软件。
许多计算机工具都可用于输入,例如人机交互终端(键盘与显示器)、数字化仪、扫描仪(卫星或飞机上直接记录数据或用于地图或航片的扫描仪)、全站仪、GPS、解析和数字摄影测量仪器、全数字摄影测量工作站等。数据检验是通过观测、统计分析和逻辑分析检查数据中存在的错误,并通过适当的编缉方式加以改正。事实上数据输入和检验都是建立地理数据库必须的过程。
(2) 数据存储和管理:数据存储和数据库管理涉及地理元素(表示地表物体的点、线、面)的位置、连接关系以及属性数据如何构造和组织,使其便于计算机和系统用户理解等。用于组织数据库的计算机程序,称为数据库管理系统(DBMS)。地理数据库包括数据格式的选择和转换、数据的联结、查询、提取等。
(3)数据变换:包括两类操作:① 变换的目的是从数据中消除错误,更新数据,与其它数据库匹配等;② 为回答GIS提出的问题而采用的大量数据分析方法。空间数据和非空间数据可单独或联合进行变换运算。比例尺变换、数据和投影匹配(投影变换)、数据的逻辑检索、面积和边长计算等,都是GIS的一般变换特征。其它一些变换可能极其偏重于专业应用,也可能是将数据合并到一个只满足特定用户需要的专门化GIS系统。
(4)数据显示与输出:是指原始数据或分析、处理结果数据的显示和向用户输出。数据以地图、表格、图像等多种形式表示。可以在屏幕上显示,或通过打印机、绘图仪输出,也可以以数字形式记录在磁介质上。
(5) 用户接口模块:用于接收用户的指令和程序或数据,是用户和系统交互的工具,主要包括用户界面、程序接口与数据接口。由于地理信息系统功能复杂,且用户又往往为非计算机专业人员,所以用户界面(或人机界面)作为地理信息系统应用的重要组成部分,主要通过菜单技术、用户询问语言的设置,以及采用人工智能的自然语言处理技术与图形界面等技术,提供多窗口和光标或鼠标选择菜单等控制功能,为用户发出操作指令提供方便。该模块还随时向用户提供系统运行信息和系统操作帮助信息,这就使地理信息系统成为人机交互的开放式系统。而程序接口和数据接口可分别为有用户联接各自特定的应用程序模块和使用非系统标准的数据文件提供方便。
3. 数据库软件
数据库软件是GIS软件系统的重要组成部分。地理信息系统是一种以海量空间数据为基础,供资源、环境以及区域调查、规划、管理和决策用的空间信息系统。目前,这些海量空间数据中主要以地图为基础,并借助比较成熟的商业数据库软件(如Oracle,SQLSERVER,DB2,Sybase等)来存贮和管理地图信息。在数据处理过程中,它既是资料的提供者,也可以是处理结果的归宿处;在检索和输出过程中,它是形成绘图文件或各类地理数据的数据源。另外,利用成熟的商业数据库软件可对数据的调度、更新、维护、并发控制、安全、恢复等提供服务。