Ⅰ 一、 WebGIS是什麼概念它的主要特點是什麼WebGIS的優勢在哪裡
WebGIS
Web技術和GIS技術相結合,最為激動人心的產物就是WebGIS(萬維網地理信息系統)。WebGIS,簡言之,就是利用Web技術來擴展和完善地理信息系統的一項新技術。由於HTTP協議採用基於C/S的請求/應答機制,具有較強的用戶交互能力,可以傳輸並在瀏覽器上顯示多媒體數據,而GIS中的信息主要是需要以圖形、圖像方式表現的空間數據,用戶通過交互操作,對空間數據進行查詢分析。這些特點,就使得人們完全可以利用Web來尋找他們所需要的空間數據,並且進行各種操作。具體地講,WebGIS的應用可以分為以下幾個層面:
1)空間數據發布
由於能夠以圖形方式顯示空間數據,較之於單純的FTP方式,WebGIS使用戶更容易找到需要的數據;
2)空間查詢檢索
利用瀏覽器提供的交互能力,進行圖形及屬性資料庫的查詢檢索;
3)空間模型服務
在伺服器端提供各種空間模型的實現方法,接收用戶通過瀏覽器輸入的模型參數後,將計算結果返回。換言之,利用Web不僅可以發布空間數據,也可以發布空間模型服務,形成瀏覽器/伺服器結構(Browser/Server,B/S)。
4)Web資源的組織
在Web上,存在著大量的信息,這些信息多數具有空間分布特徵,如分銷商數據往往有其所在位置屬性,利用地圖對這些信息進行組織和管理,並為用戶提供基於空間的檢索服務,無疑也可以通過WebGIS實現。
與傳統的地理信息系統相比,WebGIS有其特殊之處,主要表現在:
1)它必須是基於網路的客戶機/伺服器系統,而傳統的GIS大多數為獨立的單機系統;
2)它利用網際網路來進行客戶端和伺服器之間的信息交換,這就意味著信息的傳遞是全球性的;
3)它是一個分布式系統,用戶和伺服器可以分布在不同地點和不同的計算機平台上。
Ⅱ 什麼是WEBGIS技術
隨著技術的進步,客戶端可能會採用新的應用協議,因此也被認為是Internet GIS 1、WebGIS是Web 技術和GIS技術相結合的產物,是利用Web技術來擴展和完善地理信息系統的一項新技術。 2、由於HTTP協議採用基於C/S的請求/應答機制,具有較強的用戶交互能力,可以傳輸並在瀏覽器上顯示多媒體數據,而GIS中的信息主要是需要以圖形、圖像方式表現的空間數據,用戶通過交互操作,對空間數據進行查詢分析。這些特點,使得人們完全可以利用Web來尋找他們所需要的空間數據,並且進行各種操作。 WebGIS是Internet和WWW技術應用於GIS開發的產物,是實現GIS互操作的一條最佳解決途徑。從Intemet的任意節點,用戶都可以瀏覽WebGIS站點中的空間數據、製作專題圖、進行各種空間信息檢索和空間分析。 因此,WebGlS不但具有大部分乃至全部傳統GIS軟體具有的功能,而且還具有利用Intenet優勢的特有功能,即用戶不必在自己的本地計算機上安裝GIS軟體就可以在Intenet上訪問遠程的GIS數據和應用程序,進行GIS分析,在Intenet上提供交互的地圖和數據。 WebGIS的關鍵特徵是面向對象、分布式和互操作。任何G1S數據和功能都是一個對象,這些對象部署在Intemet的不同伺服器上,當需要時進行裝配和集成。Intemet上的任何其他系統都能和這些對象進行交換和交互操作。WebGIS的基本特徵WebGIS是集成的全球化的客戶/伺服器網路系統 WebGIS應用客戶/伺服器概念來執行GIS的分析任務。它把任務分為伺服器端和客戶端兩部分,客戶可以從伺服器請求數據、分析工具或模塊,伺服器或者執行客戶的請求並把結果通過網路送回給客戶,或者把數據和分析工具發送給客戶供客戶端使用。WebGIS是交互系統 WebGIS可使用戶在Intenet上操作GIS地圖和數據,用Web瀏覽器(IE、Netscape,etc.)執行部分基本的GIS功能:如zoom(縮放)、Pan(拖動)、Query(查詢)和Label(標注),甚至可以執行空間查詢:如「離你最近的旅館或飯店在哪兒」,或者更先進的空間分析:比如緩沖分析和網路分析等。在Web上使用WebGIS就和在本地計算機上使用桌面GIS軟體一樣。 通過超鏈接(Hyperlink),WWW提供在Intemet上最自然的交互性。通常用戶通過超鏈接所瀏覽的Web頁面是由WWW開發者組織的靜態圖形和文本,這些圖形大部分是FPEG和GIF格式的文件,因此用戶無法操作地圖,甚至連像zoom、Pan、Query這樣簡單的分析功能都無法執行。WebGIS是分布式系統 GIS數據和分析工具是獨立的組件和模塊,WebGIS利用Intemet的這種分布式系統把GIS數據和分析工具部署在網路不同的計算機上,用戶可以從網路的任何地方訪問這些數據和應用程序,即不需要在本地計算機上安裝GIS數據和應用程序,只要把請求發送到伺服器,伺服器就會把數據和分析工具模塊傳送給用戶,達到Just—in—time的性能。 Intemet的一個特點就是它可以訪問分布式資料庫和執行分布式處理,即信息和應用可以部署在跨越整個Intenet的不同計算機上。WebGIS是動態系統 由於WebGIS是分布式系統,資料庫和應用程序部署在網路的不同計算機上,隨時可被管理員更新,對於Intenet上的每個用戶來說都將得到最新可用的數據和應用,即只要數據源發生變化,WebGIS將得到更新。和數據源的動態鏈接將保持數據和軟體的現勢性。WebGIS是跨平台系統 WebGIS對任何計算機和操作系統都沒有限制。只要能訪問Intenet,用戶就可以訪問和使用WebGIS而不必關心用戶運行的操作系統是什麼。隨著Java的發展,未來的WebGIS可以做到「一次編寫,到處運行」,使WebGIS的跨平台特性走向更高層次。WebGIS能訪問Intemet異構環境下的多種GIS數據和功能 此特性是未來WebGIS的發展方向。異構環境下在GIS用戶組間訪問和共享GIS數據、功能和應用程序,需要很高的互操作性。OGC提出的開放式地理數據互操作規范(OpenGeodata Interoperablity Specificaton)為GIS互操作性提出了基本的規則。其中有很多問題需要解決,例如數據格式的標准、數據交換和訪問的標准、OIS分析組件的標准規范等。隨著Intemet技術和標準的飛速發展,完全互操作的WebGIS將會成為現實。WebGIS是圖形化的超媒體信息系統 使用Web上超媒體系統技術,WebGIS通過超媒體熱鏈接可以鏈接不同的地圖頁面。例如,用戶可以在瀏覽全國地圖時,通過單擊地圖上的熱鏈接,而進入相應的省地圖進行瀏覽。 另外,WWW為WebGIS提供了集成多媒體信息的能力,把視頻、音頻、地圖、文本等集中到相同的Web頁面,極大地豐富了GIS的內容和表現能力。WebGIS的基本要求 WebGIS應當是開放的:webGIS能夠共享多種來源、多級尺度(比例尺)、存放在不同地點的地理數據,能夠和其他應用軟體集成,並通過Java、CORBA、DCOM等技術跨平台協作運行,支持C/S模式等。 WebGIS能在Intemet環境下運行:WebGIS使用Intenet協議標准,將GIS與Web伺服器集成,通過普通瀏覽器,用戶可以在任何地方操縱WebGIS,共享地理空間信息服務,從而將GIS擴展成為公眾服務系統。 WebGIS必須支持數據分布和計算分布:WebGIS伺服器為網路用戶提供GIS服務:地理數據存取服務、地理數據目錄服務、地理信息分析服務和地圖顯示服務。通過互操作技術,共享分布的數據對象,在多個不同的平台上協同運行,最大限度地利用網路資源。 WebGIS能在網路上直接查詢和存取數據:建立地理時空數據結構標准和操作標准,直接在Intenet上查詢數據和存取數據。WebGIS的基礎技術空間資料庫管理技術 對象—關系資料庫技術和面向對象的資料庫技術正在逐步成熟起來,成為未來GIS空間數據管理的主要技術。因為關系型資料庫管理系統已經相當成熟,商業化的RDBMS不僅支持C/S模式,而且支持數據分布,通過SQL語言和ODBC,幾乎所有的GIS軟體通過公共標識號都能和其協同運行。面向對象方法 從面向對象技術的發展來看,它是描述地理問題非常理想的方法。面向對象是一種認識方法。面向對象分析(OOA)、面向對象設計()OD)、面向對 象語言(00L)和面向對象數據管理(OODBM)貫穿整個信息系統的生命周期。面向對象的空間資料庫技術正在逐步成熟,空間對象查詢語言(SOQL)、空間對象關系分析、面向對象資料庫管理、對象化軟體技術等,都和GIS密切相關。客戶/伺服器模式 客戶/伺服器的含義非常廣泛,資料庫技術和分布處理技術都和它密切相關。通過平衡客戶/伺服器間的數據通信和地理運算,能夠利用伺服器的高性能處理復雜的關鍵性業務,並降低網路數據流量:通過規劃客戶/伺服器模式的GIS系統,用戶能夠最大限度地利用網路上的各種資源。組件技術 為避免系統重復編碼,浪費軟體資源,參照製造業成功經驗,使用插件(Plug—In)、組件(Activex)和中間件(Middleware)技術組裝軟體產品:如各軟體生產商製作自己最好的組件,其他軟體開發人員和系統集成人員,可直接使用該部件提供的功能,無須重新編碼,從而擴大了軟體開發社會分工,提高了軟體生產效率。分布式計算機平台
Ⅲ 想走開發方向,想學webgis,請問該學什麼知識
先說一個什麼是webgis WEBGIS:通過互聯網對地理空間數據進行發布和應用,以實現空間數據的共享和互操作,如GIS信息的在線查詢和業務處理等。WebGIS客戶端採用Web瀏覽器,如IE,FireFox。WebGIS是利用Internet技術來擴展和完善GIS的一項新技術,其核心是在GIS中嵌入HTTP標準的應用體系,實現Internet環境下的空間信息管理和發布。WEBGIS可採用多主機、多資料庫進行分布式部署,通過Internet/Intranet實現互聯,是一種瀏覽器/伺服器(B/S)結構,伺服器端向客戶端提供信息和服務,瀏覽器(客戶端)具有獲得各種空間信息和應用的功能(轉自網路)其實webgis已經包括了前端,後端,資料庫,再加一些gis基礎的東西,如果說整個webgis的環節,你應該已經是一個全棧工程師了。現在webgis很大一部分是對空間數據和空間數據分析結果的展示,後端很多功能基本是用很成熟的技術調用介面來完成的。很大一部分工作是在web前端這塊。那就說你要學的東西吧,假設你已經具有了,gis相關基礎。webgis地圖基本原理看一下你http://www.thinkgis.cn/topic/541ac2e15eb69f9abd038dfc現在的主要任務就是去學習前端知識。HTML,JavaScript,css,這三樣必須要熟悉,接著後面你可以使用一些地圖開源庫調用地圖的服務和相關介面地圖展示相關數據了。如果你想展示的效果足夠炫,你就需要研究一些繪圖技術了,svg,canvas,如果你想做三維就要上webgl了。題主想學習的話,還是做一些東西,邊學變練手,慢慢就上路子了,學習webgis不在於用什麼API,什麼庫,基礎打好,一切api,庫都是看文檔。練手的話,題主可以搞些PM2.5數據,在地圖上展示一下地圖庫可以選leaflet,openlayer,arcgis的也可以,做一些熱力 tu如效果,時間變化效果,一些圖表展示,在搞個後端存儲一下數據,弄一下簡單的服務端。做這樣一個小例子下來你算是webgis入門了。
Ⅳ WEBGIS系統開發常用的技術框架有哪些,從前端到後端,求推薦
前端:
1、老一代兩大富應用(RIA)框架(目前已經停止更新):flex、silverlight
2、其他開源(早期項目較多):openlayer2、amap、bmap、ArcgisAPI4JS(3系列版本)
3、較新框架:openlayer3、cesiums、ArcgisAPI4JS(4.0之後版本)、
4、輕型框架(需要二次封裝):WebGL(例如d3.js、three.js)
後端:arcgisServer、geoserver、mapserver
(作者:毛小亮)
Ⅳ 電子地圖系統WEBGIS 關鍵技術
隨著Internet技術的不斷發展和人們對地理信息系統(GIS)需求的日益增長,利用Internet在Web上發布空間數據,為用戶提供空間數據瀏覽、查詢和分析的功能,已成為地理信息系統(GIS)發展的必然趨勢。於是,基於Internet技術的地理信息系統———WEBGIS就應運而生。
WEBGIS是一個將地理信息處理和地理信息分布於Web計算平台進行的網路化GIS系統,它是面向對象軟體構件技術、信息互操作技術、網路技術發展的產物。系統採用ARCGISServer作為WEBGIS支撐平台實現基礎地理空間數據和地質空間數據的網路發布。
1.柵格WEBGIS技術
「柵格WEBGIS」(Grid WEBGIS)這一概念和產品是對傳統Web地圖服務方式的一種革命。啟用這個名稱,可謂是一語雙關:就是提供地理底圖的方式來講,再也不是傳統的方式———伺服器端將矢量地圖臨時生成柵格圖發給客戶端,而是事先生成好柵格圖,用戶請求時不必做任何處理就可以即時發給客戶端;就客戶端的顯示方式來講,摒棄了傳統的一張地圖的顯示方式,客戶端採用多幅小圖拼接的方式顯示,總體看起來像是小圖片填充一個大的柵格的效果。
預先製作好所要發布的地理底圖、遙感影像不同縮放比例下的靜態圖像存放於伺服器端,待實際發布時根據縮放比例在不同級別圖像之間進行切換。這種技術大大提高了地圖的Web瀏覽速度。
2.Web伺服器端技術
Web伺服器端主要由兩部分組成,即IIS(Internet Information Server)和WEBGIS伺服器(包括ArcIMS組件、InternetGIS站點設計向導程序Wizard及面向城市地質Web應用的擴展組件)。
其中,IIS主要負責接收普通的用戶請求,當其需要空間數據時則向WEBGIS伺服器發出請求,WEBGIS伺服器接收到瀏覽器端的請求後,利用ArcIMS組件和城市地質Web應用擴展組件的功能,進行處理、分析、計算等;如果需要數據伺服器的數據,則由WEBGIS伺服器向數據伺服器發出請求。
3.Web客戶端相關技術
包括IITML、客戶端腳本語言、VML(矢量可標記語言)、XML、DOM(文檔對象模型)、CSS(層疊樣式表)及Ajax(Asynchronous JavaScript and XML的縮寫),這些技術的綜合運用大大擴展了系統功能,大幅提高了系統響應速度。
Ⅵ webgis是什麼 最詳細的定義
一般由多主機,多資料庫和多個客戶端以分布式連接在Internet上而組成,包括以下四個部分:WEB-GIS瀏覽器(browser),WEB-GIS伺服器,WEB-GIS編輯器(Editor),WEB-GIS信息代理(imformation agent).
Define2.WEBGIS是指基於Internet平台進行信息發布、數據共享、交流協作.客戶端應用軟體採用WWW協議,實現GIS信息的在線查詢和業務處理等功能.運行於網際網路上的地理信息系統,是利用Internet技術來擴展和完善GIS的一項新技術,其核心是在GIS中嵌入HTTP和TCP/IP標準的應用體系,實現Internet環境下的空間信息管理.WEBGIS有多主機、多資料庫與多終端,通過Internet、Intranet連接組成,具有客戶、伺服器(C/S)結構,伺服器端向客戶端提供信息和服務,客戶端具有獲得各種空間信息和應用的功能.
WebGIS是Internet技術應用於GIS開發的產物.GIS通過WWW功能得以擴展,真正成為一種大眾使用的工具.從WWW的任意一個節點,Internet用戶可以瀏覽WebGIS站點中的空間數據、製作專題圖,以及進行各種空間檢索和空間分析,從而使GIS進入千家萬戶.WebGIS具有以下特點:
(1)全球化的客戶/伺服器應用 全球范圍內任意一個WWW節點的Internet用戶都可以訪問WebGIS伺服器提供的各種GIS服務,甚至還可以進行全球范圍內的GIS數據更新.
(2)真正大眾化的GIS
由於Internet的爆炸性發展,Web服務正在進入千家萬戶,WebGIS給更多用戶提供了使用GIS的機會.現在流行的WebGIS平台有:ARCIMS;TopMap
World;MapXtreme等國內外成熟產品.WebGIS可以使用通用瀏覽器進行瀏覽、查詢,額外的插件(plug-in)、ActiveX控制項和Java
Applet通常都是免費的,降低了終端用戶的經濟和技術負擔,很大程度上擴大了GIS的潛在用戶范圍.而以往的GIS由於成本高和技術難度大,往往成為少數專家擁有的專業工具,很難推廣.
(3)良好的可擴展性 WebGIS很容易跟Web中的其他信息服務進行無縫集成,可以建立靈活多變的GIS應用.
(4)跨平台特性
在WebGIS以前,盡管一些廠商為不同的操作系統(如:Windows、UNIX、Macintosh)分別提供了相應的GIS軟體版本,但是沒有一個GIS軟體真正具有跨平台的特性.而基於Java的WebGIS可以做到"一次編成,到處運行
(write once,run anywhere)" ,把跨平台的特點發揮得淋漓盡致.
Ⅶ Webgis的實現技術有哪些
webgis的主要技術有
:gisSERVER端配置與發布; IE頁面腳本編寫; 資料庫管理與支持; GIS數據處理與整合等
Ⅷ WEBGIS系統開發常用的技術框架有哪些,從前端到後端,求推薦
前端:
1、老一代兩大富應用(RIA)框架(目前已經停止更新):flex、silverlight
2、其他開源(早期項目較多):openlayer2、amap、bmap、ArcgisAPI4JS(3系列版本)
3、較新框架:openlayer3、cesiums、ArcgisAPI4JS(4.0之後版本)、
4、輕型框架(需要二次封裝):WebGL(例如d3.js、three.js)
後端:arcgisServer、geoserver、mapserver
Ⅸ GIS基本技術有哪些
引言
地理信息系統(Geographic Information System,簡稱GIS)是計算機科學、地理學、測量學、地圖學等多門學科綜合的技術[1]。GIS的基本技術是空間資料庫、地圖可視化及空間分析,而空間資料庫是GIS的關鍵。空間數據挖掘技術作為當前資料庫技術最活躍的分支與知識獲取手段,在GIS中的應用推動著GIS朝智能化和集成化的方向發展。
1 空間資料庫與空間數據挖掘技術的特點
隨著資料庫技術的不斷發展和資料庫管理系統的廣泛應用,資料庫中存儲的數據量也在急劇增大,在這些海量數據的背後隱藏了很多具有決策意義的信息。但是,現今資料庫的大多數應用仍然停留在查詢、檢索階段,資料庫中隱藏的豐富的知識遠遠沒有得到充分的發掘和利用,資料庫中數據的急劇增長和人們對資料庫處理和理解的困難形成了強烈的反差,導致「人們被數據淹沒,但卻飢餓於知識」的現象。
空間資料庫(數據倉庫)中的空間數據除了其顯式信息外,還具有豐富的隱含信息,如數字高程模型〔DEM或TIN〕,除了載荷高程信息外,還隱含了地質岩性與構造方面的信息;植物的種類是顯式信息,但其中還隱含了氣候的水平地帶性和垂直地帶性的信息,等等。這些隱含的信息只有通過數據挖掘才能顯示出來。空間數據挖掘(Spatial Data Mining,簡稱SDM),或者稱為從空間資料庫中發現知識,是為了解決空間數據海量特性而擴展的一個新的數據挖掘的研究分支,是指從空間資料庫中提取隱含的、用戶感興趣的空間或非空間的模式和普遍特徵的過程[2]。由於SDM的對象主要是空間資料庫,而空間資料庫中不僅存儲了空間事物或對象的幾何數據、屬性數據,而且存儲了空間事物或對象之間的圖形空間關系,因此其處理方法有別於一般的數據挖掘方法。SDM與傳統的地學數據分析方法的本質區別在於SDM是在沒有明確假設的前提下去挖掘信息、發現知識,挖掘出的知識應具有事先未知、有效和可實用3個特徵。
空間數據挖掘技術需要綜合數據挖掘技術與空間資料庫技術,它可用於對空間數據的理解,對空間關系和空間與非空間關系的發現、空間知識庫的構造以及空間資料庫的重組和查詢的優化等。
2 空間數據挖掘技術的主要方法及特點
常用的空間數據挖掘技術包括:序列分析、分類分析、預測、聚類分析、關聯規則分析、時間序列分析、粗集方法及雲理論等。本文從挖掘任務和挖掘方法的角度,著重介紹了分類分析、聚類分析和關聯規則分析三種常用的重要的方法。
2.1、分類分析
分類在數據挖掘中是一項非常重要的任務,目前在商業上應用最多。分類的目的是學會一個分類函數或分類模型(也常常稱作分類器),該模型能把資料庫中的數據項映射到給定類別中的某一個。分類和我們熟知的回歸方法都可用於預測,兩者的目的都是從歷史數據紀錄中自動推導出對給定數據的推廣描述,從而能對未來數據進行預測。和回歸方法不同的是,分類的輸出是離散的類別值,而回歸的輸出則是連續的數值。二者常表現為一棵決策樹,根據數據值從樹根開始搜索,沿著數據滿足的分支往上走,走到樹葉就能確定類別。空間分類的規則實質是對給定數據對象集的抽象和概括,可用宏元組表示。
要構造分類器,需要有一個訓練樣本數據集作為輸入。訓練集由一組資料庫記錄或元組構成,每個元組是一個由特徵(又稱屬性)值組成的特徵向量,此外,訓練樣本還有一個類別標記。一個具體樣本的形式可為:( v1, v2, ..., vn; c );其中vi表示欄位值,c表示類別。
分類器的構造方法有統計方法、機器學習方法、神經網路方法等等。統計方法包括貝葉斯法和非參數法(近鄰學習或基於事例的學習),對應的知識表示是判別函數和原型事例。機器學習方法包括決策樹法和規則歸納法,前者對應的表示為決策樹或判別樹,後者則一般為產生式規則。神經網路方法主要是反向傳播(Back-Propagation,簡稱BP)演算法,它的模型表示是前向反饋神經網路模型(由代表神經元的節點和代表聯接權值的邊組成的一種體系結構),BP演算法本質上是一種非線性判別函數[3]。另外,最近又興起了一種新的方法:粗糙集(rough set),其知識表示是產生式規則。
不同的分類器有不同的特點。有三種分類器評價或比較尺度:1) 預測准確度;2) 計算復雜度;3) 模型描述的簡潔度。預測准確度是用得最多的一種比較尺度,特別是對於預測型分類任務,目前公認的方法是10番分層交叉驗證法。計算復雜度依賴於具體的實現細節和硬體環境,在數據挖掘中,由於操作對象是海量的資料庫,因此空間和時間的復雜度問題將是非常重要的一個環節。對於描述型的分類任務,模型描述越簡潔越受歡迎。例如,採用規則歸納法表示的分類器構造法就很有用,而神經網路方法產生的結果就難以理解。
另外要注意的是,分類的效果一般和數據的特點有關。有的數據雜訊大,有的有缺值, 有的分布稀疏,有的欄位或屬性間相關性強,有的屬性是離散的而有的是連續值或混合式的。目前普遍認為不存在某種方法能適合於各種特點的數據。
分類技術在實際應用非常重要,比如:可以根據房屋的地理位置決定房屋的檔次等。
2. 2 聚類分析
聚類是指根據「物以類聚」的原理,將本身沒有類別的樣本聚集成不同的組,並且對每一個這樣的組進行描述的過程。它的目的是使得屬於同一個組的樣本之間應該彼此相似,而不同組的樣本應足夠不相似。與分類分析不同,進行聚類前並不知道將要劃分成幾個組和什麼樣的組,也不知道根據哪些空間區分規則來定義組。其目的旨在發現空間實體的屬性間的函數關系,挖掘的知識用以屬性名為變數的數學方程來表示。聚類方法包括統計方法、機器學習方法、神經網路方法和面向資料庫的方法。基於聚類分析方法的空間數據挖掘演算法包括均值近似演算法[4]、CLARANS、BIRCH、DBSCAN等演算法。目前,對空間數據聚類分析方法的研究是一個熱點。
對於空間數據,利用聚類分析方法,可以根據地理位置以及障礙物的存在情況自動地進行區域劃分。例如,根據分布在不同地理位置的ATM機的情況將居民進行區域劃分,根據這一信息,可以有效地進行ATM機的設置規劃,避免浪費,同時也避免失掉每一個商機。
2.3 關聯規則分析
關聯規則分析主要用於發現不同事件之間的關聯性,即一事物發生時,另一事物也經常發生。關聯分析的重點在於快速發現那些有實用價值的關聯發生的事件。其主要依據是:事件發生的概率和條件概率應該符合一定的統計意義。空間關聯規則的形式是X->Y[S%,C%],其中X、Y是空間或非空間謂詞的集合,S%表示規則的支持度,C%表示規則的置信度。空間謂詞的形式有3種:表示拓撲結構的謂詞、表示空間方向的謂詞和表示距離的謂詞[5]。各種各樣的空間謂詞可以構成空間關聯規則。如,距離信息(如Close_to(臨近)、Far_away(遠離))、拓撲關系(Intersect(交)、Overlap(重疊)、Disjoin(分離))和空間方位(如Right_of(右邊)、West_of(西邊))。實際上大多數演算法都是利用空間數據的關聯特性改進其分類演算法,使得它適合於挖掘空間數據中的相關性,從而可以根據一個空間實體而確定另一個空間實體的地理位置,有利於進行空間位置查詢和重建空間實體等。大致演算法可描述如下:(1)根據查詢要求查找相關的空間數據;(2)利用臨近等原則描述空間屬性和特定屬性;(3)根據最小支持度原則過濾不重要的數據;(4)運用其它手段對數據進一步提純(如OVERLAY);(5)生成關聯規則。
關聯規則通常可分為兩種:布爾型的關聯規則和多值關聯規則。多值關聯規則比較復雜,一種自然的想法是將它轉換為布爾型關聯規則,由於空間關聯規則的挖掘需要在大量的空間對象中計算多種空間關系,因此其代價是很高的。—種逐步求精的挖掘優化方法可用於空間關聯的分析,該方法首先用一種快速的演算法粗略地對一個較大的數據集進行一次挖掘,然後在裁減過的數據集上用代價較高的演算法進一步改進挖掘的質量。因為其代價非常高,所以空間的關聯方法需要進一步的優化。
對於空間數據,利用關聯規則分析,可以發現地理位置的關聯性。例如,85%的靠近高速公路的大城鎮與水相鄰,或者發現通常與高爾夫球場相鄰的對象是停車場等。
3 空間數據挖掘技術的研究方向
3.1 處理不同類型的數據
絕大多數資料庫是關系型的,因此在關系資料庫上有效地執行數據挖掘是至關重要的。但是在不同應用領域中存在各種數據和資料庫,而且經常包含復雜的數據類型,例如結構數據、復雜對象、事務數據、歷史數據等。由於數據類型的多樣性和不同的數據挖掘目標,一個數據挖掘系統不可能處理各種數據。因此針對特定的數據類型,需要建立特定的數據挖掘系統。
3.2 數據挖掘演算法的有效性和可測性
海量資料庫通常有上百個屬性和表及數百萬個元組。GB數量級資料庫已不鮮見,TB數量級資料庫已經出現,高維大型資料庫不僅增大了搜索空間,也增加了發現錯誤模式的可能性。因此必須利用領域知識降低維數,除去無關數據,從而提高演算法效率。從一個大型空間資料庫中抽取知識的演算法必須高效、可測量,即數據挖掘演算法的運行時間必須可預測,且可接受,指數和多項式復雜性的演算法不具有實用價值。但當演算法用有限數據為特定模型尋找適當參數時,有時也會導致物超所值,降低效率。
3.3 交互性用戶界面
數據挖掘的結果應准確地描述數據挖掘的要求,並易於表達。從不同的角度考察發現的知識,並以不同形式表示,用高層次語言和圖形界面表示數據挖掘要求和結果。目前許多知識發現系統和工具缺乏與用戶的交互,難以有效利用領域知識。對此可以利用貝葉斯方法和演譯資料庫本身的演譯能力發現知識。
3.4 在多抽象層上互動式挖掘知識
很難預測從資料庫中會挖掘出什麼樣的知識,因此一個高層次的數據挖掘查詢應作為進一步探詢的線索。互動式挖掘使用戶能交互地定義一個數據挖掘要求,深化數據挖掘過程,從不同角度靈活看待多抽象層上的數據挖掘結果。
3.5 從不同數據源挖掘信息
區域網、廣域網以及Internet網將多個數據源聯成一個大型分布、異構的資料庫,從包含不同語義的格式化和非格式化數據中挖掘知識是對數據挖掘的一個挑戰。數據挖掘可揭示大型異構資料庫中存在的普通查詢不能發現的知識。資料庫的巨大規模、廣泛分布及數據挖掘方法的計算復雜性,要求建立並行分布的數據挖掘。
3.6 私有性和安全性
數據挖掘能從不同角度、不同抽象層上看待數據,這將影響到數據挖掘的私有性和安全性。通過研究數據挖掘導致的數據非法侵入,可改進資料庫安全方法,以避免信息泄漏。
3.7 和其它系統的集成
方法、功能單一的發現系統的適用范圍必然受到一定的限制。要想在更廣泛的領域發現知識,空間數據挖掘系統就應該是資料庫、知識庫、專家系統、決策支持系統、可視化工具、網路等技術的集成。
4 有待研究的問題
我們雖然在空間數據挖掘技術的研究和應用中取得了很大的成績,但在一些理論及應用方面仍存在急需解決的問題。
4.1 數據訪問的效率和可伸縮性
空間數據的復雜性和數據的大量性,TB數量級的資料庫的出現,必然增大發現演算法的搜索空間,增加了搜索的盲目性。如何有效的去除與任務無關的數據,降低問題的維數,設計出更加高效的挖掘演算法對空間數據挖掘提出了巨大的挑戰。
4.2 對當前一些GIS軟體缺乏時間屬性和靜態存儲的改進
由於數據挖掘的應用在很大的程度上涉及到時序關系,因此靜態的數據存儲嚴重妨礙了數據挖掘的應用。基於圖層的計算模式、不同尺度空間數據之間的完全割裂也對空間數據挖掘設置了重重障礙。空間實體與屬性數據之間的聯系僅僅依賴於標識碼,這種一維的連接方式無疑將丟失大量的連接信息,不能有效的表示多維和隱含的內在連接關系,這些都增加了數據挖掘計算的復雜度,極大地增加了數據准備階段的工作量和人工干預的程度。
4.3 發現模式的精煉
當發現空間很大時會獲得大量的結果,盡管有些是無關或沒有意義的模式,這時可利用領域的知識進一步精煉發現的模式,從而得到有意義的知識。
在空間數據挖掘技術方面,重要的研究和應用的方向還包括:網路環境上的數據挖掘、柵格矢量一體化的挖掘、不確定性情況下的數據挖掘、分布式環境下的數據挖掘、數據挖掘查詢語言和新的高效的挖掘演算法等。
5 小結
隨著GIS與數據挖掘及相關領域科學研究的不斷發展,空間數據挖掘技術在廣度和深度上的不斷深入,在不久的將來,一個集成了挖掘技術的GIS、GPS、RS集成系統必將朝著智能化、網路化、全球化與大眾化的方向發展。
Ⅹ WebGIS是什麼呢
一般由多主機,多資料庫和多個客戶端以分布式連接在Internet上而組成,包括以下四個部分: WEB-GIS瀏覽器(browser),WEB-GIS伺服器,WEB-GIS編輯器(Editor),WEB-GIS信息代理(imformation agent)。
Define2.WEBGIS是指基於Internet平台進行信息發布、數據共享、交流協作。客戶端應用軟體採用WWW協議,實現GIS信息的在線查詢和業務處理等功能。運行於網際網路上的地理信息系統,是利用Internet技術來擴展和完善GIS的一項新技術,其核心是在GIS中嵌入HTTP和TCP/IP標準的應用體系,實現Internet環境下的空間信息管理。WEBGIS有多主機、多資料庫與多終端,通過Internet、Intranet連接組成,具有客戶、伺服器(C/S)結構,伺服器端向客戶端提供信息和服務,客戶端具有獲得各種空間信息和應用的功能。
WebGIS是Internet技術應用於GIS開發的產物。GIS通過WWW功能得以擴展,真正成為一種大眾使用的工具。從WWW的任意一個節點,Internet用戶可以瀏覽WebGIS站點中的空間數據、製作專題圖,以及進行各種空間檢索和空間分析,從而使GIS進入千家萬戶。WebGIS具有以下特點:
(1)全球化的客戶/伺服器應用 全球范圍內任意一個WWW節點的Internet用戶都可以訪問WebGIS伺服器提供的各種GIS服務,甚至還可以進行全球范圍內的GIS數據更新。
(2)真正大眾化的GIS 由於Internet的爆炸性發展,Web服務正在進入千家萬戶,WebGIS給更多用戶提供了使用GIS的機會。現在流行的WebGIS平台有: ARCIMS;TopMap World;MapXtreme等國內外成熟產品。WebGIS可以使用通用瀏覽器進行瀏覽、查詢,額外的插件(plug-in)、ActiveX控制項和Java Applet通常都是免費的,降低了終端用戶的經濟和技術負擔,很大程度上擴大了GIS的潛在用戶范圍。而以往的GIS由於成本高和技術難度大,往往成為少數專家擁有的專業工具,很難推廣。
(3)良好的可擴展性 WebGIS很容易跟Web中的其他信息服務進行無縫集成,可以建立靈活多變的GIS應用。
(4)跨平台特性 在WebGIS以前,盡管一些廠商為不同的操作系統(如:Windows、UNIX、Macintosh)分別提供了相應的GIS軟體版本,但是沒有一個GIS軟體真正具有跨平台的特性。而基於Java的WebGIS可以做到"一次編成,到處運行 (write once, run anywhere)" ,把跨平台的特點發揮得淋漓盡致。
據目前的WebGIS架構來分析,主要分兩種:
1.圖片式的WebGIS也叫做柵格地圖,也可以實現矢量地圖,目前主要通過VML
2.基於控制項的矢量地圖.(ActiveX,Java Applet)
這兩個開發而又利弊。!但是基於控制項的會收到諸多限制。自Google Maps發布以來,圖片式的地圖。越來越盛行!。
WebGIS的基本特徵
1)WebGIS是集成的全球化客戶/伺服器網路系統。
2)WebGIS應用客戶/伺服器概念來執行GIS的分析任務。