第二章 GIS的基础

1、 2.1 地图简介地图简介2.2 GIS工作的硬件配置工作的硬件配置2.3 GIS工作的软件构成工作的软件构成2.4 GIS中的数据源中的数据源2.5 空间数据的质量及精度分析空间数据的质量及精度分析2.6 地理信息的标准地理信息的标准2.7 空间元数据空间元数据第二章第二章 GIS的基础的基础2.1 地图简介地图简介一、地图的分类一、地图的分类。地图按内容分类地图按内容分类 地图按比例尺分类地图按比例尺分类地图按结构分类地图按结构分类二、地理空间坐标系二、地理空间坐标系1、地理空间坐标、地理空间坐标2、平面直角坐标、平面直角坐标 三、地图的投影三、地图的投影1、地图的投影、地图的投影由于球面

2、的不可展示性，为了用平面坐标来表示球面上目标的空间位置，必须进由于球面的不可展示性，为了用平面坐标来表示球面上目标的空间位置，必须进行球面坐标到平面坐标的转换，这就是地图的行球面坐标到平面坐标的转换，这就是地图的投影投影变换。变换。2、地图投影的分类地图投影的分类1）按变形的性质可分为等角投影，等积投影，等距投影；）按变形的性质可分为等角投影，等积投影，等距投影；2）按展开方式可分方位投影、圆柱投影、圆锥投影；）按展开方式可分方位投影、圆柱投影、圆锥投影；3）按投影）按投影 面积与地球相割或相切可分为割投影和切投影。面积与地球相割或相切可分为割投影和切投影。 投影面和球面的关系投影面和球面的关

3、系圆锥投影圆锥投影圆柱投影圆柱投影方位投影方位投影 正轴正轴 斜轴斜轴 横轴横轴 几种投影方式展开图：几种投影方式展开图： 方位投影展开图方位投影展开图 圆柱投影展开图圆柱投影展开图 圆锥投影展开图圆锥投影展开图 四、地图投影的选择四、地图投影的选择我国的主要用高斯我国的主要用高斯-克吕格投影地图投影。克吕格投影地图投影。 五、高斯五、高斯-克吕格投影克吕格投影xy六、地形图的分幅和编号六、地形图的分幅和编号我国，基本地形图的分幅和编号按国际规定的在我国，基本地形图的分幅和编号按国际规定的在1:100万地形图万地形图基础上，按径纬度进行。基础上，按径纬度进行。1） 1:100万地形图的分幅和编

4、号万地形图的分幅和编号按纬差按纬差4度，径差度，径差6度分度分2） 1:50万，万， 1:20万，万，1:10万地形图的分幅和编号万地形图的分幅和编号1:50万按纬差万按纬差2度，径差度，径差3度分度分,即一幅即一幅1:100万地形图包含万地形图包含4幅幅1:50万地形图；万地形图；1:20万按纬差万按纬差40，径差，径差1度分度分, 分分36幅图幅图;1:10万按纬差万按纬差20，径差，径差30分分,分分144幅图幅图;3） 1:5， 1:2.5万，万，1:1万地形图的分幅和编号万地形图的分幅和编号这三种图在这三种图在1:10万地形图基础上，按径纬度划分。万地形图基础上，按径纬度划分。 40

5、 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 39 40 ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) 13 24 39 20 25 36 ( 7 ) A B (12) 37 48 49 60 (13) (18) 61 72 38 73 84 (19) (24) 85 96 97 108 (25) C D (30) 109 120 121 132 (31) (32) (33) (34) (35) (36) 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 36 120 123 126 1:50万，万， 1:20万

6、，万，1:10万地形图的分幅和编号万地形图的分幅和编号2.2 GIS的硬件配置的硬件配置一、一、GIS的系统的组成的系统的组成1）硬件）硬件 主机、图形输入输出设备、存储设备、主机、图形输入输出设备、存储设备、网络设备。网络设备。硬件配置随工作模式（单机模式、局域网模式、硬件配置随工作模式（单机模式、局域网模式、广域网模式）而不同广域网模式）而不同2）软件）软件 系统软件、系统软件、GIS支撑软件、支撑软件、GIS应用分应用分析软件。析软件。3）地理空间数据）地理空间数据 图形、图象、文字、表格和数图形、图象、文字、表格和数据等。据等。GIS硬件、软件和数据的造价比约为硬件、软件和数据的造价比

7、约为 1：10：1004）系统的开发、管理和使用人员）系统的开发、管理和使用人员 硬件配置图硬件配置图 主机主机 显示器显示器数字化仪数字化仪磁带机磁带机扫描仪扫描仪绘画仪绘画仪打印机打印机硬盘机硬盘机光驱动器光驱动器网络二、二、GIS硬件工作的模式硬件工作的模式1）单机模式）单机模式 适用于小形应用项目适用于小形应用项目2）局域网模式（）局域网模式（LAN Local Area Network) GIS应用的最普遍的模式，适用于一个单位，一个部应用的最普遍的模式，适用于一个单位，一个部门或一座楼内。门或一座楼内。3）广域网模式（）广域网模式（WAN Wide Area Network)广域网

8、又称远程网，用于分布地域较广（如全省、全国、广域网又称远程网，用于分布地域较广（如全省、全国、全世界）的用户全世界）的用户 局域网模式的硬件配置局域网模式的硬件配置局域网局域网输入设备输入设备输出设备输出设备GIS服务器及网管服务器及网管用户组用户组1用户组用户组2用户组用户组n 广域网模式的硬件配置广域网模式的硬件配置主干网主干网输入设备输入设备输出设备输出设备GIS服务器及网管服务器及网管用户组用户组用户组用户组用户组用户组用户组用户组图象多媒体系统图象多媒体系统广域网广域网三、三、GIS输入输出设备的接口输入输出设备的接口1）SP口（串行口）口（串行口）Serial port2）SPP口

9、（并行口）口（并行口）Standard Parallel Port 3）EPP口（新型并行口）口（新型并行口）Enhanced Parallel Port4）SCSI口口 (小型计算机系统接口）小型计算机系统接口）Small Computer System Interface5）IDE口口 Intelligent Drive Electronics6）USB口口 (通用串行总线）通用串行总线）Universal Serial Bus接口比较接口比较性能指标性能指标 EPP SCSI USB传输速度（典型值）传输速度（典型值） 1Mbps 20Mbps 10Mbps传输距离传输距离 5m 6m

10、5m串联设备数串联设备数 1 7或或15 127（集线器）（集线器）接头接头 25针针 50针针 4针针热插拔热插拔hot-plug NO NO YES即插即用即插即用plug&play NO YES YES四、四、GIS输入设备输入设备1、数字化仪、数字化仪功能：功能：原理：原理：主要部件：主要部件：指标：指标：软件软件 ：GIS产品：如产品：如Calcomp 34480 A0 0.127mm/12800lpi 15000元元 种类：种类：功能：功能：原理：原理：主要部件：主要部件：指标：指标：软件软件 ：产品：产品：2、扫描仪、扫描仪 越来越重要、越来越重要、 OCR 、半自动化、

11、半自动化 3、全数字摄影测量仪（工作站）、全数字摄影测量仪（工作站） 处理完整的数字影像处理完整的数字影像主要部件：计算机、立体显示卡、立体观察眼镜主要部件：计算机、立体显示卡、立体观察眼镜4、其它设备、其它设备数码相机、摄像机、数码相机、摄像机、GPS接收机等接收机等五、五、GIS的输出设备的输出设备1、图形终端（显示器）、图形终端（显示器）GIS的最主要输出设备的最主要输出设备CRT显示器指标：显示器指标：CRT显示器优点：显示器优点：LCD显示器指标：显示器指标：LCD显示器优点：体积小；耗电少；无闪烁；无辐射显示器优点：体积小；耗电少；无闪烁；无辐射主机主机显示卡显示卡图形控制器图形控

12、制器显示存储器显示存储器CRTLCD显示器显示器 种类：种类：功能：功能：原理：原理：指标：指标：软件软件 ：3）打印机）打印机噴墨：噴墨：激光：激光：点阵：点阵：2、绘图仪、绘图仪 GIS不可缺少的输出设备不可缺少的输出设备六、六、GIS的存储设备的存储设备 半导体存储器半导体存储器 硬磁盘硬磁盘 光盘光盘 磁带磁带微缩胶卷、纸张微缩胶卷、纸张速度增加速度增加容量增加容量增加信息存储的金字塔信息存储的金字塔七、七、GIS的网络设备的网络设备1、局域网、局域网网络传输介质网络传输介质 包括各种粗细电缆、绞线、双绞线。包括各种粗细电缆、绞线、双绞线。网络服务器网络服务器 可有多个服务器如文件服务

13、器，通信服务器，打印可有多个服务器如文件服务器，通信服务器，打印服务器等，以实现资源共享服务器等，以实现资源共享网络工作站网络工作站 用户通过它来访问网络，共享网络资源。用户通过它来访问网络，共享网络资源。网卡（网络适配器）网卡（网络适配器）装在网络服务器和网络工作站上，以实现网装在网络服务器和网络工作站上，以实现网络资源的共享和通信。络资源的共享和通信。附属设备附属设备（随传输介质而定）对双绞线为集线器（随传输介质而定）对双绞线为集线器, RJ-45插头，插头，对绞线为光收发器，对绞线为光收发器，ST光纤插头，要实现远程通信还要光纤插头，要实现远程通信还要MODEM。网络软件网络软件 网络网

14、络OS 网管软件，通信软件，网络协议软件等。网管软件，通信软件，网络协议软件等。 2、广域网的网络互连设备、广域网的网络互连设备局域网之间的连接分局域网之间的连接分LAN-LAN，LAN-WAN，LAN-WAN-LAN（1）中继器）中继器 网桥网桥 路由器路由器中继器中继器 (repeater) 最简单的网络连接器，可实现传送信号的放大和转发，只能实最简单的网络连接器，可实现传送信号的放大和转发，只能实现相同现相同物理层物理层协议协议的的LAN。网桥网桥 （bridge) 在数据链路层实现在数据链路层实现LAN互连和存储转发的设备。同时能实现信互连和存储转发的设备。同时能实现信号的隔离提高网络

15、性能。但随网络扩大网桥号的隔离提高网络性能。但随网络扩大网桥 在网管，路由等问题上不能满足要在网管，路由等问题上不能满足要求。求。路由器路由器(louter)是一种具有更大功能和更强另活性的网络互连设备，其结构较复是一种具有更大功能和更强另活性的网络互连设备，其结构较复杂，功能比网桥强，速度比网桥慢。杂，功能比网桥强，速度比网桥慢。（2）网关（）网关（gatway) 又称协议转换器又称协议转换器 用于连接不同体系结构的网络，常针对特定的应用。用于连接不同体系结构的网络，常针对特定的应用。2.3 GIS软件的构成软件的构成1、结构图、结构图空间数据输出管理空间数据输出管理空间数据库管理空间数据库

16、管理空间数据输入管理空间数据输入管理（图形输入和编辑）（图形输入和编辑）应用模型应用模型 空间数据查询和分析空间数据查询和分析DTM模型模型应用模型应用模型 矢量栅格数据的输入矢量栅格数据的输入数据的编辑数据的编辑数据格式的转换数据格式的转换图形图象图形图象文本文本报表的输出报表的输出空间数据库空间数据库位置、拓扑、位置、拓扑、属性数据属性数据地形分析地形分析网络分析网络分析缓冲分析缓冲分析叠置分析叠置分析GIS应用的典型过程应用的典型过程 观察现象观察现象获取数据获取数据数据预处理数据预处理数据组织数据组织查询与分析查询与分析数据库数据库制图输出制图输出交交互互2、GIS的输入子系统的输入子

17、系统文本数据文本数据地图地图野外实测数据野外实测数据RS影像数据影像数据(航天、航空）航天、航空）空间数据库空间数据库其它数据其它数据图形数据编辑图形数据编辑数据组织结构数据组织结构3、GIS的输出子系统的输出子系统 图形图象输出图形图象输出属性输出属性输出数据数据输出数据数据输出其它输出其它输出点状图、线状图、面状图；点状图、线状图、面状图；影象图；影象图；等值线图；等值线图；三维图；三维图；统计图；统计图；文本、报表文本、报表不同格式的数字产品不同格式的数字产品语音输出等语音输出等符号符号注记注记图框图框图例图例 2.4 GIS中的数据中的数据GIS数据的特点数据的特点:空间性、时间性、专

18、题性、分布性。空间性、时间性、专题性、分布性。GIS 的数据源的数据源:地图数据地图数据遥感数据遥感数据测量数据测量数据野外采集数据野外采集数据其它数据其它数据 一、地图数据及其获取一、地图数据及其获取1、地图表示的地理空间、地图表示的地理空间 空间：空间：属性：属性：2、地图信息的数字化描述、地图信息的数字化描述地理空间实体的数字化描述有两种方法：地理空间实体的数字化描述有两种方法：1）矢量法）矢量法2）栅格法）栅格法3、地图数据的逻辑组织模型、地图数据的逻辑组织模型地图数据从逻辑上组织成层次关系其关系是：地图数据从逻辑上组织成层次关系其关系是： 地图地图 图层图层 空间对象空间对象 坐标对

19、坐标对地图地图图层图层1图层图层2图层图层n图层图层1的空间对象及的空间对象及描述信息描述信息图层图层2的空间对象及的空间对象及描述信息描述信息图层的空间对象及图层的空间对象及描述信息描述信息 4、 地图数据的获取地图数据的获取通常有两种方法实现地图数字化：通常有两种方法实现地图数字化：1）直接数字化（数字化仪）输入；）直接数字化（数字化仪）输入；2）扫描（扫描仪）输入。）扫描（扫描仪）输入。（1）坐标的转换问题）坐标的转换问题 通常输图前在图板的地图上取通常输图前在图板的地图上取4个点在数字化坐标上的坐标值，并给出该个点在数字化坐标上的坐标值，并给出该4个点的实际图件上坐标值。即个点的实际图

20、件上坐标值。即4个同名点。个同名点。按按 X=a 0 + a1x +a2 y+ a3 x y 当图的变形很小时，当图的变形很小时， a 3 b3近于零近于零 Y=b 0 + b1x +b2 y + b3 x y 其中其中X,Y是实际图件上坐标值是实际图件上坐标值; x,y 是数字化坐标上的坐标值是数字化坐标上的坐标值; a 0 a1 a2 a 3 b 0 b1 b2 b3 为待定系数。为待定系数。这时候，就符合图形学坐标变换的公式，这时候，就符合图形学坐标变换的公式， X=a 0 + m ( x - y ) Y=b 0 + n ( x + y ) a1 a2 b1 b2 yXY1）直接数字化仪

21、获取地图数据）直接数字化仪获取地图数据xa 0b 0cossincossin=mcos=ncos= -m sin=nsin用最小二乘法可求出待定系数用最小二乘法可求出待定系数在一些系统中允许用户输入在一些系统中允许用户输入4个以上的控制点，这时候可用用最小二乘法可求出个以上的控制点，这时候可用用最小二乘法可求出最佳一组待定系数，以改善坐标转换的精度。最佳一组待定系数，以改善坐标转换的精度。坐标变换的地理意义：坐标变换的地理意义： （3）数字化仪工作的软件数字化仪工作的软件（2）数字化仪工作过程）数字化仪工作过程打开通信接口及数据文件打开通信接口及数据文件 初始化数字化仪初始化数字化仪输入控制点

22、及图幅范围输入控制点及图幅范围 读取并显示一个读取并显示一个x,y值值 输入正确否输入正确否 保存文件保存文件 结束否结束否关闭端口及数据文件关闭端口及数据文件 结束结束NYYN删除点返回上一点删除点返回上一点读下一点读下一点 2）扫描仪获取地图数据）扫描仪获取地图数据二、遥感数据二、遥感数据 1、遥感数据的分类、遥感数据的分类2、遥感数据质量指标、遥感数据质量指标1）空间分辨率）空间分辨率2）时间分辨率）时间分辨率 3）光譜分辨率）光譜分辨率4）温度分辨率）温度分辨率3、遥感数据的获取、遥感数据的获取1）目视法获取遥感影像数据）目视法获取遥感影像数据RS信息信息地形信息地形信息专业信息专业信

23、息初步解释初步解释详细解释详细解释 专题图专题图满意满意不满意不满意调查调查再解释再解释 2）将）将RS影像作为基础层输入到影像作为基础层输入到GIS中，实现栅格影象和中，实现栅格影象和GIS线线划图的叠置，从中提取信息。划图的叠置，从中提取信息。3）将）将RS直接进入直接进入GIS系统，利用系统，利用RS实现对实现对GIS空间数据和属性数空间数据和属性数据的更新。据的更新。地形图地形图专题图专题图 航片航片卫片卫片扫描仪输入扫描仪输入数字化影象图数字化影象图计计算算机机图图象象处处理理识识别别系系统统输出输出数字影象图数字影象图影像匹配影像匹配影像识别影像识别影像分类影像分类地图识别地图识别

24、RS和和GIS的结合的结合1）如上所述，）如上所述，RS作为作为GIS的数据源；的数据源；2）利用）利用GIS作辅助信息，帮作辅助信息，帮RS进行分类，或者将进行分类，或者将RS中非监督分类中非监督分类的结果与的结果与GIS中地物比较，校正分类结果的地物类型；中地物比较，校正分类结果的地物类型；3）RS和和GIS结合进行联合空间分析，以大大提高结合进行联合空间分析，以大大提高GIS的空间分析的空间分析能力。如将能力。如将RS和和GIS叠置得洪水淹没模型；对农作物进行估产等叠置得洪水淹没模型；对农作物进行估产等三、摄影测量数据及获取三、摄影测量数据及获取摄影测量在我国的基本比例尺测图生产中起关键

25、作用。我国的大摄影测量在我国的基本比例尺测图生产中起关键作用。我国的大部分部分1：1万，万，1：5万地形图都使用摄影测量方法。万地形图都使用摄影测量方法。1、地面摄影测量和航空摄影测量、地面摄影测量和航空摄影测量2、解析摄影测量、解析摄影测量3、数字摄影测量、数字摄影测量四、属性数据及获取四、属性数据及获取 属性数据内容属性数据内容属性数据是目标的空间特性以外的特性的详述。主要包括目标类属性数据是目标的空间特性以外的特性的详述。主要包括目标类型，具体目标特征和专题说明等详细描述。型，具体目标特征和专题说明等详细描述。目标类型描述通常用类型编码来表示；专题说明描述用属性内容目标类型描述通常用类型

26、编码来表示；专题说明描述用属性内容表示。表示。属性数据源属性数据源各种统计数据及各类调查数据是属性数据主要数据源。通常包含各种统计数据及各类调查数据是属性数据主要数据源。通常包含特定位置上的社会、环境、资源、经济、人口等数据。特定位置上的社会、环境、资源、经济、人口等数据。属性数据的获取属性数据的获取对照图件直接输入，即直接在对照图件直接输入，即直接在GIS中，通过其数据库管理软件对中，通过其数据库管理软件对照图形直接录入照图形直接录入 ；用通用数据库软件录入，录入后转入用通用数据库软件录入，录入后转入GIS系统；系统；从其它系统（如从其它系统（如MIS）系统转入数据。）系统转入数据。五、野外

27、采集数据五、野外采集数据GPS作为一种新型的定位数据采集技术具有高精度，高效益，低成作为一种新型的定位数据采集技术具有高精度，高效益，低成本，全天侯，灵活实时的优势。本，全天侯，灵活实时的优势。GPS在在GIS中的应用：中的应用：1）直接用于对）直接用于对GIS空间数据的实时更新和采集；空间数据的实时更新和采集；2）将）将GPS的实时差分技术与的实时差分技术与GIS的电子地图结合，组成各种车载、的电子地图结合，组成各种车载、机载电子导航系统；机载电子导航系统；3）为）为GIS的空间数据获取提供实时定位数据。的空间数据获取提供实时定位数据。2.5空间数据的质量及精度分析空间数据的质量及精度分析一

28、、空间数据质量一、空间数据质量数据的准确度数据的准确度（accuracy）指记录值和真实值之间接近的程度；）指记录值和真实值之间接近的程度；数据的精密度数据的精密度（precision）指数据表示的精密程度，如数据有效）指数据表示的精密程度，如数据有效位数；位数；数据的分辨率数据的分辨率（spatial resolution）指两个可测量数据之间可识别）指两个可测量数据之间可识别的最小差异，常用最小线宽来表示；的最小差异，常用最小线宽来表示；数据的不确定性数据的不确定性（uncertainty）包括空间位置不确定性、属性不）包括空间位置不确定性、属性不确定性、时域不确定性、逻辑上的不一致性、及

29、数据的不完整性；确定性、时域不确定性、逻辑上的不一致性、及数据的不完整性；数据的误差数据的误差（error）表达数据准确性的一种表达方式。）表达数据准确性的一种表达方式。精度精度二、空间数据质量评价空间数据质量评价空间数据质量评价就是用空间数据质量标准要素对数据所描述的空间、专题空间数据质量评价就是用空间数据质量标准要素对数据所描述的空间、专题和时间特性进行评价，可用空间数据质量评价矩阵如下来表示：和时间特性进行评价，可用空间数据质量评价矩阵如下来表示： 空间特性空间特性空间要素空间要素 空间特性空间特性 时间特性时间特性 专题特性专题特性位置精度位置精度属性精度属性精度逻辑一致性逻辑一致性数

30、据完整性数据完整性表现形式准确性表现形式准确性三、空间数据误差的来源三、空间数据误差的来源1）数据采集引起的误差）数据采集引起的误差 如野外测量仪器的误差、记录的误差；如野外测量仪器的误差、记录的误差；RS数据纠正和提取的误差；地图印刷误差、坐标转换引起误差等。数据纠正和提取的误差；地图印刷误差、坐标转换引起误差等。2）数据输入引起的误差）数据输入引起的误差 如如 数字化误差、格式转换引起的误差等。数字化误差、格式转换引起的误差等。3）数据存储引起的误差）数据存储引起的误差 数据存储选用精度不够、存储空间数据数据存储选用精度不够、存储空间数据的格网太大、比例尺太小等的格网太大、比例尺太小等4）

31、数据处理引起的误差）数据处理引起的误差 如插值引起的误差如插值引起的误差 、叠加引起的误差、叠加引起的误差 、算法产生的误差等。算法产生的误差等。5）数据输出引起的误差）数据输出引起的误差 如输出媒体不稳引起的误差如输出媒体不稳引起的误差 、设备精度、设备精度引起的误差等引起的误差等。 6）使用引起的误差）使用引起的误差 如选择和使用不当引起的误差等。如选择和使用不当引起的误差等。 四、空间数据误差的种类四、空间数据误差的种类1、源误差、源误差1）地面测量数据的误差）地面测量数据的误差2）地图数字化的误差）地图数字化的误差3）RS数据误差数据误差2、GIS处理过程引起的误差处理过程引起的误差1

32、）计算机字长引起的误差）计算机字长引起的误差2）拓朴分析引起的误差）拓朴分析引起的误差3）数据的分类和内插引起的误差）数据的分类和内插引起的误差2.6地理信息的标准地理信息的标准一、地理信息标准化的意义一、地理信息标准化的意义1、促进地理信息的交换和使用、促进地理信息的交换和使用2、促进地理信息的共享、促进地理信息的共享。 1、信息技术标准分类、信息技术标准分类（1）硬件设备标准）硬件设备标准 如如RS232接口；接口；（2）软件标准）软件标准 如如SQL查询语言；查询语言；（3）数据和格式标准）数据和格式标准 如数据格式标准；如数据格式标准；（4）数据集标准）数据集标准 数据存放标准；数据存

33、放标准；（5）过程标准）过程标准 用于指导数据开发过程。用于指导数据开发过程。2、从管辖范围看制定信息技术的标准和机构、从管辖范围看制定信息技术的标准和机构（1）国际级的标准化组织如）国际级的标准化组织如 ISO(International Standard Organization)；（2）区域级标准化组织；）区域级标准化组织；（3）国家级标准化组织，如美国国家标准化组织）国家级标准化组织，如美国国家标准化组织ANSI、美国联邦地理数据委员、美国联邦地理数据委员会会FGDC；（4）政府和用户级标准化组织）政府和用户级标准化组织 如如GIS领域中的领域中的OGC（OpenGIS）；）；（5）其

34、它标准化组织。）其它标准化组织。如美国联邦空间数据委员会在如美国联邦空间数据委员会在1992年颁布了美国空间数据交换标准年颁布了美国空间数据交换标准SDTS（Spatial Data Transfer Standard)二、信息技术的标准和机构二、信息技术的标准和机构三、三、 国际上几个主要的国际上几个主要的GIS标准标准1、地理信息、地理信息/地球信息科学专业会员会制定的地理信息标准地球信息科学专业会员会制定的地理信息标准 ISO/TC211。ISO/TC211主要用于指导主要用于指导GIS的开发和使用，它定义和描述了一系列地理信息、的开发和使用，它定义和描述了一系列地理信息、地理数据管理和

35、地理过程的标准。该标准共分地理数据管理和地理过程的标准。该标准共分25部分，包括框架和参考模型、数部分，包括框架和参考模型、数据模型和算子、地理空间数据管理、空间数据服务等内容，分别由美国、英国、据模型和算子、地理空间数据管理、空间数据服务等内容，分别由美国、英国、澳大利亚、加拿大等国负责。澳大利亚、加拿大等国负责。 参考资料参考资料 ISO/TC211 Geographic Information/ Geomatics, 1998 ISO2、美国、美国OGC（OpenGIS Consorti，)制定的开放地理数据互操作规范制定的开放地理数据互操作规范 OpenGIS（Open Geodata

36、 Interoperation Specification)。很多。很多GIS厂商参于该组织厂商参于该组织OpenGIS的目标是制定一个规范，以建立分布的、无边界的、基于构件的地理数的目标是制定一个规范，以建立分布的、无边界的、基于构件的地理数据互操作环境，使据互操作环境，使GIS软件具有可操作性、可移植性、可升级性、开放性、互操软件具有可操作性、可移植性、可升级性、开放性、互操作性和易用性。目前国内的作性和易用性。目前国内的GIS开发机构也提出了中间交换数据文件格式，也提开发机构也提出了中间交换数据文件格式，也提出平开发了组件式出平开发了组件式GIS工具。这同工具。这同OpenGIS尚有距离

37、。尚有距离。OpenGIS的实质是制定出一套各方均能接受的空间数据操作函数的实质是制定出一套各方均能接受的空间数据操作函数APIOpenGIS主要定义了三个模型主要定义了三个模型（1）开放的地理数据（）开放的地理数据（Open Geodata) 模型号定义了一个概括的、共用的基本模型号定义了一个概括的、共用的基本地理信息类型的集合；地理信息类型的集合；（2）OpenGIS服务服务（3）信息团体模型）信息团体模型3、美国联邦地理数据委员会、美国联邦地理数据委员会FGDC制定的美国空间数据元数据标制定的美国空间数据元数据标准。准。空间数据的元数据标准从空间数据的元数据标准从7个方面对元数据进行了描

38、述：标识个方面对元数据进行了描述：标识（Identification)、数据质量、数据质量(Data Quality)产生该数据的原始数据，数据的精度，产生该数据的原始数据，数据的精度，一致性，完整性等；空间数据的组织一致性，完整性等；空间数据的组织(Spatial Data Organization)数字编码的组数字编码的组织，属性信息等；空间参照织，属性信息等；空间参照(Spatial Reference)数据采用的投影方式，地球参照数据采用的投影方式，地球参照系等；实体和属性信息系等；实体和属性信息(Entity &Attribute Information)数据中的地理信息，信

39、数据中的地理信息，信息的编码等；分发息的编码等；分发(Distribuution)数据的格式，存储介质，价格等；元数据参考数据的格式，存储介质，价格等；元数据参考信息信息(Metadata Reference)数据完成日期和人等。数据完成日期和人等。4、美国联邦地理数据委员会、美国联邦地理数据委员会FGDC制定的空间美国数据转换标准制定的空间美国数据转换标准SDTS（Special Data Transfer Standard)。SDTS是目前美国政府部门和商业组织采用的数据交换格式标准。是目前美国政府部门和商业组织采用的数据交换格式标准。SDTS使得任意两种空间数据可以相互转换，为国家空间数

40、据基础设施的实现起使得任意两种空间数据可以相互转换，为国家空间数据基础设施的实现起了决定性的意义。了决定性的意义。SDTS是一个分层的数据转换模型，分概念层、逻辑层、格式层三个层次。是一个分层的数据转换模型，分概念层、逻辑层、格式层三个层次。概念层概念层 建立地理要素及特性的模型；建立地理要素及特性的模型；逻辑层逻辑层 将概念层的地理要素转换成逻辑化的模型，记录，数据项等；将概念层的地理要素转换成逻辑化的模型，记录，数据项等； 格式层格式层 定义了与文件相符的文件格式，以进行空间数据的转换定义了与文件相符的文件格式，以进行空间数据的转换。GIS标准可保证标准可保证GIS技术及其应用向规范化发展

41、，拓宽技术及其应用向规范化发展，拓宽GIS应用实现应用实现不同领域地理信息的共享和互操作。我国基础地理信息的标准还缺不同领域地理信息的共享和互操作。我国基础地理信息的标准还缺乏系统性和完整性。但作为乏系统性和完整性。但作为NSDI的重要组成的国家基础的重要组成的国家基础GIS（NFGIS）建设热潮很高。）建设热潮很高。目前已完成如：目前已完成如： 中华人民共和国行政区划代码，中华人民共和国行政区划代码，GB2260-80； 国土基础信息基础数据分类代码，国土基础信息基础数据分类代码，GB/T13923-92； 1：500、1：1000、1：2000 地形图要素分类代码，地形图要素分类代码，GB

42、14804-93； 1：5000、1：10000、1：25000、1：100000 地形图要素分类代地形图要素分类代码，码，GB/T5660-1995等；等； 1：100万、万、 1：25万地形数据库、地名数据库；万地形数据库、地名数据库；1：1万、万、1：5万万地形数据库、地名数据库（试验）等。地形数据库、地名数据库（试验）等。四、国内的四、国内的GIS标准标准2.7空间数据的元数据（空间数据的元数据（metadata)一、空间数据元数据的概念一、空间数据元数据的概念 目前空间数据的共享问题十分突出，计算机技术的发展为空间数据的共享提供目前空间数据的共享问题十分突出，计算机技术的发展为空间数

43、据的共享提供了技术基础。了技术基础。作为数据的生产者必需要有效地对数据进行管理和维护；作为数据的生产者必需要有效地对数据进行管理和维护；作为数据的使用者必需要全面快速地访问、获取、管理空间数据。作为数据的使用者必需要全面快速地访问、获取、管理空间数据。 元数据是为了有效管理和应用地理信息资源而提出的重要技术手段。元数据是为了有效管理和应用地理信息资源而提出的重要技术手段。简单的说元数据是简单的说元数据是“数据的数据数据的数据”，是关于数据和信息资源的描述信息，是关于数据和信息资源的描述信息,它描述它描述数据的内容、质量、条件、和其它特征，使数据充分发挥作用，在实现数据共享数据的内容、质量、条件

44、、和其它特征，使数据充分发挥作用，在实现数据共享方面十分重要。方面十分重要。 地理信息元数据的标准和操作工具已成为国家空间数据基础设施的重要组成部地理信息元数据的标准和操作工具已成为国家空间数据基础设施的重要组成部分。分。不同领域的数据库其元数据的内容会有很大的差别，通过元数据可以检索访问数不同领域的数据库其元数据的内容会有很大的差别，通过元数据可以检索访问数据库，有效利用计算机系统资源，对数据进行加工和二次开发。据库，有效利用计算机系统资源，对数据进行加工和二次开发。二、空间数据元数据的内容二、空间数据元数据的内容1）对数据集的描述）对数据集的描述描述数据集中数据项、数据来源、数据所有者、数据生产历史等；描述数据集中数据项、数据来源、数据所有者、数据生产历史等；2）对数据质量的描述）对数据质量的描述描述数据的精度、数据的完整性、数据分辨率、比例尺等；描述数据的精度、数据的完整性、数据分辨率、比例尺等；3）对数据转换方法和处理信息的描述）对数据转换方法和处理信息的描述4）对数据更新和集成等的说明）对数据更新和集成等的说明.三、空间数据元数据的分类三、空间数据