空間數據的統一描述
作為空間數據的有效管理工具，地理信息系統目前正逐步成為空間信息管理與應用的主要平臺。因此地理信息系統也面臨著對不同來源不同數據組織形式 的空間信息進行有效管理和綜合應用的難點。目前的空間數據已經不再是簡單的圖形數據，它還包括衛星遙感影像數據、數字地面模型數據等。空間數據的管理范圍已經明顯擴大，同時在應用層次上，地理信息系統與其他專業系統及數據庫也密切相關，這給當前空間數據的共享帶來了很大的困難。另外，隨著地理信息系統應用的不斷發展，在各個部門，存在著將本部門的專業系統與 地理信息系統相結合的問題，不同部門之間的數據協作也變得日益重要。
由于這些不同的空間數據庫建立在不同的時間，或者適用于不同的部門行業，所以往往存在很大的差異，也就是異構性特點，主要體現在：數據內容與來源的差異性、空間數據模型的差異性，以及支撐軟件平臺的差異性。不同的空間數據庫在數據模型上可能存在著較大的差異，如有拓撲和無拓撲的空間數據模型，二維或三維空間數據模型，時空數據模型等不同的空間數據庫模型等。由于不同的原因，這些空間數據庫在建立的時候采用了 不同的地理信息系統軟件，它們之間往往存在數據格式上的差異，相同類型的數據建立的空間數據庫也各不相同。
隨著計算機 *** 的發展，Internet的出現及普及，越來越多的信息需要在不同軟件中進行處理，并且能夠在 *** 中實施發布。如何使不同的地理信息系統軟件能夠迅速快捷地獲取來源不同的數據，并將它們集成起來進行分析，如何使這些集成數據能夠在不同的系統下相互可操作，以及在異構分布數據庫中獲取所需要的數據信息就變得非常重要。
空間數據不同于一般事務管理的數據，一般的事務數據或者屬性數據僅有幾種固定的數據模型，而且一般關系數據庫管理系統直接提供讀寫數據的函數，數據的轉換問題比較簡單。但是，地理空間數據之所以與之不同，是由于對空間現象的理解不同，對空間對象的定義、表達、存儲方式亦不相同。因此，空間數據共享異常復雜。
每個GIS軟件擁有自己的內部數據格式和數據存儲方式，過去許多GIS軟件也不向用戶直接提供讀寫內部數據的函數。為了與其他軟件進行數據轉換，通常定義一種外部數據交換格式，如AutoCAD的DXF、MGE的ASCLoader格式、ArcInfo的E00格式等，這種數據格式一般是ASCII碼文件，用戶通過閱讀說明書可以直接讀寫這種外部數據文件，為已所用。然而，這些外部數據交換格式由各軟件廠商自己定義，所包含的內容和表達方式不盡相同。
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空間數據轉換的內容主要包括三個方面的信息，其一是空間定位信息(實體的坐標)，其二是空間關系(如一條弧段的起節點、終節點、左多邊形、右多邊形等)，其三是屬性數據。由于每個GIS系統的數據結構和數據模型不完全相同，在空間數據轉換過程中往往丟失，甚至得不到有關信息。
由于GIS系統很多，每一個系統都不可能提供 直接讀寫所有商用GIS軟件外部數據文件的程序。為了更方便地進行空間數據交換，也為了盡量減少空間數據交換損失的信息，使之更加科學化和標準化，許多國家和國際組織制定了空間數據交換標準，如美國的STDS，我國也制定了相應的空間數據交換格式(CNSDTF)標準。有了空間數據交換的標準格式以后，每個系統都提供讀寫這一標準格式空間數據的程序，可以避免大量的編程工作,而且數據轉換僅需兩次即可。如圖所示，從系統A的內部格式到標準的外部交換格式，再從標準的外部交換格式到系統B的內部文件，僅需兩次轉換。而且省去了為每種GIS軟件都編寫一個數據交換程序的步驟。
世界上許多國家都制定了空間數據交換格式標準，但應用狀況并不理想。一是數據模型不統一，空間數據轉換往往丟失信息；二是幾個流行的0歷軟件占領了國際上的主要市場，它們的外部數據轉換格式往往成為參考標準，這樣將造成少數軟件進一步控制全球市場的局面，不利于GIS產業的發展。最近，開放地理信息系統聯盟(OGC)已經推出了一個基于OpenGIS 的數據模型和XML的空間數據交換格式GML3.0，已成為IS0/TC211的標準，得到了世界上許多國家和GIS軟件廠商的支持。
來源：開源地理空間基金會中文分會
來源鏈接：https://www.osgeo.cn/post/11b29
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