第十五章：地理信息系统其它问题

第十五章：地理信息系统的其它问题§15.1地理信息系统的标准§15.2地理信息系统和社会

§15.3数字地球§15.1地理信息系统的标准随着GIS技术的发展，特别是网络技术应用到地理信息系统建设中，与它有关的标准化也成为一个必须解决的问题。信息技术的标准和规范可以分为以下五个方面：1）硬件设备的标准，在网络技术中，存在着大量这种标准，如IEEE802系列；2）软件方面的标准，包括操作系统，查询语言，程序设计语言，图形用户界面等等，如SQL，DCOM，CORBA等等；3）数据和格式的标准，包括数据模型，数据库的构建，数据质量和可靠性，地理要素的分类系统，数据格式转换等，在地理信息应用中，空间数据编码规范、元数据标准等就属于该范畴；4）数据集标准，数据存放的文件格式标准，如美国人口普查局的TIGER文件标准等；5）过程标准，如ISO9000系列和CMM等，主要是针对系统开发过程的指导§15.1地理信息系统的标准地理信息系统标准化主要包括后四个方面的标准：软件工具：如文档，设计、验收、评测标准以及软件的接口规范等；数据：包括数据模型，数据质量，数据产品，数据交换，数据显示，空间坐标投影等；系统开发：系统设计过程，数据工艺流程，标准建库流程等；其它，包括名词术语，管理办法等一般而言，软件工具，系统开发，管理办法等方面的标准可以借用更为通用的信息技术标准规范，所以GIS标准主要集中于空间数据以及相关的一系列规范§15.1地理信息系统的标准目前，有很多个组织和政府部门召集或主持制定地理信息系统标准，其内容主要包括空间数据模型空间服务模型空间数据共享（DataSharing）互操作（DataInteroperation）其中比较重要要的是：地理信息/地球信息科学(Geographicinformation/Geomatics)专业委员会制定的ISO/TC211地理信息标准,更为全面，更注重于标准本身的定义，可以指导地理信息系统开发和使用的各个方面；OGC(OpenGISConsortium)制定的OpenGIS：更加注重软件的实现。§15.2地理信息系统和社会GIS的社会化在企业化GIS应用的初期主要集中于一些经常要处理和使用空间数据的部门，包括土地，市政设施管理等等这些部门的业务数据具有“强”的空间分布特性，如地块数据，管网数据等，采用GIS对其业务进行管理是“自然”的需求随着信息技术应用的普及许多其他领域的机构开始采用GIS，例如：商场可以采用GIS来分析不同区域客户的购物倾向；无线通信部门可以利用GIS来确定其发射台站的覆盖范围和覆盖效率；而交通部门可以使用GIS来分析交通流量在这些机构中，空间数据只是信息系统中数据的一部分，或者信息系统的数据，如客户、雇员数据，具有“弱”的空间分布特性，GIS与其它系统集成在一起，服务于其业务。§15.2地理信息系统和社会GIS社会化的影响“大众化”是GIS社会化的主要方面，它是指GIS技术已经融入到人们的日常生活中，迁移默化的改变着生活方式：将地图存储在计算机中，使以往利用地图提供的定位、定向、导航功能可以通过GIS实现，而3S集成技术，可以使得定位导航功能更加自动化和精确；利用GIS可以将信息按照其空间坐标组织起来，进行查询检索；可以分析其空间分布特点，进行决策支持汽车导航、野外探险和旅游、银行信用卡管理、商家经营分析、保险赔偿分析等等，人们生活的各个方面，GIS都可以在其中发挥作用。§15.2地理信息系统和社会GIS的社会化公众在日常生活中使用着地理信息系统，可是他（她）不需要了解任何GIS的知识他（她）根本感觉不到GIS作为独立的技术在其中所起到的作用，正如一个基于数据库建立的自动取款机系统，当人们在存款、取款时，不需要了解数据库的查询、修改、提交、回送等具体功能的概念和实现，但确实，他用到了这些功能GIS应用和其他应用紧密结合在一起，已经成为人们日常生产和生活不可分离的一部分，正如一些学者所预测的，“GIS发展的将来就是没有GIS”。从应用角度来看，GIS的社会化意味着每个人都可以方便的使用GIS功能而从应用开发角度来看，GIS社会化的标志是GIS产业的形成与分化，形成专门的数据生产厂商，GIS平台/构件开发商，GIS集成商，GIS服务提供商以及GIS工程监理等等相关GIS技术标准的确立，对于GIS产业的发展提供了基础§15.2地理信息系统和社会GIS社会化的其它问题产业数据生产

GIS软件生产和系统集成

GIS服务

GIS工程监理

政策GIS标准和规范

基础空间数据的建立和共享

其它领域应用GIS的规定

GIS产业的运行规范

§15.2地理信息系统和社会GIS社会化的其它问题法律计算机犯罪软件版权隐私权网络法律问题数据版权问题数据获取数据处理数据发布数据应用§15.2地理信息系统和社会1）数据的获取：利用测量设备，包括GPS、平板测图仪等，得到的空间数据，无疑是其制作者（也包括数据制作单位）原创作品，作者对之拥有完全的版权；纸质地图数据的数字化即原地图是版权作品：需要取得地图权利人的许可原地图是无版权资料,数字地图的作者应该数据拥有完全的版权。数据购买只是获得数据的使用权，并没有得到所有权遥感数据往往是通过购买得到，因而购买单位只是拥有使用权，但是对遥感数据进行处理，并得到专题数据（如植被覆盖图，土地利用图等），该过程融入了处理者的思想，所以一般来说，数据处理者拥有完全版权。§15.2地理信息系统和社会2）数据处理只有在对有版权的电子数据进行处理，而处理者并不拥有其版权的情况下，才会涉及版权问题需要处理者投入时间和经费，并且体现了处理者的思想，数据处理完成后，原始数据在新的数据中并不显式地表现出来，在一般情况下，可以认为处理者拥有完全的版权。数据处理过程的复杂程度是不一致的，对于一些简单的变换处理，如投影变换，文件格式转换，图像处理中亮度、对比度变换，通常这些变换是可逆的，即由处理结果可以再生成原始数据。处理者不能拥有结果数据的版权。3）数据的发布形式空间数据可以有多种发布形式，包括地图，计算机可读的各种介质，Internet等等，具有版权的数据，无论其发布形式如何，其版权都应该受到保护，除非权利人做出特别的声明。4）数据应用目的空间数据的使用可以有不同的目的，包括教育，科研，公共服务，商业等，一般对于非赢利目的使用数据，其限制可以适当放宽§15.2地理信息系统和社会GIS社会化的其它问题教育和评估认证进行GIS培训和教育的机构主要包括职业学校、社区学院、大学和学院、GIS软件开发商、使用GIS的单位等。1）认证：认证侧重于通过考试或者其它等价的评估过程，使GIS专业人员展示其能力和对GIS知识的掌握程度。2）许可证：许可证也是保证GIS人员能力的一个途径，它又可以称为注册登记，是一个强制的过程，通过该过程政府给予一些个人从事某些领域的许可。3）授权：授权不是针对个人，而是对GIS教育机构的认证过程，包括课程，教员的数量和质量，设施等等，§15.2地理信息系统和社会社会对GIS发展的影响GIS技术既是一个工具，可以解决人们在生产生活中遇到的各种问题也是一个社会过程，即GIS技术在影响和改变着社会的同时，社会也对GIS技术的发展施加着影响§15.3数字地球地球信息科学基本概念地理信息科学（GeographicalInformationScience）地球测量（Geomatics）地球信息学[宫鹏]地球空间信息学[李德仁]地球信息学（Geo-Informatics）地球信息科学（Geo-informationScience）§15.3数字地球地球信息科学的本质从信息流的角度来揭示地球系统的发生、发展及其演化规律，从而实现资源、环境和社会的宏观调控，作为其理论核心的地球信息机理研究包括：地球信息的结构、性质、分类和表达；地球圈层间信息传输机制、物理过程及其增益和衰减以及信息流的形成机理；地球信息的空间认识及其不确定性与可预见性；地球信息模拟物质流、能量流和人流相互作用关系的时空转换特征；地球信息的获取和处理的应用基础理论等。§15.3数字地球作为地球信息科学的研究手段，地球信息技术包括：地球数据获取技术：从外部世界获得记录地球性质和状态的地球数据遥感、全球定位系统等地球数据获取技术的发展已经形成了覆盖全球的监测运行系统，建立起多层次、立体的对地观测系统（EOS,EarthObservationSystem），是快速获取和更新地球数据的主要技术手段。地球信息模拟技术：用于将地球数据转化为地球信息，包括地球空间信息的加工、再生以及获得有关某一地球空间问题解决的目的、计划和策略信息。地球信息传播技术：用以实施空间数据的传递和信息的传播。§15.3数字地球数字地球的产生背景数字地球（TheDigitalEarth,DE）的概念最早出现于1997年下半年，1998年戈尔在一次演讲中将数字地球正式提了出来。数字地球的科学背景，包括：地理信息科学，地球信息科学等一系列学科对地观测系统以及计算机网络的发展为数字地球提供了技术支持全球变化和可持续发展的研究对数字地球的出现起到了推动作用§15.3数字地球§15.3数字地球数字地球的基本概念，可以归纳为以下三个方面：1）数字化的三维显示的虚拟地球，或指信息化的地球，包括数字化、网络化、智能化和可视化的地球技术系统；2）实施数字地球计划是社会的行为，需要全社会的关心和支持，需要有政府、企业和学术界的共同协力参加3）是一次新的技术革命，将改变人类的生产和生活方式，进一步促进科学技术的发展和推动社会经济的进步§15.3数字地球基本框架：数字地球的基础技术，由遥感、遥测、地理信息系统、因特网等组成遥感、遥测等提供获取数据的手段地理信息系统进行数据的管理、存储、分析和表现通过因特网实现数据的传输发布，这样构成了数字地球技术系统的。§15.3数字地球数字地球核心技术高分辨率卫星遥感数据的快速获取技术

地球空间数据的存储和处理超媒体空间信息系统

地理信息的分布式计算地理信息的共享领域服务空间查询服务空间分析服务空间制图服务地理信息的特定任务服务无比例尺数据库空间数据仓库空间数据融合(Fusion)虚拟现实(VR,VirtualReality)技术元数据（Metadata）§15.3数字地球国家信息基础设施是一个能够给用户随时提供大容量信息的，由通信网络、计算机、数据库以及日用电子产品组成的完备的网络系统。目前全球被广泛采用的信息基础设施就是因特网，而Web服务无疑是因特网上最重要的应用。国家信息基础设施将促进经济的发展，其预期效益如下：1）推动新技术发展，如半导体、高速网络及其软件；2）形成大型产业，加速经济发展；3）促进电子商务的发展；4）协助解决医疗保健问题，降低医疗费用；5）促进科技研究；6）促进教育事业；7）为全国公民服务。§15.3数字地球国家空间数据基础设施(NSDI)是国家信息基础设施之后的又一个国家级信息基础设施，其目的是为了协调基础地理空间数据集的收集、管理、分发和共享的基础设施。空间数据基础设施主要由四个部分组成数据交互网络体系基础数据集法规与标准机构体系从技术的角度来看，其内容主要有：空间数据标准基础空间框架数据空间数据交换网络元数据等等§15.3数字地球目前，我国NSDI的建设包括空间信息的收集、管理、协调和分发的体系和机构：制订国家空间信息设施的规划、政策、标准和法规建立层次化的机构体系，协调各个部门（包括测绘、土地、环境、开发、农业等部门）的协作和权益研究相关技术，进行项目管理等等。空间数据收集系统一系列遥感卫星或小卫星组成的遥感卫星体系地理空间数据集Metadata和空间信息交换网络包括国家基础地理信息中心，中国科学院，国家信息中心，北京大学等许多单位已经开展了Metadata标准方面的研究，但是还需同国际上相关工作的接轨。§15.3数字地球目前，我国NSDI的建设包括基础空间框架数据以及地理空间数据标准国家测绘局进行了基础空间框架数据的输入和建库工作，其中包括全国1