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常见的几种地理信息系统如MapInfo简介及特点比较

[ 来源:互联网 | 时间:2007年10月22日 | 收藏本文 ] 【

1. MapInfo
MapInfo是由美国MapInfo公司推出的一个地理信息系统软件。MapInfo公司的第一版MapInfo1.0及其开发工具是一个DOS下的版本。随着计算机硬、软件技术的发展,MapInfo公司先后推出了DOS下的2.0版,Windows下的3.0版。1995年底,MapInfo Professional版正式推出,这是一个运行在Windows 95和Windows NT环境下的系统。1996年,MapInfo 公司又不失时机地推出了用于Internet和WWW服务器级的产品—MapInfo  Proserver。

MapInfo的技术特点

地图表达与处理功能     MapInfo作为一种功能强大的图形软件,利用点、线、区域等多种图形元素,以及丰富的地图符号、文本类型、线型、填充模式和颜色等表现形式,详尽直观、形象地完成电子地图数据的显示。同时,MapInfo对位图文件(如GIF 、TIF、PCX、 BMP)和航片、照片等栅格图像,也可以进行屏幕显示,根据实际需要还可以对其进行矢量化。在图形处理方面,MapInfo提供了强大的图形编辑工具箱,用户可以对各种图形元素任意进行增加、删除、修改等基本编辑操作。

关系型数据库管理功能      MapInfo内置关系型数据库管理系统,支持SQL查询。MapInfo具有动态链接型数据库的功能,可以直接dBase 、FoxBase 、Clipper 、Lotusl-2-3 、MicroSoft Excel 以及ASCⅡ文件。MapInfo可以运用地理编码的功能,根据各数据点的地理坐标或空间地址,将数据库的数据与其在地图上相对应的图形元素一一对应。通过完成数据库与图形的有机结合,实现在图形的基础上对数据库的操作。

数据查询分析功能     MapInfo的精华是其分析查询功能,即它能够准确地在屏幕上查询、分析与其相应的地理数据库信息。面对大量的数据,仅对其进行数学统计就已经是一项非常繁重的工作,更何况进行精确的分类、查询和判断分析。对于相对比较简单的分析查询,MapInfo提供了对象查询工具、区域查询工具、缓冲区查询以及一些常用的逻辑与数据的分析查询函数,用户可以随时运用灵活的查询工具或运用函授建立表达式的方式完成;而对较复杂的分析查询,则可通过MapBasic编写的查询程序来实现。

数据的可视表达方式     MapInfo 采用了地图(Map)、浏览表格(Browser)和图表(Graph)等三种不同的方式对数据库内容进行描述,这三种视图均可动态链接。当用户改变某一张视图的数据时,其他视图会实时自动地作相应变化。

对于属性数据和查询分析的结果,MapInfo还可以采用专题图(Thematic Map)的显示方式,它以条形图(Bar chart)、饼图(Pie chart)、点密度图(Dotdensity)、区块图(Ranges)、数量分级图(Graduated)等多种显示模式,运用用户自定义的颜色、填充模式、图形图例等图形显示类型,直观、生动地把数据和分析查询结果显示在屏幕上,便于用户迅速了解和判断有关的属性数据和查询结果。

系统开发工具     MapInfo系统软件提供MapBasic作为与MapInfo配套的用户开发工具。MapBasic的软件集成环境主要包括文本编辑器( Editor)、程序编译器(Compiler)、程序连接器(Linker)和联机帮助(Help)4个部分。文本编辑器用于程序员录入程序;程序编译器用于统计源程序,以生成可执行程序;程序链接器用于将若干个独立的模块链接成一个应用程序。用户使用MapBasic可以设计、建立符合自己特点和要求的纯用户化的应用系统。作为一种结构化语言, MapBasic提供了数百种函数和命令语句,既简洁明了,又具有强大的功能,可以满足用户的各种要求。与传统的GIS软件相比,良好的软件集成环境和面向对象及事件驱动的编程思想,都是MapBasic的优点。

MapBasic含有一系列SQL函数和许多非常实用的语句,大大增强了数据操作能力。利用MapBasic还可以将多媒体技术引入地理信息系统,可以使系统更加形象、生动。

2. ArcView 
ArcView是美国ESRI公司为适应大众化而推出的集空间图形、关系数据库、统计图形、空间分析、网络通讯、面向对象的程序设计于一体的桌面地理信息系统软件,它标志着桌面制图和GIS的新的转折点,在功能上远远超越了桌面制图系统。

ArcView以Project为基本应用单元,它由View 、Table、 Charts、 Layouts 、scripts(Avenue)5个动态连接的文件模块(Document)组成。每个Document都有相应的可供编辑的图形用户界面,简单直观。

Views 用于地图显示、信息查询和空间分析。在图形显示方面,ArcView支持多种空间数据格式,它不仅可以读取AutoCAD的 DXF数据,而且其基本数据格式 DWG可以直接调入ArcView中,无须经过任何转换。同时, MicroStation 的DGN 数据也可以不经转换就在ArcView 中使用。除此以外,ArcView 还引入了一种新的数据格式——Shape,它是一种无拓扑关系的矢量数据,可与Table 相连,可和其他的Theme一样进行多种操作。对Coverage,它可按任一属性项实现分级显示;对Image,可以实现单波段显示、多波段彩色合成、灰度显示、假彩色制作和透明与不透明两种方式的叠加。在数学基础方面,ArcView支持近20种投影变换,只要改变View的单位、投影类型、参数(如中央经线或标准纬线),图形就能以新的投影方式显示出来,而无需对原始数据进行投影转换。在信息查询方面,ArcView支持空间查询和逻辑查询,查询结果在View和Table中加亮显示,在Charts中自动生成统计图。

ArcView通过空间数据库的多重显示,初步解决了地图清晰性与详细性的矛盾。这种多重显示是以空间数据库的分层为基础的,通常是设计某些层(Theme)的显示范围,即当大于一定比例尺时显示,小于一定比例尺时隐含,从而使图形随放大而详细,随缩小而简化,保持了地图的清晰性和逻辑性。

热链接是ArcView的一项重要功能,它是把某一要素和另外的图像、文本文件、Document  、Project  或Avenue 程序连接起来,当鼠标点中该点时,立刻显示这些数据或执行这个程序。

Tables用于数据库的建立,实现对属性数据的管理,支持复合查询。可对多个字段进行多种统计,如计算平均值、求和、最大值、最小值、标准差等,并能以表格形式表示。

Charts以直观、动态的统计图方式表示View 和Table的内容,使数据的分析简单化、视觉化。Charts提供了6种统计图形:Area、 Bar、 Column 、Line、 Pie、XY离散点图。Chart的各个组成部分都可以进行编辑。

Layouts 用于把多种Document或地图的各种部件组合成图并输出。它可以包含Views、Charts、Tables 、Pictures 、Graphics以及图例、指北针、比例尺、标题等,每一个元素的大小和位置可以调整。

scripts (Avenue)是一个面向对象的持续设计语言和开发环境,它功能强大,利用它可以重新组织ArcView的界面和功能,设计出特定功能的专业系统。

3. MGE
MGE是模块化地理信息系统环境(Modular GIS Environment)的简称,它是由美国Intergraph公司于20世纪80年代初设计开发的。作为大型GIS系统软件,MGE以其独特的模块化结构、强大的空间数据管理、分析及制图功能,在国际上非常流行。据统计,MGE在以Window NT为操作系统的GIS市场上,占有80%以上的份额。国内许多单位都相继采用MGE作为GIS工程的开发平台。

MGE软件的结构可分为MGE基本模块结构和MGE扩展模块结构。其基本模块结构由支撑软件和3个MGE模块组成(图8-16),扩展模块则由支撑软件和二十几个MGE扩展模块组成。

(1)MGE的基本软件结构

MGE的基本模块

Window NT 是计算机操作系统,用它来完成应用软件与硬件的通讯。

MicroStation 95 是功能强大的CAD 风格的交互式图形处理软件,是MGE的底层支持,是MGE中大多数模块的图形环境。

关系型数据库是用来存储描述属性信息的数据库管理系统,它与MicroStation 图形数据相关。相关图形界面系统是连接关系型数据库的软件,它的作用是:

MGE基本核心[MGE Basic Nucleus (MGNUC)]是MGE的核心软件模块。它提供项目管理的能力、数据查询能力和复阅能力、坐标系统和投影选用的能力。

MGE基本管理器[MGE Basic Administrator (MGAD)]  提供系统和数据库管理的能力,为单一或网络用户进入系统提供服务。

[MGE Base Mapper (MGMAP)]提供在交互和批处理模式下的数据获取、生成、清除、操作和修改能力。

(2)MGE的扩展模块结构

MGE基本模块虽然提供了数据获取、存储、分析和显示地理信息的完整GIS功能,但许多专业和业务部门还需要变更针对性的附加功能,MGE基本模块有加载扩展模块的环境和能力。

MGE Analyst (MGA)提供拓扑地理数据拓扑结构的生成、查询、分析和显示能力。MGE可由地图特征及其属性自动建立拓扑和进行复杂的查询,并对多个查询和多个拓扑进行空间查询、缓冲生成分析、专题地图显示等。

MGE Base Imager (MGBI)提供影像数据处理、显示的能力,可进行图像复原与效正和图像的精处理,是目前利用遥感数据进行专题制图,建立各种专题数据库及区域地理信息系统的最理想工具。

MGE Map Finisher (MAFN)提供MGE MicroStation 的基本特征图和符号的屏幕显示及彩色打印能力。

MGE Map Publisher (MAPPUB)是一个地图制版系统,负责对地图或影像图形进行分色和挂网,实现各种要求的印刷分版方案,最后合成输出到胶片记录仪上。

MGE虽然功能强大,特别是在制图、空间分析等方面有着鲜明的特色。但模块划分太多、太细,使用起来比较麻烦,特别是对话框太多,各项参数设置繁琐,因此学习和使用起来有一定难度。

4. ARC/INFO
ARC/INFO是美国环境系统研究所(ESRI)系列产品中最经典、功能最强大的GIS产品,它是ESRI公司实力的标志,其许多先进的设计思想和概念被其他产品所借鉴和采纳,成为引导全球GIS发展方向的旗帜,同时它也是在我国引入最早和使用较广泛的GIS软件。

ARC/INFO包括一个核心模块和若干个可选的扩展模块,其主要功能见下表。

ARC/INFO的主要功能

ARC/INFO软件的主要特点:

先进的数据模型     ARC/INFO除采用传统的GIS点、线、面数据模型外,在此基础上定义了一系列先进的数据模型。GIS数据模型的特点是单独存储空间数据与属性数据,空间数据包括几何数据和拓扑数据,几何数据即空间坐标、长度、面积,拓扑数据即空间特征的几何关系。ARC/INFO的主要的空间特征有点、线、面、结点。除此以外,ARC/INFO还定义了区域(Region)、事件(Event)和路径(Route)3个高级空间特征。

方便的地图数据管理     ARC/INFO除了对单独的Coverage进行操作外,还可管理大数量的图形数据,采用先进的空间索引方式,在地图库里,把地图数据水平方向划分为FILE,纵向划分为LAYER,用户只要指定范围和内容,而不必关心数据存储方式,系统就会自动调入相关数据而不是所有数据。多个用户可同时读取同一个地图库,当其中的一个用户修改其中的某一个FILE时,这一用户被FILE锁定,防止数据产生不一致,直到用户提交修改内容。

强大的栅格分析功能      ARC/INFO除了支持矢量分析外,还提供强大的栅格分析功能,提供大量的栅格函数,并建立了许多专业模型,如地表通视模型、水系分析模型、表面扩散模型等,支持栅格矢量一体化查询和叠加显示。

良好的开发环境     ARC/INFO提供AML语言开发环境,用户可以非常方便地编制自己的菜单和程序。ARC/INFO提供AML开发环境的特点是:语法结构简单、解释执行、不需编译、执行和开发效率高;支持模块化的开发方法,可以开发较大的应用模块;提供可视化菜单、对话框和各种风格的控件。

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