02 实验1-认识地理信息系统

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地理信息系统基础
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Geographical Information System
实验1 认识地理信息系统
第一部分 SuperMap软件系列
SuperMap软件大家庭 平台软件 桌面软件 SuperMap软件服务序列
1.1 SuperMap大家庭
WebGIS平台 平台 SuperMap IS 全组件式GIS平台 平台 全组件式 SuperMap Objects 动态表单平台 SuperMap Form SuperMap Express 大型桌面GIS软件 软件 大型桌面 SuperMap Deskpro SuperMap Viewer 嵌入式GIS平台 平台 嵌入式 eSuperMap
1.2 平台软件
SuperMap Objects - 全组件式GIS开发平台 SuperMap IS - WebGIS开发平台 eSuperMap - 嵌入式GIS开发工具 SuperForm-动态表单软件
1.3 桌面软件
SuperMap Viewer - SuperMap Express - SuperMap Deskpro -
1.5 SuperMap 软件(服务)序列
信息发 布 系统建 设 数据处 理
SuperMap IS
SuperMap eSuperMap SuperForm
SuperMap Deskpro SuperMap Express
第二部分 GIS基本原理
什么是GIS GIS与MIS GIS与CAD GIS空间数据结构 GIS对空间数据的描述方法 GIS对空间数据的表达 GIS的发展方向
2.1 什么是GIS？
GIS是具有组织和结构的信息系统； GIS是一门处理空间数据的技术和方法； GIS是解决空间问题的工具； GIS是地理信息的描述语言。
一般认为，GIS是对地理空间数据进行获取、存储、编辑、处理、分 一般认为， 是对地理空间数据进行获取、存储、编辑、处理、 析和显示并输出的系统。
Geography Information Systems
现实世界
数据收集
数据源
数据输入 改造世界
用户
数据提取和管理 决策支持
数据管理
分析
地理数据处理 人
地理数据输入
GIS软件 操作系统和其它软件
地理数据输出
计算机硬件
2.2 GIS与MIS
GIS侧重于对空间数据的处理和分析 组件式地理信息系统的出现，较好地实现了管理信息系 统和地理信息系统的无缝集成
2.3 GIS与CAD
对比系统 对比内容
地理信息系统（ 地理信息系统（GIS） ） 空间数据分析和处理 海量数据 强 强 丰富 一体化管理 按数据类型分层管理
计算机辅助设计（ 计算机辅助设计（CAD） 表达和制图 数据量小 无 无 少 分开管理 按地物类型进行分层
主要功能和用途 通常处理数据量 数据的地理语义 空间拓扑关系 属性信息 图形和属性的管理 数据组织方式
2.4 GIS空间数据结构
矢量数据集 栅格数据集 矢量数据与栅格数据的转换
2.4.1 矢量数据结构（Vector）
矢量数据是代表图形的各离散点平面坐标（x,y）的有 序集合； SoDatasetVector
2.4.2 栅格数

据结构（Raster）
栅格数据是图形栅格单元（又称像元或像素）按矩阵形 式的集合； 栅格中的数值可以为灰度值（颜色值）、高程或者其它 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 专题属性。
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 3 3 3 0 0 0 0 2 0 0 0 3 3 3 0 0 0 0 2 0 0 0 3 3 0 0 3 0 0 0 0 0 0
3 0 0 0 SoDatasetRaste 0 0 0 0 r 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2.4.3 矢量和栅格的转换
矢量和栅格数据各有特点，两种结构可以相互转换。
1 3
2
矢量数据和栅格数据的一体化管理
2.5 GIS对空间数据的描述方法
空间地物被高度抽象为点、线、面，复杂地物可通过其 组合进行表达。点、线、面是GIS中最基本的数据类型, 在GIS中分层管理。
点
SoGeoPoint
线
SoGeoLine
面
SoGeoRegion
2.6 GIS对空间数据的表达（1）
风格设置（ SoStyle ）
点状符号
线型
SoSymbolLi b
填充
SoLineStyleLi b
SoFillStyleLi b
2.6 GIS对空间数据的表达（2）
专题图制作（ SoTheme... ）
-
根据数据的不同特点和不同的使用目的对专题信息 进行不同方式的渲染。
2.7 GIS的发展方向
GIS越来越向组件化、网络化和微型化方向发展，并越 来越成为一种地理信息服务(Geography Information Service)
组件式GIS 组件式
模块式GIS
集成式GIS
核心式GIS
Web GIS
嵌入式GIS 嵌入式
传统GIS软件 软件 传统
新一代GIS软件 软件 新一代
第三部分 SuperMap数据组织
工作空间（SuperWorkspace） - 数据源（Datasource） 数据集（Dataset） - 地图（Maps） - 布局（Layout） - 资源库（Resource） - 三维场景（Scene）
3.1 工作空间（SuperWorkspace）
工作空间用于保存用户工作环境 - 当前打开的数据源（位置、别名和打开方式）、 - 地图、 - 布局、 - 资源（符号库、线型库、填充库）、 - 三维场景。 任何时候只能存在一个工作空间，因此不能同时打开多 个工作空间。 工作空间文件的扩展名为.smw
工作空间
工作空间
数 据 源 数 据 集 地 图
数据引擎 数据库 （SDB+/DWG/ （SQL Server DXF/DGN） /Oracle/Sysbase/...） ） ）
布 局
资 源
文件
三 维 场 景
3.2 数据源(soDatasource)
数据源是由各种类型的数据集（如点、线、面类型数据， TIN、GRID、NetWork）组成的数据集集合，是空间数 据（集）的物理存储方式。 一个数据源中可以具有一种或多种类型的数据集，包括 矢量数据集和栅格数据集。 数据源类型：数据源文件、SQL+数据源、Oracle数据 源、SQL数据源以及Oracle Spatial数据源。

数据源文 件是文件类型的数据源，其余数据源是空间数据库。 数据源文件格式：由扩展名为SDB和SDD两个文件组 成。SDB存储空间数据，SDD为Access数据库，存储 属性数据。
3.3 数据集(soDataset)
数据集是由同种类型数据组成的数据集合，也就是一组 数据对象的集合 数据集的类型：点数据集，线数据集，多边形数据集， TIN数据集，GRID数据集，CAD数据集，NetWork数据 集，文本数据集等 。
3.4 地图(soMaps)
地图窗口： - 用来显示和查询浏览图层对象的工作窗口，可进行对象的创建编辑、 专题信息的分类显示、查询分析等。 图层： - 将数据集添加到地图窗口中，被赋予了显示属性，如：显示风格、专 题地图等，就成为图层。 地图： - 一个或者多个图层按照某种顺序叠放在一块，显示在一个地图窗口中， 就可以成为一个地图。 一般而言，一个图层对应着一个数据集；同一个数据集可以被多次添加到 不同的地图窗口中，而且可以赋予不同的显示风格。 地图存储的内容包括：各图层的名称、显示风格、视野范围、图层状态等。 地图是通过工作空间文件进行物理存储的。因此，保存地图后，还需要保 存工作空间，否则地图就没有真正保存到物理磁盘。
三维 场景
三维可视化 - 对三维模型的可视化表达，即以视觉化的形式将它们表现出来，可以 为用户提供一些二维地图数据无法直接提供的信息。 三维窗口 - 用来浏览三维场景、进行动态飞行浏览、淹没演示、控制图层、设置 属性等三维操作的工作窗口。一次只能打开一个三维窗口浏览三维场 景。 三维图层 - 将数据集添加到三维窗口中，被赋予了显示属性，就成为三维图层。 - 一个三维图层对应一个数据集 三维场景 - 一个或多个三维图层按照某种顺序叠放在一起，显示在一个三维窗口 一个或多个三维图层按照某种顺序叠放在一起， 就可以成为一个三维场景。 中，就可以成为一个三维场景。 - 一般而言，三维场景可以对二维点\三维点、二维线\三维线、面、文 本、DEM、Grid、TIN、影像数据等进行三维实时浏览，并且可以设 置并存储背景色、光源、雾化等场景的效果。
3.5 布局(soLayouts)
将一幅或者多幅地图放置在布局窗口中，并添加其他辅 助制图要素，如图名、图例、地图比例尺等，就成为布 局。 布局的保存也依赖于工作空间的保存。
3.6 资源(soResources)
符号 (soSymbolLib) 线型 (soLineStyleLib) 填充 (soFillstyleLib)
3.7 图层(soLayer)
图层是空间数据按专题在垂直方向上组织的一种方式。 图层可理解为地图窗口中的透明薄膜 图层是数据集的显示方式
-
显示数

据集的实质是将数据集中的对象以一定的风 格添加到地图窗口的图层中。
地图窗口中的所有层（soLayers）都可控制 - 如显示、编辑、可选、捕捉等
3.8 工作空间和数据源的关系
一个工作空间中可以有多个数据源。 工作空间和数据源对应不同的物理存储。
当前工作空间只有一个。打开另一个工作空间必须先关 闭原来的工作空间。
3.9 数据源和数据集的关系
一个数据源可以有多个甚至多种类型的数据集。一个或 多个数据集可以组成一个或多个数据源。 数据源是数据集的物理存储方式。
多个具有相同坐标系、不同专题、内容相关的数据集被 组织在同一个数据源中。
3.10 工作空间和地图、布局的关系
地图和布局都保存在工作空间文件（或数据库）中，保 存地图和布局后，如没有保存工作空间，结果将不被保 存。
如果工作空间中没有数据源，则相应的地图和布局将没 有数据。
3.11 数据集和地图的关系
数据集存储于数据源（文件或数据库）中，地图存储于 工作空间文件（*.SMW）中。 数据集是地图的重要数据来源，没有数据集中的对象， 就不能显示地图。 地图能将数据集中的对象以适当的风格进行显示，而数 据集中不能存储风格（文本和CAD数据集除外）。 地图会随着数据集的改变而动态更新。
3.12 数据集和图层的关系
数据集保存在数据源文件或数据库中，图层以地图的方 式保存。
一个图层对应着一个数据集。同一个数据集可以被多次 添加到不同的地图窗口中，而且可以赋予不同的显示风 格，因此，同一个数据集可以对应不同地图窗口的多个 图层。
3.13 复杂对象和复合对象
都是指由多个相互独立的子对象构成 。
-
复杂对象是由同类子对象组成，只能存在于点、线、 面等GIS数据集中。 复合对象是由不同种类的子对象组成，只能存在于 复合数据集中（即CAD Dataset）。
-
复杂对象
复合对象
第四部分 空间数据处理方案
SuperMap空间数据存储方案
SuperMap空间数据组织方案
SuperMap空间数据集成方案
4.1 SuperMap数据存储方案
双文件图库存储方案 空间数据库存储方案 两种存储方案对比
4.1.1 双文件图库存储方案
SDB＋和SDD双文件图库。一对SDB＋、SDD文件可 以存储多个空间数据。 双文件中，SDB＋存储空间数据，SDD为Access数据 库，存储属性数据。 双文件图库存出方案采用了作为ActiveX技术一部分的 "复合文档技术"。
a)双文件图库的理解
数据源 CAD数据集 数据集 点数据集 线数据集 面数据集 注记数据集 其它数据集... 其它数据集

GIS数据 数据 *.SHP *.COV *.E00 *.TAB *.MIF... CAD数据 数据 *.DXF *.DGN...
4.1.2 空间数据库存储方案
空间数据 空间数据 空间数据
空间数据库扩展SDX 空间数据库扩展SDX（+） SDX（
空间数据库
SQL Server/Oracle /Sysbase/Oracle Spatial等 等
4.1.3 两种存储方案对比
数据格 式 SDB 存储格式 设计 SuperMap 自定义 SuperMap 自定义 SuperMap 自定义 Oracle Spatial RDBMS 方案 否 较弱 是 较强 是 强 快 中小 大 并发 控制 访问速 度 更快 适合 项目 中小
MDB SQL Server
快 快
是
Oracle
强
大
4.2 SuperMap的数据组织
不同类型数据集的组织 不同数据集的数据结构
4.2.1 不同类型的数据集
目前有14种不同类型的数据集 每种数据集具有不同的组织结构
a） 提供十四种不同类型的数据集
4.2.2 系统数据结构
数据集类型 点数据集 文本数据集 面数据集 系统字段 SmID SmUserID SmID SmUserID SmArea SmPerimeter 线数据集 SmID SmUserID SmLenth SmTopoError 网络数据集 SmID SmUserID SmFNode SmTNode SmResistanceA SmResistanceB SmLenth SmTopoError 字段说明 字段说明 点和文本对象的标识 用户编辑字段，默认为 0 面对象的标识 用户编辑字段，默认为 0 面对象的面积 面对象的周长 线对象的标识 用户编辑字段，默认为 0 线对象的长度 默认值为 0，在构建网络 数据集后才有值 简单线对象的标识 用户编辑字段，默认为 0 起始节点的 ID 号 终止节点的 ID 号 默认正向阻抗系数 默认反向阻抗系数 简单线的长度 Topo 错误的类型序号 可编辑 可编辑 可编辑 可编辑 可编辑 可编辑 可编辑 可编辑 是否允许用户编辑
4.3 SuperMap数据集成
数据格式转换 多源空间数据无缝集成
4.3.1 数据格式转换
支持多种矢量数据格式的导入、导出 支持多种栅格数据的导入、导出
a）支持转入转出的矢量文件格式
后缀名 dwg或dxf dwg dxf coverage目录 e00 shp tab mif dgn vec vct gml sml wmf dbf mdb 类型简介 autoCAD文件 autoCAD的dwg文件 autoCAD的dxf文件 ArcInfo的Coverage文件 Coverage的交换格式 ArcView的Shape文件 MapInfo的Tab文件 Tab文件的交换格式 MicroStation的dgn格式 Idrisi的vec格式 国家矢量交换格式 OpenGIS定义的XML格式 Supermap定义、GML的扩展格 式 Windows元文件 DBF表文件 Access数据库的表文件 转入支持版本 2.5－2000 2.5－2000 12、13、14 PC、SUN、NT 3种压缩方式 未知 MapInfo rofessional 6.5 未知 MicroStation j 未知 未知 1.0版本 1.0版本 未知 ACCESS97 导出支持 不支持 不支持 支持 支持 支持 支持 不支持 支持 支持 支持 支持 支持 支持 支持 支持 不支持 导出支持版本 不支持 不支持 R11（acad1009） PC、SUN高/低 精度 低精度 未知 不支持 未知 未知 未

知 未知 未知 未知 未知 2，3，30 不支持
2、3、30 详细列表请查看帮助手册
b）支持转入转出的矢量文件格式
文件类型 scfIMG scfSID scfTIF scfBMP scfJPG scfECW scfIDR scfGIF scfTGA scfRAW scfFST scfBILGRID scfGRD scfArcinfoGrid scfDEM scfUSGSGRID 导入支持 支持 支持 支持 支持 支持 支持 支持 不支持 不支持 不支持 支持 支持 支持 支持 不支持 支持 生成数据集的类型 Image Image Image Image Image Image Image 无 无 无 DEM DEM DEM Grid 无 DEM 导出支持 不支持 不支持 支持 支持 支持 支持 支持 不支持 不支持 不支持 不支持 不支持 支持 不支持 不支持 不支持 波段数 多 单 单 单 单 单 单 未知 未知 未知 多 多 单 单 未知 单
详细列表请查看帮助手册
4.3.2 多源空间数据无缝集成
集成不同格式的数据 SuperMap 应 用 系 统
DGN 引擎
DXF引擎
DWG 引擎
自定义引擎
DGN
DXF
DWG
其它文件格式
集成不同存储位置的数据
Sysbase Access
Oracle Spatial SQL Server
无缝空间数据库 无缝空间数据库
SDB/DXF/ DGN/DWG等 等
Oracle
不同类型的空间数据库/不同的运行平台/不同的物理存储位置
第五部分 扩展空间数据库技术 -SDX和 SDX+
SuperMap空间数据扩展SDX（+） SDX与SDX+比较 SDX空间数据库结构 SDX+空间数据库结构 SDX+安全机制
--SDX: Spatial Database eXtension
5.1 SuperMap空间数据扩展SDX+
SuperMap Objects SuperMap Deskpro桌面系列 SuperMap IS
空间数据库扩展 SDX
SDX+
空间数据库
SQL Server+ SQL Server
Oracle Spatial Oracle
Sysbase
5.2 SDX与SDX+比较
比较内容 比较内容 空间索引方式 图库数据组织 点数据集存储 影像压缩 影像数据处理速度 影像分析功能 时序数据版本管理 SDX 格网索引 无 二进制 无损压缩 快 无 无 SDX+ 四叉树和格网的混合索引 跨图幅漫游、全库查询、分幅更新 明码 无损压缩和有损压缩两种方式 更快 有 有
5.3 SDX空间数据库结构
空间数 据表 5个系 个系 统表
5.4 SDX+空间数据库结构（1）
9 各系统表名称 SmRegister SmImgRegister SmUser SmDict SmDatasourceInfo SmAuthent SmMetaData SmAction 说明 矢量数据集注册信息 栅格数据集注册信息 长事务用户信息表 元数据对照表 数据源信息表 用户权限管理 以前版本的原数据 日志记录的数据字典
SmMetaElementTable 元数据
5.4 SDX+空间数据库结构（2）
面数 据集 结构
实验指导
见《SuperMap GIS 5 桌面产品培训实习教材》 第一节 数据的集成Ｐ１－Ｐ１２