多空间数据源集成技术的研究进展

多空间数据源集成技术的研究进展

摘要：地理信息系统的迅速发展和广泛应用积累了大量数据资源，它们存储的数据格式互不相同，导致了空间数据多源性的产生，给数据综合利用和数据共享带来不便。本文阐述了多源空间数据的来源、其多元性的表现形式，并指出现有多元数据存在的问题。最后展望了多源数据集成的发展方向。

关键词：GIS；多源空间数据；集成

1 引言

近年来, 随着科技的进步和社会经济发展的需要, 传统、单一的地面空间位置获取方法逐渐被日益完善起来的新型、高效、多源、经济的方法所取代，利用各种测量手段获取的地面坐标位置及目标地物特征, 以信息优化为原则, 通过有机结合集成到地理信息系统（GIS）中, 能得到更多连续、综合、全面的信息, 不仅可以提高地面空间位置提取的精确性和可靠性, 同时也减少了以数据源为基础的决策分析的模糊性和不确定性。

2 GIS数据多源性来源

GIS中根据空间数据随着不同获取方式、不同空间尺度、不同用途的测量致使数据源的不同，根据数据获取手段的不同分为：地图数字化、野外全数字化测量、遥感测量及摄影测量等。地图数字化:由

于纸质地图是以往空间数据的主要表达形式或载体，对纸质地图进行数字化也是最快捷、最有效的来源。对于研究区域的纸质地图通过数字化仪或屏幕矢量化即可形成矢量电子地图。野外全数字化测量:随着测量技术的不断提高，野外测量方式也发生了重大改变，从原来单一、复杂、耗时测量方式转变成多源、自动、简便的测量技术（如激光测距仪、GPS、摄影测量、三维激光扫描仪等技术），新的测量技术的产生从根本上改变了野外手工绘图数据获取方式，这些简单、自动、快捷的数字化测量方式已经成为现有GIS获取空间数据必不可少的手段。遥感测量:航空航天技术的发展给空间数据测量带来了一种崭新的获取方式，不再局限于地面人工测量，转变成通过遥感卫星大范围获取地面空间数据，还可以获取丰富海量的卫星数据。从获取遥感数据波谱特征不同，遥感数据可以分为光学遥感、红外遥感以及雷达遥感数据。随着近几年雷达遥感技术不断的发展和完善，合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）逐渐应用于空间形变场的测量和大范围DEM的生成。

3 GIS空间数据多源性的表现形式

空间数据多源性的表现形式主要可以概括为以下几个点：

（1）多语义性。地理信息系统研究对象的多种类特点决定了地理信息的多语义性。不同系统解决问题的侧重点也有所不同, 因而会存在语义分异问题。

（2）多时空性和多尺度。一个GIS系统中的数据源既有同一时间不同空间的数据系列, 也有同一空间不同时间序列的数据，而且不同的观察尺度具有不同的比例尺和不同的精度。

（3）获取手段多样性。获取地理空间数据的方法有多种多样，这些不同手段获得的数据其存储格式及提取和处理手段都各不相同。

（4）存储格式多源性。GIS数据源包含有空间数据和属性数据两部分，不同GIS软件的存储格式会不一样。

4 多源空间数据集成的关键技术研究

不同GIS软件都有不同存储组织数据的格式，往往造成不同数据格式之间转换时数据信息的丢失，随着网络的发展和GIS应用的日益广泛，多源空间数据的集成已经成为迫切需要解决的问题，其中关键技术也成为研究的热点。

（1）空间尺度问题

空间尺度是研究某一物体或事件时所采用的空间单位，在地图学或地理信息系统中通常把尺度表述成为比例尺。伴随着野外采集、海量遥感数据等多源数据同时融合到GIS中来，面临着研究同一问题采用不同尺度的数据的问题，给后续分析决策带来一定的困难，所以如何在研究过程中选定合适尺度的空间数据以及如何在多尺度、多源空间数据中挖掘中相关有价值的信息是多源空间数据集成所要解决的

一个重要的问题。

（2）数据同化问题

GIS中采用的数据既然是多源数据就意味着其数据形式、结构、分辨率以及覆盖范围可能是不尽相同的，如何在统一的方法框架内将不同观测系统、不同分辨率、直接观测和间接观测数据以及观测数据和推测数据集合融合起来也是多源空间数据集成尚有待研究的问题。在这种问题的背景推动下，有学者尝试采用数据同化的思想把不同来源、不同分辨率的数据结果集成为具有时间一致性、空间一致性和物理一致性的地表空间数据数据集。

（3）数据转换法存在的不足

由于缺乏对空间对象统一的描述方法, 从而使得不同数据格式采用的空间数据模型不尽相同, 经常造成一些拓扑关系和属性数据的丢失。另外, 这种方法需要将数据统一起来,违背了数据分布和独立性原则。

（4）数据互操作存在的不足

数据互操作将非空间数据处理标准成功地应用到空间数据上的同时存在一定的局限性:首先，真正实现不同格式数据之间的互操作需要每种格式的宿主软件都按照统一的规范实现数据访问接口,这在一定时期内还不能实现；其次，不同软件相互访问的时候，需要用户

有多个GIS软件同时运行，显然, 这将不可避免地增加用户的负担。

5 结束语

通过本文多源空间数据集成技术的研究，可以得到以下结论：首先需要解决的问题就是数据库集成管理问题。空间数据共享要求用户在使用数据时不应受地理位置的限制,不应受所使用软件的限制, 不应有明显的时间滞后，这就需要提出一种无论在数据的空间、时间和属性上的无间断连续性的多源空间数据集成数据库。其次，随着网络的发展为空间信息资源共享、交换提供了可能，在解决数据动态、异构协同共享问题的同时，需要建立一个统一的资源信息服务平台，作为信息共享的底层核心。

参考文献

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