计算机工程与应用
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基础软件和应用软件的先后开发成功，推动了
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学科的
产业化及
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理论研究的进一步深入。
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地理信息系统的研究内容
目前，从技术上看，地理信息系统的研究内容主 要 有
以下几点：
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数据的获取
数据的获取包括数据的采集与输入，即将系统 外 部 的
原始数据传输到系统内部，并将它们从外部格式转换为系
统 能 够 识 别 和 处 理 的 内 部 格 式 存 储 于 系 统 的 地 理 数 据 库
中。
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所 需 的 原 始 数 据 分 为 空 间 数 据 和 属 性 数 据 两 类 。
空间数据是指图形实体数据
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常 采 用 的 输 入 方 法 有 键 盘 输
入、利用数字化仪和扫描仪进行数字化和扫描化等。属性数
据是指空间实体的特征数据，一般采用键盘输入。现在人们
正 试 图 着 将 遥 感（
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）、全 球 定 位 技 术（
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）和 地 理 信 息 系
统相结合，这就为
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的数据获取提供了更先进更丰富的
手段，遥感数据和图像现已成为了
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重要的数据来源，而
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可同时测定空间实体的三维坐标，并可在不同作业和
处理方法的支持下达到各种要求的精度，这将推动
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数
据获取技术的发展。
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数据的存储与管理
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的数据分为栅格数据和矢量数据两大类。数据的
存储，即是把这些数据以某种形式记录在计算机的内部或
外 部 存 储 器 上 ，目 的 是 使 计 算 机 能 够 灵 活 、高 效 、快 速 地 访
问并处理这些数据，关键就在于如何建立纪录的逻辑顺序
以 确 定 存 储 的 地 址 。 一 般 而 言 ，
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系 统 都 采 用 了 分 层 技
术 ，即 根 据 地 图 的 某 些 特 征 ，把 它 分 为 若 干 层 ，整 张 地 图 正
是所有层的叠加结果。这样用户操作时就只涉及到一些特
定的层，而不是整幅地图，因而系统能对用户的要求做出迅
速反应。另外，随着
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的发展，在实现多媒体地理信息系
统 时 ，如 何 合 理 地 存 储 海 量 的 图 、文 、声 信 息 就 成 为 首 先 要
解决的存储技术难题，目前可考虑的是采用多媒体中的光
盘技术，特别是可读写光盘的存储和读取数据的速度不断
提高，为地图有声化、图像视盘等地理信息系统产品提供了
可靠的存储介质保证。
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的数据管理包括 图 形 库 管 理 和 属 性 库 管 理 。 根 据
图 形 数 据 的 几 何 特 点 ，可 将 其 分 为 点 数 据 、线 数 据 、面 数 据
和混合性数据
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种类型，混合性数据是由点状、线状与面状
物体组成的更为复杂的地理构件或地理单元。地图数据的
一个重要特点是它含有拓扑关系，即网结构元素中结点、弧
段和面元之间的邻接、关联与包含关系等，这是地理实体之
间的重要空间关系，它从质的方面或从总体方面反映了地
理实体之间的结构关系。图形数据的构模包括矢量数据模
型和面片数据模型，而专题属性数据模型一般采用关系数
据模型。两者之间的连接方式目前有：专题属性数据作为图
形数据的悬挂体、用单项指针指向属性数据、属性数据与图
形数据采用统一的结构、图形数据与属性数据自成体系。
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数据的处理与分析
数据处理包括两方面工作：一是对输入的数 据 进 行 质
量检查与纠正，包括图形数据和属性数据的编辑、图形数据
和属性数据之间对应关系的校验、空间数据的误差校正等；
二是对输入的图形数据进行整饰处理，使其满足地理信息
系统的各种应用要求，如对矢量数据的压缩与光滑处理、拓
扑关系的建立、矢量栅量数据的相互转化、地图裁减及拼接
等。
空间分析是地理信息系统的核心研究内容之一，也是
其 与 计 算 机 辅 助 设 计（
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）、计 算 机 辅 助 绘 图 系 统（
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）
的主要区别之所在。空间分析是指根据确定的应用分析模
型，通过对空间图形数据的拓扑运算及空间、非空间属性数
据 的 联 合 运 算 等 各 种 操 作 运 算 来 分 析 一 定 区 域 的 各 种 现
象，以获得更有效的数据或某一特定问题的解决方案。通过
空 间 分 析 ，
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可 以 从 已 知 的 地 理 数 据 中 发 现 隐 含 的 重 要
结论，从而回答用户提出的问题。从宏观上看，空间分析主
要包括拓扑分析、属性分析、拓扑与属性的联合分析三个方
面 ，主 要 表 现 在 数 据 检 索 及 表 格 分 析 、迭 加 分 析 、缓 冲 分 析
及网络分析上。
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数据的显示与输出
即 将 用 户 所 需 的 经
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处 理 分 析 过 的 图 形 ， 数 据 报
表、文字报告、数学数据以用户能够识别的形式灵活地显示
出来。可以采用的输出设备有计算机显示器、打印机、绘图
仪、照排机等。在输出之前一般还应进行数据校正，误差调
整，平版排版及不同系统之间的数据转换等操作。
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地理信息系统的发展展望
目的，
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界的几个前沿研究课题是：
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随 着
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在 各 种 应 用 领 域 的 迅 速 扩 展 ，
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本 身 的 功
能和结构也发生了很大的变化。地理数据的继承与共享、地
理 操 作 的 分 布 与 共 享 、
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的 社 会 化 和 大 众 化 等 客 观 需 求
使得尽可能降低采集、处理地理数据的成本，实现地理数据
的共享和互操作成为共识。
为 此 ，美 国 成 立 了
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，旨 在 利 用 其
提 出 的 开 放 地 理 数 据 互 操 作 规 范（
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）给 出 一 个 分 布 式
访问地理数据和获得地理数据处理能力的软件框架，各软
件开发商可以通过实现和使用规范所描述的公共接口模板
进行互操作，从而解决上述问题。目前，
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规范初具规
模，很多
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软件开发商也先后声明支持该规范。国内的一
些 具 有 战 略 眼 光 的
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软 件 商 也 在 密 切 关 注 着
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规
范，并已着手开发遵循该规 范 的 基 础 性
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软 件
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这 些 都 引
导着
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向着
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的方向发展。
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处理的空间数据，从本质上说是三维连续分布 的，
但目前，
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的主要应用还停留在处 理 地 球 表 面 的 数 据 上 ，
大多数
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平台都支持点、线、面三类空间物体，但不能很
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万方数据