数据库和GIS技术

数据库和GIS技术（精选9篇）

数据库和GIS技术 第1篇

关键词：GIS技术,测绘数据,建库

信息技术飞速发展的今天, 人们对于信息的处理有了更高的要求。在测绘项目中, 设计到空间信息的量是非常大的, 要想庞大的数据经过收集、整理、加工、分析计算不出现错误, 就要借助地理信息系统技术, 简称GIS。GIS是目前测绘辅助工具中对数据的整理最高效、最科学的。

一、测绘数据的GIS建库

GIS建库的重要环节就是测绘数据的采集以及入库, 这一部分的工作占据了整个建库过程的80%左右。GIS建库对数据有着严格的要求, 要想快速地把采集的数据进行入库是GIS建库亟需解决的问题。

(一) GIS建库的基本思路。

当数据汇总导入到AUTOCAD或者其他处理平台软件中, 图形处理软件对数据进行编辑、属性输入。对拓扑关系进行检查, 检查没有问题后则可以导入到Arc/Info进行数据结构设置;检查后出现问题则需要到AutoCAD中重新修改编辑, 重复无误后导入Arc/Info。再根据数据库要求对图形数据进行属性配置, 最后导出SHP文件等。SHP文件等通过地理信息管理系统就可以导入, 从而建库完成。

(二) 数据库的生产流程。

以重庆某地的测绘数据GIS建设为例, 以基础地形数据库为生产流程建立的范例。基础地形数据库可以根据各个要素、点、线、面分为33个层, 一层对应一个表, 此为地理信息表;除此之外还有1个要素索引表和1个元数据表。把AutoCAD格式转化为SHP格式, 取得各层数据后, 其中的点线面应于之前的相对应。在SHP格式中, 要素坐标与AutoCAD格式的坐标也应相同。

(三) 数据库建立的必要性。

各种不同方式的结合, 致使GIS数据库的建立更加的简单, 从当前实际操作上来看, 具有以下几个方面的必要性。第一:当数据从外业采集回后, 通过AutoCAD这一成图软件对图形进行编辑、处理和修改, 从而减少了数据库自行编辑修改的效率。第二:Arc/Info可以实现对拓扑关系以及图层等进行检查处理, 减少数据库的工作量以及准确率;第三:在以上的基础上, AutoCAD和Arc/Info的反复应用, 能够保证数据的正确性, 确保拓扑关系的可靠;第四是减少工作量, 建立数据库可以让数据更加的正确完善, 尤其是AutoCAD对于构面数据的处理, 以及Arc/Info的构层面的处理, 就能轻松避免掉大量的采集工作。其中Arc/Info有叠加分析功能更是为GIS属性值的重复输入消除隐患。

二、测绘数据GIS的应用

测绘数据建库的应用主要体现在一下几个方面:1.源数据分类和几何类型检查。GIS数据库中存在着分类检查。GIS中的数据首先对要素属性进行不同的设置, 根据要素属性分, 分类数据就会显示;其次是几何类型检查。几何类型检查是建立在分类检查的基础上, 几何类型中包含的大量的信息, 检查后就可以减少甚至避免数据的丢失。这两种应用其实就是为了数据能够在数据库中一直存在。2.便于数据格式转换。数据库的功能体现在数据库能把每个要素都结合起来, 从而进行最大程度的转化。数据库的目的在于各种数据的保存和提取, 如果职能保存, 而不能提取, 那么就失去了数据库建立的价值。3.对属性项进行严格检查。地理空间信息建库的要求非常严格, 如果属性项出现一点数据上的差错, 或者计算上的失误, 都能造成异常。属性项定义指的是名称、长度等, 这些都可以从数据库中检查出来, 从而得出正确的数据, 使得系统能够正常运行。4.加快一体化进程。外业在采集数据后, 经过GIS数据转化后, 才能使得外业数据不会丢失, 这时就要运用到数据库。当数据按照测绘规范成图导入数据库时, 就保证了数据库中的数据能够转化便利。5.便于属性添加。GIS数据库有一项重要的应用那就是属性添加, 主要是能够使数据进行标准化处理, 方便使用者能够在同一个系统里使用。

结论

测绘数据的GIS建库和应用是目前系统建设的研究部分, 也为系统的建设开发提供了良好的依据和支持作用。GIS数据库的建立, 对测绘数据来说不仅仅只是应用, 更是在于其能够运用信息技术为各个建设职能部门提供便利。当前对GIS技术的应用, 能够为一系列测绘数据提供“场所”, 让各个地方的数据存在“大脑里”, 保证国家建设发展的需要。

参考文献

[1]房颖.在测绘项目中GIS数据建库工程管理的应用[J].信息系统工程, 2012 (11) :58-60.

[2]杨东远, 韩德忠.天津港GIS数据库的建设与应用[J].岩土工程特刊, 2009 (188) :102-104.

数据库和GIS技术 第2篇

AutoCAD地形图数据转换为GIS空间数据的技术研究与应用

为了高效地建立地理信息数据库,经常要将各类数字地形图数据转换为符合GIS要求的.数据.以AutoCAD数据为例,介绍批量修改GIS基础图形数据的方法,分析CAD与GIS之间数据转换的各种模式,提出应用GIS数据中间件来实现CAD与GIS数据的无缝转换.并提出数据转换过程中的质量控制的办法.

作 者：陈能 施蓓琦 CHEN Neng SHI Bei-qi 作者单位：上海师范大学,上海,34刊 名：测绘通报 ISTIC PKU英文刊名：BULLETIN OF SURVEYING AND MAPPING年，卷(期)：“”(8)分类号：P208关键词：AutoCAD GIS 数据转换

数据库和GIS技术 第3篇

关键词：体质监测；体质评价；地理信息系统

中图分类号：G804.49文献标识码：A文章编号：1007-3612(2007)12-1639-04

地理信息系统（GIS）作为一个开放的数据平台，目前已广泛应用于诸如人口、环境、卫生、资源开发等众多社会发展领域［1］。国民体质监测数据库与GIS的整合有助于进一步挖掘数据内在价值，深入分析国民体质在推动社会发展中的地位和作用。

本文对江苏省国民体质监测中，GIS系统的构建及其相关应用方法的研究阐述如下：

1江苏省国民体质监测GIS系统的结构

体质监测的GIS系统可将分布在不同地域空间、不同数据结构的体质监测地理信息进行数据组织、管理、信息查询分析、信息成果发布等，该系统包含空间数据、属性数据以及与时间有关的数据。系统数据库主要包括图形库、属性数据库、专业库以及资料库等。其功能设计有：1) 图形查询：按不同的用户需求，基于图形和属性上进行各种查询；2) 专题制图：以图形方式，反映体质监测管理的历史、现状等基本情况，为管理者全面掌握体质的状况提供手段；3) 统计分析：根据数据库中的数据进行描述性统计分析，得到直方图或饼状图，和推断性统计分析，如空间自相关分析、缓冲区分析和叠加分析等；4) 资料管理：对国民体质监测方面的资料进行综合管理。

江苏省建立的体质监测GIS系统包含数据库系统、分析系统、制图系统以及用户界面(图1)。这里系统数据库主要包括图形库（江苏省数字化地图、地形图等）、属性数据库（与数字地图相关的地理属性数据：高度、水文、气温等）、专业库（江苏省体质监测数据）以及资料库（群众体育、体育设施等相关数据，以及其它社会领域有关数据等）。

2江苏省国民体质监测GIS系统的构建方法

系统涉及的主要数据分为两大类，即地理空间数据和属性数据。前者是构成地图内容的几何图形，以矢量数据或栅格数据的形式在二维空间上描述区域地形、各级行政区域界定，以及与体质监测相关的人文环境和地理环境等要素的地属性数据库主要记录与各空间地理区域单元相关的体质状况、社会经济发展水平的特征数据，以定性数据和定量数据共同说明要素的名称和性质。有关区域的人口、社会经济发展和体质监测的历史及现状等统计数据，其具体指标和数据的选取往往立足于既定的研究目的。

结合研究需要，在建库时对数据进行分层处理，根据数据的性质分类，性质相同或相近的归并为一个数据层，这样GIS对单副或多副图层进行分析和指标量算，以原始图层输入，而查询和分析结果则是以经过空间操作后生成的新图层表示，有利于GIS空间分析功能的发挥。

江苏省GIS系统图形库以中国地图出版社、中华人民共和国国家测绘局制作的1:1,000,000中国数字化地图（DMDC）国际版为基础，从中提取出江苏省县界地图［2］。属性库及专业库主要来自江苏省国民体质监测中心分别在2000年和2005年对全省的国民体质调查所获得的国民体质数据资料。资料库主要包括研究区域的人口、社会经济发展等数据，均来自江苏统计年鉴。将收集到的资料输入FoxPro 6.0，并把各县、市均用国际码标注。开发软件采用ESRI公司的ArcGIS 9.0［3］，与县、市界地图联接，建立江苏省国民体质监测GIS数据库。建立的江苏省国民体质监测GIS数据库包括13个地市。涉及到的监测点有371个，其中城镇监测点有178个，农村有183个。每个监测点的监测对象、监测内容、监测时间等资料在系统中均有记录。

3国民体质监测GIS系统的应用

3.1空间查询功能GIS系统不同于一般数据库系统的功能之一便在于可通过空间关系查询和定位空间要素实体。用户能够借助GIS系统的空间索引，在系统数据库中快速检索出所查询空间实体，并根据空间实体与属性的互动联系得到属性列表，进行进一步的统计分析。

3.2空间描述性分析基于GIS系统的国民体质研究所涉及的分析方法可分为两大类：空间描述性分析和统计推断性分析。空间描述性分析依据体质特征与统计学原理建立分析模型，通过对统计数据的分析运算得到分析结果，与空间图形数据连接，可以用分区、分级、点值等显示在地图上，并绘制成直观的柱状图、密度图等。

增长变化分布通过GIS数据库的空间描述性分析可以清晰地了解各市肥胖率的分布情况。图2显示，从2000-2005年江苏省各市的肥胖率均有不同程度的增加，说明控制肥胖的形势很严峻。图3显示，在这5年期间，各市肥胖率增长的幅度存在差异，苏南和苏北的增长幅度比较快，控制人群肥胖过快增长的形势不容乐观。而苏中地区肥胖比例虽然也在增长，但明显缓。

为了更为详细地掌握江苏省肥胖人群的分布，以乡、镇为基本制图单位，绘制出成年人肥胖密度分布图（见图4）。肥胖密度分布图使用单位面积的点数来代表肥胖人数，单位面积的点数越多，表明肥胖人数越多；反之，肥胖人数越少。从图4可以看出，江苏省沿海地区肥胖密度较低，而江苏南部和北部地区肥胖密度较高。

3.3空间推断性分析

3.3.1空间插值分析通过已建立的GIS数据库，利用空间插值的方法可以绘制出江苏省不同监测年份的优秀率等高线分布图。这样不仅可以了解优秀人群在全省的分布情况，还可以预测非监测点的优秀比例。根据2000年和2005年城镇成年人体质监测的数据，分别绘制出优秀率分布等高线图（图5、图6）。从图5中可以看出，2000年苏北和苏南是优秀率比较高的地区，形成两个峰部；而江苏中部则处于两峰之间的峰谷部；西部和东部地区优秀率相对较低，处于等高线的低位。从图6可以看出，到2005年江苏中部的优秀率明显提高，峰谷已经不明显；西部和东部地区优秀率也随之升高。由此说明在过去5年时间里，江苏省城镇成年人体质优秀人群的比例在扩大，优秀人群的分布越来越广。

3.3.2空间相关分析

3.3.2.1全局和局域空间分析原理空间相关是一种空间统计方法，指同一个变量在不同空间位置上的相关性。空间相关指标能够对变量空间分布的相关强度进行检验。本文分别采用全局Moran's I系数［4］和局部G系数［5］来反映邻近区域单元上同一现象或属性值的相关程度。

全域型的Moran's I的公式如下：

区域变量Moran's IZ(I)P人均GDP0.5372.657<0.01体质优秀率0.5122.812<0.01锻炼人数比例0.5472.793<0.01从表1中可以看出，在2000-2005年期间，江苏省13个地市人均GDP的全局Moran指数为正值；在正态分布假设之上，对Moran指数检验的结果也高度显著（P<0.01）。这就是说，在2000～2005年期间，江苏省13个地市人均GDP存在着显著的、正的空间相关，即：各市人均GDP水平的空间分布并非表现出完全的随机性，而是表现出相似值之间的空间集聚，其空间联系的特征是：较高人均GDP水平的市相对地趋于和较高人均GDP水平的市相邻；反之，较低人均GDP水平的市相对地趋于和较低人均GDP水平的市相邻。同样体质优秀率和锻炼人数比例在各市的分布也存在类似的正的空间相关性（Moran指数I>0，P<0.01）。

图72005年各市人均GDP的空间相关分析3.3.2.3局域性空间分析根据2005年各市人均GDP、体质优秀率和锻炼人数比例等数据，计算局部Gi统计量和局部Gi统计量的检验值Z(Gi)，并分别绘制统计地图（见图7、图8、图9）。

图82005年体质优秀率的图92005年锻炼率的

空间相关分析空间相关分析图7表明，连云港、徐州、宿迁、盐城苏北四市的Z(Gi)<-1.65，表示该地区有低值区域聚集。该四市在空间上相连成片分布，而且从统计学意义上来说，与该区域相邻的地市，其人均GDP趋于为同样是人均GDP低值的地市所包围。由此形成人均GDP低值与低值的空间集聚，据此可认识到苏北落后地市趋于空间集聚的分布特征。苏南的南京、无锡、苏州三市的Z(Gi)>1.65，表示该地区有高值区域聚集。而南部无锡、苏州等发达城市趋于为一些相邻经济发展水平相对较高的地市所包围，因此江苏南部发达地区的空间集聚分布特征也显现出来。

同样对体质优秀率的空间分析（图8）表明：体质优秀率的分布存在两个高值聚集区，即：苏北部的徐州和连云港所辖地区，另一地区在苏南部的无锡、常州和南京。低值聚集区则在苏东部的盐城、南通、泰州和苏州地区。

各市锻炼率的空间分析（图9）表明：锻炼人群的分布存在两个高值聚集区，即：苏北部的徐州和宿迁所辖地区，另一地区在苏南部的南京、常州、无锡和苏州。低值聚集区则在苏东部的盐城和南通地区。

通过以上分析可知，人均GDP、体质优秀率和人群锻炼率在各市的分布是不均衡的，分别存在高值和低值聚集区。

进一步把人均GDP、人群锻炼率对体质优秀率做叠加相关分析发现，体质优秀率与人均GDP并不存在空间相关性(P>0.05) ，即人均GDP的变化对体质优秀率没有影响。就江苏省而言，经济发展水平的高低与体质优秀率的高低没有必然联系。即：经济发展水平的差异，并不是造成江苏省各地体质发展不平衡的直接原因。

体质优秀率与人群锻炼率存在空间相关性(P<0.05) ，即锻炼人数的变化对体质优秀率有影响。就江苏省而言，参加体育锻炼人数越多的地区其体质优秀率也相对较高。截至2006年，徐州籍运动员共有19人45次获得世界冠军，22人45次获得亚洲冠军。

3.3.3数学模型模拟制图通过建立数学模型［7］，可以模拟空间某一特征变量的变化规律。这样既可以通过模型精确推算该变量在空间的量值，供研究人员分析、预测变化趋势；又可以绘制出三维模拟地形图，便于管理者直观、准确地掌握该变量的空间特点，为决策提供便利的依据。

4讨论

GIS空间数据库的管理功能强大，数据种类多样，应用性强［8］。地理信息系统与国民体质监测相结合是一种新的尝试，为今后国民体质监测数据库的开发和利用提供了新思路和新方法。通过GIS数据库作为一个开放的平台，体质监测数据就可以与其他社会相关资源数据有效地整合在GIS平台上。这对体质监测数据做进一步数据挖掘，发掘体质数据与其他相关社会数据资源之间的内在联系，提高数据库的使用效率都起到积极的作用。

参考文献：

［1］ Brooker S, Michael E. The potential of geographical information systems and remote sensing in the epidemiology and control of human helminth infections ［J］.Adv Parasitol,2000,47:245-247.

［2］ 中华人民共和国国家测绘局. 1:1,000,000中国数字化地图(DMDC)国际版［M］.北京:中国地图出版社，1996.

［3］ ESRI. Getting to know ArcGIS: the geographic information system(GIS) for everyone［M］. Environmental Systems Research,Inc.USA,1998.

［4］ Walter T. The spatial autocorrelation coefficient Moran's I under heteroscedasticity［J］. Statistics in Medicine,1996,15:887-892.

［5］ Getis A, Ord J K. The analysis of spatial association by use of distance statistics［J］. Geographical Analysis,1992,(24):189-206.

［6］ Anselin, L. Local indicators of spatial association-lisa［J］. Geographical Analysis,1995,27:115.

［7］ Getis A, Ord J K. Local spatial statistics: An overview［A］.Spatial Analysis: Modelling In a GIS Environment［C］.John Wiley & Sons,1996：261-277.

［8］ 邬伦,刘瑜,张晶,等,地理信息系统原理方法和应用［M］.北京:科学出版社，2001：178－192.

［9］ Davis FC. Statistics and data analysis in geology［M］.New York: John Wiley & Sons, 1973：550-562.

数据库和GIS技术 第4篇

关键词：Excel,GIS,数据转换,数据接口

一、引言

在进行震害预测专题研究工作的过程中, 对Excel数据文件的充分利用可以降低项目成本, 避免数据的重复采集, 缩短项目周期, 提高现有数据的利用率。在数据更新过程中有Excel数据文件数百个, 其全部转换到GIS空间数据库, 数据处理全部人工去处理难度较大, 并且数据的准确性以及完整性难以保证。通过对数据转换方式与地震行业数据格式的分析, 在C#.NET中, 利用文件流、VBA和OLE技术实现Excel数据与GIS空间数据格式之间的转换接口, 减少人工数据转换带来的错误和误差。

二、地震行业数据转换方式分析

震害预测专题数据汇总完成后大部分是以Excel格式数据文件形式整理成册, 通过Ftp服务器或者网络工作站的形式上传至服务器。传统的数据处理方式采用人工编辑导入相应的GIS文件数据库中, 此种方式无疑增加了数据导入过程中产生误差的几率, 增加数据录入的麻烦。为避免误差几率的增加和数据录入的麻烦, 借鉴ADO技术在Excel与Access之间的数据转换和VB.NET在AutoCAD与GIS数据转换接口中的方式, 最终通过C#.NET平台运用自定义Txt文件数据流结合Office办公软件提供的VBA接口和OLE技术实现Excel文件与GIS数据库数据转换。

三、两种数据分析与技术路线

3.1 两种数据分析

以GIS空间数据的格式中的Shapefile为例进行说明, Shapefile是ArcView GIS 3.x的原生数据格式, 属于简单要素类, 用点、线、多边形存储要素的形状, 具有简单、快速显示的优点。Shapefile是空间信息和属性信息分离存储, 所以称之为“基于文件”, 其由*.shp、*.shx、*.dbf三个主要文件组成。*.shp:存储的是几何要素的空间信息, 即XY坐标;*.shx:存储的是有关*.shp存储的索引信息;*.dbf:存储地理数据的属性信息的dBase表。

以地震行业统计的点数据Excel文件为例, Excel工作表中包括若干属性列, 其对应Shapefile中的*.dbf文件, 即存储地理数据的属性信息;最后两列为X、Y经纬度坐标, 其对应的Shapefile中的*.shp和*.shx文件, 即存储地理数据的是空间信息。

通过对两种数据分析不难发现只要做到Excel每条记录与Shapefile文件每个点的属性信息与空间信息的一一对应, 即可完成两种数据的无缝转换。

3.2 技术路线

Excel数据与GIS空间数据转换技术的研究方法是采用MVC设计模式, 即“模型建立—算法研究—系统实现”的思路来组织的。首先按照城市震害系统需求规范建立的GIS空间数据模型搜集廊坊地区的各种属性和空间数据, 例如医院、学校、小区、4S店、公园、立交桥、公司等企事业单位的Excel数据文件, 其次通过C#.NET结合VBA接口与OLE技术编程实现对廊坊地区空间、属性数据“剥离—重组” (图1所示) ———即利用C#.NET与Office办公软件提供的VBA接口将Excel文件中的属性数据与空间信息进行剥离生成自定义Txt文件;然后将生成的自定义Txt文件通过OLE技术形成由*.shp、*.shx、*.dbf三个主要文件组成的GIS空间数据Shapefile文件。转换分两个阶段, 依次为Excel-Txt转换和Txt-Shapefile转换。转换过程的关键是Excel每条记录到Shapefile文件每个点的空间信息与属性信息的一一对应, 最后完成廊坊增量式空间数据信息更新, 提高城市震害预系统的数据处理和更新速度。

3.2.1 数据准备

由于地震行业数据汇总的Excel文件较多, 提交的数据比较乱, 为保证Excel数据与GIS空间数据Shapefile文件的无损转换, 需要对Excel数据在坐标属性字段上重点检查。由于空间信息数据是依赖坐标信息进行转换的, 坐标信息关系到转换后Shapefile数据对应的具体位置, 因此转换前的Excel数据必须都要有坐标属性字段, 且坐标信息正确无误。

3.2.2 Excel-Txt转换

此阶段的目的是实现对Excel数据的空间信息与属性信息剥离, 按照空间信息属性字段的值提取“Point”信息, 逐行存储到临时文件Point.Coo中, 按照其他属性信息字段的值提取“Property”信息, 逐行存储到临时文件Property.Att中, 即可建立Excel数据到GIS空间数据Shapefile文件两者关系。

3.2.3 Txt-Shapefile转换

此阶段的目的是实现Point.Coo和Property.Att文件中的空间信息与属性信息存储到GIS空间数据Shapefile文件中。首先创建一个新的Shapfile工作空间, 其次将Point.Coo和Property.Att中的信息通过数据流对象转化并存储到Shapfile工作空间中进行保存。通过上述两个阶段的转换, 数据即完成了Excel数据到GIS空间数据平台的转换。

四、小结

当然, 通过几个项目的实践, 对这两种数据转换过程中的一些实际问题也有了更深层次的了解与把握, 为便于其他项目借鉴, 主要总结了如下几点。 (1) Excel-Txt转换模版中, 对Excel文件数据格式要求较为严格, 在以后的数据汇总中需要形成一套比较完整的数据模板, 这样就能避免转换前的大量数据检查工作, 确保转换后的空间信息正确, 有利于各个地区间数据整合。 (2) 在基于Excel的点空间信息文件与GIS空间数据Shapfile的数据转换过程中以IO数据流文件作为桥梁, 小数据量的数据转换对系统的影响不大, 若遇到海量数据转换需改进中间介质。 (3) 现在仅完成了基于Excel的点空间信息文件与GIS空间数据Shapfile的数据转换, 基于其他几何信息的Excel的空间信息文件模板有待确定, 最终可借鉴点信息的转换思路进行转换。

参考文献

[1]殷志杰.一种基于VB的Excel与Access间的数据转换技术[J].科学论坛

[2]伍云, 张东.XML与关系数据库的数据转换接口的实现[J].电脑开发与应用, 2007

[3]陈立, 罗传文, 余向勇, 赵庆丹, 孙海洪.基于AE和C_的帽儿山CAD用图到GIS数据转换[J].森林工程, 2010

[4]马永昌, 李建民.基于VB.NET的AutoCAD数据转换技术研究及应用[J].测绘与空间地理信息, 2010

基于三维GIS的多源数据集成技术 第5篇

根据空间数据的特征, 可以把空间数据归纳为3类: (1) 属性数据———描述空间数据属性特征的数据, 也称非几何数据; (2) 几何数据———描述空间数据空间特征的数据, 也称位置数据、定位数据; (3) 关系数据———描述空间数据之间空间关系的数据, 如空间数据的相邻、包含和相交等, 主要是指拓扑关系。

1.1 地图类的矢量数据

系统地图类的矢量数据包括:区域地质构造背景图、各专业地质图和成果图件等。

地图类的矢量数据采用专题分层和空间分幅的方式来组织建库管理, 即在纵向上以专题要素层来组织各专题数据, 在横向上以图幅为单位来组织管理各分幅图元数据。采用这种组织方式, 系统易于针对地图数据库管理的特殊性, 提供给用户图幅与图幅间的接边功能, 以消除相邻图幅间的接合误差。当这些图幅拼接为一完整地图时, 不至于让人感到整幅图是分块拼合的结果;易于实现对跨图幅图元进行整体查询和归并检索输出, 同时保证系统的快速高效性能。

1.2 栅格数据

系统影像数据库包括航空遥感图 (航片资料) 与航天遥感图 (卫片资料) , 航片一般为JPEG格式, 也可为其它的图像文件格式。卫片包括SPOT5, TM, Quick Bird等, 数据格式一般为TIFF, MSI等。

可采用金字塔结构存放多种空间分辨率的栅格数据。同一分辨率的栅格数据被组织在一个层面 (Layer) 内, 而不同分辨率的栅格数据具有上下的垂直组织关系:越靠近顶层, 数据的分辨率越小, 数据量也越小, 只能反映原始数据的概貌;越靠近底层, 数据的分辨率越大, 数据量也越大, 更能反映原始详情。通过对栅格数据建立这种多级、多分辨率索引, 就可在显示或处理数据时, 自动适配最佳分辨率以提高处理速度, 同时也极大地减少数据处理和显示所需的内存消耗。

1.3 专业属性数据

系统数据除了矢量栅格数据外, 还有大量的各种专业属性数据, 包括各类钻孔 (基岩钻孔、第四纪钻孔、水文地质钻孔、工程地质钻孔等) 、井 (水位观测井、开采井、回灌井等) 、标组 (基岩标、分层标、孔隙水压力测头等) 、水准点、GPS点等, 以及与之相关的各类专业属性数据。这类点数据属于二维表结构, 具有较强的关联, 所以可以直接采用数据库表来进行存储管理。它既可以, 完好地体现出其各专业属性之间的关系, 还可以与相应的矢量栅格数据进行关联, 并最终交由数据库属性表数据在关系数据库中的存储管理。

1.4 多媒体数据

这类数据属于比较特殊的一类数据。文档资料数据包括各类已有的各种工程勘察报告、水文调查报告、基础地质调查报告、视频、图像等。它们多是以一个整体位对象, 采用二进制形式存储于数据库中, 并采用外挂属性的形式与相关的其它属性数据相关联。

2 三维GIS的数据存储

空间数据的存储主要涉及数据库结构的设计。空间数据库的设计是根据矢量数据结构、栅格数据结构和矢量与栅格混合数据模型3种空间数据结构, 选择合适的组织方式。由于栅格数据结构的实现比矢量数据结构相对简单, 早期地理信息系统的空间数据组织以栅格数据结构为主。由于计算机技术的飞速发展, 软硬件性能的提高, 目前比较成熟的GIS软件多以矢量数据结构为主, 并可实现栅格数据与矢量数据的相互转换功能。当前常见的空间数据库组织方式有如下几种: (1) 图形以一定格式按文件方式存储, 而属性数据存储在关系数据库中;GIS通过相应的数据库接口程序 (ODBC、OLEDB等) 来管理属性数据, 通过系统内部生成的唯一标识符实现数据与属性数据的关联。 (2) 通过扩展通用DBMS增强空间数据的管理能力, 实现空间数据和属性数据的统一存储、管理。 (3) 直接从底层开发全新的数据库管理子系统, 全面实现图形数据与属性数据的统一管理。如Oracle的空间数据库在传统的关系数据库上进行了面向对象的扩展, 即所谓的对象—关系模式, 其核心在于增加了名为SDO_GEOMETRY的对象数据类型, 用于存储几何实体。一个几何实体在表中存为一行, 用列SDO_GEOMETRY表示。同时, 沿用关系数据库中基本的语句DLL和DML来产生和管理空间索引, 从而实现了属性数据与空间数据在同一数据库对象关系表中的统一存储与管理, 在此基础上可实现对空间数据的关联、连通、包含、叠加等基本操作。同时, 它对空间地物存储时的数据结构进行了预定义, 规范了数据的录入与编辑。

3 多源三维矢量空间数据的集成技术

多源数据的集成技术有两个层次:一个是支持数据的多种存储方式, 另一个是支持不同的数据格式。由于目前尚没有形成若干种流行的三维GIS矢量空间数据格式, 因此本文只探讨多种存储方式的集成技术。前面已经介绍过, 目前三维矢量空间数据的存储方式主要有文件管理方式和对象关系数据库管理方式。目前, 有多种商业数据库可供选择, 如Oracle, DB2, Informix, Sybase, SQL Server, MySQL等。用户选购数据库时会根据自己的实际情况选购, 因此系统必须既提供文件管理方式, 又要提供对常见数据库的支持。对文件系统的访问只能由平台自己开发, 而对数据库的访问则可以采用数据访问中间件技术和数据库提供的专用接口。

在数据管理平台中负责数据存储管理的模块称为数据存储器, 系统提供一组数据存储器, 每种管理器负责一种数据管理方式。比如Oracle数据管理器负责对Oracle的访问, SQL Server管理器负责对SQL Server的访问, 等等。为了方便对数据管理器的管理, 各种管理器都应具有统一的接口, 封装成一个动态链接库DLL。类似于一些软件的插件机制, 管理器的DLL放在特定的目录, 程序在连接特定的数据库或打开本地文件时自动搜索该目录, 动态调入并注册相应的管理器DLL。

一般而言, 数据管理器动态连接库的实现有3种方式, 即:标准API函数DLL、C++类库DLL和OLE自动化DLL。标准API函数DLL中的函数缺乏层次性, 不便使用, 而且不符合面向对象程序设计的潮流。在OLE自动化DLL中可以实现一系列具有标准接口的二进制对象, 对象层次清晰, 接口标准, 适合建立空间数据管理器。为了达到更高的数据访问速度, 本研究采用了C++类库DLL。但是, 使用C++类的DLL只能使用编译连接, 无法实现DLL的动态载入。

使用C++的虚函数机制可以较好地解决这一问题。虚拟空间数据管理器也是一个单独的动态连接库, 它定义了数据访问需要的所有接口, 比如连接数据库、添加数据、查询数据, 等等, 大部分函数定义为纯虚函数。由于有纯虚函数, 因此虚拟空间数据管理器中的数据访问类不可实例化。每个数据管理器类继承虚拟空间数据管理器类, 并且实现所有的虚函数 (否则无法实例化) 。为了实现C++类库的动态挂接, 在每个空间数据引擎中还需要实现由一个API函数来创建相应的数据管理器。假设虚拟空间数据器类为CDataManager, 该类在采用Oracle OCI接口的管理器中的继承类为COraDataManager, 那么这个API函数可以这样实现:

该函数负责创建相应的数据管理器派生类, 主调函数可以在不知道CDataManager的子类名 (此例中为COraDataManager) 的情况下创建该类的实例。一旦对象被创建, 所有的操作均使用虚基类定义的函数接口进行, 但是实际的运行将会自动调用子类的函数。

这种方式可以充分利用C++的优点, 如继承、多态、封装等, 而且不影响系统响应速度。尽管从概念模型上看, 数据总是通过虚拟空间数据管理器传递给上层, 但实际上并没有任何多余的内存拷贝和数据转换。所谓的数据传递变成了调用接口的传递, 这种传递通过C++类库的虚函数机制实现, 不影响效率。

多源空间数据无缝集成技术, 具有自动支持用户计算机系统中不同数据库管理系统的灵活性, 实现了多数据库管理的一体化。避免针对特定的数据库编译对应的软件版本的情形, 有利于软件的维护。

参考文献

[1]朱庆.3维地理信息系统技术综述[J].地理信息世界, 2004 (3) .

[2]龚健雅.空间数据库管理系统的概念与发展趋势[J].测绘科学, 2001 (2) .

[3]Rigaux P., Scholl M., Voisard A..Spatial Database with Application to GIS[M].San Francisco, Morgan Kaufmann Publishers, 2002.

数据库和GIS技术 第6篇

1 数据库设计原则[1]

(1)实用性:系统符合并满足用户的需要,真正实现办公自动化、管理科学化。

(2)可靠、完备和科学性:系统有很强的容错和处理突发事件的能力,不会因某个动作或某个突发事件导致数据丢失和系统瘫痪。

(3)规范性:系统各项管理功能均符合地理信息编码规范的要求。由于在数据库建立中,数据不但类型不同,即使都是地图数据,其投影方式、坐标体系、地图单位等参数也不一定完全一致,因此数据标准化处理十分必要。标准化处理就是对数据的整理,是按照一定的标准规范所进行的数据整理。主要包括名词术语标准化、数据精度格式化、数据单位统一化等内容,并能随时根据实地情况的变化而对功能和流程做及时调整。

(4)经济性:在保证各项功能完满实现的基础上,以最好的性能价格比配置系统的软、硬件。

(5)可扩展性和开放性:系统提供良好的接口,可以进行方便的二次开发,以便系统不断地扩充、求精和完善,特别在管理决策和分析研究能力方面还能不断加强;系统在输入、输出方面也具有较强的兼容性。具备网络功能,共享数据资源,适合各种网络传输协议,从而能够方便快捷地实现网络化办公。

2 系统数据库组成

任何一个GIS系统的运行,都是要有专业化、本地化的数据支持,绵阳市旅游信息系统的开发,也要有针对性地建立起相应的数据库保证系统运行。系统数据库由两大部分组成:空间数据库和属性数据库[2],具体如图1所示。

空间数据库的设计,是为了实现图形信息的存取,可为系统运行提供数据需求。按照其图形信息的应用范畴,其又可以分为基础地理信息数据库和旅游专题信息(图形)数据库。空间数据库建立需要严格遵照国家相关的标准,可以满足旅游信息系统运行的图形数据要求。

属性数据库是针对旅游资源规划这一专题而进行设计,包括一些表格,规划文本、编制说明、研究报告等规划文本信息,以及日常业务办公的各类登记表格。

3 数据分类与编码

3.1 参考标准

标准化是数据库建设的基础和前提,它包含于信息提取、信息储存、信息交换以及软件开发应用等方面的内容之中,旅游数据信息标准化工作应把建立标准数据模型作为出发点,从数据信息的应用、检索、存储、共享等方面考虑,解决数据库建设过程中的图形分层、图源代码、属性代码等标准化问题,制定一套包括空间数据和非空间数据在内的数据采集标准。提供方便快捷的实用工具,提高数据库的利用率以满足用户需求,下面列出部分标准供参考:

《国土基础信息数据分类与代码》(GB13923-1992);

《地形数据库与地名数据库接口技术规程》(GB/T17797-1999);

《基础地理信息数字产品数据文件名规则》(CH/T1005-2000);

《基础信息数据分类与代码》(GB13923);

《城市地理信息系统设计规范》(GB/T18578-2001);

《数据库设计说明书》(GB/T18567—1988)。

3.2 数据分类与编码

本系统参考《国土基础信息数据分类与代码》以及相关国际和行业标准,根据旅游信息系统数据类型的特点,对地理空间要素进行分类编码。分类代码由六位数字层次码组成,可根据具体情况进行缩减或扩充,其结构如图2。

在本系统采用一位数字来表示门类码、大类码、一级类代码和二级类代码,小类码则用两位数字来表示,信息主要以绵阳市旅游数据为基础并做了适当扩充。

4 数据库建立[3,4,5]

4.1 空间数据库建设

在旅游信息系统空间数据的采集与处理过程中,总结经验设计出以下具体工作流程如图3。空间数据库的建库流程主要包括以下几个方面:

(1)基础资料的收集:旅游信息系统涉及的资料范围广并且复杂,本次资料的收集主要包括一些图形资料以及属性资料、文件、法规。绵阳市相关部门资料相对比较齐全,但是资料大多比较凌乱,部分图形数据仍为纸质,需进行预处理。

(2)数据的编辑与处理:我们收集到的数据是一些原始数据,只经过了预处理,必须经过进一步的处理和编辑才能输入到数据库中为本系统所用,步骤大致可以分为:数据误差或错误检查与编辑、图像纠正、格式转换、投影变换等。

(3)图层划分:旅游信息系统间数据库以Map Info组件Map X作为后台支持,所有通过Map GIS及其它GIS软件完成的矢量图形数据格式全部转化为Map Info的数据格式(.tab)。然后对矢量图形数据进行分层处理与属性数据编辑,得到符合规范要求、具有统一的投影坐标系统。

图层划分参照以下原则:

按需求将旅游信息系统图素内容划分成为若干个图层。

相同逻辑内容的空间信息一般放在一个图层上。

图层划分要适应GIS软件功能特点,相同的图层、图元类型将拥有且只可能拥有相同的属性表和属性结构。

(4)图层内部属性表

考虑到空间数据的应用和相互转换,每一图层均应建立相应的内部属性表,属性表必须包含基本字段内容。根据具体任务的不同,可灵活扩充内部属性表字段内容。

4.2 属性数据库建设

属性数据库是描述空间实体特征或性质的二维数据表。一般采用关系型数据库方式来建立。旅游信息系统属性数据库的建立是采用Access数据库管理系统来实现的。它必须满足使用方便、灵活性好、冗余度小、管理程度高、逻辑操作功能强等特点。因此在设计中应该努力减少数据存储的冗余,提高检索的速度,并使系统具有对多种数据进行管理、运算、转换的能力。

5 结束语

本系统针对四川省绵阳市旅游的现状,结合GIS技术,研究开发了一个简洁、方便、灵活的旅游信息系统。系统的研制将为绵阳市旅游业的发展提供极大地帮助,使该地区旅游业达到一个飞跃,同时展示了GIS应用于旅游业的广阔前景。随着数据资料的收集整理和更新,数据库建设的完善,可对系统进行进一步充实和深层次的开发。

参考文献

[1]周昕薇,宫辉力,赵文吉,等.北京旅游信息系统的设计与实现[J].测绘通报,2006(5):53-56.

[2]Jia Haifeng,Cheng Shengtong,etc.Development and application of a GIS database for the Miyun Reservoir water quality protection[J].Journal of Environmental Sciences,1999,11(4):485-491.

[3]陈菁.基于GIS的福建省旅游信息系统研究[J].经济地理.2002,22(1):120-122.

[4]卫海燕,杨小鹏,郝选文.基于MapXtreme2004的西安旅游信息系统设计开发[J].陕西师范大学学报(自然科学版),2007,35(2):109-111.

应用GIS数据的地图制图技术探讨 第7篇

关键词：CorelDRAW,EPS,专题地图,地理地图,专题要素

当今,M APGIS、MicroStation等专业制图软件已经广泛应用于地图制图领域,它们强大的功能、便捷的操作使得地图制作的效率不断提升。随着计算机制图技术的不断发展,在地图表达精确性提升的同时,人们越来越注重地图产品表现方式的美观与新颖。与传统的制图软件相比,CoreIDRAW友好的界面,卓越的图形和文字编辑功能,给用户们留下了极其深刻的印象,并且受到越来越多地图编制者的关注。CorelDRAW特别适合编制幅面偏小,内容相对简单、对数学精度要求不高的专题地图。该文深入分析了CorelDRAW结合MAPGIS在专题地图制作中的应用。

基础资料常见的有两种形式,矢量数据和光栅数据。如果是后者,可以在MAPGIS中进行跟踪得到矢量数据。有了矢量数据以后,根据数学基础进行相应的旋转和平移及误差纠正。同时根据专题地图制作的要求将相应专题内容矢量化,并进行相应的纠正转换。最后将两种数据叠加生成所做地图的基本框架。一般的地图都要求以地图中间的经线为中央子午线进行投影,这时用MAPGIS的投影功能可方便地实现54系至80系的转换及向任意投影带的转换。同时根据地图最终尺寸进行裁切,并进行初步的版面布局设计,包括插图的位置、图例的位置设计等。至此,地图的数学基础框架己初步形成。

1 CorelDRAW结合MAPGIS制作专题地图的基本思路

专题地图的绘制一般包括地理底图和专题要素的绘制。由于MAPGIS是成熟的制图软件,并且已为广大的制图人员所熟知和掌握。在利用CorelDRAW结合MAPGIS进行专题地图制作的过程中,首先,在MAPGIS中对地理底图进行制作和编辑处理,而后再进入CorelDRAW中进行专题要素的添加和图面效果的完善。CorelDRAW结合MAPGIS制作专题地图的流程,如图1所示。

2 MAPGIS数据进入CoreIDRAW的方法

对上述图形可直接转入CORELDRAW进行后期处理,也可以在MAPGIS环境下进行必要的编辑后再转入CORELDRAW。

2.1 转入CORELDRAW后进行后处理

MAPGIS中所做的铁路、坎子、时令河等有/线型0的数据转入CORELDRAW时会丢失,所以所有上述要素都用无“线型”的线条表示(标在相应的几何位置),用图层区分开来。每个文件导出AI格式,点导出时选择“字符用编码”。将每层AI导入CORELDRAW,然后在CORELDRAW中进行后期处理。在CORELDRAW中对MAPGIS中“丢失”的线型进行还原。

2.2 在MAPGIS中先处理后转入CORELDRAW

由于作业习惯,许多地图制作人员对MAPGIS比较熟悉,而对CORELDRAW还很陌生,此时,可将大量编辑工作在MAPGIS中实现,而在CORELDRAW中只做少量后期艺术效果处理工作。

在MAPGIS中做好大量细致的编辑工作后,先将有“线型”的要素导出为DXF格式(全图形),在CORELDRAW中打开此文件后存盘,再在MAPGIS中导入DXF变为MAPGIS文件,再从MAPGIS中导出为AI格式,这样所有线型都不会丢失,接下来每层导入CORELDRAW就可进行后期处理。

3 地理底图制作过程中应当注意的问题

3.1 重视底图数据的编辑工作

MAPGIS数据生成EPS文件导入CorelDRAW后,所有的要素均转换为曲线,修编起来十分不易。因此,进入CorelDRAW前,在MAPGIS中的做好底图数据的编辑工作,特别是是点状符号的位移、注记的摆放、线要素关系的处理和面要素的综合尤为重要。相对CorelDRAW而言,MAPGIS中对于点、线、面的操作非常简便,用户可以对某个要素进行单独修改,还可以根据属性或者参数对某一类要素进行统改。

3.2 做好底图数据的整理和分层工作

底图数据整体生成EPS文件导入CorelDRAW后,会产生数以万计的对象,不但给数据的管理增加了难度,而且点、线、面要素掺杂在一起,修编起来十分不易。因此,为了便于CorelDRAW中数据的管理与修改,在制作地理底图的过程中,首先,应当对底图数据进行相应的整理,按照点、线、面进行归类。其次,要特别注意各要素间的压盖顺序,确保正确无误。最后,按照点、线、面的顺序依次导出相应的EPS文件。需要特别强调的是,为了确保导入CorelDRAW后,点、线、面各要素层之间能够精确套合,可以在利用MAPGIS进行底图编辑的过程中为所有工程文件添加一个共同的外框。

3.3 做好底图数据的比例变换

制作专题地图时,往往需要对现有数据进行比例变换,才能为专题地图所用。地理底图准备的过程中,首先应当依据专题地图幅面大小结合所需表达内容的范围确定比例尺的缩放,根据比例尺的变化,在MAPGIS中对底图数据进行相应的比例变换。

4 CorelDRAW中进行专题要素添加、编辑修饰的技巧

4.1 符号的绘制、建库和使用

专题地图中各种符号的应用非常广泛,CorelDraw中虽然自带了很多符号,但它毕竟不是专业的制图软件,大多数都不能为制图所用,所以用户创建自己的符号库十分必要。其软件本身自带了一个常用的符号库,但是CorelDRAW中提供的符号比较少,这就需要我们自己绘制符号并建库。方法如下:选中所绘制的符号,单击“编辑”中的“符号”弹出式菜单,选中“新建符号”,输入符号名称,确定后新绘制的符号便会自动存入符号库中,按照以上方法可以完成其他符号的创建。建库成功后,使用过程中只需将符号库列表中的符号拖拽至页面上所需位置即可完成符号的添加。符号创建好后,可以导出符号库文件*.CSL,如此一来,便实现了不同工程之间符号库的统一与共享。

4.2 辅助线、自动捕捉工具的使用

地图编辑整饰、添加专题要素的过程中,经常会遇到诸如经纬度注记摆放这样的问题,通常情况下,注记距离图廓边的尺寸是统一的。在MAPGIS中制图人员可以通过构造图廓边线的平行线来完成注记的摆放,而在CorelDraw中可以借助辅助线工具更为便捷的完成此项工作,方法如下:将鼠标移动至页面上方或左侧标尺处,按住鼠标左键,向页面内所需位置拖动,松开鼠标,即可完成辅助线的放置。CorelDraw中辅助线工具的最大优点是操作简便,且生成的辅助线均自动放置在主页面的导线文件中,在不需要的时候可以关闭显示,管理起来十分方便。此外,CorelDraw中还提供了对象捕捉功能,通过软件的屏幕提示,可以轻松、准确的实现各种要素的放置操作。

4.3 生僻字和方向注记的处理

生僻字在地图制作的过程中会经常出现。CorelDraw中,用户可以非常方便的造字:首先选中所需要的文字,将其装换为曲线,而后对其进行拆分,这样便可以将一个完整的文字拆分成多个独立的笔画和偏旁部首,最后,用户可以根据自己的需要选取相应的笔画和部首进行组合,造出所需的文字,用户甚至可以将常用的偏旁部首作为符号全部入库以方便使用。当图内遇到诸如高速公路名称一类沿着地物的散列式注记时,可以利用CorelDraw中“使文本适合路径”工具来完成注记的配置:首先,输入注记内容,并确定好文字的排列方式(横向或纵向),选择使文本适合路径选项,会出现一个“箭头”,将箭头对准所需放置的路径点击,注记便会自动沿着对象排列,随后,可以通过在属性状态栏中修改各项属性参数来调整文字注记的样式、位置、间距等等。

4.4 图层管理

专题地图的制作,通常是逐层进行的。如同MAPGIS一样,CorelDraw中对于图层的管理和操作十分方便。打开对象管理器,通过点击图层符号左侧的标志可以轻松控制图层的状态(见图2):是否可见、是否参与打印、是否锁住、当前编辑图层。还可以通过拖动图层文件,调整图层间的压盖顺序。在图层内部通过互相拖动还可以快速实现要素之间的群组。与VIAPGIS中相同的是,CorelDraw中图层之间也是按照点、线、面的叠置顺序依次排列的,值得注意的是MAPGIS中由上而下依次是面、线、点,而CorelDraw中恰好与其相反,对象管理器中自上而下依次为点、线、面。

5 特殊问题的处理

(1)MAPGIS中的线文件生成.EPS文件导入CorelDraw后,绝大多数线型都被打散成碎末,唯有1号线型进入CorelDraw后是完整且连贯的。因此,为了在CorelDraw中便于修改,可以将MAPGIS数据中诸如河流、水涯线、居民地边线等要素统改为1号线型。

(2)MAPGIS中线文件生成的.EPS文件,在进入CorelDraw前必须要通过IllustratorCS2转存一下(仍旧为.EPS格式),否则直接导入CorelDraw中所有线划均无法正常显示。

(3)带有河流渐变的MAPGIS数据,生成.EPS文件,导入CorelDraw后,如果在CorelDraw中直接出图打印,河流渐变效果无法正常显现。通过笔者实践,此时通过CorelDraw再次导出.EPS文件,进入Illustrator中打印出图,河流渐变方可正常显不。

(4)由于CorelDraw并非专业的制图软件,因此对于要素属性的操作就不如MAPGIS那样便利,但是CorelDraw中提供了查找对象和替换对象功能,我们可以根据颜色、尺寸等某些特性来实现要素属性的统改。

(5)CorelDraw中双击某一目标,当四周出现箭头,便可以通过旋转对其角度进行调整。制图过程中,当需要添加诸如道路代号一类由图元和注记组合而成的要素时,用户可以在CorelD raw中将其制作成符号并入库,以便放置和调整角度。比起在MAPGIS中先输入图元,再键入数字并分别进行位置、角度调整的方法更为简单易行。

6 结语

CorelDraw与MAPGIS等传统制图软件的结合使得地图产品的表现手法更为多样、图面效果更为出众,为地图作品赋予了新的生命力。该文结合研究者实践,探讨了专题地图制作过程中CorelDraw结合MAPGIS制图的方法、应当注意的问题、以及若干应用技巧。CorelDraw不是专门的制图软件,只有通过制图工作者不断的摸索、实践和积累才能灵活的把它强大的图文处理功能为制图所用,进一步提升效率,编制出更加优秀的地图作品。

参考文献

[1]唐雪英,宋皑雪.利用CorelDraw制作专题地图的一些方法[J].科技资讯,2006(8):5—6.

[2]马晓东,王海芹,王苑.MAPGIS数据和CorelDraw数据转换技巧[J].测绘技术装备,2003(2):45.

[3]姚炬,张颖杰.CorelDraw在图形编辑中的运用[J].海洋测绘,2004,24(3):47-48.

数据库和GIS技术 第8篇

热图本质上是三维数据的二维呈现,预定义一个调色板来进行颜色渐变生成热图如图1所示。热图是由许多个数据点圆叠加而成,同一空间位置的数据点越多,颜色就朝调色板的一端靠近,即在热点越多的区域,则颜色表现的越深越亮。对于单个数据点,所渲染的单个圆也是有渐变的,颜色是从调色板的一端开始,向另一端移动,这样,在圆叠加后就产生了渐变的边缘。但是,并不能用这些颜色直接画圆,因为这些颜色叠加后,并不会向调色板上设计好的一端渐变,从而得不到想要的效果。针对此问题,Dylan Vester提出了一种可行的方法,根据灰色在叠加时,颜色会逐渐变浓,最后变成黑色,因此先绘制灰色圆,然后将整个画布当做一张位图,将图上256级灰度映射到一个256色的调色板上的颜色,以生成热图[4]。效果如图2所示。

Dylan Vester的这种方法仍存在不足:(1)生成的热图没有渐变的透明度,无法直接覆盖在地图一类的背景上;(2)浓度为零的区域用灰色覆盖,即使将此区域的着色在色彩化后手动修改为透明,也存在边缘太硬的问题;(3)原灰度图的绘制也有透明度不可调的问题。因此,Gildor Wang修改原灰度图绘制方式,重写色彩化的方法,做出了以下几点改进:

(1)改原来的灰度叠加模式为透明度叠加模式,用Alpha通道值来映射调色板。

(2)支持32位ARGB调色板,也就是说,生成的热图可以包含渐变的透明度。

(3)绘制椭圆时直接绘制Ellipse,而不是绘制一个360边形,可以更好地支持各种尺寸的热点。

(4)直接支持从图片加载调色板,并可调节热点绘制的参数,可手动指定热点。

2 GIS三维数据可视化方法

2.1 基本思路

从热点的数据结构分析得出,热点除了包含空间坐标数据外,还存在一个热点透明度的变量(Intensity),此变量值的大小在热图上直接反映出热点的颜色深浅。通过扩展,把热点的浓度参数作地理要素数值的线性拉伸,以表达出第三维数据值的大小变化特征。其变化公式如下:

其中:Z表示地理要素点的第三维数据值;Z0表示第三维数据值的基准值;MAX(Z)表示样本中第三维数据值的最大值。

从此公式分析得出,地理要素的第三维数据值通过线性拉伸,完全映射到颜色Alpha值域,地理要素数据值的变化与热点透明度的变化存在着线性正相关,因此,热点的颜色深浅直接表达出地理要素的数据大小变化特征。

2.2 关键代码

HeatMap的生成步骤主要包括:(1)定制灰度图的混色笔刷;(2)用混色笔刷绘制热点的灰度图;(3)加载预定义调色板;(4)按调色板,色彩化所绘的灰度图;(5)输出色彩化后生成的图像,即为HeatMap(热点地图)。其关键代码如下:

3 比较

在地图制图中,为了表现一个区域范围内样本数据密度的空间分布,即数据密度的可视化常用一定大小的点状符号的多少来表达此类要素的密度空间分布,即称作点密度法。数据值越大的区域点的数量就越多,相反,点的数量就越少。热图技术是采用样本点颜色浓度的深浅来表达数据值的高低变化,在一个区域范围内,样本数据点数量越多,其颜色就越浓越亮,反之就越淡越浅。通过比较发现,利用点密度法的可视化效果远不及热图技术可视化的效果,如图3、图4所示,主要表现在以下几个方面:

(1)从视觉角度来看,点密度法只利用了一种颜色,显得很单调。而用热图渲染可以使用3种或更多的颜色来表达数据变化。

(2)在反映数据差异的能力方面,对数据差异度不是很明显的区域,点密度法无法清晰地识别,而用热图更容易分辨出数据细微的变化,颜色越浓越热,其代表的数据值就越高,相反就越低。

(3)在地图制图方面,用热图表达更能增强用户体验,更直观地表达地理空间数据密度分布,更清晰地反映地理现象规律,使地图更加美观。

4 实例应用

以某区二手住宅交易信息为例,利用HeatMap技术可视化表达研究区域的楼盘的空间分布情况。将HeatMap空间渲染的颜色深浅与房地产楼盘价格差异相对应,使得区域内楼盘价格最高、密度最大者被高亮显示,价格最低、密度最小者颜色很淡。其实现流程分为以下3个部分:浏览器端的HeatMap服务请求、服务器端的HeatMap生成和HeatMap与网络地图的叠加。

4.1 浏览器端的HeatMap服务请求

客户端利用.Net的Ajax技术向服务器发送异步请求,服务器在接受到请求之后,获取房地产楼盘的空间经纬度坐标和房地产楼盘的单价。

4.2 服务器端的HeatMap生成

灰度图的混色笔刷是HeatMap生成的关键。灰度图的混色笔刷类主要通过参数positions和参数colors来控制灰度图的笔刷混色。热点的Intensity即为样本点的中心颜色浓度。在本实例中,通过将楼盘单价数据和样本像素点颜色浓度做线性拉伸,以进行楼盘价格空间分布的HeatMap渲染。房地产商品价格越高,楼盘数量越多,灰度图的单点中心浓度越浓,由此在色彩化之后的HeatMap既能表达房地产楼盘的空间密度分布,也能从全局角度反映价格高低差异。楼盘单价与HeatMap空间显示地图像素线性拉伸公式如下所示:

4.3 客户端与网络地图的叠加

把生成的热图地址传回到客户端,然后在网络地图底图上叠加图片图层即完成热图空间渲染。图5、图6是采用不同的调色板做颜色映射渲染的HeatMap效果图。

从图5、图6很清晰地看出,高亮显示的即为鼓楼区的房地产楼盘聚焦点(即价格最高密度最大点),主要分布在湖南路CBD,北京西路与宁海路交界附近。

5 结语

HeatMap不仅是一种非常直观明了地展现出了空间数据的分布特征,而且通过扩展可以表达第三维数据值的变化特征,它是一种增强数据表达的有效的方法,对目前地理空间数据可视化表达方法的有益补充,在地理空间数据密度的表达方面具有独特的优势。针对HeatMap在同时表达第三维数值变化特征与密度空间分布特征时,不易判断出是何种数据导致高亮区域的出现,以及数据值较小(即透明度较小)的热点,在热图上其颜色表现为很淡,甚至导致点消失的问题。提出将两种数据进行单独可视化渲染,对数据较小的热点进行人为线性加深的方法是可行的。

摘要：根据HeatMap的基本思路,提出了把热点的浓度参数作地理要素数值并作线性拉伸,以表达出三维数据值的大小变化特征的方法,对比试验表明,其方法具有较好的可视化效果。

关键词：HeatMap,可视化,GIS

参考文献

[1]ArcGIS API for Microsoft Silverlight.http://help.arcgis.com/en/webapi/silverlight/index.html.

[2]Google Maps JavaScript API V3-基础知识.http://code.google.com/intl/zh-CN/apis/maps/documentation/javascript/basics.html.

[3]HeatMapAPI.com-Sample Apps and Code-.NET with adatabase.http://www.heatmapapi.com/Sample_Google2.aspx.

数据库和GIS技术 第9篇

1 GIS技术概述

GIS是多种学科交叉的产物,它以地理空间为基础,采用地理模型分析方法,实时提供多种空间和动态的地理信息,是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。其基本功能是将表格型数据(无论它来自数据库,电子表格文件或直接在程序中输入)转换为地理图形显示,然后对显示结果浏览,操作和分析。其显示范围可以从洲际地图到非常详细的街区地图,现实对象包括人口,销售情况,运输线路以及其他内容。

2房产测绘数据管理技术现状分析

测绘数据是房产测绘管理工作的重点,也是提高房产测绘数据利用效率和潜在价值的关键,从传统的纸质测绘资料到现在的计算机自动化测绘和测绘数据生成过程,房产测绘走过了一段飞速发展的进程。目前来看,房产测绘的数据管理方法主要有以下几种:原有技术软件数据管理功能升级。早期的房产测绘软件主要是针对房产中的分摊面积的自动化计算来进行工作的,软件内核多是在autocad软件的基础上进行联合开发的,因此,它们的二次开发能力十分有限,且对于管理者的程序开发能力要求较高,不具有普适性;原有数据管理功能的拓展。很多MIS系统都是基于数据库下的文本系统,与图形结合不易,扩充后的系统房产制图方面功能显得较弱,这就使得在进行房产测绘数据管理时,要根据测绘数据的种类进行人为分类,其实际开发难度和操作难度都较大。

3 GIS技术在房产测绘数据管理中的应用

3.1 GIS应用在房产测绘系统空间数据模型中

房产测绘数据管理过程中,会涉及到大量的数据信息,传统方式只能够依靠人工进行整理加工,但是应用测绘系统空间模型之后,数据资源都储存在该模型中,可以随时应用随时索取。空间数据模型正是GIS技术在房产测绘数据管理中的典型应用。GIS技术在比较短的时间内就能够收集到有关房屋的各种信息,比如地理位置、房屋面积、房屋结构、产权归属等。GIS能够将上述房屋信息全部都融合起来,而且并不需要大量的人力投入,也不会产生过大的误差。工作人员将房屋各项信息都放置在空间数据模型中进行管理,空间数据模型将这些信息转变为符号,并且进行详细的分析,以此实现对每一层每一户房屋的管理。

3.2 GIS技术应用在房产测绘的数据库中

一般情况下,管理系统应用GIS技术之后,系统中的图形属性信息会更加的丰富,同时图形中属性信息在特定标识码的条件下,会与图形产生密切的联系,而且标识码可以储存到扩展数据中,以便能够对图形要素进行准确的定义,同时还能实现项目要素分摊。GIS系统存在很多这样的标识码,这些标识码通常在数据库中,以便能够在需要的时候,图像要素与属性能够有效的连接影响,方便用户查询。因为GIS具有双向空间查询的功能,因此工作人员在制作中房屋分户平面图时,不必在浪费时间,同时也能够节约大量的成本,达到了房产测绘效率。

GIS技术应用在房产测绘的数据库中具有非常大的优势,其具体表现如下:第一,GIS技术的应用大大提高了数据采集效率,所以能够提高房产测绘管理效率与质量。而且采集速度的加快,降低了数据采集人员的工作强度,同时也减少了采集误差。再加之,管理人员借助GIS技术可以构建空间模型,大大提高了数据分析的效率,因此缩短了信息查询的时间,也提高了查询质。第二,GIS技术应用在数据库中,即可以优化数据管理,也可以优化空间数据信息管理。如果房屋已经登记,管理人员就可以将该房屋与其地形图有机融合,以此就能够找到该房产的具体位置,查询到坐标信息,之后将所有的相关地理信息标注出来,由此充分的体现出房产地形图的价值。GIS技术应用的作用概括起来,就是能够实现对房产数据的快速采集、快速修正以及及时更新方面,在此基础上,GIS技术也能够对信息进行必要的维护,同时利用GIS技术与数据查询功能,管理人员就能够对房产进行双向查询。另外,GIS技术在数据库中的应用,便于管理者能够随时随地获取房产图形,进而能够在最短时间内将相关数据储存起来,将有关信息与图形快速的输出,另外,GIS技术的应用,便于管理者对房产进行综合评价,这对房产建设与管理来说异常重要。

4基于GIS技术的房产测绘管理

在信息技术高速发展的环境下,GIS技术作用的发挥离不开功能完善的计算机互联网的建设,和兼容性较高运作速度较快的系统的建立,因此在具体应用时要注重实现GIS技术与Web service的结合适用。这便要建立各种独立且功能完善的子系统,将他们与Web service相连接并且通过它把相关数据提供给外部使用者。这些技术能够将房产测绘的数据域房产交易的数据进行融合,实现房产测绘中图形与相关属性数据的互查,为房产的产权管理提供准确的测绘信息。根据不同系统的测量目标采用各具特色的软件,并且根据实际需求不断改进完善系统数据库,比如对于房产面积的测算可以在文件存储形式的基础上进行系统性改良,将其以属性字段的形式或者文字形式的储存,便于管理作业人员根据需要及时快速的查询相关数据材料。该种储存形式的改变不会增加系统操作的难度,并且给予系统开发足够的能活性,为房产测绘管理提供了诸多的便利,同时也提高了综合管理的水平。

5结论

综上所述,可知现如今我国绝大部分的房产测绘数据管理工作都要利用GIS技术,随着GIS技术的发展,其在房产测绘数据管理中必定会发挥出更大的价值。房产测绘数据管理事关很多方面的管理工作,因此管理者在应用GIS技术的同时,也可以尝试着应用其他先进的技术,将其与GIS技术有效的结合起来,定会为房产测绘数据管理事业的发展带来积极的效果,当然这也需要相关部门的大力支持。

摘要：房产测绘数据管理是一项十分繁复复杂的工作,早期受到技术限制,管理者只能够手工管理,管理效率非常低,而且还时常出现差错。但是GIS技术的发展,为房产测绘数据管理工作提供了契机。本文首先对GIS技术进行了简单的概述,其次对房产测绘数据管理技术现状进行了分析,最后探讨了GIS技术在房产测绘数据管理中的应用,仅供参考借鉴。

关键词：GIS技术,房产测绘数据管理,应用

参考文献

[1]张晶,汪洁.浅议GIS技术在房产测绘中的应用[J].科技资讯,2012(27).

[2]陈庆春.论目前GIS技术在房产测绘数据中的应用[J].科技与企业,2012(12).

[3]方志祥,黄全义,罗年学.房产测绘管理系统软件开发中的若干问题[J].测绘信息与工程,2002(03).

[4]刘广胜.房产测绘数据管理模型研究[J].科技资讯,2008(33).