前沿讲座心得体会.doc

北京邮电大学软件学院
前沿课题讲座心得体会
报告人：姓名 黎广宇 学号：06R0207
导师：赵方
（日期：2010 年 4 月 5 日）

在北京邮电大学软件学院学习期间，我参加了学校组织的前沿课题讲座和众多国内外大企业及研究机构举办的新技术交流讲座，还经常通过网络了解最新技术动态。通过这些活动，开阔了视野，增长了知识。下面分四个方面谈一些体会：
一、GIS
物质世界中的任何事物都被牢牢地打上了时空的烙印。人们的生产和生活中百分之八十以上的信息和地理空间位置有关。地理信息系统（ Geographic Information System, 简称 GIS ）作为获取、整理、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。由于信息技术的发展，数字时代的来临，理论上来说，GIS可以运用于现阶段任何行业。
GIS经过了多年的发展，到今天已经逐渐成为一门相当成熟的技术，并且得到了极广泛的应用。尤其是近些年，GIS更以其强大的地理信息空间分析功能，在GPS及路径优化中发挥着越来越重要的作用。GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。
二、参加2009（北京）第八届ESRI中国用户大会
2009年10月20日上午，第八届ESRI中国用户大会在北京国际会议中心盛大开幕。大会的主题是“设计共同未来”。中国科学院遥感应用研究所李小文院士、国家基础地理信息中心主任李志刚、国土资源部信息中心主任查宗祥等专家和领导出席了会议，中国科学院对地观测与数字地球科学中心主任郭华东在开幕式上致辞。来自全国30个省、直辖市的测绘、地震、环保、农业、林业、气象、海洋等相关行业5000多人参加了此次会议。
在用户大会中，我率先了解 ArcGIS 9.4 的新功能、全面接触ArcGIS 9.3.1 产品，并了解到一系列紧密结合IT 发展趋势的GIS 新技术，包括ArcGIS Server 的高效动态制图，面向RIA 应用的Javascript、Silverlight、Flex API的全新特性，具有超炫客户体验的ArcGIS Explorer 900，致力于全球ArcGIS 信息共享的Online 以及完整的影像解决方案等内容；体会了企业级GIS 的思想和设计策略，并通过实例吸收掌握企业级GIS 的规划方法；还探讨了Web 2.0 环境下的理念，体验新颖的互联网GIS 应用。
在对技术及应用进行学习的同时，我还集合自己的所处行业重点参加了ESRI用户大会的智能交通论坛。在这个论坛里，我参加了众多的课题讲座，来自交通部科学研究院交通信息中心的黄莉莉所做的基于GIS 的航运资源整合解决方案的报告以GIS技术为信息汇聚平台的理念给我留下了较深印象
三、GIS与GIS技术
GIS是融合计算机图形和数据库于一体，用来存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机地结合起来，根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户，满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。
在全球协作的商业时代，85%以上的企业决策数据与空间位置相关，例如客户的分布、市场的地域分布、原料运输、跨国生产、跨国销售等。对于包罗万象的信息，传统方法局限于枯燥无味的数据处理和表现，缺乏直观性和决策可视化，而GIS能够帮助人们将电子表格和数据库中无法看到的数据之间的模式和发展趋势以图形的形式清晰直观地表现出来，进行空间可视化分析，实现数据可视化、地理分析与主流商业应用的有机集成，从而满足企业决策多维性的需求。GIS可以将晦涩抽象的数据表格变为清晰简明的彩色地图，帮助企业进行商业选址，确定潜在市场的分布、销售和服务范围; 寻找商业地域分布规律、时空变化的趋势和轨迹；此外，还可以优化运输线路，进行资源调度和资产管理。
GIS作为计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的一种边缘性学科，其发展与其他学科的发展密切相关。近年来GIS技术发展迅速，其主要的源动力来自日益广泛的应用领域对地理信息系统不断提高的要求。另一方面，计算机科学的飞速发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段。许多计算机领域的新技术，如Internet技术、面向对象的数据库技术、三维技术、图像处理和人工智能技术都可直接应用到GIS中。
1、WebGIS
Internet改变了我们的世界。当前，Internet已不仅仅是一种单纯的技术手段了，它已演变成为一种经济方式——网络经济。人们的生活也已离不开Internet。大量的应用正由传统的Client/Server(客户机/服务器)方式向Brower/Server（浏览器/服务器）方式转移，GIS技术也是如此。GIS技术和Internet技术的融合，正逐渐形成一种新的技术，我们称之为WebGIS。和传统的基于Client/Server的GIS相比，WebGIS有如下优点。
l 更广泛的访问范围
客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上的最新数据，而这一Internet/Intranet所特有的优势大大方便了GIS的数据管理，使分布式的多数据源的数据管理和合成更易于实现。
l 平台独立性
无论服务器/客户机是何种机器，无论WebGIS服务器端使用何种GIS软件，由于使用了通用的Web浏览器，用户就可以透明地访问WebGIS数据，在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析，实现远程异构数据的共享。降低系统成本 传统GIS在每个客户端都要配备昂贵的专业GIS软件，而用户使用的经常只是一些最基本的功能，这实际上造成了极大的浪费。WebGIS在客户端通常只需使用Web浏览器（有时还要加一些插件），其软件成本与全套专业GIS相比明显要节省得多。另外，由于客户端的简单性而节省的维护费用也不容忽视。更简单的操作 要广泛推广GIS，使GIS系统为广大的普通用户所接受，而不仅仅局限于少数受过专业培训的专业用户，就要降低对系统操作的要求。通用的Web浏览器无疑是降低操作复杂度的最好选择。
目前，WebGIS在Internet/Intranet上的应用为典型的三层结构，三层结构包括客户机、应用服务器与Web服务器、数据库服务器。这种方式又称瘦客户机系统。瘦客户机系统是指在客户机端没有或者有很少的应用代码。在以往的终端和主机的体系结构中，所有系统都是瘦客户机系统。现在随着Internet技术以及Java、ActiveX技术的出现，瘦客户机系统又重新出现。客户机负责数据结果的显示和用户请求的提交; 地图应用服务器和Web服务器负责响应和处理用户的请求; 而数据库服务器负责数据的管理工作。所有的地图数据和应用程序都放在服务器端，客户端只是提出请求，所有的响应都在服务器端完成，只需在服务器端进行系统维护即可，因此大大降低了系统的工作量。
2、GIS协助海量数据管理
GIS技术的瓶颈之一就是如何解决海量空间数据管理问题，因为对于一个城市级的GIS系统，其数据量极其巨大，一般可达到GB的数据量级。例如沈阳市1:500的基础地图就有2.4GB。传统的基于文件的管理方式显然不能处理这些问题，而利用面向对象的大型数据库技术则能够有效地解决这一问题。
在面向对象的空间数据库中，海量地图数据的使用变得更加简单: 只需建立单一图层，不必再进行分幅处理。如果用户原来的数据源是分幅的，可将其全部存储到一个图层中，数据库将自动对其进行拼接和索引处理，即可形成一个完整的图层。在应用时，客户端只需极少量的编程（实际上只是指定数据源），就可实现对数据库里数据的动态显示。数据库会根据当前地图客户端的显示视野，自动将此范围内的图形检索出来，并送到客户端显示。因此，即使服务器端的数据是GB级的，在客户端的数据量却仅是几十到上百KB，大大减轻了客户端系统的配置需求，并减轻了网络流量。
所以，利用面向对象的数据库技术，可建立一种真正的Client/Server结构的空间信息系统，这不仅可以解决海量数据的存储与管理等问题，也解决了多用户编辑、数据完整性、数据安全机制等许多问题，将给GIS的应用带来更广阔的前景。
3、高分辨率遥感与GIS结合
现在，高分辨率的遥感影像已逐渐应用到商业领域当中，其最高精度可以达到1m左右。高分辨率遥感影像意味着人们在数据采集和数据更新上的一场革命。在传统的地图数据采集过程中，人们是采用手工作业方式，这要耗费大量的人力和物力，而且数据更新的周期很长。但是，利用卫星拍摄的高分辨率的遥感影像，人们可以迅速得到几周前甚至几天前的最新更新数据使得数据更加真实准确，成本还可以降低十几倍。高分辨率的遥感影像在商业领域有很多应用，如国土资源统计、灾害评估、自然环境监测以及城建规划等各个领域。
以GIS为核心的高分辨率遥感影像与GIS、GPS（全球定位系统）的集成,使得人们能够实时地采集数据、处理信息、更新数据以及分析数据。GIS已发展成为具有多媒体网络、虚拟现实技术以及数据可视化的强大空间数据综合处理技术系统。高分辨率遥感影像是实时获取、动态处理空间信息对地观测、分析的先进技术系统，是为GIS提供准确可靠的信息源和实时更新数据的重要保证。GPS主要是为遥感实时数据定位提供空间坐标，以建立事实数据库。
上述系统各自独立，又可平行运行。它们之间的集成，不仅实现了互补，而且产生了强大的边缘效应，将极大地增强以GIS为核心的综合体系的功能。
4、三维GIS与虚拟现实
三维GIS是许多应用领域对GIS的基本要求。三维GIS和二维GIS相比，可以帮助人们更加准确真实地认识我们的客观世界。以前的三维显示只能应用在大型的主机和图形工作站上，且只在极少数的部门如地震预测、石油勘探、航空视景模拟器中得到应用，成本动辄上百万美元。随着计算机技术的发展，硬件成本不断地降低，一台普通的PC机就可以很轻松地进行真三维显示和分析。以前的GIS大多提供了一些较为简单的三维显示和操作功能，但这与真三维表示和分析还有很大差距。现在，三维GIS可以支持真三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库，解决了三维空间操作和分析问题。
四、GIS的应用
　应用GIS技术的一个最重要的好处就是提高管理企业和资源的能力。GIS系统能够通过一些基于位置的数据（如地址等）将数据集关联在一起，帮助企业中的各个部门和分部共享数据。通过建立共享数据库，一个部门可以从其它部门的工作中获利——数据只要被收集和整理一次，但可以被不同部门多次使用。
1、评估与决策
“知己知彼”才能更好地决策，现在GIS为决策提供了更多、更直观的信息。虽然GIS不是一个自动决策系统，但是一个为决策过程提供查询、分析和地图数据支持的工具。
举例来说，GIS可以帮助房地产开发商找到最佳的建房地段，并且满足如下一系列要求，最小的环境影响，在低风险、低犯罪率的地区，靠近人口密集的市中心。所有的这些数据都可以用地图的形式简洁而清晰地显示出来，或者出现在相关的报告中，使得决策的制定者不必再浪费精力在分析和理解数据上，而可以直接关注真实的结果。因为GIS可以快速的生成结果，并且可以高效和快速地对这些方案进行评估。
2、地图制作
用GIS技术绘制地图比用传统的手工操作或自动制图工具更加灵活。一个GIS系统从数据库中提取数据创建地图。现有的纸质地图也同样可以数字化并转化进GIS系统。
基于GIS的绘图数据库可以是连续的，也可以以任意比例尺显示。也就是说可以生产以任意地段为中心，任意比例尺的地图产品，并且可以有效地选择各种符号高亮显示某些特征。只要拥有数据，地图可以用任意比例尺创建很多次。
这一点非常重要，因为当我们说“我看见了”时常常意味的是“我理解了”。模式识别是人类优于其他动物之处。人们在表格中通过行和列了解数据和通过直观的地图了解数据有非常大的不同，这不仅仅是美学上的原因，而是根本上的不同——用直观的方式了解数据会对你认识事务之间的关系和最终得出结论产生非常大的影响。GIS为人们将事实以更清晰、更引人注目的方式展示，提供了一个编辑和制图工具。

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