海量空间数据管理技术

地理信息系统是采集、管理、分析和显示空间对象数据的计算机系统，它以空间数据为研究对象，因此，空间数据库技术是地理信息系统技术的重要技术之一(黄钊、韦燕飞，2003)。空间数据，特别是栅格数据，一般都具有较大的存储量。因此，研究海量空间数据管理技术，也就成为空间数据库技术的重要内容，也是其难题之一。海量空间数据管理技术，对数字流域、资源规划、电子政务、军事管理等信息化建设都有重要的意义，是其中不可缺少的支撑技术。

随着对地观测技术的飞速发展，快速获取高分辨率遥感影像已不再困难。高分辨率意味着大数据量，对于同一地区不同分辨率的遥感影像，分辨率越高，数据量越大，两者之间并不是简单的线性增加，而是呈指数倍增长(方涛等，1997)。塔里木河流域生态环境动态监测系统所采用的基础数据源就是多种分辨率的遥感影像，包括TM/ETM+、SPOT－5、QUICKBIRD等，原始的基础数据经过融合、镶嵌等处理过程，形成的成果也是影像数据。这些成果资料可以直观地反映出塔里木河流域生态环境的变化情况，也是其他专业应用子系统进行分析的基础。因此，所产生的遥感影像成果应存入综合数据库中，并实现数据的快速查询、调用。此外，塔里木河流域所采集的数字高程模型(DEM)、数字正射影像图(DOM)、数字栅格图(DRG)等基础数据也有着较大的存储量，这些数据都可以归类为栅格结构的数据。因此，海量空间数据管理技术，最重要的就是对遥感影像等栅格结构数据的存储管理。

海量空间数据管理作为地理信息系统技术中的一项内容，说明其不仅需要从数据库技术的角度考虑问题，更多的需要是从地理信息技术角度考虑数据的存储管理。目前，多数GIS软件都可以将遥感影像、矢量数据、DEM、DRG等数据进行套合显示。但随着数据量的增大，很多GIS软件都难以组织、调度、存储与管理这样的海量数据，更没有考虑多数据源、多比例尺、多时相影像数据的统一管理和集成的问题。而塔里木河流域生态环境动态监测系统的建设，又迫切需要高效、快捷地存储与管理这样的影像数据。为满足系统建设的需要，除了采用先进的GIS基础软件平台作为管理平台外，还需要采取一种新的技术方式来管理、分发这些海量数据，以适应各部门的快速浏览和管理需要。通过“影像金字塔”技术可以大大减少磁盘I/O数量，提高系统查询响应速度，实现对影像数据的高效存储管理。

塔里木河流域综合数据库系统对遥感影像、数字高程模型(DEM)、数字正射影像图(DOM)、数字栅格图(DRG)等栅格数据，均建立了独立的存储表空间。为了获得高效率的存取速度，在数据的组织上使用了金字塔数据结构和网格分块数据结构(朱雷等，2006);对影像数据进行了压缩，以缩短数据抽取时间。以高分辨率为底层，通过逐级抽取数据，建立不同分辨率的影像数据金字塔结构，逐级形成较低分辨率的遥感影像数据，在数据查询检索时，调用合适级别的遥感影像数据，以提高浏览和显示速度。这种方法通常会增加20%左右的存储空间，但却可以提高影像数据的显示速度。

数据库管理系统根据模型不同,可分为四个层次

数据库管理系统常见的数据模型：

1、层次模型

将数据组织成一对多关系的结构，层次结构采用关键字来访问其中每一层次的每一部分；

2、网状模型

用连接指令或指针来确定数据间的显式连接关系，是具有多对多类型的数据组织方式；

3、关系模型

以记录组或数据表的形式组织数据，以便于利用各种地理实体与属性之间的关系进行存储和变换，不分层也无指针，是建立空间数据和属性数据之间关系的一种非常有效的数据组织方法。

随着计算机技术的发展，海洋数据的组织与管理也经历了几个不同的阶段，对应着几种不同的组织与管理方式，主要有五种方式。

2221 文件的组织与管理方式

海洋时空特征数据和海洋专题特征属性数据都以文件的形式表达，而文件是由 *** 作系统负责在计算机外存储器上进行组织管理的。在地理信息系统技术形成和发展的初期，空间数据管理研究的重点大都在于如何实现空间图形数据的存储、空间图形数据和属性数据的关联查询等一些问题。这个时期设计研制的系统在空间数据管理模式上大多数采用数据文件来存储和管理空间数据(谢玳英等，2007)。海洋时空数据组织管理系统也不例外。

2222 数据库与文件混合的组织与管理方式

在该方式下，海洋时空特征数据仍以文件的形式管理，而海洋属性数据采用数据库管理系统进行管理。

2223 空间数据库一体化的组织与管理方式

随着空间数据库的发展，对海洋一体化数据库管理方式又包括如下三个阶段:

(1)全关系型空间数据库组织与管理:全关系型空间数据库管理系统是指图形和属性数据都用现有的关系数据库管理系统管理，关系数据库管理系统的软件厂商不作任何扩展，由GIS软件商在此基础上进行开发，使之不仅能管理结构化的树型数据，而且能管理非结构化的图形数据(谢玳英等，2007)。

(2)对象—关系数据库组织与管理:由于直接采用通用的关系数据库管理系统的效率不高，而非结构化的空间数据又十分重要，所以许多数据库管理系统的软件商纷纷在关系数据库管理系统中进行扩展，使之能直接存储和管理非结构化的空间数据(谢玳英等，2007)。

(3)面向对象空间数据库组织与管理: 传统 GIS 的数据组织思想是把空间信息与属性信息结合起来，很少考虑时态信息。因而，在此基础上产生的数据库系统主要是基于关系理论的关系数据库。由于在海洋现象的分析过程中，海洋现象的时态信息至关重要，因而，底层的数据库系统必须引入海洋现象的时态信息。在传统的关系数据库中引入时态信息，不仅使数据库系统变得更加复杂，而且使时空信息的检索变得几乎不可能，尤其是对时刻都在发生变化的海洋现象。面向对象技术的发展及在 GIS 领域中的应用，使得运用该技术的相关理论和方法对时空一体的海洋现象进行 GIS 的组织与表达成为可能。面向对象模型最适用于空间数据的表达和管理，它不仅支持变长记录，而且支持对象的嵌套、信息的继承和集聚。面向对象的空间数据库管理系统允许用户定义对象和对象的数据结构以及它的 *** 作。但是当前面向对象数据库管理系统还不够成熟，目前主流的仍然是数据库引擎加关系型数据库以及基于对象-关系的空间数据库管理系统。

2224 基于 XML 的海洋时空数据的组织与管理方式

大量海洋时空数据资料被越来越多的机构和不同研究目的的科学家所收集，国际上对建立区域和全球数据库，实现数据资源共享的呼声越来越高。联合国教科文组织(UNESCO)的国际海洋资料交换委员会(IODE)一直致力于海洋数据格式标准化研究，旨在简化数据交换，推动全球海洋技术的发展，但由于种种原因未能取得成功(朱光文，2001; 毕强等，2004)。自 1998 年 2 月万维网联盟 W3C(World Wide Web Consortium)推出可扩展标记语言 XML(Extensible Markup Language)以来，国际上一些海洋强国及研究机构逐渐意识到 XML 技术在处理多种格式的海洋数据、简化数据交换方面存在的巨大潜力(毕强等，2004)。2000 年 5 月，OGC 推出了基于 XML DTD(Document Type Defini-tions，文档类型定义)和 RDF(Resource Description Frameworks，资源描述框架)的 GML10 版。2001 年 2 月，OGC 又推出了完全基于 XML Schema 的 GML 20 版。XML 具有自我描述数据的功能。XML 与平台无关，可以完成异质系统间的通信，XML 的这些特点使它很快成为一个直接处理全球数据的通用方法以及基于 Web 应用的描述数据和交换数据的有效手段。

对于海洋时空数据集成与交换来说，最重要的是进行数据交换的双方要对数据格式达成统一的认识，只有采用统一的数据格式，才能实现数据的自动流转、处理等功能(龚健雅，2001，苏奋振等，2004)。而基于 XML 技术可以很好地解决这一问题，为海洋时空数据的组织管理与集成提供统一的数据格式描述。

2225 网格环境下海洋时空数据的组织与管理方式

网格技术的出现是为了解决科学与工程中所面临的基本原理问题。国际上对数据网格进行了比较深入研究(Chervenak et al，2000; 2002; Stockinger et al，2002)，提出和建立基于文件的数据网格和基于数据库数据网格。基于文件的数据网格，其代表性研究项目有欧盟的数据网格计划 Data Grid。旨在访问隶属于不同机构的地域上分布的计算能力和存储工具，将为不同学科的科学实验的海量数据处理提供所需的资源，该计划包括三个数据密集型计算应用领域: 高能物理、生物和医学图像处理和地球观测。

Data Grid 是一个为 e-Science 提供数据解决方案的系统框架。对数据库相关的网格研究代表性项目有: 欧盟的数据网格 Work Package 2 和全球网格论坛(GGF)下属的 DAIS研究组。数据网格 work package2 是数据网格(Data Grid)的后续工作，主要目标是为关系型 DBMS 提供包括数据发现、副本管理、工作流优化在内的网格应用服务接口，将其并入数据网格。空间数据网格是利用网格技术、空间信息基础设施、空间信息网络协议规范，形成一个虚拟的空间信息管理与处理环境，将地理上分布、异构的各种设备与系统进行集成，是实现空间信息和资源共享，为用户提供一体化的空间信息服务的智能化信息平台(陈广学等，2005)。它是实现空间数据资源有机集聚与全面连通的核心与基础。空间数据网格与 “分布式空间数据库”不是一个概念，空间数据网格的数据库虽然也具有地理上分布以及跨平台等特点，但它们要么具有一致的开放结构(语义、数据结构与存储格式)，要么具有标准的网格接口。不像传统的分布式数据库，具有异构、异态、自封闭甚至异质等致命缺点，必须经过面向网格的改造与整合，建立标准的网格接口才能成为空间数据网格的结点。空间数据网格为 GIS 所需要的海量数据的存储、管理、共享与应用提供了方便与可能。网格环境下空间数据组织管理与集成的研究重点不在于如何解决 GIS 空间数据本身的问题，而是基于现有模式，如何将空间数据并入网格计算环境，形成空间数据网格，使其能够被网格应用有序地访问和协调地调用。空间数据网格是利用网格技术、空间信息基础设施、空间信息网络协议规范，形成一个虚拟的空间信息管理与处理环境，将地理上分布、异构的各种设备与系统进行集成，是实现空间信息和资源共享，为用户提供一体化的空间信息服务的智能化信息平台。国内外都对网格环境下空间数据的组织管理与集成技术进行研究。目前 ISO 和 OGC对于如何提供地理信息服务有了相应的抽象规范，OGC 已经开始制定相应的实现规范。国际对地观测卫星联合会(CEOS)于 2001 年开始了在 GRID 框架下，如何实现卫星数据和地理空间数据全球范围内的共享和原型研究。国际对地观测卫星联合会的 Bill Johnston提出了基于 OGC Web Services 的 GRID 架构。

图 23 OGC 提出的网格架构

如图 23 所示，OGC 提出的网格架构主要特点是把 OGC Web 服务与 GRID 结合起来，是指 OGC 所规定的组件同时就是 GRID 的界面组件。GRID 对用户是透明的，用户可以利用网络上的各类信息资源实现综合制图。可以认为 GRID 在 Internet 环境下主要提供计算和数据管理服务，Web 服务主要提供描述、传输、管理、应用服务。Web 服务与 GRID 的结合能提供动态和强有力的计算和数据环境。

网格环境下海洋时空数据的组织管理是随着空间数据网格技术的发展而不断发展的，网格环境下基于 Web 服务体系结构进行海洋时空数据的组织管理与传统的海洋时空数据组织管理方式相比有很多优点，其中最重要的一点就是，网格环境下海洋时空数据的组织管理是基于现有模式，研究如何将海洋时空数据或数据库系统并入网格环境，形成海洋时空数据网格，使其能够被网格应用有序地访问和协调调用，进而可以很好地解决海洋时空数据互 *** 作和共享的问题，为用户提供一体化、完全透明的应用。

区别：目的不同、数据模型不同、库的结构不同，联系：数据存储、数据处理、数据可视化，具体如下。

1、目的不同：GIS旨在处理地理空间数据，通过将地理坐标与地图或其他空间数据相结合来分析和管理这些数据。而DBMS则是为了管理非空间数据，它提供了高效的方式来存储、访问、组织和更新各种类型的数据。

2、数据模型不同：GIS使用一种称为“空间数据模型”的数据模型来处理地理空间数据，该模型可以将数据组织为点、线、面等的几何对象。而DBMS则使用关系模型，其中数据在表格中以行和列的形式存储。

3、库的结构不同：GIS使用空间数据库存储地图和地理信息数据，而DBMS使用传统的关系数据库存储数据。

4、数据存储：GIS和DBMS都需要存储大量的数据，GIS使用空间数据库存储空间数据，DBMS常常使用关系数据库存储非空间数据，两者都需要高效的数据存储、查询和更新方法。

5、数据处理：GIS通过对空间数据进行分析和建模来生成具有时空属性的信息，DBMS也可以对数据进行处理和分析，如数据的清洗、整合等 *** 作。

6、数据可视化：GIS和DBMS都可以以各种形式展示数据，GIS通过地图、图表等形式，展现具有空间属性的数据，DBMS则通过各种报表、图表等方式展现非空间数据。

早期的数据库管理都是采用文件系统。在文件系统中，数据按其内容、结构和用途组成若干命名的文件。文件一般为某个用户或用户组所有，但可供其他用户共享。用户可以通过 *** 作系统对文件进行打开、读、写和关闭等 *** 作。

文件系统有明显的缺点:

(1)编写应用程序很不方便。

应用程序的设计者必须对所用的文件的逻辑及物理结构有清楚的了解。 *** 作系统 只能打开、关 闭、读、写等几个低级的文件 *** 作命令，对文件的查询修改等处理都须在应用程序内解决。应用程序还 不可避免地在功能上有所重复。在文件系统上编写应用程序的效率不高。

(2)文件的设计很难满足多种应用程序的不同要求，数据冗余经常是不可避免的。

为了兼顾各种应用程序的要求，在设计文件系统时，往往不得不增加冗余的数据。数据冗余不仅浪费空间，而且会带来数据的不一致性（inconsistency)在文件系统中没有维护数据一致性的监控机制，数据的一致性完全有用户负责维护。在简单的系统中勉强能应付，但在大型复杂的系统中几乎是不可能完成的。

(3)文件结构的修改将导致应用程序的修改，应用程序的维护量将很大。

(4)文件系统不支持对文件的并发访问（concurrent access）。

(5)数据缺少统一管理，在数据的结构、编码、表示格式、命名以及输出格式等方面不容易做到规范化、标准化；数据安全和保密方面，也难以采取有效的办法。

什么是地理信息系统篇一：地理信息系统的基本概念

（一）数据与信息

数据是一种未经加工的原始资料，是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号。数字、文字、符号、图像都是数据。

信息（Information）是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。信息具有客观性、适用性、可传输性和共享性等特征。信息来源于数据（Data）。

数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，是数据的内容和解释。例如，从实地或社会调查数据中可获取到各种专门信息；从测量数据中可以抽取出地面目标或物体的形状、大小和位置等信息；从遥感图像数据中可以提取出各种地物的图形大小和专题信息。

（二）地理信息

地理信息是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图象和图形的总和。地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征（简称属性）及时域特征三部分。空间位置数据描述地物所在位置。这种位置既可以根据大地参照系定义，如大地经纬度坐标，也可以定义为地物间的相对位置关系，如空间上的相邻、包含等；属性数据有时又称非空间数据，是属于一定地物、描述其特征的定性或定量指标。时域特征是指地理数据采集或地理现象发生的时刻/时段。时间数据对环境模拟分析非常重要，正受到地理信息系统学界越来越多的重视。空间位置、属性及时间是地理空间分析的三大基本要素。

地理信息除了具有信息的一般特性，还具有以下独特特性：

（1）空间分布性。地理信息具有空间定位的特点，先定位后定性，并在区域上表现出分布式特点，其属性表现为多层次，因此地理数据库的分布或更新也应是分布式。

（2）数据量大。地理信息既有空间特征，又有属性特征，另外地理信息还随着时间的变化而变化，具有时间特征，因此其数据量很大。尤其是随着全球对地观测计划不断发展，我们每天都可以获得上万亿兆的关于地球资源、环境特征的数据。这必然对数据处理与分析带来很大压力。

（3）信息载体的多样性。地理信息的第一载体是地理实体的物质和能量本身，除此之外，还有描述地理实体的文字、数字、地图和影像等符号信息载体以及纸质、磁带、光盘等物理介质载体。对于地图来说，它不仅是信息的载体，也是信息的传播媒介。

（三）地理信息系统

地理信息系统（GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。

通过上述的分析和定义可提出GIS的如下基本概念：

1、GIS的物理外壳是计算机化的技术系统，它又由若干个相互关联的子系统构成，如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分析子系统、图像处理子系统、数据产品输出子系统等，这些子系统的优劣、结构直接影响着GIS的硬件平台、功能、效率、数据处

理的方式和产品输出的类型。

2、GIS的 *** 作对象是空间数据，即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性和定量的描述、这是GIS区别于其它类型信息系统的根本标志，也是其技术难点之所在。

3、GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力，可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息，实现地理空间过程演化的模拟和预测。

4、GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。大地测量、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精度的定位数；电子速测仪、GPS全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用，可直接、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品，为GIS提供丰富和更为实时的信息源，并促使GIS向更高层次发展。地理学是GIS的理论依托。有的学者断言，“地理信息系统和信息地理学是地理科学第二次革命的主要工具和手段。如果说GIS的兴起和发展是地理科学信息革命的一把钥匙，那么，信息地理学的兴起和发展将是打开地理科学信息革命的一扇大门，必将为地理科学的发展和提高开辟一个崭新的天地”。GIS被誉为地学的第三代语言——用数字形式来描述空间实体。

GIS按研究的范围大小可分为全球性的、区域性的和局部性的；按研究内容的不同可分为综合性的与专题性的。同级的各种专业应用系统集中起来，可以构成相应地域同级的区域综合系统。在规划、建立应用系统时应统一规划这两种系统的发展，以减小重复很费，提高数据共享程度和实用性。

什么是地理信息系统篇二：地理信息系统名词解释大全(整理版本)

地理信息系统GeographicInformationSystemGIS作为信息技术的一种，是在计算机硬、软件的支持下，以地理空间数据库（GeospatialDatabase）为基础，以具有空间内涵的地理数据为处理对象，运用系统工程和信息科学的理论，采集、存储、显示、处理、分析、输出地理信息的计算机系统，为规划、管理和决策提供信息来源和技术支持。简单地说，GIS就是研究如何利用计算机技术来管理和应用地球表面的空间信息，它是由计算机硬件、软件、地理数据和人员组成的有机体，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。地理信息系统属于空间型信息系统。

地理信息是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称；它属于空间信息，具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。

地理信息科学与地理信息系统相比，它更加侧重于将地理信息视作为一门科学，而不仅仅是一个技术实现，主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题。地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时，还指出了支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。

地理数据是以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文景观的数据，主要包括数字、文字、图形、图像和表格等。

地理信息流即地理信息从现实世界到概念世界，再到数字世界（GIS），最后到应用领域。

数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，是客观对象的表示，是信息的表达，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息。

信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。

四叉树数据结构是将空间区域按照四个象限进行递归分割（2n×2n，且n≥1），直到子象限的数值单调为止。凡数值（特征码或类型值）呈单调的单元，不论单元大小，均作为最后的存储单元。这样，对同一种空间要素，其区域网格的大小，随该要素分布特征而不同。

不规则三角网模型简称TIN，它根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到（在边上用边的两个顶点的高程，在三角形内则用三个顶点的高程）。

拓扑关系拓扑关系是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系，主要表现为拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。根据拓扑关系，不需要利用坐标或距离，可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的位置关系，拓扑数据也有利于空间要素的查询。

拓扑结构为在点、线和多边形之间建立关联，以及彻底解决邻域和岛状信息处理问题而必须建立的数据结构。这种结构应包括以下内容：唯一标识，多边形标识，外包多边形指针，邻接多边形指针，边界链接，范围（最大和最小x、y坐标值）。

游程编码是逐行将相邻同值的网格合并，并记录合并后网格的值及合并网格的长度，其目的是压缩栅格数据量，消除数据间的冗余。

空间数据结构是指适合于计算机系统存储、管理和处理的地学图形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。

矢量数据结构是利用欧几里得几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。这种数据组织方式能最好地逼近地理实体的空间分布特征，数据精度高，数据存储的冗余度低，便于进行地理实体的网络分析，但对于多层空间数据的叠合分析比较困难。

栅格数据结构基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构，指将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。

空间索引是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间对象的概要信息。作为一种辅助性的空间数据结构，空间索引介于空间 *** 作算法和空间对象之间，它通过筛选作用，大量与特定空间 *** 作无关的空间对象被排除，从而提高空间 *** 作的速度和效率。

空间数据编码是指将数据分类的结果，用一种易于被计算机和人识别的符号系统表示出来的过程。编码的目的是用来提供空间数据的地理分类和特征描述，同时为了便于地理要素的输入、存储、管理，以及系统之间数据交换和共享的需要。

Delaunay三角网即由狄洛尼三角形组成的三角网，它是在地形拟合方面表现最出色的三角网，因此常被用于TIN的生成。狄洛尼三角形有三个最邻近的点连接而成，这三个相邻点对应的Voronoi多边形有一个公共的顶点，此顶点同时也是狄洛尼三角形外接圆的圆心。

Voronoi多边形即泰森多边形，它采用了一种极端的边界内插方法，只用最近的单个点进行区域插值。泰森多边形按数据点位置将区域分割成子区域，每个子区域包含一个数据点，各子区域到其内数据点的距离小于任何到其它数据点的距离，并用其内数据点进行赋值。

栅格数据压缩编码有键码、游程长度编码、块码和四叉树编码等。其目的，就是用尽可能少的数据量记录尽可能多的信息，其类型又有信息无损编码和信息有损编码之分。

边界代数算法边界代数多边形填充算法是一种基于积分思想的矢量格式向栅格格式转换算法，它适合于记录拓扑关系的多边形矢量数据转换为栅格结构。它不是逐点判断与边界的关系完成转换，而是根据边界的拓扑信息，通过简单的加减代数运算将边界位置信息动态地赋给各栅格点，实现了矢量格式到栅格格式的高速转换，而不需要考虑边界与搜索轨迹之间的关系，因此算法简单、可靠性好，各边界弧段只被搜索一次，避免了重复计算。

DIME文件美国人口普查局在1980年的人口普查中提出了双重独立地图编码文件。它含有调查获得的地理统计数据代码及大城市地区的界线的坐标值，提供了关于城市街道，住址范围以及与人口普查局的列表统计数据相关的地理统计代码的纲要图。在1990年的人口普查中，TIGER取代了DIME文件。

空间数据内插即通过已知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的方法。空间数据压缩即从所取得的数据集合S中抽出一个子集A，这个自己作为一个新的信息源，在规定的精度范围内最好地逼近原集合，而又取得尽可能大的压缩比。

坐标变换实质是建立两个平面点之间的一一对应关系，包括几何纠正和投影转换，他们是空间数据处理的基本内容之一。

仿射变换是GIS数据处理中使用最多的一种几何纠正方法。它的主要特性为：同时考虑到因地突变形而引起的实际比例尺在x和y方向上的变形，因此纠正后的坐标数据在不同方向上的长度比将发生变化。

数据精度是考察数据质量的一个方面，即对现象描述的详细程度。精度低的数据并不一定准确度也低。

空间数据引擎是一种空间数据库管理系统的实现方法，即在常规数据库管理系统之上添加一层空间数据库引擎，以获得常规数据库管理系统功能之外的空间数据存储和管理的能力。代表性的是ESRI的SDE。

空间数据引擎在用户和异种空间数据库的数据之间提供了一个开放的接口，它是一种处于应用程序和数据库管理系统之间的中间件技术。使用不同厂商GIS的客户可以通过空间数据引擎将自身的数据提交给大型关系型DBMS，由DBMS统一管理；同样，客户也可以通过空间数据引擎从关系型DBMS中获取其他类型GIS的数据，并转化成客户可以使用的方式。

数据库管理系统是 *** 作和管理数据库的软件系统，提供可被多个应用程序和用户调用的软件系统，支持可被多个应用程序和用户调用的数据库的建立、更新、查询和维护功能。

空间数据库是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的`与应用相关的地理空间数据的总和，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。

空间数据模型是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的概念，为描述空间数据组织和设计空间数据库模式提供了基本的方法。一般而言，GIS空间数据模型由概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型三个有机联系的层次所组成。

分布式数据库是一组数据的集合，这些数据在物理上分布于计算机网络的不同结点上，而逻辑上属于同一个系统。它具有分布性，同时在逻辑上互相关联。

对象－关系管理模式/型是指在关系型数据库中扩展，通过定义一系列 *** 作空间对象（如点、线、面）的API函数，来直接存储和管理非结构化的空间数据的空间数据库管理模式。

缓冲区分析是根据分析对象的点、线、面实体，自动建立他们周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。

叠合分析是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。

空间分析是基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成、空间演变等信息。

网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，即对地理网络和城市基础设施网络进行地理分析和模型化。它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好。

透视图从数字高程模型绘制透视立体图是DEM的一个极其重要的应用。透视立体图能更好地反映地形的立体形态，非常直观。与采用等高线表示地形形态

相比有其自身独特的优点，更接近人们的直观视觉。调整视点、视角等各个参数值，就可从不同方位、不同距离绘制形态各不相同的透视图制作动画。

网络是一个由点、线的二元关系构成的系统，通常用来描述某种资源或物质在空间上的运动。

变量筛选分析是通过寻找一组相互独立的变量，使相互关联的复杂的多变量数据得到简化的空间统计分析方法。常用的有主成分分析法、主因子分析法、关键变量分析法等。

变量聚类分析是将一组数据点或变量，按照其在性质上亲疏远近的程度进行分类的空间统计分析方法。两个数据点在m为空间的相似性可以用这些点在变量空间的距离来度量。

数字地面模型简称DTM，是定义于二维区域上的一个有限项的向量序列，它以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。

数字高程模型当数字地面模型的地面属性为海拔高程时，则该模型即为数字高程模型。简称DEM。

GIS应用模型是根据具体的应用目标和问题，借助于GIS自身的技术优势，使观念世界中形成的概念模型，具体化为信息世界中可 *** 作的机理和过程。

OGC即OpenGIS协会(OpenGISConsortium)其目的是使用户可以开放地 *** 纵异质的地理数据，促进采用新的技术和商业方式来提高地理信息处理的互 *** 作性(Interoperablity)，OGC会员主要包括GIS相关的计算机硬件和软件制造商，数据生产商以及一些高等院校，政府部门等，其技术委员会负责具体标准的制定工作。

开放式地理信息系统（OpenGIS）OpenGIS(OpenGeodataInteroperationSpecification,OGIS-开放的地理数据互 *** 作规范)由美国OGC（开放地理信息系统协会）提出。其目标是，制定一个规范，使得应用系统开发者可以在单一的环境和单一的工作流中，使用分布于网上的任何地理数据和地理处理。它致力于消除地理信息应用之间以及地理应用与其它信息技术应用之间的藩篱，建立一个无“边界”的、分布的、基于构件的地理数据互 *** 作环境，与传统的地理信息处理技术相比，基于该规范的GIS软件将具有很好的可扩展性、可升级性、可移植性、开放性、互 *** 作性和易用性。

数据结构是地理实体的数据组织形式及其相互关系的抽象描述。

空间数据质量是对空间数据在表达空间位置、空间关系、专题特征以及时间等要素时，所能达到的准确性、一致性、完整性以及它们之间统一性的度量，一般描述为空间数据的可靠性和精度，用误差来表示。

数字地球是把浩瀚复杂的地球数据加以数字化、网络化，变成一个地球信息模型计划。是一种可以嵌入海量地理数据、多种分辨率、三维的地球表达，是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现和认识。其核心思想有两点：一是用数字化手段统一处理地球问题；二是最大限度地利用信息资源。

虚拟现实也称虚拟环境或人工现实，是一种由计算机生成的高级人机交互系统，即构成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境，演练者通过专门的设备可在这个环境中实现观察、触摸、 *** 作、检测等试验，有身临其境之感。

地图投影是建立平面上的点（用平面直角坐标或极坐标表示）和地球表面上的点（用纬度和精度表示）之间的函数关系。

投影转换是从一种地图投影变换为另一种地图投影。其实质是建立两平面场之间及邻域双向连续点的一一对应的关系。

虚拟地理环境简称VGE，是基于地学分析模型、地学工程等的虚拟现实，它是地学工作者根据观测实验、理论假设等建立起来的表达和描述地理系统的空间分布以及过程现象的虚拟信息地理世界，一个关于地理系统的虚拟实验室，它允许地学工作者按照个人的知识、假设和意愿去设计修改地学空间关系模型、地学分析模型、地学工程模型等，并直接观测交互后的结果，通过多次的循环反馈，最后获取地学规律。

高斯-克吕格投影Gauss-KruegerProjection①是一种横轴等角切椭圆柱投影。它是将一椭圆柱横切于地球椭球体上，该椭圆柱面与椭球体表面的切线为一经线，投影中将其称为中央经线，然后根据一定的约束条件即投影条件，将中央经线两侧规定范围内的点投影到椭圆柱面上从而得到点的高斯投影。

②一种等角横切椭圆柱投影。其投影带中央子午线投影成直线且长度不变，赤道投影也为直线，并与中央子午线正交。

UTM投影全球横轴墨卡托投影的简称。是美国编制世界各地军用地图和地球资源卫星象片所采用的横轴墨卡托投影的一种变型投影。它规定中央经线长度比为09996。

电子地图当纸地图经过计算机图形图像系统光——电转换量化为点阵数字图像，经图像处理和曲线矢量化，或者直接进行手扶跟踪数字化后，生成可以为地理信息系统显示、修改、标注、漫游、计算、管理和打印的矢量地图数据文件，这种与纸地图相对应的计算机数据文件称为矢量化电子地图。

元数据[空间]是指描述空间数据的数据，它描述空间数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征，是空间数据交换的基础，也是空间数据标准化与规范化的保证，在一定程度上为空间数据的质量提供了保障。

Web地理信息系统（WebGIS）是Web技术和GIS技术相结合，即利用Web技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术。从>

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