多媒体地理信息系统的开发与应用

刘颖轩

【摘  要】地理信息系统技术（GIS）在我国已经广泛应用，在资源环境及设施的管理和规划中发挥着日益重要的作用，并且逐步形成为一门新兴的信息产业。随着21世纪的来临，一个新型的信息社会和空间时代即将展现在人们面前，地理信息技术将在国民经济建设中将发挥更加重要、更加积极的作用。将多媒体技术应用于地理信息系统中的关键问题是：如何有效地管理多媒体数据和空间数据;其次，在区域分析过程中，怎样实现多媒体播放功能.指出用扩充的关系数据模型作为多媒体数据模型较适宜;多媒体功能的实现则取决于多媒体数据的格式是否为RIFF格式以及对多媒体数据的应用要求.最后展示了多媒体技术在地理信息系统中的应用前景.

【关键词】多媒体;地理信息系统;电子地图

1 多媒体数据的有效管理

通常，应用软件软件中的多媒体数据有两种生成方式：一种是媒体播放之前，将其数字化到数据库当中，播放时从数据库中取数据;另一种是播放时，边生成边播放.而GIS软件中的数据库又分为空间数据库和属性数据库，即我们可根据媒体数据的特性或应用软件的要求将多媒体数据分别溶于空间数据库和属性数据库中。GIS也是一种重要的媒体。GIS与多媒体结合已经成为现实，在多媒体系统中嵌入GIS功能，或在GIS系统增加多媒体功能，极大地增强了二者的功能。

2 GIS数据库中多媒体数据的管理

目前，多数GIS应用软件所能描述的空间目标都是静态的，实际上，很多GIS所要表达和研究的空间目标都不会是一成不变的，因此，GIS研究者已广泛关注能对时空过程和时空目标进行描述和分析的时态GIS（temporal GIS）。时态GIS的组织核心是时空数据库，即设计一个合理的时空数据模型是建立时态GIS的关键所在。虽然目前还没有较成熟的能支持时态GIS产品的时空数据模型，一但时空数据模型的研究有所突破，不仅能解决时态GIS的应用问题，还将解决空间数据库中动画数据的管理问题，即可通过使用动画技术来实现在屏幕上动态播放时空过程地壳变动情况、森林沙化和城市化情况以及海岸或河滩的侵蚀或淤积变化情况等，有关时空数据模型。

应当使用分级索引方法来对基本修正法进行改进的全部信息，而只存贮某个时间的数据状态称为基态以及相对于基态或邻近状态的变化量立分級索引，以便能快速找到所需的时空过程的数据。要使用这种建索引的基本修正法，需要考虑两个问题，一个是如何建立索引;另一个是如何设计用来描述两个状态变化量的差文件。

关于建索引的问题，基态亦 a，b，c，d 分别表示时态 4 个时期;t0，，别表示时态在 n1个时态，其中 “现在”时态一次数据状态 “现在”时态总是变化的，每产生一个新的现在时态，就应生成一个现在时态与前一次时态的差文件，同时根据现在时态所处的时间位置来决定是否产生新的索引差文件。当 n 为2i的整数倍时，就需产生相应地为了减少索引差文件所占的存贮空间，而又不影响对任一时态的检索速度，可将索引差文件删掉，所删的索引名文件个数正好比新建的索引差文件个数少一个。

关于差文件，在设计中应考虑如下几个因素。1由于差文件是通过对两个时态的目标信息进行异或而产生的，这意味着差 文件包含有两类目标信息一类是前一时态有而后一时态无的目标信息;另一类是前一时态无而后一时态有的目标信息 续地由一个状态到过去另一状态或最近另一状态进行检索，应在差文件中将这两类目标信息予以标识区分。2两个状态之间目标变化应是有对应关系的，即 0→ 1目标从无到有;1→ 0目标从有到无;1→ N目标从一个变成多个;N→ 1目标从多个变成一个，以及目标空间信息无变化，属性信息有变化;目标局部空间信息有变化等 差文件中应将两类各目标之间的对应关系予以标明，当然，这会增加差文件生成过程的复杂性。3和所有地图数据库模型类似，差文件也由空间信息、属性信息和关系信息组成，差文件中应将每个目标这 3 种信息之间的关系予以标明。属性数据库中多媒体数据的管理有些为多媒体数据是一种特殊的专题属性数据得既能遵循其自身特点，又能有效地建立起它与空间数据的联系，是多媒体技术在 目前，多数性数据库使用的是关系模型必须对现有的关系模型进行扩充，使它不但能处理格式化数据，也能处理非格式化数据。

3 GIS与多媒体技术和数据库技术的综合

GIS 都有自己的数据存储结构和 i/ o结构，在设计这些结构的时候，内置对数据库的连接，提供了对多种数据库的支持，以便连接不同的属性数据。数据库也专门设计，设立一 些不同的字段。不同的字段提供不同的信息，并通过专门的模块对不同媒体信息进行解译。系统保持了各个部分的独立性，同时保证信息的流通。可见，存储的多媒体信息可以根据需要扩展，信息的增加对执行的速度的影响很小，能保证系统快捷的运作;多媒体信息既可在时间跨度、空间位置、内容扩展方面遵循由远及近、由大而小、由整而细逐步展开，又可任意组合、链接、交叉访问，以便最方便、快捷查询所需信息。

4 多媒体和地理信息系统的集成

多媒体地理信息系统集成开发过程中涉及的数据主要 包括两个来源：一部分是空间图形数据文件，另一部分是多 媒体属性数据。为了增强整个系统数据处理的灵活性，采用 分开存储的方法。多媒体属性信息是系统的核心内容，是供用户使用和查 询的信息，要求非常准确。多媒体属性信息可以通过多种途 径采集，内容包括：文字、照片、图表、音频、视频、动画 等，然后对这些信息进行核对编辑、整理与加工处理。由于 多媒体地理信息系统数据类型丰富，集声、像、图、文等为 一体，故要将数据库技术与多媒体技术溶为一体。常规的数 据库存取的一般都是文字、数字、日期这类较为简单的信息。而对于图像、声音、影视等这些多媒体信息，由于字段类型 的局限性，数据库不能直接存取。随着数据库技术的不断发 展，字段类型中出现了 BLOB 类型（Binary large objects，大 型二进制对象类型），就可以通过编写程序把多媒体类型文 件转换为 BLOB 类型后放在数据库中存取。空间多媒体属 性数据采用关系型数据库来存储，数据库中专门设立一些不 同的字段来提供不同的信息，存储的多媒体信息可以根据需 要扩展，并通过专门的模块对不同媒体信息进行解译。

GIS 与多媒体结合丰富了地理信息可视化的内容，在多媒体系统中嵌入 GIS 功能，或在 GIS 系统增加多媒体功能，极大地增强了二者的功能。由于计算机技术的不断发展和计算机应用范围的不断扩大，多媒体地理信息在土地规划、城建管理、防洪除涝、环境保护、旅游出行、房地产管理等各行业的应用领域不断扩大。它灵活的表现地理信息、图形、图像、视频、文字等多种信息，为 GIS 应用开拓了广阔的前景。

5 总结

随着地理信息系统的应用不断深入，GIS正在逐步走向大众化.从基于InternetGIS技术开发的各种电子地图服务网站，到各种移动终端上应用的基于位置的服务系统都是GIS技术走向大众化应用的具体表现.与此同时，网络技术，多媒体技术的应用也已经走进了普通市民的生活，基于超文本标记语言开发的各种网站已经成为人们获取信息的重要渠道.因此，基于GIS技术和网络技术、多媒体技术，结合城市大比例尺基础电子地图数据和与城市居民紧密相关的公交、旅游、政府机构、企事业单位等多媒体信息，开发城市多媒体地理信息系统，从而为广大市民或游客提供丰富多彩、方便快捷的城市信息综合查询服务，具有十分重要的意义.本文首先分析了城市多媒体地理信息系统的概念的提出和定义、目的和意义、结构和特色，然后以"澳门之窗"为例，介绍了城市多媒体地理信息系统的应用情况.

参考文献：

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