学科背景

地理信息系统与云GIS

“3S”技术是目前IT 领域的热门话题,而地理信息系统(GIS)是一种基于计算机的工具,它可以对空间信息进行分析和处理(简而言之,是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析)。GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。随着Google Earth 的流行 被越来越多的人所熟知,它现在关连着我们日常生活的方方面面:它是科学家手中的显微镜,也是百姓出行的指南针;既是将军运筹帷幄的沙盘,也是出租车司机的导航仪;上能助嫦娥 奔月,下能检测印度洋海啸;大能纵观全球,效能观察办公室布局。在 GIS 流行的背后,也有越来越多的开源GIS 在默默贡献自己的力量。GIS 在取得巨大发展的同时,也暴露出来一些问题:商业GIS 软件的使用和维护费用越 来越高,总多商业软件GIS 的数据和操作并非完全能够转换和共享,造成一些信息孤岛。

空间数据是GIS要研究和处理的对象,是整个地理信息系统的核心。目前,空间数据应用领域越发广泛,空间数据获取手段越发先进和多样化,空间数据生产者所获取的空间数据的种类更加复杂。云GIS,就是将云计算的各种特征用于支撑地理空间信息的各要素,包括建模、存储、处理等等,从而改变用户传统的GIS应用方法和建设模式,以一种更加友好的方式,高效率、低成本的使用地理信息资源。

OpenGIS

开放式地理信息系统联合会(Open GIS Consortium 简称OGC),是在1994 年成立的一个非盈 利组织。OGC 主要研究和建立了开发式地理数据交互操作规程(Open Geodata Interoperability Specification,简称OGIS),OGIS 是一种规范,使用户和开发者能进行互操作。国际地理空间 开发基金会(Open Source Geospatial Foundation)于2006 年2 月成立,OSGeo 基金会的使命是 支持开源地理信息软件和遥感软件的开发及推动其更广泛的应用,并对其支持的项目提供组 织、法律和财政上的支持,促进OSGeo 基金会基于地理信息开发标准软件及其互操作技术 的开发、推广和普及。OSGeo 中国中心2006 年9 月成立,它将帮助中国地区的用户和开发 者更好地使用OSGeo 基金会提供的源代码、产品和服务。OSGeo 中国中心的成立必将推动 开源GIS 在我国地理空间信息系统研究方面的应用。

目前的开源GIS 项目包含了各种层次的产品,有大型的桌面GIS 如GRASS,也有目前比 较流行的WebGIS 如MapServer 和Geoserver 项目,还有开源的GIS 数据库项目如 PostGIS/PostgreSQL Spatial Database,还有一些数据转换如OGR 和GDAL 名,地图投影算法 库如Proj4 和Geotrans 等开源项目。

地图可视化

随着以计算机为主体的电子设备在制图中的广泛应用,地图不再限于用符号和图形表达在纸(或类似的介质)上,它可以数字的形式存储于磁介质上,或经可视化加工表达在屏幕上;由于航天技术的发展,出现了卫星遥感影像,这不但给地图制作提供了新的数据源,还可以把影像直接作为地理事物的表现形式。

在地理空间数据共享问题尚未得出有效科学解决办法的背景下,地图可视化技术将地理空间元数据信息与地图制图资源存储于云,并在线发布地图资源与地理空间计算等共享服务,用户无需掌握地理专业知识,利用线上地图工具就能完成在线编辑、在线加工处理、在线存储数据等操作步骤,以便建立良好的知识产权保护机制,确保数据贡献者对数据使用的被引用权、知情权和决定权,数据使用者无法实体拷贝数据,只能线上操作,形成良好的地理空间数据共享环境。