自从1962年加拿大人Roger Tomlinson首先提出地理信息系统的概念，并领导建立了国际上第一个具有实用价值的地理信息系统——加拿大地理信息系统（Canada Geograph- ic Information System，简称CGIS）以来，地理信息系统技术在取得巨大发展的同时，其缺陷也越来越明显。突出表现在：传统的地理信息系统是封闭、孤立的系统，没有统一的标准，各自采用不同的数据格式、数据存贮和数据处理方法；地理信息系统及其应用系统的开发都是基于具体、相互独立和封闭的平台，并且在数据语义表达上往往存在不可调和的矛盾，从而无法直接进行应用系统之间的数据共享。这样，就使得地理信息处理技术的发展潜力受到了很大的限制。

随着现代信息社会的发展，每时每刻都有大量来源不同的地理数据产生，而要从中获得有用信息就只能通过计算机来进行处理，特别是随着计算机网络的发展，因特网（Internet）的出现及普及，越来越多的信息需要在不同软件中进行处理，并且能够在网络中实施发布。因此，如何使不同的地理信息系统软件能迅速便捷地获取这些来源不同的数据，并将它们集成起来进行分析，如何使这些集成数据能在不同的系统下相互可操作以及在异构分布数据库中获取所需的数据信息就变得非常重要。

信息共享已经成为现代信息社会发展的一个重要标志，而地理信息系统互操作的产生则是信息共享的必然产物，地理信息系统的互操作将成为21世纪地理信息系统研究领域的一个重要组成部分。

1．空间数据转换

从技术角度来讲，地理信息系统各系统之间数据共享的途径主要包括数据交换和地理信息系统的互操作。在以单机、数据集中式管理为特点的地理信息系统技术发展阶段，满足地理信息系统各系统之间数据共享需求的主要技术手段是数据交换，数据交换所要解决的核心问题是有关来源于不同地理信息系统的数据之间格式转换的问题；伴随着客户机/服务器体系结构在地理信息系统领域的广泛应用以及网络技术的发展，数据交换方法已不能满足技术发展和应用的需求，而地理信息系统互操作则成为一种新的数据共享途径。地理信息系统互操作不但强调不同系统之间数据的相互可操作，而且强调系统之间资源处理和分析方法的共享。

1）数据转换

数据转换的核心是数据格式的转换。基于数据通用交换标准的数据交换，尽管在格式转换过程中增加了语义控制，但是其核心仍然是数据格式的转换。一般地，数据转换采用以下三种方式。

（1）直接转换——相关表在两个系统之间通过关联表，直接将输入数据转换成输出数据（如图7．1所示）。这种方法是记录之间的转换，只对小的转换量才有意义，而且由于它是针对记录逐个地进行转换，没有存贮功能，因此不能保证转换过程中语义的正确性。

（2）直接转换——转换器

另一种转换方法是通过转换器实现（如图7．2所示），转换器是一个内部数据模型，转换器通过对输入数据的类型及值按照转换规则进行转换，得到指定的数据模型及值。与使用关联表相比，它具有更详细的语义转换功能，也具有一定的存贮功能。

（3）基于空间数据转换标准的转换无论采用关联表还是采用转换器进行直接转换，它仅仅是两系统之间达成的协议，即两个系统之间都必须有一个转换模型；而且为了使另一系统和该系统能够进行直接转换，必须公开各自的数据结构及数据格式。

为此，可采用一种空间数据的转换标准来实现地理信息系统数据的转换。转换标准是一个大家都遵守，并且很全面的一系列规则。转换标准可以将不同系统中的数据转换成统一的标准格式，以供其它系统的调用（如图7．3所示）。

为了实现转换，空间数据的转换标准必须能够表示现实世界空间实体的一系列属性和关系，同时它必须提供转换机制，以保证对这些属性和关系的描述结构不会改变，并能被接收者正确地调用，同时它还应具有以下功能特点：

·具有处理矢量、栅格、网格、属性数据及其它辅助数据的能力；

·实现的方法必须独立于系统，且可以扩展，以便在需要时能包括新的空间信息。

　　本文标题：地理信息系统的互操作－开放式地理信息系统
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