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第3章 空间数据管理技术 主要内容 空间数据管理概述 地理信息系统 全球定位系统 移动通信定位系统 移动商务中物流定位的架构 3.1 空间数据管理概述 空间信息是有关空间实体的性质、特征和运动状态的表征进行描述的数据，它是对表达空间特征与空间现象之间关系的空间数据的解释。 空间位置、属性及时间是地理空间分析的三大基本要素，如图3-1所示。 1. 空间数据处理 空间系统中的实体（对象）一般包括三种基本信息：语义信息、度量信息和关系结构信息，如表3-1所示。 空间数据的编码 关系结构描述地理实体之间所有的地理关系，包括空间关系、分类关系、隶属关系等基本关系的描述，也包括对关系结构信息用于描述一个实体与其它实体的联系 空间数据的编码则主要是指语义信息的数据化，它是建立在地理特征的分类及其等级组织基础之上的空间信息数据编码。空间数据的编码用于表明实体元素在数据分类分级中的层次关系和属性性质。 空间数据的描述 空间数据描述就是对空间分析的3个基本要素（有关空间位置、空间属性特征以及时间信息）的符号记录。 描述质量则是空间数据在表达这三个基本要素时，所能够达到的准确性、一致性、完整性，以及它们三者之间统一性的程度。 表3－2空间数据描述质量有关指标 空间信息的特征 空间信息除了具有信息的一般特性，如共享性、客观性等外，还具有以下独特特性： (1)空间定位 (2)数据量大 (3)信息载体的多样性 2. 空间信息系统 信息系统按照是否含空间信息分为非空间信息系统（一般指管理信息系统）和空间信息系统，如图3-2所示。空间信息系统分为非GIS（一般CAD/CAM）和GIS。 空间信息系统特征 与一般的管理信息系统相比，空间信息系统具有以下特征： （1）空间信息系统使用了空间数据与非空间数据，并通过DBMS将两者联系在一起共同管理、分析和应用；而MIS只有非空间数据库的管理，即使存贮了图形，也往往以文件形式等机械形式存贮，不能进行有关空间数据的操作，如空间查询、检索、相邻分析等，不能进行复杂的空间分析。 （2）通过利用空间解析式模型来分析空间数据，空间信息系统的成功应用依赖于空间分析模型的研究与设计。 空间信息系统的基本功能 下面主要描述基本功能： 空间信息系统在物流中的应用 物流企业通过无线通信、GIS/GPS能够精确地获取运输车辆的信息，再通过Internet让企业内部和客户访问，从而把整个企业的操作业务变得透明，为协同商务打下基础。 3.2 地理信息系统 地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是管理和研究空间数据的由计算机系统、地理数据和用户组成的人机信息系统。 它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。 1. GIS概述——GIS的基本处理模式 GIS是有关空间数据管理和空间信息分析的计算机系统，如图3-5所示说明地理信息系统的基本处理模式。 地理信息系统特征 地理信息系统具有以下三个方面的特征： （1）具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力，具有空间性和动态性； （2）以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力，产生高层次的地理信息； （3）由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。 GIS的组成 GIS应包括三个基本部分：计算机系统（硬件、软件）、地理数据库系统、应用人员与组织机构。 （1）计算机系统可分为硬件系统、软件系统和GIS的开发工具和硬件/网络平台的选择标准。 （2）地理数据库系统由数据库和地理数据库管理系统组成。地理DBMS主要用于数据维护、操作和查询检索。 （3）GIS的人员配置有系统项目经理/技术组、数据库经理、数字化操作员、系统操作员、应用分析软件经理和程序编写员。 2. GIS的运行机理 在GIS中，对空间实体的数据描述分为空间特征和属性特征，属性特征是对于空间特征的描述，属性值包括数字值和非数值两种，例如描述道路实体的属性特征包括：道路类型：1表示高速公路，2表示主干道，3表示居民街道，5表示其他；路面物质构成：1表示水泥，2表示柏油，3表示碎石。 GIS的地理信息构成和信