1、管理地球的工具方寸之中大干世界（连载）管理地球臼 g大干世界原是佛教用语.在古印度的传说中,它是以须弥山为中心,向四周伸展的广阔空间.大干世界的范围是这样的:大干世界包含着一千个中千世界.一个中千世界又包含着一千个小千世界.众多小千世界之中有一个小千世界,它分为东,西,南,北四洲.为同一个日月照耀,人类就生活在这个世界的一个洲之上.由此可见大干世界包容之大,空间之广.在古代,若言将广阔的世界纳入仅有方寸大小的物体之中.这只能是一个神奇的幻想.二次世界大战后,神奇的幻想成为现实.1949 年,英国剑桥大学的莫利斯,威尔克思等人骄傲地宣布,研制成功世界上第一台程序存储计算机.它与 1946 年诞生
2、的世界第一台数字式电子计算机不同之处.是它拥有较大容量的存储器.随着计算机科学技术的飞速发展,出现了大容量的存储器.在 20世纪 80 年代末,计算机芯片公司生产出 l 兆随机存取存储器芯片(RAM),l 兆存储量表示这种存储器具有 10241024 个存储单元.它可以容纳 10241024 个图像数据 f 每个图像数据为 8 位二进制数),它也可以容纳512512 个地理坐标 ,y)数据对( 这里假定每个地理坐标数据为 16 位二进制数构成).为了解决存储器容量大与存储速度慢的矛盾,计算机芯片厂家又生产了高速缓冲存储秦其明科普天地工具方寸之中大千世界器,这使得计算机 CPU 和存储器之间的数
3、据存取速度更快.速度的提高,使得计算机的内存又可以进一步扩大.由于计算机中的存储器价格贵,不能无限制地扩大,人们又开发出多种辅助存储器,例如,磁带机,磁盘机,软磁盘机,光盘机.这样,暂时不用的数据可以存储在硬盘,软盘或者光盘一类的存储介质上.需要时再通过辅助存储器送到计算机内存中,这样,存储容量大,成本又不高,一举两得.上面谈到的大容量存储介质,提供了大批量地理数据存储的支持环境.据说.美军在朝鲜战争时,组织和实施仁川登陆这样一次战役,就使用各类地形图和专题图近 l 千万张.假设 100 张地图重 l 千克,l 千万张地图的重量就达 10 万千克!因此.战争时.地图的运送,分发和管理是一个大问
4、题.如果将这些地图数字化后,成为数字形式表示的地图,再把这些数字地图装入计算机使用的光盘上,大约 l 万张光盘就可以容纳下.利用计算机硬盘,软盘和光盘,我们能够把地理信息存储起来,一张直径约 13 厘米(5 英寸)的软磁盘,可以存储 1.2 兆字节的信息量.而同样大小,厚度不足 l 厘米的光盘上,就具有650 兆的存储容量.它能够存储大约 10000张 A0 幅的数字地图,这种存储量能够将1:100 万全世界的地形图存储进去.WWW.GWN.COM.cNJ 地理牿息世界2006.06No.3lGEOMAT1CSWORLD科普天地大量的地理信息不能杂乱无章地堆放,必须按规律存储,这需要建立地理数
5、据库.什么是地理数据库呢?有人称它为 “空间数据库“,它是地理数据的集合,库中的地理数据是用某种方法统一组织起来的整体.地理数据库的数据包括两种基本类型:地理属性数据,用来描述地理实体叫什么名称,有多高,有多长,面积有多大;地理空间数据,用来描述地理实体分布在什么地方,所处的位置.这两种数据一般在地理数据库中单独存储,但又相互联系.因此,可以由某一个地物的地理属性数据来查找地理空间数据.也可以由空间数据来查找属性数据.地理数据库中地理空间数据非常庞大.根据数据来源与组织方式的不同.可把它们分为图形数据和图像数据两类.团图形数据来源于地图数字化,地表物体在数字地图上的空间分布分别用“ 点 ,线,
6、面 “来描述.“点“,指点状地物,如地面上的消防栓,高程水准点等,采用一对,l,)坐标来表示地物点的位置,这对,l,)坐标,既可以是地表的经纬度坐标,也可以是数字化输入过程中的平面坐标.“线“,指线状地物,如河流和道路等,采用一组有序的,l,)对来表达地理实体的位置.换句话来说,线是用一组有序的点来描述的,这些点连接的前后顺序不能改变,数字地图中的线段,具有起始点和终止点,因此它具有方向性,这是把图形数据称为矢量数据的原因.“面“, 又称多边形 ,指具有区域边界和一定面积的地理实体.面状地物的代表有:建筑群,湖泊,土壤类型,土地利用类型等.它可以采用一组有序的线段来表达.换句话来说,一张光盘容
7、纳下全世界的数字地图地理信息世界 lGWN,COM,CNGEOMA13CSWORLDl2006.06NO.3面是由一组有序的线段包围的性质一致的区域.这组有序的线段,其首尾位置必须重合.根据数字地图中“点 ,线, 面“ 的定义 ,可以知道 ,地图上的多边形可以用一组线段来描述;线段可以用一组有序的点来刻划;点可以用一对,l,)坐标来表示,这样,就可以利用数字将地图上各种复杂的物体分布信息有效和准确地表达出来.数字地图的涵义即来源于此.图像数据来源于航天和航空飞行器获取的遥感影像信息.这些信息以数字图像的方式存储在磁带中.一个地区的数字影像是 2 维矩阵,每个矩阵元素对应遥感影像中的一个像元,每
8、个元素的数值代表着图像亮度值,它是遥感器中探测元件检测到的地物电磁波强度的模拟量.每个元素代表的地面面积与地面分辨率密切相关.它取决于遥感仪器的瞬间视场角.例如,地球卫星上“多光谱扫描仪“ 获取的遥感图像( 简称 MSS 图像),每个像元“点 “对应的地面面积约为79x79 米.这就是说,像元“点 “与中学数学中“点“ 的概念是不同的.遥感影像上每个像元“点“ 都是地面上的一个小区域.这些点,一行行,一列列排列起来.就构成了遥感影像.如果把每点上地物电磁波强度以数字来模拟,这就是数字遥感影像.一幅 MSS遥感图像.覆盖 185x185 平方千米的地表面积.同样大小的区域,其遥感图像若用数字来表
9、示.仅用一盘高密度计算机兼容磁带就容纳下了.把图形数据或者图像数据放到数据库中,存储在磁盘内,需要把它们分层和分幅.通过分层的方法,可以将种类繁多的地物类型分离成多个独立的信息层,每一层对应一个数据层面.这样的地理数据层简称图层.图层是属性一致或者特征相同的地理因子的数据集合.利用图层,可以将不同的地理信息分别表现出来.例如土壤图,植被分布图,土地利用图等.数据分层便于灵活和方便地管理和操作,如在地图制图过程中,地图分层便于在计算机上分版制图.用户按需要选择地理数据层面,经过简单编辑和修改后,就可以产生一幅新的地图,其方法非常简单.分幅是将一幅大的地图按一定规律分割成多幅相邻的地图.通过地图分
10、幅.可以将地球表层上的广阔地域,用多幅地图予以表示.数字地图分幅是对常规制图的适应.只有采用类似于常规制图的地图分幅方法,才能更好地利用现存的地图资料.计算机输出的地图产品.才能被广大制图人员所接受.在需要的时候,地理信息系统还可以把相邻地图层拼接起来,再合并到一起,构成一个更大的地图,展示地球上广阔的空间.在遥科普天地感图像数据中,分“景“ 的方法与地图分幅的方法类似,通过分景,可以将地球表层的遥感图像,裁剪成众多区域,每一景图像与一个区域相对应,在需要的时候,也可以把相邻图像拼接,合并到一起,构成一个范围更大的遥感图像.从以上叙述中可以知道,地图与遥感图像通过数字化,能够存储在很小的磁盘或者光盘之中,便于人们携带与传输,而通过地图分层与分幅的方法.可以方便地实现地图数据的查询,检索,编辑提取等操作,便于人们使用.数字地图上的面(多边形)数字地图中点,线,面的表示WNI/.GWN.COM.CN地理信息世界2006.06No.3lGEOMATICSWORLD匝
