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關鍵詞：WebGIS；基本原理；實例研究；問題研究；發展趨勢
中圖分類號：TU984.2
文獻標識碼：A
文章編號：1008-0422（2012）06-0103-02
1 引言
二十世紀以來，面對呈指數增長的各種海量信息，GIS作為地理空間信息處理手段，應用日益廣泛且需求量巨大。互聯網技術的迅速普及更使GIS的發展發生了質的變化， GIS也面臨著機遇和挑戰。Internet已成為GIS新的操作平臺，與Internet技術和標準融合后的WebGIS是GIS學界研究的熱點問題。
宋關福[1]從用戶實用角度將WebGIS定義為：WebGIS是Internet技術應用于GIS開發的產物。簡單地說，所謂WebGIS是一個基于Internt/Intranet網絡環境的一種分布式計算機信息系統，是利用萬維網技術對傳統GIS 的改造和發展，它能夠通過網絡進行地理信息的動態、共享、交互分析和查詢，Web分布式交互操作是WebGIS的重心。WebGIS的基本思想就是在互聯網上提供地理信息，為用戶提供空間數據瀏覽、查詢、制作專題地圖和分析的功能。
2 webgis基本原理
2.1信息實現技術
目前用來構建WebGIS 系統的技術方法主要有: 通用網關接口法( Common Gateway Interface- CGI) 、服務器應用程序接口法( Server API) 、插入軟件法( Plug- ins) 、ActiveX 構件法和Java 編程法等，如表1所示。
2.2數據庫管理技術
數據庫管理技術包括以下幾點[2]：
① 由關系型數據庫( RDBMS )管理屬性數據。地理空間數據以文件的形式存儲，由空間數據管理軟件包進行空間操作。地理空間數據文件和關系型數據庫之間以指針或關鍵字建立聯系。
② 對關系型數據庫進行完善，使其統一管理屬性數據和地理空間數據。
③ 在關系型數據庫中引入面向對象技術，建立對象關系型數據庫(ORDB)或純對象數據庫(OODB)，對象與底層表示分離，空間屬性與非空間屬性定位平等，實現了屬性數據和空間數據一體化管理。
2.3實現模型
目前基于 Internet/Intranet 的 WebGIS 應用開發模型一般是 C(客戶機)/S(服務器)的結構以及在此基礎上發展起來的 B(瀏覽器)/S(服務器)結構，體系結構由最開始的二層結構發展到多層結構。其實現模型，歸納起來主要有瘦客戶端/胖服務器模型、胖客戶端/瘦服務器模型、均衡客戶端/服務器模型三種[3]，其中均衡客戶端/服務器模型是目前最常用的模型。其原理、優劣歸納如下表2所示。
3 案例研究——基于webGIS的土地利用總體規劃信息與管理系統
土地利用總體規劃的規劃成果（包括圖件、文本、說明和表格）基本上都是以圖紙、文本的形式保存和管理，存在共享性差、利用效率低、形式單一、成果保存難度大等缺點，利用網絡進行土地利用規劃信息的，推進土地利用規劃信息的全社會共享，提高規劃的開放性和公眾參與性，具有非常重要的現實意義和應用價值[4]。土地利用總體規劃網上信息與管理系統設計流程如圖1所示。
4 問題研究
WebGIS的發展拓展了GIS的應用領域，但是從WebGIS的應用現狀可以看出，這項技術遠未成熟，仍面臨著一系列的技術瓶頸和挑戰：
1）地理空間信息的繼承、共享問題[5]
在開發新的GlS應用的過程中，不可避免要使用舊的地理數據，還要使用其它GIS應用程序生成或處理的地理數據。如何繼承性地使用這些數據對GIS互操作性提出要求。
2）缺乏豐富的空間信息表現手法[6]
傳統的WebGIS以HTML,ASP作為主要的空間信息表達語言，這類語言因不能準確地描述數據的內部結構而難以表達多源、多語義、多尺度和結構復雜的空間數據，無法實現在互聯網上空間信息的查詢、整合和定位。
3）無法實現跨平臺數據訪問
雖然目前微軟的DCOM , OMG的CORBA和SUN的RMI等中間件技術提供了強大的分布式計算的實現手段，但是它們有一個共同的缺陷，就是在實際應用中屬于封閉式的網絡。這使它們無法擴展到迅速發展的互聯網上。這樣的系統往往十分脆弱，如果一端的執行機制發生變化，那么另一端便會崩潰，使得WebGIS無法實現跨平臺的數據訪問。
4）傳輸速率瓶頸和可視化
目前互聯網的帶寬還處于較低的水平，海量空間數據的傳輸和圖像圖形的表達成了WebGIS體系模型的技術瓶頸。在現有的網絡和硬件條件下，如何建立快速的響應和傳輸機制，如何向用戶提供多樣化的、直觀易懂的圖形用戶界面，動態地、客戶化地表現地理空間數據是目前WebGIS的一大難題。
5）分布式操作問題
分布式工作包括空間信息的分布式獲取、存儲和處理、分布式查詢、分析和輸出[7]。在目前的技術條件下，分布式存儲和獲取空間信息已經沒有多少問題，但協同不同地區的計算機來處理、分析分布式數據還不能夠很好地實現。
6）數據的安全性問題
Web-GIS的出現對數據的時效性和GIS數據共享的要求使GIS安全問題變得更加突出。WebGIS安全問題關心的是在網絡環境中的WebGIS的系統、程序、數據等的安全[8]，其中數據的安全仍然是核心問題。
5 WebGIS發展趨勢
GIS發展方向是高性能、低成本、開放性、互操作性和靈活性[9]。隨著空間理論和網絡技術的飛速發展，WebGIS 從技術上將向著更具有互操作性和更加開放化、網絡化、分布化、移動化、可視化的方向發展；從應用上將向著更高層次的數字地球、地球信息科學及大眾化的方向擴展。其發展趨勢包括：
1）基于分布式計算的WebGIS
目前，分布式WebGIS應用已從簡單的在分布式Web瀏覽器上顯示地圖，發展到了基于互聯網的功能綜合，遠程的用戶可以享受普通的GIS數據，并與其他用戶實現實時通訊。現階段，發展分布式WebGIS應用技術集中體現在用品、客戶機和網絡通訊3個方面[10]。目前，國際、國內都十分注重分布式WebGIS的發展，有關專家認為GIS發展趨勢的核心是地理信息開放的分布式計算[11]。
2）第二代互聯網(Next Generation In-ternet，NGI)
第二代互聯網(NGI)是指高性能的計算機及其通信協議，它主要解決的問題是提高網上信息的傳輸速率。許多國家都非常重視NGI的研究，中國正在推廣作為NGI關鍵技術的 Ipv6。隨著NGI技術的發展，WebGIS的數據傳輸瓶頸將被打破，其發展和應用將得到更大的提高。
3）互操作和開放式GIS的應用
如何能使不同格式、不同代碼、不同標準體系的數據和不同比例尺、不同精度、不同時序的地理空間信息進行互操作、共享，已成為WebGIS進一步發展中急待解決的問題。互操作GIS、開放式GIS的出現和地理標記語言(Geography Markup Language，GML)的應用為解決這些難題提供了很好的方法，是未來WebGIS一個重要的發展方向[12]。
4）基于.NET平臺的WebGIS模式
NET是一個建立下一代互聯網的網絡平臺，是一種分布式運算的框架。它以XML為基礎，以Web服務為核心，是生成、部署和運行Web服務及應用程序的平臺，解決了當今軟件開發中有關互操作、集成性、異構數據的共享等核心問題。因此，基于Web Service的GIS系統有望在更高層次上解決目前WebGIS所面臨的多源異構數據的集成、共享、分布式、互操作及運行瓶頸等諸多技術難題。
5）虛擬現實技術與WebGIS的結合
虛擬現實GIS(VRGIS)是目前GIS發展的一個前沿。虛擬GIS就是GIS與虛擬地理環境 (VR)技術的結合[13]。VRGIS 的關鍵技術是3D和4D的建模技術、數據模型的研究、海量數據的存貯和管理、三維顯示技術與可視化技術的集成、面向對象的空間數據庫研究及其與三維實時顯示技術的集成等。
6）WebGIS 的大眾化應用——無線GIS
無線通信技術、移動定位技術和WebGIS的結合形成了移動GIS和無線定位服務。它一方面可以使GIS用戶隨時方便雙向互動地獲取網絡提供的各種地理信息服務，另一方面可以使地理信息隨時隨地地為任何人、任何事進行服務。目前，無線GIS的關鍵技術是移動存貯設備、實時性GPS和GSM集成等[14]。
7）基于網格計算的新一代WebGIS
網格計算是一種利用互聯網或專用網絡把地理上分布的各種計算機、存儲系統和可視化系統等集成在一起。基于網格計算的GIS平臺，能夠分布式、協作化和智能化地處理地理信息，特別適合用于解決涉及大量空間分析的問題，其最終目標是實現空間信息的網格化[15]。
8）GIS 的更高層次——數字地球
數字地球是指以地球為對象，以地理空間為主線，將信息組織起來以實現地球數字化或信息化的復雜系統。數字地球具有空間化、數字化網絡化、智能化和可視化等特征，它為人類提供了一種全新認識地球的方式。
9）網絡三維可視化
在WebGIS中，結合三維可視化技術，完全再現地理環境的真實情況，把所有管理對象都置于一個真實的三維世界里，真正做到了管理意義上的“所見即所得”。
6 結語
隨著信息社會的到來，WebGIS的應用涉及軍事、教育、商業等各個領域，而且將滲透到城市建設和管理中的方方面面，未來其應用領域將會不斷擴大。WebGIS為傳統的GIS發展提供新機遇，隨著技術的進步，開放、分布式、全球化、大眾化的WebGIS將會得到實現。
參考文獻：
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[11]劉慕溪.WebGIS-基于Internet的地理信息系統. 科技向導，2011.
[12]閔連權.地理信息系統的發展動態.地理學與國土研究，2002
隨著城市經濟的快速發展和城市交通多元化進程加快，私人汽車不斷膨脹，出租車大量增加。機動車的快速增長給城市道路交通和停車帶來巨大壓力，造成交通擁擠、交通事故頻發，交通環境惡化。盡管相關部門投入大量資金對城市道路及其配套設施進行改造和擴建，在某種程度上緩解了交通的壓力。但實踐表明不斷的拓寬路面用來適應交通發展需要并不是長久之計。交管部門已認識到在城市建成區難以通過大幅度擴大道路提高通行能力的現實條件下，運用ITS解決城市交通問題不失為一個有效手段。
系統設計
系統建設目標從交通管理工作的整體出發,建成以一套基于網絡的、實時性的、可視化的交通管理地理信息系統,綜合集成現有的流量檢測、電視監控、交通控制信號、122接處警、事故分析、警車GPS系統,可以對警力分布、交通標志、停車場位置等數據進行集中管理,實現圖形化信息的編輯、查詢、統計、分析功能,為各級交通指揮人員提供交通決策信息,實現交通地理數據的共享,也為交通地理數據的更新提供一個平臺。開發方式選取目前GIS系統開發與實現一般采取以下三種方式：1）獨立開發：指不依賴任何GIS工具軟件，獨立進行應用系統的開發。2）單純的二次開發：指完全借助于GIS工具軟件提供的開發語言進行應用系統的開發。3）集成二次開發：指利用GIS工具軟件實現GIS基本功能，以通用編程軟件尤其是面向對象的可視化開發工具為開發平臺，進行兩者的集成二次開發。下面通過圖表對三種開發方式進行比較，如表1。通過比較，我們選用集成二次開發的方式進行系統的開發，盡管前期購買GIS工具軟件和可視化編程軟件投入較大，但對整個開發而言還是值得的。系統結構城市交通管理地理信息系統是基于交通地圖（電子地圖）建立的交通道路、設施、信號等及其相關指標建立的多媒體信息系統，主要是為交通指揮、交通規劃、交通建設、交通疏導管理的組織與指揮等提供直觀的準確的信息，為指揮者決策提供科學的依據，是交通信號控制、電視監控、交通誘導等系統的集成平臺。根據系統的建設目標及對用戶需求的分析，將整個系統分為5大功能子系統，系統管理、系統維護、圖形操作、查詢統計、決策支持。系統功能組成圖如圖1。具體我們可以將系統劃分為四大部分（前端采集、信息通訊、決策支撐、系統輸出），各部分互為聯系、相互作用。圖2給出了系統構建的框架。
系統實現
數據組織與管理交通信息是地理信息系統的核心資源，也是交通地理信息系統分析的基礎。如何合理的組織與管理交通信息是交通地理信息系統建設的一個關鍵問題。交通信息種類繁多，如：道路網信息、交通管制信息、警力分布信息、路口及信號燈分布信息、電視監控分布信息、誘導屏分布信息、電子警察分布信息、公交線路信息、緊急救援部門分布信息、大型交通流集散場地分布信息等；且信息來源廣泛,獲取手段豐富，如：交通控制系統、電視監控系統、誘導系統等等；此外由于交通本身所具有的動態性、復雜性使得交通數據管理與其他GIS應用有很大的差異。本系統通過引入基于特征的城市交通網絡非平面數據模型。把道路等作為有特征的對象;引入了車道的概念,以車道作為道路組成的基本單位；引入高程z,使對道路的描述不再是平面的，很好的解決了基于專題地理分層的空間數據模型和基于平面強化的空間數據模型存在的不足。同時采用線性量測系統，引入動態分段的概念，對交通特征和交通事件進行描述。在數據存儲上將空間數據和屬性數據分開，通過關鍵字段建立兩者之間的關聯，從而為系統管理提供更大的靈活性，更好的發揮兩者各自的特點。系統安全系統安全是GIS建設中的一個核心問題，一般由物理安全、邏輯安全和安全管理三個方面組成。物理安全主要涉及關鍵硬件設備的安全和信息儲存地點的安全等內容;邏輯安全主要指訪問控制和數據完整性方面的問題；而安全管理則包括人員安全管理政策和組織安全管理制度等問題。從邏輯安全角度來說，系統從兩方面入手，保證系統安全可靠運行。首先從數據輸入來看，系統采用嚴格的數據檢查機制，保證輸入數據的正確性和完整性；其次從系統訪問來看，系統將用戶權限細分為功能訪問權限和數據訪問權限，就是說特定的權限只能訪問特定的功能和操作特定的數據。系統集成城市交通管理地理信息系統是以系統工程原理為基礎，以GIS為支撐，以監控系統為驅動的信息集成平臺。這種集成不是簡單的連接或數據交換，而是在經過統一規劃設計，分析原單元系統的作用和相互關系并進行優化重組后實現的。系統利用GIS技術將電視監控、交通控制信號、122接處警、警車GPS定位等的實時動態信息、警力分布、交通標志等數據采集起來，進行綜合分析處理后，為交管部門快速有效的提供輔助決策并可通過信息的方式，向公眾提供全方位的交通信息服務。區域控制和誘導系統與GIS集成交通信號控制系統是城市交通指揮中心建設的核心，它采用西班牙的MOT系統,由中心控制主機、區域控制器、路口設備三級構成，對漢口中心城區129個路口進行計算機聯網協調控制，可對控制范圍內的交通參數進行采集、分析和顯示，同時對控制路口的周期、綠信比、相位差進行優化，實現子區域的協調控制或綠波控制。交通誘導系統是智能運輸系統ITS研究的一個重要方面，它的目的是通過引導車輛選擇正確的路徑,從而緩解交通擁擠,使道路網的交通流量均勻,最大限度地提高道路網的通行能力。區域控制系統獲取路網交通流量數據，將堵塞信息發送給誘導系統，誘導系統將信息對外。GIS則可以獲取誘導屏上的動態顯示信息和路網交通流量信息，為交通決策提供輔助。圖3為三者的集成框架。CCTV和區域控制與GIS集成交通視頻監控系統是了解全市交通狀況和治安狀況的窗口，是公安交通指揮系統不可缺少的子系統，視頻監控系統是智能交通系統的一個重要組成部分。通過將三者集成，我們可以在GIS地圖中確定任意CCTV攝像機的位置，同時可以通過這些選中設備觀看它們的視頻圖像；同時區域控制系統可以將擁堵警報發送到視頻矩陣并將攝像機自動定位指向擁堵位置，在選中的監視器中進行顯示。集成原理如圖4。
交通管理地理信息系統應用——武漢市交通管理監控地理信息系統
武漢市交通管理地理信息系統是交通信號控制、電視監控、交通誘導等系統的集成平臺。通過交通管理地理信息系統實現了各系統信息資源的整合和共享，同時為各系統提供了顯示、控制和查詢的專用圖層。系統還包含了城市交通管理所需的各種基礎信息，并提供了這些信息的查詢、分析、顯示、輸出等功能。系統主界面武漢市交通管理地理信息系統按照由低到高的原則將用戶權限分為四種：普通用戶，數據管理員，系統維護員，系統管理員。高級用戶兼有低級用戶的功能，同一級別用戶由于管理員分配不同功能上也可能存在差異，管理員具有系統所有功能，且只有一個。圖5顯示的是普通用戶權限下的操作主界面。圖6是數據管理員權限下的操作界面。系統輸出研究交通事故多發地點（黑點、黑段），對于加強交通管理、預防交通事故的發生，具有十分重要的意義。圖7給出了交通事故黑點的操作界面。城市交通的信息化管理的目的是為了服務于廣大市民,因此交通地理信息系統的功能不僅是為政府和管理者提供信息決策支持和管理規劃,同時也應該具有為廣大市民提供交通信息、出行指導的功能。乘公共交通系統工具出行的市民可以通過交通地理信息系統了解如何乘車才能最快或最經濟地到達目的地;自己駕車的市民在出行前知道當時的路面交通狀況如何,從而選擇一條節省時間的最佳路線。圖8顯示了如何通過獲取兩點間的最短路徑。
關鍵詞：GIS系統；物流運輸；路徑問題
1 選題背景和研究意義
運輸物流是現代商品流通環節的基礎行業，對商品流通體系，甚至整個國民經濟都有著舉足輕重的意義。隨著運輸物流業的發展，人流、物流、資金流、信息流等生產要素將會加速發展，特別是信息流的提速，對物流運輸企業的發展有著深遠影響。實際上就是利用信息對供應鏈上所有企業的計劃、協調、服務和控制等活動進行更有效地精細化管理，由物流信息的功能，使得物流信息在整個運輸企業中占有越來越重要的地位。信息是現代運輸物流的靈魂，在物流各環節中綜合應用，是現代運輸物流區別傳統運輸物流的根本標志，是物流技術中發展最快的領域。以信息技術為核心，應用地理信息系統（GIS）、全球定位系統（GPS）等信息技術，對物流的發展將產生不可估量的經濟價值。
GIS系統是對異構數據的收集、管理、分析顯示等功能為用戶進行控制、路徑規劃、提供決策實現了有效途徑，以基礎地理信息數據作為框架，區域內物流數據在空間上得到集成，不同區域的數據實現了無縫對接，從而保證決策依據的科學性和準確性。基礎地理信息與物流業的專題信息有機結合將完善物流信息系統的決策功能，對物流過程的全面控制和管理，滿足物流業對基礎地理信息的急迫需求[1]。
2 GIS系統在運輸物流信息管理過程的應用
地理信息系統（Geographical Information System，GIS）是集地理學、計算機、地圖學、衛星遙感技術于一體的信息系統，又稱為“資源與環境信息管理系統”，是一種特殊的空間信息系統，在計算機硬件、軟件的支持下，對整個或部分地球表層（含大氣層）的地理數據進行采集、分析、儲存、管理、模擬顯示的技術系統。在運輸過程中GIS信息管理系統能夠彌補時間和空間具有離散性的缺陷，也可以利用GIS系統的運算能力，整合客戶數據資源，結合智能化來提高運輸物流業的決策效率。
GIS應用于物流操作的過程中，對車輛運輸路線的設定、調度方面起到了信息的查詢、分析和決策的重要作用。在運輸管理方面提供了問題解決、模型建立等措施。目前發達國家已研發出借用GIS系統平臺為物流運輸企業提供專業的分析軟件，一套分析軟件包括車輛路線模型（最短路徑模型）、設施定位模型、監測控制模型等。因此，加大對GIS系統在物流運輸信息管理過程中的推廣，對物流企業管理實現智能化，降低運輸成本，提高效率是至關重要的。
2.1 最短路徑模型
目前GIS系統應用開發平臺集成了最短路徑分析模塊[5]。假設需要解決由一個起點到達多個終點的貨物，在運輸途中如何控制物流運輸費用，又能保證服務的質量，包括決定使用多少臺車，每臺車的具體路線最短等詳細的問題。同時也可以根據車輛的載重量、客戶的分布范圍、路線的交通狀況等因素設定限制條件進行計算，得出一個最優的運營方案。結合GIS所采集到的數據對公司的運輸線路進行優化，以尋求最短路徑為目標的路徑規劃模型。
2.2 設施定位模型
用于確定一個或多個倉庫設施的具置模型[2]。在物流行業中，倉庫和運輸線路構建了整個物流運輸網絡，倉庫處于運輸網絡的節點上，節點間決定著線路，根據供求貨量的實際結合最優成本等原則，在既定范圍內要設立多少個倉庫，每個倉庫的具體選址，以及相互間的關系等諸多問題。在實際過程中，利用此模型就能很容易解決此類問題。
2.3 監測控制模型
經過GPS全球定位系統，將信號傳送到車輛信息控制中心。由差分技術運算出車輛的大概位置信息，然后由GIS系統將位置信號用地圖形式顯示出來，這樣客戶、物流企業就可以及時了解車輛的運行狀況，讓不同地點的流動車輛變得透明可控。還能發送指令遠程控制車輛，對行駛進行限速監督、路線偏移提醒、疲勞駕駛預警、危險路段提示、緊急情況報警、求助信息發送等安全管理保障駕駛員、貨物、車輛及客戶財產安全。
3 GIS系統對物流管理信息系統支持的瓶頸
GIS信息系統技術與物流管理的集成，是對物流運輸管理平臺進行數據庫建設；信息系統的實現；信息提取和顯示以及應用分析等幾個主要的階段；其技術瓶頸就是在于對數據和功能的集成。其獨特之處就在于它對地理空間分析能力、快速的空間定位搜索和復雜的查詢功能、強大的圖形處理和表達、空間模擬和決策支持等，可產生常規方法難以獲得的重要信息，這是GIS系統應用的主要貢獻。
對數據和應用功能的集成，其核心問題就是對異構數據進行集成。首先需要對異構數據劃分為同構數據，如基于中介數據（Metadata）的系統集成，關系數據庫系統管理的集成等；或者將異構數據規劃為同構的過渡數據[4]，如基于結構化查詢語言（SQL）的集成，目的是在于形成的數據或過渡數據可以直接被系統所使用。常用的方式就是針對RDBMS的集成，利用標準SQL語言實現數據庫與管理系統的分離，Oracle、DB2、INFONMIX等數據庫均能支持上述操作。
4 結束語
目前我國物流應用管理軟件主要是集中于兩種開發途徑[3]：一是利用國外已成熟的GIS技術再次進行系統完善的開發，這是目前我國物流行業信息化管理主要采的一途徑；二是針對客戶在具體應用中存在的問題來開發與之相匹配的管理系統，但由于后者由于成本高、開發周期長，并且還存在系統的安全性、靈活性、可靠性等關鍵問題，導致物流市場運輸企業實際應用的比較少。
隨著技術的成熟，運輸業的發達，市場經濟的繁榮，上述問題有望在不久將來都能得到解決。而且隨著市場的發展，GIS信息技術的推廣，必將是提升物流企業的信息化程度，使日常運營職能常態化，這不僅提高企業的運作效率，也提升了企業形象，為爭取潛在的客戶市場打下了良好的基礎。
參考文獻
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【關鍵詞】總圖；共享平臺；土地信息管理
一、引言
目前，許多大型鋼鐵企業都已經建設了地理信息系統（GIS）系統，并取得了一定成果。攀鋼集團依托攀西地區豐富的釩鈦磁鐵礦資源優勢，依靠自主創新推動鋼鐵釩鈦產業跨越式發展，通過一期、二期以及三期工程建設及近年來的技術改造和資本運營，生產規模和管理水平在不斷發展，對地理信息系統的管理方式已經不能滿足管理上的要求。為適應管理需要，提升總圖管理水平，提高工程實施效率，需要通過攀鋼總圖信息管理系統的建設，提高集團整體信息化管理水平，進而達到節約工程建設投資、準確設計、輔助決策、提高生產效率和管理成本的目的。
二、攀鋼總圖管理現狀
由于攀鋼的二、三期工程建設，弄弄坪工業片區地形、地貌發生了很大變化，目前的總圖管理資料滿足不了使用要求，給總圖管理和項目設計帶來很大不便，同時因資料不詳等因素，使設計與現狀不符的問題經常發生，所以作為設計和管理依據尚欠準確，甚至不能用，根本滿足不了公司緊急項目的設計時間要求，設計周期被迫延長。
現有總圖版與集團公司現代化管理要求差距甚遠，造成投資浪費。攀鋼本部建設以來，特別是一期建設受時代影響，設計資料、竣工資料的收集、保存不完整，缺失嚴重，并且存在施工圖與現場實際存在差異等問題，而且地下情況了解不詳細，使設計成果出現偏差，施工時遇到許多問題和困難，造成設計、施工被動，不可預見費用投入較大。
三、攀鋼總圖管理系統的建設
（一）基礎工作、數據采集
攀鋼自2011年6月開始，對企業總圖資源逐步進行全面勘查、普查，現對攀鋼現有成存量土地基本完成了地上及地下的建構筑物數據采集工作，在此基礎上，采用地理信息系統技術，建立數據庫。為攀鋼總圖信息系統的建立做了大量的基礎工作，奠定牢固基礎。
（二）總體目標
鑒于當前集團公司在總圖管理方面的現狀及存在的問題，本著“高起點、高標準、高質量、高效率”的原則，制定企業總圖管理的目標，建立數據庫，建設攀鋼集團總圖管理系統，實現全面、有效的管理。攀鋼總圖信息管理系統，將作為對攀鋼集團公司信息化規劃的補充和完善的一個子項目進行建設和實施。系統建設需要達到如下目標：
1.實現攀鋼集團范圍內的總圖數據“集中掌控”的管理思想；
2.實現總圖圖形數據和豐富的屬性數據相互關聯，以改變以往只能通過簡單的標注文字造成的信息量不足；
3.通過空間數據庫技術的運用，能夠實現廠區總圖數據的及時更新和數據版本的唯一性，改變以往總圖數據管理混亂的現象，實現廠區總圖數據的動態管理；
4.能夠實現攀鋼土地紅線界定范圍內的初始登記、變更登記、土地征收、審批、土地權證、土地資源臺賬等等。
5.為廠區規劃、設計、工程實施提供現勢性的高精度的地形、管線數據，為攀鋼集團可持續建設與發展提供可靠的決策支持信息，力圖使總圖管理形成一個良性循環，即：土地界定、科學的規劃――工程正確實施 ――現勢的總圖信息――科學的規劃。
6.通過采用計算機技術、網絡技術、3S技術、虛擬現實技術、系統集成技術和信息安全技術，加速攀鋼的信息化進程，提高攀鋼總圖業務管理及決策的信息化水平，提升領導的決策能力和決策效率。
（三）系統體系結構
根據業務需求以及攀鋼總圖信息管理系統架構，攀鋼總圖信息管理系統結構如下圖：
1.數據層：數據層是整個系統運行的基礎，主要用來實現攀鋼總圖信息管理系統基礎地形數據、綜合管線數據、元數據及目錄數據的高效存儲和管理。
2.服務層：服務層是一系列服務的集合，是數據層和應用層相互通信的中間層，是應用層調用系統數據和系統功能的通道，系統在服務層定義了大量的數據引擎服務、地形服務、電子圖服務、管網服務等服務，通過應用服務層，系統完成對各類地理信息的共享和，并實現系統業務功能的處理。
3.應用層：應用層是基于服務層建立的專業業務應用系統。從用戶角度看，可以是一個傳統意義上的桌面應用程序或WEB應用程序，用戶通過應用層來調用服務層提供的各種服務，完成對系統中數據的管理和業務功能的實現。
（四）攀鋼總圖管理系統建設
1.總體思路
系統建設的總體思路是以地理信息共享服務平臺為基礎，建設廠區數據共享服務相關標準體系，將全攀鋼范圍內的地理信息數據納入到該平臺中，實現海量數據管理、空間信息共享、應用功能服務和后臺日志監控，為攀鋼相關部門提供高效安全的地理信息服務，為建立其他GIS專題應用子系統提供基礎數據和基本功能。通過不同系統之間數字資源的互操作，實現數據資源整合、信息，并對外提供資源檢索服務，實現數據資源“集中存儲、分布管理、共享交換”的管理理念。
2.建設內容
（1）建立攀鋼地理信息管理的技術標準及規范
通過項目建設，建立一套完善的地理信息管理技術標準及流程規范，包括數據生成、數據處理入庫、數據更新維護標準，使攀鋼的地理信息項目建設成為鋼鐵行業的樣板工程，達到以“鋼鐵GIS看攀鋼”的目標。
（2）數據整理入庫
在地理信息系統中，數據占有非常重要的地位，前期項目需把目前可用的地理信息數據進行整理入庫。攀鋼總圖信息系統建設過程中涉及多種數據種類，包括基礎地形數據、綜合管線數據、基礎地籍信息數據、地質鉆孔數據及各類專題數據。在前期項目中要完成攀鋼釩弄弄坪主廠區地上部分總圖數據的采集和管網數據入庫。
（3）建立攀鋼地理信息共享服務平臺
利用共享服務平臺，實現系統用戶、權限、數據服務、系統監控的統一集中管理，用戶統一認證；將全攀鋼范圍內的地理信息數據納入到該平臺中，實現海量數據管理、空間信息共享、應用功能服務和后臺日志監控，為攀鋼相關部門提供高效安全的地理信息服務。攀鋼地理信息服務平臺為建立其他GIS專題應用子系統提供基礎數據和基本功能。
共享服務平臺具有良好的擴展性，主要體現在3個方面：首先是數據庫設計具有擴展性，系統實現對數據種類和數據結構的擴充；其次是系統功能擴展性，系統設計和開發采用模塊化、結構化的思路，能方便地進行系統升級和功能擴充；再有是系統應用擴展性，系統功能以服務的形式對其，其他系統通過服務調用本平臺的數據和功能，快速構建滿足自己業務需求的應用系統。
（4）建立總圖信息管理等子系統
在項目第一階段，基于攀鋼地理信息共享服務平臺，實現總圖管理子系統。系統具備良好的開放性和擴展性，并充分利用數據庫的準確數據，陸續實現土地信息管理、交通物流、安全生產、應急救災等管理子系統，最終實現數字化攀鋼的總體建設目標。
四、攀鋼總圖信息管理系統的完善
鑒于前期已開發了攀鋼總圖信息管理系統，為了更科學、合理地管理和利用測繪成果，及時、準確、安全、方便地位測繪成果使用者提供服務，避免重復測繪，做到資源和數據共享，考慮增加其他各專業子系統以對總圖管理系統進行完善。
（一）總圖信息系統完善方案
如果另外單獨開發建設其他專業子系統，獨立維護各子系統相關的地理信息數據，維護成本高，與其他各子系統之間以拷貝方式交換數據，數據的保密性也無法保障。與此相比，在總圖信息管理系統建設完成后，利用原有的信息共享平臺，開發建設各專業系統的思路具有以下優點：
1.可充分利用原有數據，避免數據的重復采集，節約費用，降低成本。在共享平臺的基礎上建設各子系統，通過對各部門原有數據的整合與改造，做到數據的充分利用和共享。
2.可實現各子系統的“共建共享”。在共享平臺的基礎上，遵循標準體系框架，各專業子系統共同建設，實現不同系統的數據交換、共享和各項功能的使用，消除“信息孤島”，為各部門的專業子系統的建設提供統一的數據與服務。
3.共享平臺具有用戶權限控制、資源版權控制等處理機制。對各個相對獨立的數字資源系統中的數據對象、功能結構及其互動關系進行融合、類聚和重組，重新組合為一個新的有機整體，形成一個效能更好、效率更高的新的資源體系；資源整合的基礎上通過信息和檢索服務，向用戶展示資源信息，方便用戶使用數字資源，實現數據資源“集中存儲、分布管理、共享交換”的管理理念。
（二）攀鋼土地信息管理系統的建設
為進一步加強對攀鋼所屬土地承包管理和土地利用現狀管理，應開展攀鋼土地管理信息系統項目建設。
攀鋼土地信息管理系統由土地信息共享子系統和土地業務信息管理子系統組成，其中土地信息共享子系統為土地業務信息管理系統提供數據支撐與服務支撐，土地業務信息管理子系統主要在土地信息共享子系統提供的數據與服務基礎上對攀鋼的土地進行可視化、流程化、規范化、標準化等的管理。
土地信息管理系統主要實現地籍管理，包括初始登記、變更登記、查詢統計、圖形編輯和圖形輸出，以及土地征收、審批，供應資料信息存儲、查詢，土地開發利用、土地處置和評估、土地規劃信息查詢、規劃成果管理、用地預審等各種圖檔材料的管理。
五、結語
隨著信息化建設的不斷深化，越來越要求使用現代化的方式來管理和規劃廠區。攀鋼總圖管理系統作為攀鋼集團公司信息化規劃的補充和完善，其建設將加速攀鋼的信息化進程，提高攀鋼總圖業務管理及決策的信息化水平，提升領導的決策能力和決策效率。在此基礎上，基于同一個信息共享平臺，建設開發土地管理、工程地質等各專業子系統對總圖管理進行完善，可充分利用原有數據，避免數據重復采集，實現數據資源的集中存儲、分布管理和共享交換，實現各專業子系統的共建共享，為各部門的專業子系統的建設提供統一的數據與服務。
參考文獻：
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關鍵詞 新農村；規劃；參與式農村評估；地理信息系統
中圖分類號 F320.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）02-0348-03
制定突出地域特色、符合地方實際、實施操作性強的建設規劃既是推動農村又好又快發展的關鍵，又是推進新農村科學發展和可持續發展的前提和基礎[1]。20世紀80年代以來，隨著參與式發展理論和實踐的引入，參與式農村評估（participatory rural appraisal，PRA）作為在農村發展項目的設計、實施、評估、驗收中常用的農村調查研究方法，被廣泛地運用于農村規劃等領域[2-3]。同時，新農村建設規劃中所涉及的產業發展、新村建設等信息具有顯著的空間特性，規劃必須與實際的空間地理位置關聯。地理信息系統（geographic information system，GIS）作為對地球空間數據進行建模、存儲、檢索、分析和表達的計算機系統，以其對空間信息的準確辨識、海量存儲、空間分析等功能，為新農村建設規劃提供了強有力支撐。以四川雁江省級新農村示范片為例，以參與式農村評估和地理信息系統為工具，介紹規劃方法和技術路線，對半結構式訪談、參與式繪圖、問題樹分析、空間分析、數據庫建設及三維可視化等進行詳細闡述。
1 研究區概況與規劃方法
四川雁江省級新農村示范片是四川首批省級新農村建設示范片之一，位于四川省資陽市雁江區西北部，地理坐標為東經104°38′36″～104°46′32″，北緯30°08′19″～30°12′57″，距資陽城區約5 km。省道106線、沱江及其支流陽化河貫穿其中。示范片涉及雁江鎮前進村、保和鎮晏家壩村、臨江鎮文昌村等3個鄉鎮的22個行政村，覆蓋面積60 km2，1.1萬余戶，3.5萬余人。海拔350～490 m，屬于典型的淺丘帶壩地貌。
該研究主要運用PRA中直接觀察法、半結構式訪談、參與式繪圖、問題因果分析（問題樹）等方法[4]，同時通過GIS實現PRA信息與區域信息的交融和集成，進而運用空間數據存儲、處理和分析等功能，對自然資源、基礎設施、產業、居民點等進行定位、定量分析，為規劃提供翔實準確的數據支撐和科學的決策依據。新農村規劃技術路線如圖1所示。
2 前期準備
2.1 初步調查與資料收集
收集規劃區的自然地理、交通、氣候、經濟、社會、人文等各方面信息。重點收集資源狀況、居民點現狀、產業現狀、基礎設施建設等幾個方面的信息。盡量收集地形、遙感影像、土地利用現狀等地理信息。
2.2 內業準備
2.2.1 資料整理與預處理。利用GIS工具對地圖進行矢量化，構建涵蓋規劃區行政區劃、交通、水系、居民點等信息的基礎空間信息框架，并通過高程線（或點）生成數字高程模型（DEM）。利用遙感影像解譯（或土地利用現狀圖），將土地利用進行分類、測算，并初步統計規劃區的土地利用狀況，對土地未來發展有總體把握。在此基礎上，結合地形地貌和土地利用狀況，用GIS對規劃區進行空間辨識，為確定產業、民居、基礎設施建設等的用地布局及范圍提供參考依據，以便詳細調查和規劃過程中更具針對性。
2.2.2 基礎圖件與訪談提綱制作。通過基礎數據的處理，可以制作區位圖、土地利用現狀圖等基礎圖件，以便在詳細調查中進行核實。同時，在前期資料收集中，大部分屬于二手資料，且比較籠統，而建設性規劃資料應盡可能詳細、準確[5]。在對各村、重點企業、專業合作組織等進行詳細調研時，需要開展半結構式訪談等工作，因此要制作訪談提綱，以便資料收集更為客觀、翔實。內容主要包括村詳細信息、主導產業發展情況、基礎設施建設情況、村莊建設情況。
3 調查方法
3.1 半結構式訪談
半結構訪談是一種通過與訪談對象直接交流而獲得信息的方式，是一種開放、交互式的訪談形式[6]。根據提前擬定的采訪提綱，圍繞資源利用、產業發展、村莊建設、基礎設施建設等主題，向村干部、村民代表等被采訪者進行開放式提問，充分調動其主觀能動性，并整理他們介紹的有關新農村建設方面的經驗、教訓以及對問題的看法和愿望，全面獲取農村社會經濟、資源狀況、存在問題等，為規劃做充分準備。
3.2 實地勘察與參與式繪圖
規劃區的空間信息和非空間信息都隨時間不斷變化，而基礎資料的時效性不盡一致，因此，需要到實地驗證調查信息的準確性。通過村民參與式繪圖，結合實地核對、GPS現場測量等方式，在土地利用現狀等事先準備的基礎圖件上對基礎資源（土地、森林等）、基礎設施現狀（道路、交通等）、產業發展現狀（種植、養殖等）、新村建設情況等信息進行確認。還可以標出意向性規劃的重要地物，如：居民點、道路、溝渠、園區、村委會、企業、公共服務點等。同時，可以與村民討論關于利益群體如何利用資源（如權屬），新農村建設存在題、沖突、機會和解決方法等方面的問題。
4 調查結果分析與輔助規劃
4.1 PRA調查結果及問題樹分析
通過問題樹方法，對示范片新農村建設分析。問題樹是按照對事件的因果關系，將某一事件的原因逐級分解的方法[7]。一般從出現的問題出發，追溯引起該問題的最原始和最直接的原因。問題樹分析可幫助規劃組成員和當地群眾共同發現和分析新農村建設中的項目和事件所產生的影響、資源和活動的流向，并形象直觀地表達起因、影響和聯系。
對詳細調查中當地群眾普遍反映的基礎設施不完善的問題，進行不同層次的分析。基礎設施不完善作為示范片新農村建設PRA問題識別中的核心問題，主要包含交通、水利、土地、公共服務等基礎設施的條件差和不完善。經過與當地群眾的廣泛討論，得出問題樹狀圖（圖2）：通過問題的過渡與演替，可以得出“基礎設施不完善”與新農村建設方向和項目規劃存在必然聯系。示范片通過科學布局的產業和新村建設項目，并配套完善的基礎設施建設，可以實現基礎設施與產業發展，產業發展與新村建設之間的良性互動。
4.2 地理信息系統輔助分析
4.2.1 坡度、坡向分析。運用GIS空間分析功能，可以通過數字高程模型對規劃區域坡度、坡向等進行分析，以作為用地適宜性評價、產業園區定位、新村建設選址等的重要參考依據[8]。圖3為坡度圖，分析表明，規劃區沿河流（沱江及其支流陽化河）坡度較小（0～5°），適合發展規模化現代農業，而丘陵區域地形較為破碎。
4.2.2 規劃項目影響范圍分析。道路、園區建設以及河流整治等重點項目的建設，在規劃中都應進行設施的影響范圍分析。利用GIS的緩沖區分析功能[9]，可以方便、快速的生成滿足一定條件的影響范圍，輔助民居區、廊道、園區等邊界的確定。圖4以道路和河流為例說明影響范圍緩沖區分析。
4.2.3 規劃數據庫建設與三維可視化。將詳細調查并修改完善的數據，利用GIS數據建庫工具，構建空間數據和屬性數據庫[10]。數據庫的建設主要包括基礎地理信息庫和規劃專題數據庫。前者是有關行政區劃、地形地貌、交通、水系、居民點、土地利用等基礎空間地理要素和地理框架數據；后者是由新農村建設相關部門提供和規劃相關的產業發展、村莊、基礎設施建設等專題數據。數據庫構建以后，規劃中產業布局、居民點布局、基礎設施布局等規劃指標的相關數據可以利用統計分析功能通過數據庫獲取，在很大程度上提高了工作效率。同時，運用地理信息系統對數據進行可視化表達，可以直觀地表達和展示規劃區的基本情況及規劃項目內容，為規劃組成員與當地群眾及地方部門搭建一個溝通的平臺，圖5為地理信息三維可視化表達。
5 規劃建議
根據對示范片地形地貌、資源狀況、存在問題等方面的分析，提出以下規劃建議。一是產業發展作支撐。建議構建現代農業園區集群發展的格局，在坡度較小、適宜規模化發展的地塊建設農業科技園區、現代農業示范園區、農業產業園區，形成從科技創新到試驗示范到規模生產的園區體系，以現代農業的發展來支撐新農村建設。二是民居建設需適當。根據淺丘帶壩的地形條件，建議宜聚則聚、宜散則散、產村互動，平壩區及鄉鎮周邊的村相對集中，可與集鎮建設相結合建設生態社區，節約用地；而對于淺丘地帶，建設生態農莊，與生產發展相結合；同時配套建設公共服務設施。三是基礎設施要互動。一方面，先期建設好示范片內重大基礎設施，為產業和新村建設奠定基礎；另一方面，園區道路、農渠、土地整理等基礎設施建設作為產業、新村建設的配套；設施與產業發展、設施與新村建設協調互動、相互促進。四是景觀生態求和諧。重點建設庭院景觀，道路、河流廊道景觀以及園區防護景觀。將庭院景觀與生態經濟建設相結合，采用果樹等進行綠化，保持鄉土風格；科學選擇和搭配綠化，尊重水域蜿蜒曲折、自然流線的優美形態；選擇適合當地生長的經濟林（果）作為防護林帶，建設能夠調節小氣候、保持水土、涵養水源、美化環境的農業園區防護林體系。
6 結語
應用PRA和GIS工具進行新農村建設規劃，一方面通過規劃人員與當地群眾的溝通，充分調動村民的積極性，進而與村民共同分析農村發展中存在的實際問題以及問題的內在原因，克服“自上而下”式規劃的缺陷；同時，準確定位、快速處理規劃相關的空間信息，并通過數據查詢和空間分析，為規劃建議的提出提供強有力的信息支撐和科學的決策依據，使規劃方案更符合實際情況，具有更強的可操作性。
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關鍵詞：數字化測繪；基礎地理信息系統；
引言
由于全球導航衛星系統(GNSS)、遙感(RS)、地理信息系統(GIS)和計算機網絡等技術的快速發展，給空間數據的獲取和采集帶來了革命性的變化，同時數字測圖技術、測圖軟件等也得到了迅速的發展，數字測圖日益成為一種重要的數據來源，許多數字測圖的成果又都要求形成數據庫的形式。這樣可以為建設多尺度、多分辨率、多種類的空間數據體系和統一的地理空間數據平臺奠定基礎。
由于目前的測圖方法和繪圖軟件主要還是面向傳統圖形應用，數字測圖成果與數據要求還存在一定的差距。數字測圖系統所提供的電子數據與數據之間的無縫接軌是當前必需解決的難點問題之一。雖然許多測圖軟件系統正在努力向成圖、建庫一體化靠攏，但效果不佳。因為，目前的數字測圖理念還是基于實現圖式所要求的可視化效果為主，只是在要素分層、數據編碼等方面給予了一定的重視，對屬性數據采集、空間數據完整性的認識缺乏足夠的重視。
1 數字化測圖的現狀
傳統的測量儀器和測量方法是靠人來對準目標、讀數、記錄，然后將這些數據解析到圖紙上。這個過程是漫長的，而現在使用的圖式符號、制圖指導的可視化、色彩等諸多理論都是在這個階段形成。
隨著測繪儀器的進步，測量方法、成圖模式也發生了根本性的變化。從儀器發展看，全站儀的出現使測量數據的讀取、存儲實現了數字化、自動化；從繪圖方式看，傳統的小平板已向內、外業一體化發展；從測量方法看，全站儀的采用使得測區內控制點和碎部點的精度分布變得更加均勻。概括起來，數字化測圖目前主要存在兩種模式，即電子平板模式和數字測記模式。
電子平板模式，在現階段，野外現場測圖，實時成圖。尤其是便攜機的出現給數字測圖提供了發展機遇。它利用計算機與測站儀器通訊，動態地獲取測量數據，在屏幕上即測即顯，外業實時成圖，實時編輯，糾正錯誤。該模式能夠在野外比較直觀地生成圖形，大大減輕了內業工作量，同時繪圖的質量也有了較大的提高。它也有一些不足之處，比如加大了外業的工作量，筆記本電源受時間限制、容易受天氣影響，測站缺乏對鏡站的了解等。近來出現掌上電腦和嵌入式操作系統，使得鏡站指揮測站成為可能，該工作模式可把測站數據通過無線通訊的方式傳送到鏡站，然后，由鏡站工作人員根據實際情況，實現地形地物的即測即繪。
數字測記模式，主要是外業測量和內業成圖。該模式外業主要由電子手薄或測量儀器記錄坐標、編碼，同時人工配合草圖（包括所有的圖形、編碼、屬性注記等內容）。然后將存儲的數據和草圖交由內業，內業人員將數據讀出、在計算機上展點，依據草圖將數據連接起來形成圖形。這種測圖模式比傳統測圖大大提高了工作效率，但存在兩個方面的問題，一是草圖和儲存的數據容易出現不匹配的現象，造成外業返工，主要原因是記錄數據的測站和繪制草圖的移動站之間的不協調；二是內外業的分工，容易產生對草圖理解上的差異。另外，該模式下野外數據編碼容易出錯、草圖繪制的信息量難以滿足內業作圖需要。
這兩種工作模式的共同點就是測量數據和繪制圖形的傳輸介質都由紙質變成了數字形式，但繪圖的基本要求還是以傳統的紙質繪圖要求為準，測繪的本質并沒有發生根本的變化。主要原因有兩個，一是野外測繪的直接需求來源于傳統的對測量數據的需求；二是對測量結果質量的檢查和評定還是以圖式為主要檢查依據，必須首先按照傳統的繪圖模式完成任務。雖然從數據管理（如分層、編碼等方面）正在逐步向信息化靠攏，但從信息量的獲取角度看，目前的數字測圖成果與信息化測繪之間還有一定的距離。
2 數字化測圖與信息化測繪要求的差異
2.1數據的獲取不同
許多數字測圖軟件都具有向轉出數據庫數據的能力，但由于數據格式之間的不一致，轉換過程中往往要丟失許多信息，并且轉換后的數據編輯工作量非常大。數據的獲取與儲存在野外測量時，由于受通視、測點連接次序、分幅等條件的限制，會造成空間目標存諸上的不完整。如道路要素，在信息化要求看來，是一個完整的空間實體，往往使用一個線實體來表示，但所能采集到的地理實體是離散化的多個道路邊界實體。這些圖形實體轉入庫后處于分段狀態，沒有空間目標的整體概念。這為建立空間數據庫、空間數據與屬性數據連接、空間信息查詢和分析都帶來極大的不便。類似的地物表示還有河流，在信息化的要求中，河流需要用一個面來表示，但是在實際測繪成圖過程中，往往存在邊界不清的現象，如海域的范圍線、河流入海口的界線等問題。
2.2存儲形式不同
在數字化測圖和信息化測繪的目的不同，在存儲形式上也有所不同。測圖的目的是為了成圖，成圖有圖幅的概念，為了一致性，在測圖生產管理上，也大多采用圖幅管理的概念，就算是采用數據庫方式的存儲，依然保留著圖幅的痕跡；而信息化測繪的本質是服務，是為了數據的最終其它系統的應用最大化，在地物實體的表示上，存儲上都定位于實體。如點狀地物雕塑的表示，在成圖時可能采用多個線形成一個組合體表示，信息化測繪則采用單一的點來表示雕塑的位置，至于更動的其它信息，如雕塑的圖片、作者、創作年份等等采用屬性的方式存儲。
2.3可視化要求不同
數字化測圖最終目的是成圖，在成圖的過程中可以不考慮數據的冗余、存儲空間的限制等因素，為了達到美觀、直觀的效果，可以用線組成一個符號快，而直接用點、線、面的分類表示地物實體，則是信息化存儲的基本要求，信息化測繪的可視化則是在后續應用中提出的具體要求。為了達到圖示直觀、表示清晰的目的，國家地形圖規范對地物的表示也有比較具體的要求，如地下室入口、坡向等內容都有具體的可視化符號表示，在信息化過程中，只要有足夠的實體類型、性質等信息，就有可能通過實體之間的邏輯關系計算出來入口方向、坡向等需要用可視化才能表示出來的內容。
2.4屬性要求不同
制圖的核心問題是選擇什么樣的地面景觀用于制圖，即內容重于技術。在空間對象及屬性的選擇上，一般還是按照圖式所要求的內容進行篩選。
屬性數據是非空間數據，主要表示空間實體的定性和定量特性。在一般的數字測圖軟件中，屬性數據是通過注記或圖形的顏色、線型、大小等的方式來表達的，這些內容一般直接通過圖形可視化即可表達出來，不需要屬性數據庫的支持。長期以來，采集屬性數據也是按照圖式要求進行。但從建立地理信息系統的角度看，這些屬性數據遠遠不能滿足建立各種統計、分析模式的需要。比如建筑物屬性數據采集，圖式要求標注的內容也就名稱、材質、層數等，以上數據可以圖形或注記的形式表示出來，但該樓的竣工時間、結構形式、用途、所屬單位、使用年限等數據卻不可能再在圖面上進行表示，也是以往測量工作所忽視的。信息化測繪的最終目的則不僅僅是測繪制圖，更多的是為社會各行各業提供所需地表的空間位置數據，并利用對客觀真實世界的各種數據來實現虛擬現實系統，將地表的情形以真三維、真尺度、真紋理真實的重建起來。
目前為數字化測繪所建設的基礎地形數據庫，同樣也存在這樣的特點：數據組織方面按地形圖規范組織；數據生產維護方式按照地形圖規范的圖幅方式管理維護；數據采集種類按地形圖規范選擇性采集。
3 基礎地理信息系統的建設
3.1 信息化測繪的目標
從數字地球到基礎地理框架，到基礎地理信息服務，都要求測繪向信息化測繪的轉變。信息化測繪技術體系主要研究內容為從信息獲取、處理、管理到輸出的數字化測繪技術體系，初步建立信息化測繪技術服務體系，基本實現基礎地理信息的快速獲取與更新、智能化處理和一體化管理、網絡化生產管理與分發服務，實現地理空間信息資源的融合和增值服務，面向市場，使測繪信息與技術產品社會化，為社會提供多尺度、多方位、多形式的服務體系。從產品的管理、生產整個過程看，可以分為四個信息化子模塊，即測繪產品信息化、生產管理信息化、測繪服務信息化、系統維護信息化，每一個子模塊各成一個子系統。
3.2 完善的生產管理系統
基礎地理信息庫的維護必有一套完整的生產管理體系，作為對數據的質量、更新周期的保障。信息化的生產管理系統產生的有關數據的信息，就是常說的元數據信息；同樣根據基礎信息化測繪對基礎地理信息庫的要求，對基于元數據系統的生產管理系統也提出了新的要求：
（1）元數據管理的基本單元逐漸向自然的基本單元轉變，現在多數以圖幅為基本管理單元，這樣的管理模式，對基礎地理信息的采集造成的影響就是，地物實體在圖幅接邊處的非自然斷開，人為的造成地物實體的離散。以自然界線構成的范圍作為管理基本單元，可最大限度的保留基礎信息的完整性。
（2）基于實體的元數據信息管理模式，為3G技術在數據維護提供基礎。通訊技術進入3G時代，在通訊帶寬上有了一定的保障，在線的數據維護方式也成為了一種可能。
（3）補充、完善元數據信息，信息化服務也要求元數據信息的完整，以圖幅為基本單元的管理模式逐漸向自然實體轉變后，元數據的描述對象也從圖幅轉變到更加細化的實體，但是元數據信息更加準確、現實。
（4）網絡化的地理信息分發平臺
信息化測繪的本質是服務，也是要求測繪產品、測繪手段必須隨技術的發展而發展，就像是信息化測繪時測繪科學發展的必然趨勢一樣。信息化測繪服務強調服務的實時保障、實時服務，除了要求測繪產品的現勢性要強，還要求服務的獲取速度要快。顯然，要做好測繪服務，必須借助于網絡化。信息化測繪的標準化和元數據管理提供了數據多源整合的基礎，高帶寬的網絡技術為數據的分發服務提供了傳輸的保障。
3.3 基礎地理信息庫為核心產品
從信息化測繪的目標看，四個信息化模塊中，其中測繪產品信息化是關鍵，只有完全信息化的測繪產品，才能實現服務的信息化。信息化測繪和數字化測繪的主題形式，雖然都是“數字形式”，但是信息化測繪對信息的基礎性、現勢性、完整性等遠遠的高于數字化測繪的要求，由此決定了基礎地形數據庫以及采集平臺進行深層次的改造：
（1）數據分類的進一步科學和細化
在改造過程中，不能僅局限于地形圖規范、標準，應著眼于地理信息的基礎性要求，將更廣泛的、基礎的地理定位要素納入測繪體系。各類數據的組織存儲方式，應根據信息化應用的需求確定，信息化測繪服務的本質也要求基礎地理信息庫的產品具有很強的兼容性。
（2）更新維護方式的多元化
信息化測繪對信息現實性的高要求，必須使用多元化的維護方式。
（3）完善從基礎地理信息庫到基礎地形庫的符號化，逐步實現基礎地理信息處理的自動化和智能化
在信息化測繪的體系中，確立的基礎地理信息庫為核心的地理信息產品，但并不意味著符號化地形圖產品的消失，作為長期以來使用的符號化地形圖產品依然存在。在基礎地理信息庫完成維護后，利用其中需要的部分信息并符號化，形成多需要、多層次的符號化產品。
關鍵詞：3D GIS；SuperMap；三維校園；設計與實現
中圖分類號：TP37 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）20-4831-03
Design and Implementation of 3D Digital Campus 3D Based on GIS Technology
YUAN Zhao-feng ，WEI Ao-xue， ZHENG Jia， MU Ming-hui， DING Yan-qing
（Institute of Disaster Prevention disaster information engineering， Hebei 065201，China）
Abstract： The three-dimensional geographic information system （3DGIS） is the GIS spatial query， analysis and decision function and VR （virtual reality） 3D visualization of organic living together， enhance the visual effect of GIS system and 3D spatial analysis ability. Taking the Institute of Disaster Prevention as the research object， the 3D modeling technology， computer network technology， virtual reality technology and software development technology based on HTML+JavaScript， the development environment and SuperMap cloud GIS software development platform， using MVC design patterns and object-oriented development method， realized the 3D campus system of disaster prevention. The system has a 360 degree view three-dimensional scene， 3D measurement， POI query localization function and 3D campus navigation， 3D campus than 2D more visual image， closer to the campus scenery， has a certain application value.
Key words： 3D； GIS； SuperMap； 3D campus； design and Implementation
20世紀70年代初，二維地理信息系統開始起步，至今已經廣泛地應用到各行各業，對社會發展和經濟發展產生了巨大的影響，但是隨著計算機技術的不斷發展和GIS應用的不斷深入，二維地理信息系統已無法滿足人們在某些領域的需求，例如：教育、地質、氣象、數字校園、數字城市等。進入二十世紀90年代后，虛擬現實技術和三維可視化迅猛發展起來，為我們建立三維地理信息系統提供強有力的理論和技術支持，我們能用三維GIS技術進行三維空間的操作和分析，讓空間對象真實、立體的展現在用戶面前。與此同時，隨著高校擴建的步伐不斷加快和國家擴招政策的實施，高校也面臨著一個新的發展，因此，通過把三維GIS技術應用到數字校園中，集成校園導航、校容校貌展示、招生宣傳、校園信息化管理的新一代三維數字校園系統，將是大勢所趨，對學校的對外形象宣傳、招生宣傳、信息化管理將產生重要的作用。綜上所述，研究三維數字校園是非常必要的。
1 系統總體設計
本文以防災科技學院為研究對象，首先調研校園的基礎信息，在SuperMap Deskpro中建立空間屬性數據庫、對于校園中所有實體對象采用3DMAX軟件建立三維模型，并用SuperMap iServer場景；然后基于三維建模技術、計算機網絡技術、虛擬現實技術和軟件開發技術，HTML+JavaScript開發環境與SuperMap 云GIS軟件開發平臺，采用MVC設計模式和面向對象開發方法進行系統功能開發。系統功能主要有三維場景瀏覽、三維場景基本操作、對象選擇查詢、對象準確定位、對象屬性查詢以及顯示、場景導航等功能。下面是系統架構圖：
2 系統關鍵技術
2.1 二三維一體化技術
隨著3DGIS技術的發展，人們越來越希望在一個系統中同時包含二維和三維的功能，就是實現二三維的一體化技術。本系統采用了超圖的SuperMap iServer服務，改服務是基于跨平臺GIS內核的云GIS應用服務器，具有支持二三維一體化地圖緩存，提供二三維一體化的服務、管理與聚合功能，提供多層次的擴展開發能力，采用面向服務的地理信息共享方式，用于構建SOA應用系統和GIS專有云系統。非常適用于智慧城市、智慧校園系統的應用。
2.2 緩存技術
對于3DGIS系統，如何在短時間內利用現有硬件系統加載大量的三維模型和海量的數據是核心問題，為了解決這個問題，本系統中用到了場景緩存這一新技術，場景緩存是基于整個場景生成的緩存，通過一次操作，即可將已經加載到場景中的不同類型的數據圖層生成不同類型的緩存。系統可以通過場景的緩存能夠使數據在桌面上快速的加載與顯示、使客戶端的更高效瀏覽。但是由于一個場景緩存只能完成一個功能，因此在本系統中，為了在實現3D瀏覽的同時還能對地圖進行屬性查詢等操作，我們采用同時2個場景緩存的技術解決了以上問題。
3 校園空間數據庫及3D建模
3.1 校園空間數據庫的建立
建設校園空間數據庫，首先要對校園空間信息建立清晰的模型，通過對系統的需求進行分析，我們采用面向對象的方法對建立模型，將校園空間數據按其空間特征進行分層組織，細分為點、線、面等實體類型把與地理空間有關的對象抽象為樓房建筑、道路、樹木、草地和管線等通用概念，具體分析如下：
1） 樓房建筑物：要包括教學樓、辦公樓、實驗樓、圖書館、學校醫院、食堂、學生宿舍、體育場館和公共設施的位置以及房屋結構等。
2） 樹木草地：反映校園樹木、綠地、草坪的種類、分布及覆蓋面積等。
3） 道路：反映校園內各主要道路情況，包括道路位置、走向、路面寬度及坡度等。
4） 文字注記：要對校園內的各地理實體標注文字及注記，如樓房名稱、道路名稱等。
經過這樣的數據信息劃分，用戶可以根據關心的重點不同決定哪些圖層以高亮度顯示并進行專門的操作，更加方便了實際的管理。
3.2 3D模型制作與
在制作本系統時為了使所有的模型更加逼真，我們通過拍攝真實的物體得到圖像經過PS等圖像處理軟件優化紋理加工處理后作為紋理貼圖，再使用3DMAX等軟件手工建立目標場景模型數據并貼到模型上，然后利用GIS插件導出，再將場景整合到GIS系統中，“圖2”是3DMAX建模過程。
防災科技學院的場景是建立在三維球體上的一部分，在建立場景時，考慮到場景的顯示效率和顯示效果，場景當中的一些固定且數量較多的實物是通過建立三維符號來減少數據復雜程度的，并對場景當中的部分實物是通過場景緩存添加的。為了增加場景的真實性，通過粒子效果添加噴泉效應防災科技學院全景如圖3所示：
4 功能實現
4.1 定位
根據SuperMap提供的相機類，新建一個實例camera，設置camera的經緯度和高度值，以及角度值等屬性，利用flyingOperator中的 flyto方法將相機定位到用戶查詢的對象的相應位置。實現了用戶的選擇性瀏覽。
4.2 量算
根據SuperMap封裝好的MeasureDistance和MeasureArea類，新建控件measureDisAction和measureAreaAction，通過觸發這兩個控件中對應的觸發后事件和結束后事件完成量算過程。
4.3 查詢
用戶選擇自己感興趣的建筑對象后，系統獲取到你選擇的對象，并將它作為參數傳入對應的函數中，我們可以通過獲取對象字段的方法，讀取到該對象屬性表中的所有字段值，然后將這些字段中篩選并顯示在氣泡中，這樣系統將會顯示出該模型對應實物的屬性信息，校園中各重要建筑及景點都關聯了相應的屬性信息，能快速顯示被點擊物的屬性信息，還可以通過搜索或者選擇建筑的名稱，通過GetFeature3DsBySQLParameters、GetFeature3DsBySQLService這兩個類用SQL查詢的原理查找到對象，從而查找到對象屬性表中的所有字段，通過這些字段中的經緯度坐標對建筑進行定位，建筑名稱進行氣泡顯示，這樣就可以實現定位并查詢建筑物的位置了。
4.4 飛行
三維飛行主要是指指定路線后，能使場景以一定的速度，按照一定的軌跡進行飛行模擬，可以起到校園導航的作用，實現方法是在SuperMap Deskpro中制定好飛行節點和路線，導出成一個飛行文件，程序中我們通過調用這條飛行路線，獲取到其幾個節點的經緯度，相機方向等，設置好速度，同樣用flyingOperator中的 flyto方法，實現節點到節點間的飛行，起到了使用戶能夠更加真實置身于三維場景中，快速熟悉活動路線等作用。
5 總結
在信息化的發展和高校擴招的需求下，高校建設和宣傳的壓力在不斷被增大，好的校園建設是學院硬件的展現，好的宣傳方式則會在院校招生工作中起到積極的作用，而集成校園導航、校容校貌展示、招生宣傳、校園信息化管理的新一代三維虛擬校園地理信息系統，將是大勢所趨，它將校園自然環境、人文環境重現在網上，使用戶身臨其境。三維虛擬校園的發展將會與“數字校園”相結合，在視覺和功能上滿足院校招生、建設、宣傳的需要，成為校園門戶網站不可缺少的重要欄目，對學校的對外形象宣傳、招生宣傳、信息化管理將產生重要的作用。
參考文獻：
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關鍵詞：地理信息系統空間數據模型模型層次
中圖分類號：C922 文獻標識碼：A 文章編號：
地理信息系統（GIS）從誕生以來一直是信息科學中研究與發展最活躍部分，它在空間信息的采集、建模、數據組織、可視化表示和分析等方面取得了大量的研究成果，其中空間信息的數據組織和管理是 GIS研究的核心問題。空間數據類型繁多、異常復雜，組織的好壞和檢索的效率是衡量一種空間數據應用系統成敗的關鍵，對空間數據的處理及空間數據模型的研究是GIS 區別于其他系統的特點之一。
1 空間數據模型
數據模型是對現實世界中的數據和信息的抽象、表示和模擬。 空間數據模型就是尋求一種描述地理實體的有效的數據表示方法， 根據應用要求建立實體的數據結構和實體之間的關系以便于應用。目前，在 GIS研究領域中，已提出的空間數據模型有柵格模型、矢量模型、柵格-矢量一體化模型和面向對象的模型等。
1.1 柵格數據模型
柵格數據模型是最簡單、最直觀的一種空間數據模型，它將地面劃分為均勻的網格，每個網格單元由行列號確定它的位置，且具有表示實體屬性的類型或值的編碼值。在地理信息系統中，掃描數字化數據、遙感數據和數字地面高程數據 （DTM）等都屬于柵格數據。 由于柵格結構中的行列陣的形式很容易為計算機存儲、操作和顯示，給地理空間數據處理帶來了極大的方便，受到普遍歡迎。 在柵格結構中，每一地塊與一個柵格像元對應。 不難看出，柵格數據是二維表面上地理數據的離散量化值， 而每一個像元大小與它所代表的實地地塊大小之比就是柵格數據的比例尺。
柵格數據模型的顯著特點是地圖輸出快， 數據結構比較簡單，便于面狀數據的處理，可以快速獲取大量的數據，數學模擬方便，多種地圖疊置分析方便，進行空間分析比較容易，容易描述邊界復雜和模糊的地物，特別適合FORTRAN，BASIC等高級語言作文件和矩陣處理， 這也是柵格結構易被多數地理信息系統接受的原因之一。它的缺點是數據存儲量大、空間位置的精度低、難于建立網絡連接關系、繪圖比較粗糙。
1.2 矢量數據模型
矢量模型是用構成現實世界空間目標的邊界來表達空間實體，其邊界可以劃分為點、線、面等幾種類型，空間位置用采樣點的空間坐標表達，空間實體的集合屬性，如線的長度、區域間的距離等，均通過點的空間坐標來計算。 根據空間坐標數據的組織與存儲方式的不同，可以劃分為拓撲數據模型和非拓撲數據模型（例如面條模型）。
拓撲模型是將實體間的某些拓撲關系和點、線、多邊形直接存貯在表中，沒有數據冗余。 通過這些表，可以方便地判斷線狀實體的連通關系和面狀實體的鄰接關系。 該模型在空間數據的組織、 拓撲空間關系的表達、 數據模型的拓撲一致性檢驗及圖形恢復等方面具有較強的能力， 因此被廣泛應用于 GIS 軟件， 如Arc/Infor等。 但是采用該方法構建新的拓撲空間關系時，所用的時間量大。
在非拓撲數據模型如面條模型中，地物用一系列坐標串表示， 這種表示記錄了空間實體的形狀信息，但沒有考慮空間實體間的鄰域關系，相鄰多邊形的公共邊被重復存儲，其拓撲關系信息必須在數據文件中通過搜索所有實體的信息， 并經過大量計算才能得出，因此難以有效地進行空間分析，但比較適用于制圖系統。
矢量模型的突出優點是能完全顯示和表達點、線、面的空間位置及它們之間的所有關聯關系建立拓撲結構，從而提高空間網絡分析的能力，空間位置和輸出圖形的精度高、 數據存儲量小、容易定義和操作單個目標，能方便地實行坐標變換、距離計算等。 缺點是缺乏與遙感及數字地面模型（DEM）直接結合的能力，邊界復雜和模糊的事物難以描述，數據結構比較復雜，難于處理多種地圖的疊置分析操作。
1.3 矢量-柵格一體化數據模型
從幾何意義上說，空間目標通常有三種表達方式：（1）基本參數表達。一個集合目標可由一組固定參數表示，如長方形由長和寬兩參數描述；（2）元件空間填充表達。 一個幾何目標可以認為是由各種不同形狀和大小的簡單元件組合而成， 例如一棟房子可以由一個長方形的方體和四面體的房頂組成；（3）邊界表達。一個目標由幾種基本的邊界元素即點、線、面組成。矢量數據結構和柵格數據結構各有優缺點， 矢量-柵格一體化數據模型具有矢量和柵格兩種結構的優點。
在基于矢量的GIS系統中， 使用的是邊界表達方法。 這種矢量結構用一組取樣點坐標表達一條弧線段或一個多邊形， 這是人們使用地圖引申出來的習慣概念，用這種數據結構，人們可以方便的得到長度、面積等。在基于柵格的GIS系統中，人們已經用元件空間充填表達面狀地物。對于線狀地物，以往人們僅使用矢量方法表示。事實上，如果采用元件空間充填表達方法表示線性目標，就可以將矢量和柵格的概念統一起來，進而形成成矢量-柵格一體化的數據結構。
設在對一個線性目標數字化采樣時， 恰好在所經過的柵格內部獲得了取樣點，這樣的取樣數據，具有矢量柵格雙重性質。一方面，它保留了矢量數據的全部特性， 一個目標跟隨了所有的位置信息并能建立拓撲關系；另一方面，它建立了路徑柵格與地物的關系，即路徑上的任意一點都與目標直接建立了聯系。這樣，每個線性目標除記錄原始取樣點外，還記錄所通過的柵格，每個面狀地物除記錄它的多邊形周邊以外，還包括中間的面狀柵格。無論是點狀地物、線性地物、面狀地物，均采用面向目標的描述方法，即直接跟隨位置描述信息并進行拓撲關系說明，因此它完全保持矢量的特性，而元件空間填充表達建立了位置與地物的關系， 使其具有柵格的性質。 這樣的數據結構就是矢量-柵格一體化的數據結構，基本上具有兩種數據模型的優點。
1.4 面向對象的數據模型
面向對象的方法起源于面向對象的編程語言。他以對象為最基本的元素來分析問題、解決問題。 客觀世界由許多具體的事物、抽象的概念、規則等組成的，可以將任何感興趣的事物、概念都統稱為“對象”， 面向對象方法的基本出發點就是盡可能按照人們認識世界的方法和思維方式來分析和解決問題。計算機實現的對象與真實世界具有一對一的對應關系，不需作任何轉換，這樣使面向對象方法更易于為人們所理解、接受和掌握。 所以，面向對象方法有著廣泛的應用前景。
面向對象的定義是指無論怎樣復雜的事例都可以準確地由一個對象表示，這個對象是一個包含了數據集和操作集的實體。除數據與操作的封裝性以外，面向對象數據模型還涉及到四個抽象概念：分類、概括、聚集、關聯、以及繼承和傳播兩個語義模型工具。一些學者在這一領域開展了多方面的研究，利用面向對象的技術，即把 GIS 要處理的地理目標，抽象為不同的對象，建立各類對象的聯系圖，并將各類對象的屬性與操作封裝在一起。 一般是將地理空間目標抽象為結點、弧段上的內點、弧段、點狀地物、線狀地物、面狀地物、復雜地物、無拓撲關系的面狀地物、地物類、專題層、工作區、工程等一系列對象。利用面向對象的數據模型可完成三維空間數據模型、時態空間數據模型等的初步定義和實現基于 Internet結構的分布式空間數據模型。
面向對象的技術是當今信息技術領域流行的模型和系統構造方法，也是當前 GIS 研究領域的熱點問題，它具有如下的優點：
一體化的存儲體系。 所有對象 、空間和非空間。均存儲于同一個數據庫。
數據的錄入和編輯質量更加準確， 有有效的智能規則約束。
用戶與數據對象的關系更貼近實際。 邏輯模型與存儲模型的差別縮小， 用戶的注意力將更多地放在數據表達方面。
特征之間存在豐富的上下文約束關系， 如拓撲、空間和普通關系。在編輯時不會出現違背常理的事發生。
具有更優越和靈活的圖形顯示， 用戶可有效控制顯示行為。
動態過濾方式顯示圖形。
具有豐富的圖形定義和功能，能精確美化圖形。
能管理特大型數據集合，不需要空間分區。
支持多用戶環境。
但是在應用面向對象的方法構造 GIS 模型和計算時，也存在一些問題，表現為：
經典的 GIS 空間模型缺乏對 GIS 關系和空間計算的總體指導，已有的模型有局限性，思想方法與面向對象的思想差距較大。
面向對象技術的數據抽象技術提供了實現縱向空間關系的解算能力，但對橫向的空間關系的解算能力較差， 所以即使利用面向對象的方法完成了GIS的空間對象定義，并實現了對象的分類、聯合、概括和聚合、類的繼承、封裝、聚集等，在空間關系的構造和空間計算的模式確定方面仍然缺乏全面指導的面向對象GIS空間模型的理論。
基于點、弧段、線、多邊形、復雜對象等對象的定義只能抽取GIS空間現象的一般特征，不能滿足空間現象多變、突變、關系蘊涵復雜的要求，實現的空間解算功能有限。
盡管僅有面向對象的方法是不夠的，當前，它還不能完全應用于GIS中，面向對象的空間數據模型只是GIS空間數據模型的一部分。 但需要強調的是，面向對象的空間數據模型給GIS系統的設計和功能實現帶來了前所未有的方便與快捷，面向對象設計方法是實現GIS系統開發和計算的重要思想，很多GIS軟件正努力發展自己的面向對象數據模型。
2 空間數據模型的層次
一般而言GIS空間數據模型由概念數據模型、邏輯數據模型和物理數據模型三個不同的層次組成，如圖1。所示。 其中，概念數據模型是關于實體和實體間聯系的抽象概念集，邏輯數據模型表達概念模型中實體及其關系，而物理數據模型則描述數據在計算機中的物理組織、存儲路徑和數據庫結構，三者間的相互關系如圖1所示。
2.1 概念數據模型
概念數據模型是人們對客觀事實或現象的一種認識，有時也稱為語義數據模型。不同的用戶由于在關心的問題、研究對象、期望的結果等方面存在著差異，對同一客觀現象的抽象和描繪會形成不同的用戶視圖，稱為外模式。GIS概念數據模型是考慮用戶需求的內容，用統一的語言描述、綜合、集成的用戶視圖。目前存在的概念數據模型主要有矢量數據模型、 柵格數據模型和矢量-柵格一體化數據模型。
2.2 邏輯數據模型
邏輯數據模型將概念數據模型確定的空間數據庫信息內容，具體地表達為數據項、記錄等之間的關系，這種表達有多種不同的實現方法。常用的邏輯數據模型包括層次模型、網絡模型、關系模型以及最近興起的面向目標或稱為面向對象模型。
2.3 物理數據模型
邏輯數據模型不涉及底層的物理實現細節，而計算機處理的是二進制數據，必須將邏輯數據模型轉換為物理數據模型，轉換要涉及空間數據的物理組織、空間存取方法、數據庫總體存儲結構等。其中，空間數據存取和查詢及查詢優化是目前國際GIS研究的一個重要課題。人們目前將空間定位數據及其屬性看作多維空間中的點，采用柵格文件系統、KD樹、四叉樹、R樹等多維點索引結構進行索引，但是由于最小邊界局限往往重疊嵌套及空間數據具有的復雜性等，還需要研究在空間數據模型和數據結構的基礎上提高GIS空間數據管理的效率。因而，物理數據模型是GIS空間數據的具體物理實現過程，負責對空間數據進行組織、存取、優化等。
3 結 語
綜上所述，空間數據的組織和管理是GIS領域研究的核心問題之一，由于各種空間數據庫在數據模型、數據結構上的差異， 如何實現不同空間數據庫之間的互操作，實現數據共享，已成為當前構建大型GIS軟件過程中的瓶頸問題。
隨著計算機軟硬件技術的發展， 地理空間數據的新應用，空間數據量的龐大及空間對象、空間查詢的復雜性， 地理信息系統對空間數據模型提出了較高的要求，近來一些學者在探索對象-關系空間數據模型和面向對象的矢量-柵格一體化空間數據管理模式方面取得了較大的進展，并在逐步走向實用。
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