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地理信息系统标准化的意义和作用-地理信息系统的标准化(2)

时间:2013-07-21 11:33 来源:未知 作者:地理教师 责任编辑:地理教师
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    2.促进地理信息共享

    地理信息的共享,是指地理信息的社会化应用,就是地理信息开发部门、地理信息用户和地理信息经销部门之间以一种规范化、稳定、合理的关系共同使用地理信息及相关服务机制。

地理信息共享,深受信息相关技术的发展(包括遥感技术、GPS技术、地理信息系统技术、网络技术)、相关的标准化研究及其所制定的各种法规保障制度的制约。现代地理信息共享,以数字化形式为主,并已步入了模拟产品、数据产品和网络传输等多种方式并存的数字化时代。因此,数据共享几乎成为信息共享的代名词。在数据共享方式上,专家们的观点是,未来的数据共享将以分布式的网络传输方式为主,例如,我国有关部门提出以两点一线、树状网络、平行四边形网络、扇状平行四边形网络四种设计方案作为地理信息数据共享的网络基础。

从信息共享的内容上来看,地理信息的共享并不只是空间数据之间的共享,它还是其他社会、经济信息的空间框架和载体,是国家以及全球信息资源中的重要组成部分。因此,除了空间数据之间的互操作性和无误差的传输性作为共享内容之一外,空间数据与非空间数据的集成也是地理信息共享的重要内容。后一种数据共享方式具有更大的社会意义,因为它为某些社会、经济信息的利用提供了一种新的方法。

    地理信息共享有三个基本要求:要正确的向用户提供信息;用户无歧义、无错误地接收并正确使用信息;要保障数据供需双方的权力不受侵害。在这三个要求中,数据共享技术的作用是最基本的,它将在保障信息共享的安全性(包括语义正确性、版权保护及数据库安全性等方面)和方便灵活地使用数据方面发挥重要的作用。数据共享技术涉及4个方面,它们是:面向地理系统过程语义的数据共享概念模型的建立;地理数据的技术标准;数据安全技术;数据的互操作性。

    1)面向地理系统过程语义的数据共享的概念模型

    在地理信息系统技术发展过程中,由于制图模型对地理信息系统技术的深刻影响,关于现实地理系统的概念模型大多集中于对地理系统空间属性的描述。例如对地理实体的分类,以其几何特性点、线、面等为标志,由于这一局限,地理信息系统只能显式地描述一种地理关系——空间关系。这种以几何目标为主要模拟对象的模拟方法不但存在于传统的关系型地理信息系统中,而且也存在于各种面向对象的地理信息系统模型研究文章中。以几何目标特性为主,模拟地理系统的思想几乎成为一种标准;而基于地理系统过程思想的概念模型很少出现。

    实际的数据共享是一种在语义层次上的数据共享,最基本的要求是供求双方对同一数据集具有相同的认识,只有基于同一种对现实世界地理过程的语义抽象才能保证这一点。因此在数据共享过程中,应有一种对地理环境的模型作为不同部门之间数据共享应用的基础。面向地理系统过程语义的数据共享的概念模型包括一系列的约定法则:地理实体几何属性的标准定义和表达;地理属性数据的标准定义和表达;元数据定义和表达等。这种模型中的内容和描述方法,有别于面向地理信息系统软件设计或地理信息系统数据库建立的面向计算机操作的概念建模方法。为了数据共享的无歧义性及用户正确地使用数据,面向数据共享的概念模型必须遵循ISO为概念模型设计所规定的“100%原则”,即对问题域的结构和动态描述达100%的准确。

    2)地理数据的技术标准

    地理数据的技术标准为地理数据集的处理提供象空间坐标系、空间关系表达等标准,它从技术上消除数据产品之间在数字存贮与处理方法上的不一致性,使数据生产者和用户之间的数据流畅通。

    地理数据技术标准的一项重要工作是利用标准的界面技术完整地表达数据集语义的标准数据界面。随着对数据共享认识的越来越清晰,科学家们越来越重视对地理信息系统人机界面的标准化。在有关用户界面的标准化的讨论中,两个观点占了主流:一个观点主张采用现有IT标准界面,这是计算机专家们的观点;另一个观点提出要以能表达数据集的语义作为用户界面标准的标准。经过多年的讨论及实践已逐渐形成两种策略,它们是建立标准的数据字典和建立标准的特征登记,这两种策略的理论基础都是基于对现实世界的概念性模拟以及概念模式规范化的建立。

    在数据库领域,数据字典是一个很老的概念,它的初始含义是关于数据某一抽象层次上的逻辑单元的定义。应用于地理信息系统领域后,其含义有了变化,它不再是对数据单元简单的定义,而且还包括对值域及地理实体属性的表达,它已走出元数据的范畴,而成为数据库实体的组成部分之一。建立一个标准数据字典,实际上也就是建立相应地理信息系统数据库的一种外模式,可以方便地对数据库施行查询、检索及更新服务。特征登记是一种表达标准数据语义界面方法,它产生于面向地理特征的信息系统设计思想。

    3)数据安全技术

    数据使用过程中,为了保证数据的安全,必须采用一定的技术手段。在网络数据传输状况下更是如此。从技术上解决数据安全问题,主要考虑在数据使用和更新时要保持:①数据的完整性约束条件;②保护数据库免受非授权的泄露、更改或破坏。在网络时代,还要注意网络安全,防止计算机病毒等。

    数据的完整性体现了数据世界对现实世界模拟的需求,在关系型数据库中,存在着实体完整性和关系完整性两种约束条件;数据库中数据的安全性,一般通过设置密码、利用用户登记表等方法来保证。

4)数据互操作性

从技术的角度,数据共享强调数据的互操作性。数据的互操作性,体现在两个方面:一个是在不同地理信息系统数据库管理系统之间数据的自由传输;另一个是不同的用户可以自由操作使用同一数据集,并且保证不会导致错误的结论。数据的互操作性在数据共享所有环节中是最重要的,技术要求也是最高的。


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