发布时间 : 星期四 文章第八章 地理信息系统设计与标准化更新完毕开始阅读
2)地理数据的技术标准
地理数据的技术标准为地理数据集的处理提供空间坐标系、空间关系表达等标准，它从技术上消除数据产品之间在数字存储与处理方法上的不一致性，使数据生产者和用户之间的数据流畅通。
地理数据技术标准的一项重要工作是利用标准的界面技术完整地表达数据集语义的标准数据界面。随着对数据共享认识的越来越清晰，科学家们越来越重视对地理信息系统人机界面的标准化。在有关用户界面的标准化的讨论中，两个观点占了主流：一个观点主张采用现有IT标准界面，这是计算机专家们的观点；另一个观点提出要以能表达数据集的语义作为用户界面标准的标准。经过多年的讨论及实践已逐渐形成两种策略，它们是建立标准的数据字典和建立标准的特征登记，这两种策略的理论基础都是基于对现实世界的概念性模拟以及概念模式规范化的建立。
在数据库领域，数据字典是一个很老的概念，它的初始含义是关于数据某一抽象层次上的逻辑单元的定义。应用于地理信息系统领域后，其含义有了变化，它不再是对数据单元简单的定义，而且还包括对值域及地理实体属性的表达，它已走出元数据的范畴，而成为数据库实体的组成部分之一。建立一个标准数据字典，实际上也就是建立相应地理信息系统数据库的一种外模式，可以方便地对数据库施行查询、检索及更新服务。特征登记是一种表达标准数据语义界面方法，它产生于面向地理特征的信息系统设计思想。 3)数据安全技术
数据使用过程中，为了保证数据的安全，必须采用一定的技术手段。在网络数据传输状况下更是如此。从技术上解决数据安全问题，主要考虑在数据使用和更新时要保持：①数据的完整性约束条件；②保护数据库免受非授权的泄露、更改或破坏。在网络时代，还要注意网络安全，防止计算机病毒等。
数据的完整性体现了数据世界对现实世界模拟的需求，在关系型数据库中，存在着实体完整性和关系完整性两种约束条件；数据库中数据的安全性，一般通过设置密码、利用用户登记表等方法来保证。 4)数据互操作性
从技术的角度，数据共享强调数据的互操作性。数据的互操作性，体现在两个方面：一个是在不同地理信息系统数据库管理系统之间数据的自由传输；另一个是不同的用户可以自由操作使用同一数据集，并且保证不会导致错误的结论。数据的互操作性在数据共享所有环节中是最重要的，技术要求也是最高的。
二、地理信息系统标准化的内容
1、地理信息内容和层次
地理信息系统数据模型的设计，是在对于地理知识的演绎和归纳基础之上，形成反映地理系统本质的形式化的地理信息的组织和表达模式。 1)地理知识、地理信息、地理数据
地理知识是有关地理现象以及地理过程发展规律的正确认识的集合。地理信息是地理知识的一种，它强调对于地理知识的规范化及其结构化的描述形式，因此，它具有一定形式的信息结构。地理数据是地理信息的数字化载体，只有建立在某种数据模型基础上的地
理数据集，才能够表达地理信息和地理知识，才具有地理分析的意义。 2)地理信息的构成和信息结构
地理信息是对地理实体特征的描述，地理实体特征一般分为四类：①空间特征，描述地理实体空间位置、空间分布及空间相对位置关系；②属性特征，描述地理实体的物理属性和地理意义；②关系特征，描述地理实体之间所有的地理关系，包括对空间关系、分类关系、隶属关系等基本关系的描述，也包括对由基本地理关系所构成的复杂地理关系的描述；④动态特征，描述地理实体的动态变化特征。地理信息对这些特征的描述，是以一定信息结构为基础的。一个合理的信息结构中的各个信息项应当具有明确的数据类型定义，它不但能全面反映上述地理实体的四类特征，而且还能够很容易地被影射到一定的数据模型之中。一般地，设计出反映地理实体某项信息的信息结构并不困难，难度较大，而且也更为主要的是设计一个能够全面反映地理现实的信息模型。
由于对地理信息的描述是以数据为基础的，因此关于数据本身的一些描述信息，例如,关于数据质量、数据获取日期、数据获取的机构等，由于它们也间接地描述了地理实体，也成为了地理信息的组成之一。这一类信息在地理信息系统领域一般称为元数据信息。 2、地理信息的分类与编码
地理数据对地理现实的表达是建立在一定的逻辑概念体系之上的，对地理知识的系统化是建立这些逻辑概念的基础，而地理信息的分类是地理知识系统化的一个重要方法。 1)地理信息的分类
对信息的分类一般具有两种方法：线分类法和面分类法。线分类法是将分类对象根据一定的分类指标形成相应的若个层次目录，构成一个有层次的、逐级展开的分类体系；面分类法是将所选用的分类对象的若干特征视为若干个“面”，每个“面”中又分彼此独立的若干类组，由类组组合形成类的一种分类方法。对地理信息的分类一般采用线分类法。
作为地学编码基础的分类体系，主要是由分类与分级方法形成的。分类是把研究对象划分为若干个类组，分级则是对同一类组对象再按某一方面量上的差别进行分级。分类和分级，共同描述了地物之间的分类关系、隶属关系和等级关系。在地理信息系统领域中的分类方法，是传统地理分析方法的应用。
地理信息的分类方法并不是要以整个地理现实作为它的分类对象，它要为某种地理研究及其应用服务。不同地理研究目的之下的分类体系可能不同，即使研究对象为同一地理现实，而用以描述该地理现实的分类体系则可能有质的不同。如果从地理组成要素的观点出发，并且认为地貌、水文、植被、土壤、气候、人文是全部的地理组成要素，那么这六大组成要素就形成了六大分类体系。这六大分类体系，共同组成了对地理现实的描述体系。分类体系的特点之一，是概念之间仅能以1:n的关系来描述研究对象。
地理信息的分类方法也可以是成因分类，即以成因作为主要的分类指标进行地物分类，这种方法通常为面分类法。地理信息的另一种分类方法，以地理现实的空间分布特点为主要指标进行分类，ISO将这种以地理空间差异为主要指标而划分形成的空间体系，称为地理现实的非直接参考系统，行政区划、邮政编码都是这类的代表。
分类体系中的分级方法所依据的指标，一般以地理现实的数量指标或质量指标为主。例如，对河流的分级描述、土地利用类型的确定，最有代表意义的是以地物光谱测量特征
为主要指标的遥感解译和制图。
应用目的不同和分类指标不同，在极大地丰富了地理分类学研究内容的同时，也在一定程度上造成了对其使用上的困难，其最大的问题是各分类体系之间不兼容。由于这种分类体系的直接应用是对地理现实的编码表示，因此，各分类体系之间的不兼容将导致同一地物的编码不一，或同一编码所具有的语义有多个，从而造成了数据共享困难。
2)地理信息的编码
对地理信息的代码设计是在分类体系基础上进行的，一般地在编码过程中所用的码有多种类型，例如顺序码、数值化字母顺序码、层次码、复合码、简码等。我国所编制的地理信息代码中，以层次码为主。
层次码是按照分类对象的从属和层次关系为排列顺序的一种代码，它的优点是能明确表示出分类对象的类别，代码结构有严格的隶属关系，例如，GB2260—80《中华人民共和国行政区划代码》，GB／T13927—92《国土基础信息数据分类与代码》都是采用了层次码作为代码的结构。
层次码一般是在线分类体系的基础上设计的。
地理信息的编码要坚持系统性、准一性、可行性、简单性、一致性、稳定性、可操作性、适应性和标准化的原则，统一安排编码结构和码位；在考虑需要的同时，也要考虑到代码之简洁明了，并在需要的时候可以进一步扩充，最重要的是要适合于计算机的处理和《1：5000、1：10000、1：25000、1：50000、1：100000地形图要素分类与代码》。 3、地理信息的记录格式与转换
不同的地理信息系统软件工具，记录和处理同一地理信息的方式是具有差别的，这往往导致早期不同地理信息系统软件平台上的数据不能共享。记录格式的不同加上格式对用户是隐蔽的，导致了数据使用上的困难。世界上已有了许多数据交换标准，其中有关数据格式的转换建立了一种通用的，对用户来讲是透明的通用数据交换格式。数据格式的另一个内容，是数据在各种媒体上的记录标准问题。 1)数据交换格式
在数据转换中，数据记录格式的转换要考虑相关的数据内容及所采用的数据结构。如果纯粹为转换空间数据而设立的标准，那么重点考虑的将是：①不同空间数据模型下空间目标的记录完整性及转换完整性，例如由不同简单空间目标之间的逻辑关系形成的复杂空间目标，在转换后其逻辑关系不应被改变；②各种参考信息的记录及转换格式，例如坐标信息、投影信息、数据保密信息、高程系统等；②数据显示信息，包括标准的符号系统、颜色系统显示等。
对于地理的信息，除了考虑上述数据的转换格式外，还应该多考虑下列内容：①属性数据的标准定义及值域的记录及转换；②地理实体的定义及转换；③元数据(Metadata)的记录格式及转换等。由于在转换过程中，地理数据是一个整体，各类数据的转换一般以单独转换模块为基础进行转换，因此，还要具备不同种类数据转换模块之间关系的说明及数据整体信息的说明，例如利用一定的机制说明不同转换模块的记录位置信息，转换信息的统计等。
在所有数据标准中，数据交换格式的发展是最快的，地理信息系统软件开发商在其中
做了不少工作，例如DXF、TIFF等可以用于空间数据的记录与交换；SDTS、DIGES等数据交换标准，以一定的概念模型为基础，不但用于交换空间数据，而且是在地理意义层次上交换数据，不但注重于空间数据的数据格式，而且注重于属性数据的数据格式以及空间、属性数据之间逻辑关系的实现。 2)数据的媒体记录格式
在数据的使用过程中，数据总是以一定的媒质(例如磁带、磁盘、光盘)等作为存贮载体。数据在媒体上的记录格式对用户是否透明也是制约数据应用范围的一个重要因素。在该类记录格式的标准化过程中，各种媒介本身的技术发展对记录格式的影响很大，不同记录媒体，由于处于不同的时期，而应分别采用和制定相应的标准。 4、地理信息规范及标准的制定
地理信息技术标准的制定、管理和发布实施，是将地理信息技术活动纳入正规化管理的重要保证。在标准的制定过程中，必须遵守国家相关的法律、法规，特别是《中华人民共和国标准化法》和《中华人民共和国标准化法实施条例》。 1)制定地理信息技术标准的主要对象
标准的特有属性，使得对信息技术标准制定的对象有特殊的要求。制定标准的主要对象，应当是地理信息技术领域中最基础、最通用、最具有规律性、最值得推广和最需要共同遵守的重复性的工艺、技术和概念。针对地理信息领域，应优先考虑作为标准制定对象的客体有：
a．软件工具：例如软件工程、文档编写、软件设计、产品验收、软件评测等；
b．数据：数据模型、数据质量、数据产品、数据交换、数据产品评测、数据显示、空间坐标投影等；
c．系统开发：例如系统设计、数据工艺工程、标准建库工艺等； d．其它：例如名词术语、管理办法等。 2)制定地理信息技术标准的一般要求
主要有：①认真贯彻执行国家有关的法律、法规，使地理信息技术标准化的活动正规化、法制化；②在重分考虑使用的基础上，要注意与国际接轨，并注意在标准中吸纳世界上最先进的技术成果，以使所制定的标准既能适合于现在，还能面向未来；③编写格式要规范化。
在制定地理信息技术标准时，要遵守标准工作的一般原则，采用正确的书写标准文本的格式。我国颁布了专门用于制定标准的一系列标准，详细规定了标准编写的各种具体要求。
3)编制标准体系表
围绕着地理信息技术的发展，所需要的技术标准可能有多个，各技术标准之间具有一定内在的联系，相互联系的地理信息技术标准形成地理信息技术标准体系。信息技术标准体系具有目标性、集合性、可分解性、相关性、适应性和整体性等特征，是实施编制整个地理信息技术标准的指南和基础。
地理信息标准体系反映了整个地理信息技术领域标准化研究工作的大纲，规定了需要编写的新标准，还包括对已有的国际标准和其它相关标准的使用。对国际、国外标准的采