12、地理信息系统通用架构与应用分析

地理信息系统通用架构与应用分析

地理信息在计算机系统中逐渐变得愈发重要，许多工业、行政和研究任务的应用都以地理信息为核心，同时地理信息也为众多原本未涉及它的应用增添了价值。然而，地理信息具有特殊性，不能用传统处理商业和科学信息的方法来进行表示、操作和可视化，它需要特殊的建模和分析方法。

1. 地理信息系统通用架构

在分析了地理信息的特殊性质以及其对地理信息系统架构的要求后，提出了一种满足这些要求的通用架构。该架构受 ISO/TC 211 和 OGC 提案的影响很大，并在其规范成熟的地方复用了这些组织的工作。此架构将系统功能分为三个独立的层级，分别是数据层、应用逻辑层和表示层。

为了实现系统架构的可重用性和灵活性，各层级的功能需独立于特定应用来实现。具体策略是找出并分离出与应用模式和功能无关的特性，然后使用通用算法一次性实现这些独立特性。基于这些模块构建的架构可作为地理信息系统应用的框架，只需填充应用的具体细节即可。

1.1 数据层

数据层的目的是独立于存储数据的软件技术，提供信息管理功能。它接收用查询语言表达的信息检索和操作请求，评估查询并返回用信息交换语言表示的一组数据对象。

由于可能存在多种不同类型的数据源，该层的内部架构采用中介 - 包装器模式进行组织。中介层包含地理信息的概念模型，其中有数据类型、用于表示和操作地理信息的查询语言、元数据和目录信息。对于每种不同类型的数据源，都需要实现一个包装器模块。对于通过扩展模块直接支持概念模型的可扩展数据库管理系统（DBMS），包装器很简单；而对于关系型 DBMS，包装器模块使用表或大对象来存储地理信息，并通过内存操作实现查询语言。同样，像 CAD 文件这样的遗留数据格式