GIS整体框架

 

陈玉进 李泉 南京跬步科技有限公司http://www.creable.cn

 

 

为了说明本书所要讲述的内容，首先需要了解一下GIS整体框架及其涉及到的知识点，它们是GIS平台真正核心的部件，是桌面GIS、WEBGIS、移动GIS的共同基础，所不同仅仅是客户端技术。这也是为了回答一些读者的疑问：本书是关于移动GIS的，怎么会谈很多GIS底层的原理？相信您读完本书，会对GIS平台有更深刻的认识。

 

作为GIS初学者，首先需要了解GIS数据模型。对于简单实体型矢量数据而言，每一个要素对应一条记录，包含要素的属性信息和几何信息，属性信息用通常的数据类型来表达，而几何信息需要新的字段类型来表达即Geometry空间数据类型，它记录了这个要素的几何坐标。接下来，需要了解Geometry对象模型以及它是如何表达各种复杂的几何要素的，在对要素的属性信息和几何信息了解的基础上，一个图层上的众多要素又是怎么组织在一起存放到文件或数据库表中的，这里就牵涉到空间索引的安排了。空间索引给要素存放的位置作了一个登记，当进行要素读取时，先查找空间索引获取到要素存放的地址，然后迅速定位到该地址读取数据；同时，有意识地将要素按空间索引的某种规律排放能快速获取多个要素，提高I/O的效率。

 

    GIS内核有各个模块组成，它们松散耦合共同完成数据读取、数据组织、图层管理、图层渲染、地图管理、空间分析等各方面的工作，所以，有必要了解一下GIS内核所包含的模块以及之间的关联关系，对进行GIS面向对象设计有更深入的了解。

 

地图显示是GIS的核心问题，如何将要素的几何信息转换为图形显示，就要涉及到地图坐标和屏幕坐标的转换、图形的窗口裁减、网格化的地图标注等内容，而要素的符号化，是形象化地图表达的关键，通过符号化能表达要素的质量和数量特征，符号库的建立、符号化渲染是地图符号要介绍的重点内容。

 

地图工具，是与用户的交互接口，它能浏览地图、选择要素、编辑地图等，这些是建立在前面的基础上实现的，只有读取到要素数据并将其在画布上渲染出来，才能进行对地图的进一步操作。

 

空间分析，内容很多，常用的有空间关系判断与查询、叠置分析、缓冲区分析、路径规划等，主要是一些计算几何和图论的算法，这里作一些简单介绍。

 

OGC标准，相对于GIS内核，是一套外围框架和标准，是对GIS内核的封装，对外开放了符合OGC标准的WEB接口，屏蔽了内核实现的差异，实现异构系统的共享与互操作，是当前GIS发展的必然趋势。WMS、WFS、WCS等标准都是基于HTTP协议之上实现，是SOA架构思想、Web Services技术在GIS上的应用，本书将详细解读这些标准的内涵与应用。

 

移动GIS，是在移动互联网大背景下产生的，是一种新的GIS客户端技术，它将程序运行在智能手机上，通过OGC标准与GIS服务器内核间接打交道，实现GIS数据读取、管理、渲染、分析等工作。开源GIS蓬勃发展，本文将在开源GIS基础上搭建移动GIS系统，同时，结合智能手机多媒体功能，使读者对移动GIS有更感性的认识。