多媒體地理信息系統的開發與應用

劉穎軒

【摘 ?要】地理信息系統技術（GIS）在我國已經廣泛應用，在資源環境及設施的管理和規劃中發揮著日益重要的作用，并且逐步形成為一門新興的信息產業。隨著21世紀的來臨，一個新型的信息社會和空間時代即將展現在人們面前，地理信息技術將在國民經濟建設中將發揮更加重要、更加積極的作用。將多媒體技術應用于地理信息系統中的關鍵問題是：如何有效地管理多媒體數據和空間數據;其次，在區域分析過程中，怎樣實現多媒體播放功能.指出用擴充的關系數據模型作為多媒體數據模型較適宜;多媒體功能的實現則取決于多媒體數據的格式是否為RIFF格式以及對多媒體數據的應用要求.最后展示了多媒體技術在地理信息系統中的應用前景.

【關鍵詞】多媒體;地理信息系統;電子地圖

1 多媒體數據的有效管理

通常，應用軟件軟件中的多媒體數據有兩種生成方式：一種是媒體播放之前，將其數字化到數據庫當中，播放時從數據庫中取數據;另一種是播放時，邊生成邊播放.而GIS軟件中的數據庫又分為空間數據庫和屬性數據庫，即我們可根據媒體數據的特性或應用軟件的要求將多媒體數據分別溶于空間數據庫和屬性數據庫中。GIS也是一種重要的媒體。GIS與多媒體結合已經成為現實，在多媒體系統中嵌入GIS功能，或在GIS系統增加多媒體功能，極大地增強了二者的功能。

2 GIS數據庫中多媒體數據的管理

目前，多數GIS應用軟件所能描述的空間目標都是靜態的，實際上，很多GIS所要表達和研究的空間目標都不會是一成不變的，因此，GIS研究者已廣泛關注能對時空過程和時空目標進行描述和分析的時態GIS（temporal GIS）。時態GIS的組織核心是時空數據庫，即設計一個合理的時空數據模型是建立時態GIS的關鍵所在。雖然目前還沒有較成熟的能支持時態GIS產品的時空數據模型，一但時空數據模型的研究有所突破，不僅能解決時態GIS的應用問題，還將解決空間數據庫中動畫數據的管理問題，即可通過使用動畫技術來實現在屏幕上動態播放時空過程地殼變動情況、森林沙化和城市化情況以及海岸或河灘的侵蝕或淤積變化情況等，有關時空數據模型。

應當使用分級索引方法來對基本修正法進行改進的全部信息，而只存貯某個時間的數據狀態稱為基態以及相對于基態或鄰近狀態的變化量立分級索引，以便能快速找到所需的時空過程的數據。要使用這種建索引的基本修正法，需要考慮兩個問題，一個是如何建立索引;另一個是如何設計用來描述兩個狀態變化量的差文件。

關于建索引的問題，基態亦 a，b，c，d 分別表示時態 4 個時期;t0，，別表示時態在 n1個時態，其中 “現在”時態一次數據狀態 “現在”時態總是變化的，每產生一個新的現在時態，就應生成一個現在時態與前一次時態的差文件，同時根據現在時態所處的時間位置來決定是否產生新的索引差文件。當 n 為2i的整數倍時，就需產生相應地為了減少索引差文件所占的存貯空間，而又不影響對任一時態的檢索速度，可將索引差文件刪掉，所刪的索引名文件個數正好比新建的索引差文件個數少一個。

關于差文件，在設計中應考慮如下幾個因素。1由于差文件是通過對兩個時態的目標信息進行異或而產生的，這意味著差 文件包含有兩類目標信息一類是前一時態有而后一時態無的目標信息;另一類是前一時態無而后一時態有的目標信息 續地由一個狀態到過去另一狀態或最近另一狀態進行檢索，應在差文件中將這兩類目標信息予以標識區分。2兩個狀態之間目標變化應是有對應關系的，即 0→ 1目標從無到有;1→ 0目標從有到無;1→ N目標從一個變成多個;N→ 1目標從多個變成一個，以及目標空間信息無變化，屬性信息有變化;目標局部空間信息有變化等 差文件中應將兩類各目標之間的對應關系予以標明，當然，這會增加差文件生成過程的復雜性。3和所有地圖數據庫模型類似，差文件也由空間信息、屬性信息和關系信息組成，差文件中應將每個目標這 3 種信息之間的關系予以標明。屬性數據庫中多媒體數據的管理有些為多媒體數據是一種特殊的專題屬性數據得既能遵循其自身特點，又能有效地建立起它與空間數據的聯系，是多媒體技術在 目前，多數性數據庫使用的是關系模型必須對現有的關系模型進行擴充，使它不但能處理格式化數據，也能處理非格式化數據。

3 GIS與多媒體技術和數據庫技術的綜合

GIS 都有自己的數據存儲結構和 i/ o結構，在設計這些結構的時候，內置對數據庫的連接，提供了對多種數據庫的支持，以便連接不同的屬性數據。數據庫也專門設計，設立一 些不同的字段。不同的字段提供不同的信息，并通過專門的模塊對不同媒體信息進行解譯。系統保持了各個部分的獨立性，同時保證信息的流通。可見，存儲的多媒體信息可以根據需要擴展，信息的增加對執行的速度的影響很小，能保證系統快捷的運作;多媒體信息既可在時間跨度、空間位置、內容擴展方面遵循由遠及近、由大而小、由整而細逐步展開，又可任意組合、鏈接、交叉訪問，以便最方便、快捷查詢所需信息。

4 多媒體和地理信息系統的集成

多媒體地理信息系統集成開發過程中涉及的數據主要 包括兩個來源：一部分是空間圖形數據文件，另一部分是多 媒體屬性數據。為了增強整個系統數據處理的靈活性，采用 分開存儲的方法。多媒體屬性信息是系統的核心內容，是供用戶使用和查 詢的信息，要求非常準確。多媒體屬性信息可以通過多種途 徑采集，內容包括：文字、照片、圖表、音頻、視頻、動畫 等，然后對這些信息進行核對編輯、整理與加工處理。由于 多媒體地理信息系統數據類型豐富，集聲、像、圖、文等為 一體，故要將數據庫技術與多媒體技術溶為一體。常規的數 據庫存取的一般都是文字、數字、日期這類較為簡單的信息。而對于圖像、聲音、影視等這些多媒體信息，由于字段類型 的局限性，數據庫不能直接存取。隨著數據庫技術的不斷發 展，字段類型中出現了 BLOB 類型（Binary large objects，大 型二進制對象類型），就可以通過編寫程序把多媒體類型文 件轉換為 BLOB 類型后放在數據庫中存取。空間多媒體屬 性數據采用關系型數據庫來存儲，數據庫中專門設立一些不 同的字段來提供不同的信息，存儲的多媒體信息可以根據需 要擴展，并通過專門的模塊對不同媒體信息進行解譯。

GIS 與多媒體結合豐富了地理信息可視化的內容，在多媒體系統中嵌入 GIS 功能，或在 GIS 系統增加多媒體功能，極大地增強了二者的功能。由于計算機技術的不斷發展和計算機應用范圍的不斷擴大，多媒體地理信息在土地規劃、城建管理、防洪除澇、環境保護、旅游出行、房地產管理等各行業的應用領域不斷擴大。它靈活的表現地理信息、圖形、圖像、視頻、文字等多種信息，為 GIS 應用開拓了廣闊的前景。

5 總結

隨著地理信息系統的應用不斷深入，GIS正在逐步走向大眾化.從基于InternetGIS技術開發的各種電子地圖服務網站，到各種移動終端上應用的基于位置的服務系統都是GIS技術走向大眾化應用的具體表現.與此同時，網絡技術，多媒體技術的應用也已經走進了普通市民的生活，基于超文本標記語言開發的各種網站已經成為人們獲取信息的重要渠道.因此，基于GIS技術和網絡技術、多媒體技術，結合城市大比例尺基礎電子地圖數據和與城市居民緊密相關的公交、旅游、政府機構、企事業單位等多媒體信息，開發城市多媒體地理信息系統，從而為廣大市民或游客提供豐富多彩、方便快捷的城市信息綜合查詢服務，具有十分重要的意義.本文首先分析了城市多媒體地理信息系統的概念的提出和定義、目的和意義、結構和特色，然后以"澳門之窗"為例，介紹了城市多媒體地理信息系統的應用情況.

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