一、GIS標準化的作用

　　隨著GIS應用的擴大和數(shù)據(jù)的積累，GIS標準化已是十分必要。建立統(tǒng)一的GIS標準體系日趨迫切。然而，過去對這一問題的認識并非一致，有人認為標準只不過是為了那些技術(shù)跟隨者們所制定的，它限制了人們的思想，阻礙研究與開發(fā)。甚至有人認為市場就是標準。這些觀點不論是由于目光短淺或出自其它種種考慮，與GIS是一門綜合信息技術(shù)和決策支持系統(tǒng)的特點大相徑庭。

　　標準化是GIS技術(shù)開發(fā)、系統(tǒng)建立與運行的一種重要機制?，F(xiàn)在對這種機制的需要比以往任何時候都迫切。從技術(shù)的角度看，GIS標準化建立在計算機和信息處理等多種技術(shù)的標準之上，離開了這些標準，就無法開發(fā)最基本的系統(tǒng)。從應用的角度來看，一個成功的GIS系統(tǒng)在很大程度上依賴于數(shù)據(jù)和各種模塊的綜合與集成。GIS標準化是數(shù)據(jù)共享和系統(tǒng)集成的重要前提，是提高系統(tǒng)綜合效益的心由之路。

　　數(shù)據(jù)采集和更新是建立GIS系統(tǒng)的一項最大的投資。在數(shù)據(jù)采集上，各國都花費大量的人力和物力，而在另一方面，大量的數(shù)據(jù)仍停留于滿足某些單一的應用，沒有被其他用戶所共享，即現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資源沒有得到充分利用。當然，引起這一矛盾有多方面的原因，有技術(shù)或管理上的原因，或由于狹隘的地方主義所限制。然而，一個最為重要的原因是由于缺乏空間數(shù)據(jù)標準的一致性，缺少相互運行的機制。

　　標準化是GIS集成的前提。在內(nèi)部，它可以增強GIS的內(nèi)在綜合能力，從而通過協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)、軟件和硬件之間的關(guān)系，使應用效率更高、更經(jīng)濟。在外部，可以通過數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)庫管理、圖形、硬件和軟件的兼容性促進與其它GIS系統(tǒng)或信息系統(tǒng)的綜合。所以，標準化可以增強GIS系統(tǒng)的功能、靈活性和效率，也使它易于推廣應用。

　　采用GIS標準的好處是多方面的，在經(jīng)濟上，可以節(jié)省費用，提高效率和方便應用。有了標準，系統(tǒng)可以推廣到多個部門和滿足不同的用戶，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，從而減少數(shù)據(jù)采集費用。另一方面，有了標準可以使用戶易于學習類似的系統(tǒng)，從而降低學習和培訓費用。有了標準，可以大大縮短系統(tǒng)的測試周期，從而縮短了系統(tǒng)開發(fā)的總周期。也可以使系統(tǒng)開發(fā)者及早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設計中的錯誤和減少設計中的同類錯誤。

　　GIS標準化的作用是多方面的，歸結(jié)起來主要包括：

　　1、可移植性（portability）：為了獲得在硬件、軟件和系統(tǒng)上的綜合投資效益，系統(tǒng)必須是可移植的，使所開發(fā)的應用模塊和數(shù)據(jù)庫能夠在各種計算機平面上移植；

　　2、互操作性（interoperability）：一個大型信息系統(tǒng)，往往是一個由多種計算機平臺組成的復雜網(wǎng)絡系統(tǒng)，有了標準，可以促進用戶從網(wǎng)絡的不同節(jié)點上獲取數(shù)據(jù)和實現(xiàn)各種應用。

　　3、可伸縮性（scalability）：為了適應不同的項目和應用階段，有了標準，可以使軟件以相同的用戶界面在不同級別的計算機上運行。

　　4、通用環(huán)境（common application environment）：標準提供了一個通用的系統(tǒng)應用環(huán)境，如提供通用的用戶界面和查詢方法等。利用這個通用環(huán)境，用戶可以減少在學習新系統(tǒng)上所花費的時間和提高生產(chǎn)效率。

　　另一方面，一個GIS標準的制定實際上是一項重大的技術(shù)進步。它為建立各種系統(tǒng)軟件和硬件組成提供了標準界面，也為檢測各部分功能的正確性提供了機會。所以標準被認為是系統(tǒng)開發(fā)和集成的一個最好的指南。

　　二、GIS標準化的內(nèi)容

　　GIS標準化包括各種GIS標準（或標準體系）和標準的制定，它是一個綜合而復雜的概念，內(nèi)容廣泛，涉及幾乎所有與GIS相關(guān)的領(lǐng)域。狹義的標準化主要包括空間數(shù)據(jù)標準和信息技術(shù)標準兩個方面，如數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換、圖形、軟件、硬件、通信等方面的標準。廣義的標準化，其內(nèi)容更為廣泛，除以上兩個方面外，還包括地理、算法、解譯和行業(yè)標準等方面的內(nèi)容。

　　國際上對GIS標準化的研究日益重視，但是至今沒有一個完整的體系?，F(xiàn)將GIS標準體系分為四大類，并做進一步討論。

　　1、應用標準

　　GIS應用非常廣泛，影響GIS標準的因素多種多樣。在GIS的主要應用領(lǐng)域中，如土地管理、資源管理和城市規(guī)劃等，均有各自的技術(shù)標準和規(guī)范，它們都是GIS 標準化的基礎。當然，對應用領(lǐng)域影響最廣泛者要算是測繪部門，即與地圖相關(guān)，如空間要素的表達、地圖規(guī)范和算法要求等，這些是進行空間要素處理的基礎，又可以說是一種基礎性標準。

　　Ａ、地理標準：主要指地圖和空間數(shù)據(jù)表達方面的標準，它們主要涉及地圖要素的位置和位置精度等，如地圖比例尺、投影和圖示規(guī)范等均屬此范疇。實際上，這類標準已有數(shù)百年的發(fā)展歷史，十分完善，許多國家都建立了自己的標準。另一個重要方面是空間信息的分類編碼，這一工作在近二十年里得到迅速發(fā)展，如美國在六十年代初就開始制定區(qū)位編碼系統(tǒng)。我國也制定了多種用途的區(qū)位編碼系統(tǒng)，如行政區(qū)劃、郵政編碼、公路、河流的國家標準編碼均已制定或正在制定之中。這類標準可以根據(jù)具體需要直接應用于GIS的建立。但是，現(xiàn)在仍然存在許多問題，有待進一步發(fā)展和完善。例如，在各種專題地圖要素的一致性問題上，仍沒有完整的標準，每當建立一個系統(tǒng)都需要對地圖要素的符號、顏色等重新設計，以滿足應用的要求。

　　Ｂ、算法標準：在進行空間分析和數(shù)據(jù)處理中，一個目標的實現(xiàn)，往往有多種算法，如空間插值和視景分析就是如此。為了提高應用精度和進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，各種算法需要達到一定的基準，同時給用戶提供指南。

　　在更深一個層次上，GIS的處理結(jié)構(gòu)也應標準化。如早期的數(shù)據(jù)庫管理，各種產(chǎn)品聯(lián)系很少，SQL語言出現(xiàn)后，極大地增加了系統(tǒng)的聯(lián)系和提高了效率。所以有人提出制定一種“GIS標準語言”（GSL），用以促進應用模型的發(fā)展和模型的相互轉(zhuǎn)換。

　　至今，在算法標準上還沒有大突破，許多思想仍停留在概念上。但在學術(shù)界，通用的、綜合的處理機制已引起越來越多人的興趣。

　?。?、解譯標準：目前解譯標準仍很少引起人們的注意。對地理現(xiàn)象和實體的表達，地圖是一種行之有效的手段，然而，地圖表達地理空間現(xiàn)象通常是通過某種“模型”來實現(xiàn)的。至今，人們所強調(diào)的往往是地圖的產(chǎn)品，而沒有檢驗最終產(chǎn)品結(jié)果的標準，缺乏對隱含其后邏輯的探討，即缺少建立各種地理模型的標準。然而，要實現(xiàn)對空間要素的認識、解譯和表達的標準化是非常困難的，即無法找到一種統(tǒng)一的模型。現(xiàn)在離解譯標準相距遙遠，但將是GIS標準化的一個重要方向。

　　數(shù)據(jù)標準

　　因為數(shù)據(jù)是GIS的基礎，所以關(guān)于數(shù)據(jù)方面的標準是非常重要的，也是目前GIS標準化工作的重點。數(shù)據(jù)標準主要包括數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)說明文件等三方面的內(nèi)容。

　　1、數(shù)據(jù)交換：數(shù)據(jù)交換是將一種數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成為另外某種數(shù)據(jù)格式的技術(shù)。簡單地說，它是一種專門的中間媒介轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。圖1列舉了八種流行軟件數(shù)據(jù)格式之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系，a為常規(guī)的轉(zhuǎn)換方式，b為通用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式。

　　這類標準往往涉及環(huán)境要素的描述、分類、編碼等方面的內(nèi)容，美國的空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)范（SDTS）和歐洲的地理數(shù)據(jù)文件（GDF）均屬這類標準。但是在具體的應用和實施過程中，由于空間數(shù)據(jù)的格式、結(jié)構(gòu)、應用和軟硬件的復雜多樣性，制定這類標準的難度非常之大。在目前的實際應用中，仍是以采取系統(tǒng)兩兩相互轉(zhuǎn)換的方法為多。這種方法的弊端在于容易丟失信息和損失數(shù)據(jù)精度，無法轉(zhuǎn)換元數(shù)據(jù)文件。

　　2、數(shù)據(jù)精度：在應用過程中，用戶都希望獲得現(xiàn)時的、完整而準確的數(shù)據(jù)。每個部門對數(shù)據(jù)的精度、流通性、完整性以及其它方面的要求是不同的，即便在同一單位，不同的應用項目對數(shù)據(jù)的精度要求也不相同。所以很難以某種數(shù)據(jù)閥值來確定統(tǒng)一的精度標準，現(xiàn)在的做法是采用“數(shù)據(jù)質(zhì)量報告”的概念來描述所了解的數(shù)據(jù)精度。如SDTS就采用數(shù)據(jù)質(zhì)量報告對數(shù)字空間數(shù)據(jù)的一些要素進行描述，包括空間數(shù)據(jù)精度、屬性數(shù)據(jù)精度、邏輯一致性、數(shù)據(jù)完整性層次關(guān)系等。具體包括下列內(nèi)容：

　　A、數(shù)據(jù)精度內(nèi)容：

　　數(shù)據(jù)的世系性：數(shù)據(jù)來源，獲取數(shù)據(jù)的方法、轉(zhuǎn)換方法，控制點等；

　　數(shù)據(jù)位置精度；

　　屬性精度；

　　數(shù)據(jù)的邏輯一致性；

　　數(shù)據(jù)的完備性；

　　數(shù)據(jù)的實效性；

　　B、精度類型（包括空間精度和屬性精度）：

　　數(shù)據(jù)采集中的誤差（總誤差、任意誤差、系統(tǒng)誤差等）。

　　數(shù)據(jù)采集后階段出現(xiàn)的誤差（繪圖控制誤差、編輯誤差、編輯錯誤、地圖生成錯誤、要素定義錯誤、數(shù)字化或掃描誤差等）。

　　C、精度標準

　　數(shù)據(jù)采集受精度制約，對于測量精度，各國均制定了自行的標準，如美國的國家測量精度標準（NMAS）。我國也制定了多種測量精度標準。然而，要制定包括GIS各個方面的精度標準，如數(shù)字化、編輯、繪圖、屬性、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等仍是一件非常艱巨的任務。

　　1、數(shù)據(jù)文件：數(shù)據(jù)文件通常稱為元文件（metadata），它是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，用以描述數(shù)據(jù)集或數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容、數(shù)據(jù)的組織形式、數(shù)據(jù)存取方式等。元數(shù)據(jù)還包括了數(shù)據(jù)質(zhì)量和轉(zhuǎn)換的相關(guān)信息。

　　元數(shù)據(jù)有三種用途，一是作為數(shù)據(jù)的目錄，提供數(shù)據(jù)集內(nèi)容的摘要，類似于圖書館中的圖書卡。二是有助于數(shù)據(jù)共享，提供數(shù)據(jù)集或數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換和使用所需要的數(shù)據(jù)內(nèi)容、形式、質(zhì)量方面的信息。三是內(nèi)部文件記錄，用以記錄數(shù)據(jù)集或數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容、組織形式、維護和更新等情況。

　　目前還沒有元數(shù)據(jù)的標準，在美國，不少數(shù)據(jù)提供部門都著手制定自己的元數(shù)據(jù)文件，聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會（FGDC）和國家標準與技術(shù)研究所（NIST）正著手于元數(shù)據(jù)標準，以作為SDTS的補充。加拿大遙感中心（CCRS）也在著手于這方面的工作。

　　1、信息技術(shù)標準

　　信息技術(shù)（IT）標準主要來自計算機界，計算機的硬件與軟件生產(chǎn)者早已采用了多種標準，用于通信、用戶界面、圖形、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫查詢等許多方面。這類標準具有比較廣泛的適用性，與GIS相關(guān)的信息標準較多，據(jù)有關(guān)文獻，與GIS相關(guān)的信息技術(shù)標準多達百余種。如我國的計算機漢字處理標準也屬這一范疇。

　　2、行業(yè)標準

　　主要指從事這一技術(shù)的專業(yè)人員的標準與規(guī)范。隨著技術(shù)的成熟和推廣應用，越來越多人員從事GIS或相關(guān)業(yè)務，所以有必要制定統(tǒng)一的標準和規(guī)范，以確定GIS人員的資格，保證人員的技術(shù)水平。目前仍沒有這類標準，參照其它學科的做法，如我國的軟件水平升級考試等，可以制定某種規(guī)定或標準，通?？梢曰趯I(yè)學歷和技術(shù)培訓，發(fā)放技術(shù)水平確認和從業(yè)許可證等。當然在實施過程中，是非常復雜的，很難進行標準化和規(guī)范化。

　　美國一些部門正在討論GIS人員證書的必要性，有的對GIS人員的技術(shù)和知識的要求等，均作出一定的規(guī)定。雖然這離行業(yè)標準差距甚遠，但到少可以為GIS培訓和學校制定課程提供一個有益的參考。

　　三、GIS標準化與信息技術(shù)標準化的發(fā)展

　　許多國家都認識到標準的重要性，一些國家和國際組織成立了GIS標準化組織，開發(fā)和研制有關(guān)的標準。美國、德國、英國、加拿大、澳大利亞和歐洲制圖委員會、北約組織等已開發(fā)了各自的GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標準。表1列出了一些標準及概況。在各種標準之中，美國的SDTS影響最大，已進入應用階段。

　　表1   各種主要空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標準比較表
 

國家 組織	英國 OS	德國 ADV	美國 DCDSTF	西歐 CERCO	北約 DGIWG
標準名稱	NTF	ATKIS	SDTS	…	DIGEST
概念方案	數(shù)據(jù)		制圖	特征
-現(xiàn)實目標 （RWO）	分類	ATKIS—DLM	特征	目錄	FACC
-地圖目標（MO）	…	ATKIS—DKM	…	…	…
邏輯方案	數(shù)據(jù)				數(shù)據(jù)
-RWO數(shù)據(jù)模型	結(jié)構(gòu)	ATKIS—DLM	定義	ATKIS—DLM	結(jié)構(gòu)
-MO數(shù)據(jù)模型	…	ATKIS—DKM	…	…	…
交換格式
-RWO交換法則	交換結(jié)構(gòu)	EDBS	SDTS	…	DIG格式
-MO交換法則中	…	EDBS	…	…	…
-DB通訊法則	…	EDBS	…	…	…
-交換句法	交換結(jié)構(gòu)	EDBS	ISO8211	ISO8211	ISO821
-字符編碼	ISO646	…	ISO646 ISO6093	…	喜歡您正在閱讀的內(nèi)容嗎？歡迎免費訂閱泰伯每周精選電郵。 立即訂閱 打開APP，查看更多內(nèi)容 聲明：泰伯網(wǎng)登載此文出于傳遞更多信息之目的，并不意味著贊同其觀點或證實其描述，文章內(nèi)容僅供參考。 參與評論 【登錄后才能評論哦！點擊 登錄】 發(fā)表評論 {{item.username}} {{item.content}} {{item.created_at}} {{item.support}} 回復{{item.replynum}} {{child.username}} 回復 {{child.to_username}}：{{child.content}} 更多精選文章推薦 會員獨家采訪 | 賣掉游戲業(yè)務，聚焦地理信息AI，Niantic劍指空間智能 70后女司長周星已任自然資源部黨組成員，躋身副部 4.18億元大單出爐，低空經(jīng)濟交易量暴增 涉嫌圍標串標，中科星圖回應被暫停軍采 哪吒汽車國資股東醞釀罷免創(chuàng)始人方運舟，其股權(quán)已被凍結(jié) 獨家 | 落地德州、廈門，中科星圖回應再成立兩家低空公司 數(shù)據(jù)通 2025-06-09 19:11:04 AI初創(chuàng)公司「硅基流動」新獲阿里領(lǐng)投數(shù)億元融資 2025-06-09 17:51:35 自動駕駛初創(chuàng)公司May Mobility獲得10億日元戰(zhàn)略投資 2025-06-09 16:54:34 北京：鼓勵企業(yè)積極應用虛擬現(xiàn)實、人工智能、元宇宙等新技術(shù) 2025-06-09 16:53:17 預算1671萬，實景三維那曲建設項目采購意向公開 查看更多 企業(yè)號 換一換 百度地圖開放平臺總經(jīng)理嚴孫榮：只有深度開放，才能共創(chuàng)未來 HERE Directions成功舉辦，共繪AI與位置服務新藍圖 2050未來在地球之外·暢想商業(yè)航天新藍圖 泰伯網(wǎng)企業(yè)家俱樂部走進中科星圖活動成功舉辦 查看更多 下一篇 利用GIS技術(shù) 中央氣象臺網(wǎng)站改版上線 2009-08-28 11:24 泰伯APP