4 GIS信息和图件的收集与输入

　　信息与图件的收集和输入是建立地理信息库的基础,而且工作量巨大。有了信息库,GIS才能进行各种各样的综合分析,才能作出合理的模拟,从而提供可靠的管理和决策信息。

　　4.1 GIS信息的收集

　　地理信息系统收集数据的方法不断地得到发展,这些方法提供了与信息本身应用程度相一致的准确性和可信性。深入的野外工作和充分采样仍是确保数据准确性和价值性的基础;遥感资料也是图形库的一个重要组成部分;在自动遥测与数字传输技术高速发展的今天,实时数据也成了动态GIS与实施分析的基础。图象的解释成果也是数据收集的一个主要内容。

　　4.2 GIS信息的输入

　　地理实体可由两种类型的数据来定义：几何数据与非几何数据,前者与实体的地理位置有关,后者与实体的性质、特征等属性记录信息有关。把图件转换成计算机的数字化形式,是建立地理信息系统过程中最花费时间的工作,且费用最昂贵。数据输入必须通过编辑来确认数据与原图是否对应一致,并作适当的校正。

　　图件的数字化输入,是GIS建库的瓶颈。近十年来,将光栅文件自动转换成矢量文件的软件发展较快,虽然并非真正地100%自动转换,但用这些软件可大大提高图件矢量化的速度。

　　对于地面实时信息来说,有两种情况：(1)观测点是固定的,通过传感器自动观测采样,数据通过有线或无线传输到RTU作必要的预处理,并等待发送,这类观测例子有水文观测、气象观测、地震台站监测等等；(2)观测点是移动的,它要传输的信息是各流动点的地理位置,往往在要观测的流动目标上装置GPS系统,自动定时记录其地理坐标,然后发送。

　　对于空间观测的信息,在有条件的地方,可以通过地面接受站,将实时信息接收并转换到GIS系统中去,例如气象卫星的云图。

　　5 GIS信息和图件的数据库管理

　　GIS系统中信息量巨大。这些信息是进行综合分析的基础,要求能方便、快速地查询、调用和显示。因此,保存和管理信息,是GIS的一个核心部分。

　　5.1 数据库的基本概念

　　数据库是数据的计算机管理系统,能将所有具内在联系的数据收集在一起,用最小的数据冗余,达到高度的数据组合,并方便地用于一个或多个任务。

　　5.2 数据库结构

　　GIS采用三种主要的数据模型来建造数据库：分级数据模型、网络数据模型和关系数据模型。数据模型包含了数据库的组织结构、描述和维护。数据模型还包括管理数据库中数据的基本操作（一般以数据语言,数据子语言或数据管理子语言为工具）。

　　下面是一个GIS软件中所用到的数据库实例,引进了ORACLE数据库的基本部分,图4.1粗略地表明了它的结构。

　　5.3 GIS的数据库管理

　　与工程设计中常用的CAD软件不同,GIS中的信息都要存放在数据库中,而不是一些简单的互不关联的信息文件。一般的GIS软件都采用标准的数据库管理系统（DBMS）,因为DBMS具有许多现成的功能可以利用,否则的话,GIS必需自己在系统内编制相应的数据库程序。

　　5.3.1 数据库管理系统

　　DBMS的一些主要特征为：

数据的独立性：应用程序、数据结构和存储设备的关系是互相独立的。数据库的数据也具有独立性,即用户看到的数据与实际储存的数据互相隔离。用户把数据看作为完全独立的实际结果数据,而数据的个别部分可以由几个用户共同享用。
数据目录：数据库的结构存在于数据目录中。数据目录专门用来存储和调出有关由数据库系统定义的结构信息系统。数据目录也包含数据库中数据的有关信息。
数据结构：如果数据库中的数据不能按照意义明确、精心设计的方式存储,那么包含有大量数据项的数据库就会阻碍自身的应用。数据库管理系统就是要提供有关功能,来构制数据和数据的存储,并能表达往往是很复杂的数据项之间的关系。
确认性和修复：数据的共享改进了数据的组成结构,但另一方面,它也潜在地造成另一个问题, 即数据库中的数据不仅影响用户本身,还影响到共享此数据的其他用户。因此,数据管理系统在允许数据存入数据库之前,必须加以确认,并提供可以理解的数据修复过程。
能控制的冗余：在文件处理环境中,分离的数据文件用于种种不同的应用目的,很可能产生数据冗余。虽然有必要保留一些数据的多个拷贝,然而冗余数据太浪费存储空间。因此为了增大数据的有效存储,必须定出一个有效的策略来更新数据的多份拷贝。DBMS可用来监视和削减冗余的程度,并且为保留的多份数据拷贝作更新处理。
用户显示：DBMS提供了极为方便的用户界面来建立和维持多用户的屏幕显示。 因此,DBMS由一组对数据库中的数据进行处理和维护的功能程序组成。开发这些程序,是为了让用户以顺序方式共享数据并确保数据库的完整性和使其得到维护。(未完待续)