網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用

【摘 要】環(huán)境科學(xué)是研究人類賴以生存的環(huán)境各要素及其相互關(guān)系包括人類在認(rèn)識和改造自然中人和環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。本文論述了DCOM的分布式網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)和AGENT技術(shù)的分布式地理信息系統(tǒng)在環(huán)境科學(xué)中的具體應(yīng)用技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng) 環(huán)境 GIS 分布式

地理信息系統(tǒng)是融計算機圖形和數(shù)據(jù)庫于一體的有關(guān)信息的集合。它把地理位置和相關(guān)屬性信息圖文并茂地輸出給用戶。用戶借助其可視化表達可進行各種輔助決策。地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生改變了傳統(tǒng)的信息處理方式使人們處理信息由數(shù)值領(lǐng)域進入到了空間領(lǐng)域。地理信息系統(tǒng)一直與信息技術(shù)息息相關(guān)。隨著分布式計算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，分布式計算技術(shù)作為一個能夠承載地理空間信息的平臺，已成為目前GIS發(fā)展的最重要的方向。 分布式地理信息系統(tǒng)是建立在分布式空間數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上由一組分布式服務(wù)器協(xié)同為客戶端提供地理信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)能夠有效地管理一個大的地理區(qū)域復(fù)雜的污染源信息，詳細(xì)分析區(qū)域環(huán)境影響諸因素的變化情況，以及主要污染物的地理屬性和特征等。

一、網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的特點

（一）隨著網(wǎng)絡(luò)的迅速普及，依賴網(wǎng)絡(luò)獲取信息擴大地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。將網(wǎng)絡(luò)軟件通過普通瀏覽器，享用地理空間信息服務(wù)，從而降低數(shù)據(jù)散發(fā)成本。比如數(shù)字地圖的出現(xiàn)，使得人們得以拋棄傳統(tǒng)的印刷地圖，可以在網(wǎng)絡(luò)上簡便地查詢地點和路線。對同一區(qū)域不同時段，不同的環(huán)境影響因素進行特征疊加，分析區(qū)域質(zhì)量演變與其它諸因素之間的相關(guān)系。對區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量進行預(yù)測。此外可在一張地塊地圖上顯示重點污染源的位置及其對環(huán)境的影響。

（二）實現(xiàn)資源共享。為實現(xiàn)信息的共享，建立面向用戶的、資源共享的開放式網(wǎng)絡(luò)。具有強大的空間分析和數(shù)據(jù)處理功能充分利用網(wǎng)絡(luò)的功能模塊結(jié)合選定的環(huán)境監(jiān)測模型可以對多源環(huán)境信息進行處理從中發(fā)現(xiàn)環(huán)境演變的動態(tài)規(guī)律，建立科學(xué)的監(jiān)測模型，實現(xiàn)對環(huán)境的綜合動態(tài)監(jiān)測。

（三）速度快，精度高。利用網(wǎng)絡(luò)分布技術(shù)可以將數(shù)據(jù)與地圖相關(guān)聯(lián)建立拓?fù)潢P(guān)系進行空間分析，實現(xiàn)對各類專題地圖輔助決策和管理。不僅節(jié)省大量的人力、物力、財力最主要的是獲得成果的速度快精度高。

（四）透明性，位置透明，即用戶不需知道文件和數(shù)據(jù)庫的位置，資源的名字資源無須更名就可自由地在系統(tǒng)中流動外界不需要知道系統(tǒng)為使資源均衡而改變對象的位置。系統(tǒng)可以隨意地為文件進行附加拷貝而無須用戶知道，并且在用戶沒有感覺的情況下并行發(fā)生。隱藏數(shù)據(jù)表示和調(diào)用機制的異同，可以將出錯和恢復(fù)事件隱藏在對象內(nèi)部，以達到糾錯的目的。

二、網(wǎng)絡(luò)式地理信息系統(tǒng)的主要表現(xiàn)方法

（一）DCOM的分布式網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)

1.具有數(shù)據(jù)管理功能：（1）由關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理屬性數(shù)據(jù)，地理空間數(shù)據(jù)以義件的形式存儲，由空間數(shù)據(jù)管理軟件包進行空間操作。地理空涮數(shù)據(jù)文件和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫之唰以指針或關(guān)鍵詞建立聯(lián)系；（2）對關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進行完善，統(tǒng)一管理屬性和空間數(shù)據(jù)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中引入面向?qū)ο蠹夹g(shù)，建立對象關(guān)系型數(shù)據(jù)庫或純對象數(shù)據(jù)庫，對象和底層表示分離，空間屬性和非空間屬性定位平等，實現(xiàn)了屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的一體化管琿。隨著技術(shù)進步，客戶端能采用新的協(xié)議，利用web技術(shù)完善地理信息系統(tǒng)的新技術(shù)，能夠在瀏覽器上顯示多媒體數(shù)據(jù)，而WebGIS中的信息通過交互操作，對空間數(shù)據(jù)進行查詢和分析。用戶可以瀏覽站點上的空間數(shù)據(jù)，進行各種空間數(shù)據(jù)檢索和空間分析。

2.分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的表現(xiàn)方法：（1）插件方法。利用布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，一些簡單的操作都需要服務(wù)器完成并將結(jié)果返回。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量較高，就需要利用插件技術(shù)，利用能夠同瀏覽器交換信息的軟件，將一部分服務(wù)的功能轉(zhuǎn)移到客戶端，加快了用戶操作的反應(yīng)速度，減少了網(wǎng)絡(luò)流量和服務(wù)器負(fù)載。而且簡單操作，使普通用戶也能方便的獲取所需的信息。利用通用的瀏覽器進行地理信息的發(fā)布，通常使用免費的插件，大程度的降低用戶的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)；（2）跨平臺性：無論客戶和服務(wù)器采用何種系統(tǒng)，服務(wù)器端使用何種軟件，用戶都可以透明的訪問WebGIS數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享；（3）可移植性：能夠?qū)崿F(xiàn)有狀態(tài)的空間數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，經(jīng)過同樣的數(shù)據(jù)傳輸過程，數(shù)據(jù)傳輸之間建立聯(lián)系，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)擔(dān)較重。它作為一種進程內(nèi)擴充方法，有效減少進程耗費的時間。客戶端同樣不具備數(shù)據(jù)管理機制，運行的速度比較快，網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器負(fù)擔(dān)輕。

（二）AGENT技術(shù)的分布式地理信息系統(tǒng)

它是以數(shù)字化的形式反映人類社會賴以生存的地球空間的現(xiàn)勢和變遷的各種空間數(shù)據(jù)，以及描述這些空間數(shù)據(jù)特征的屬性，以模型化的方法來模擬地球空間對象的行為，在計算機軟、硬件的支持下，以特定的格式支持輸入/輸出、存貯、顯示以及進行地理空間信息查詢、輔助決策的有效工具。一句話，地理信息系統(tǒng)為人們提供了管理地理信息和開展空間分析的先進工具。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機通信等技術(shù)的發(fā)展， Agent系統(tǒng)放松了對集中式、順序控制的限制，提供了分散控制和并行處理，解決了網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域之間的協(xié)同工作問題，不同領(lǐng)域的系統(tǒng)通過相互合作完成相關(guān)的應(yīng)用，分析地理信息和地理應(yīng)用的互操作問題，相互訪問信息和異構(gòu)地理信息處理環(huán)境下的互操作，實現(xiàn)資源的有效管理問題，高質(zhì)量地進行地理信息和服務(wù)的交流，減少了服務(wù)器和客戶之間的頻繁交互，可用于測量和地理建模等本地地理計算和二次處理，對數(shù)據(jù)進行個性化的展示。數(shù)據(jù)的具體表現(xiàn)可以描述任意復(fù)雜的內(nèi)容，而且具有明顯的優(yōu)勢和特點，包括實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)分布服務(wù)共享、高性能的計算、數(shù)據(jù)資源的安全性等。

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