Estado actual de la integración de sistemas de información geográfica
SIG es un sistema de información especial que procesa información geográfica. La diferencia entre información geográfica y otra información es que sus datos contienen tanto datos de atributos como datos espaciales, los cuales son igualmente importantes. Los sistemas de información geográfica se definen generalmente como sistemas de información utilizados para recopilar, almacenar, gestionar, analizar y expresar datos espaciales. Desde esta perspectiva, el SIG incluye todo el proceso de adquisición, procesamiento y aplicación de datos espaciales. Es un sistema integrado desde el principio.
La integración SIG se refiere a la integración del SIG en sí en un sentido estricto, y en un sentido amplio incluye la integración integral de sistemas de recopilación de datos, sistemas de análisis de procesamiento y sistemas de aplicación relacionados con información geoespacial. En aplicaciones prácticas, también puede incluir la integración de sistemas de ofimática, sistemas de comunicación, sistemas de comando y despacho y otros sistemas relacionados según las necesidades del usuario.
La integración del SIG en sí incluye la integración de datos, la integración de modelos y la integración de software. La integración de datos se refiere a cómo los datos de información geográfica de diferentes regiones, diferentes momentos y diferentes contenidos (atributos) forman un todo unificado y se segmentan adecuadamente de acuerdo con ciertas reglas para formar un sistema de base de datos espacial distribuido físicamente, lógicamente centralizado, práctico y eficiente. La integración de modelos se refiere a cómo establecer modelos que reflejen regularidades espaciales y combinar orgánicamente estos modelos con plataformas de bases de datos y plataformas de software funcionales de soporte para realizar la gestión de bibliotecas de modelos, bibliotecas de métodos y bases de conocimiento, e integrar modelos y métodos existentes y construirlos. nuevos modelos basados en el conocimiento. La integración de software se refiere principalmente a la integración de plataformas de soporte de software funcional SIG, incluida la integración entre módulos dentro de la misma plataforma y la integración entre módulos funcionales de diferentes plataformas SIG, y también puede incluir la integración con otros tipos de software. Todavía existen algunos problemas en la tecnología de integración. Con el avance del hardware informático y el desarrollo de la tecnología de software, muchos de estos problemas se resolverán gradualmente. Sin embargo, el problema central de la integración SIG todavía existe, que es el establecimiento de un espacio-temporal unificado. modelo de datos, basado en este modelo de datos, segmentación lógica y física unificada de cuerpos espacio-temporales y cómo establecer un modelo de análisis espacial orientado a problemas.
En los últimos años, algunos académicos y expertos han propuesto la "integración 3S" o la "integración 5S". La "integración 3S" se refiere a la integración de GIS, RS y GPS, y la "integración 5S" también incluye el sistema de fotogrametría digital (DPS) y el sistema experto (ES). RS está estrechamente relacionado con SIG. RS siempre se ha considerado una fuente importante para que SIG obtenga información rápidamente, mientras que SIG se considera una profundización de la utilización de información de RS. Algunas personas han propuesto la integración de RS y SIG desde hace mucho tiempo. Hace un tiempo, se propusieron métodos separados pero paralelos. Hay varios modos, como combinación, combinación perfecta y combinación general, pero ha habido pocos avances en las aplicaciones prácticas. El modo general de "integración 3S" es que RS recopila información del área, GPS recopila datos de puntos en tiempo real, proporciona fuentes de datos para SIG y utiliza SIG para la gestión y análisis de datos espaciales. La introducción de DSS y ES tiene como objetivo profundizar la aplicación de datos espaciales. DSS se ocupa principalmente de problemas semiestructurados y no estructurados. Su propósito es ayudar en la toma de decisiones en lugar de reemplazar funciones humanas. ES simula el proceso de análisis y toma de decisiones de expertos, reemplazando el papel de los humanos. La adquisición, análisis y aplicación de información espacial es un proceso cíclico y conectado. Los planes y decisiones generados por la aplicación de información espacial actúan sobre los objetos espaciales para cambiar sus estados, iniciando un nuevo ciclo de adquisición, análisis y aplicación de información espacial. En este modelo, la "integración 5S" forma un todo orgánico a través de mecanismos de retroalimentación y coordinación, lo que representa una nueva dirección en la integración de sistemas de información geográfica.
En aplicaciones prácticas, la información de teledetección aeroespacial, la información topográfica y cartográfica y los datos de observación terrestre se utilizan como fuentes de datos, y las funciones de análisis espacial SIG se utilizan para establecer modelos profesionales de evaluación y análisis para la gestión y toma de decisiones de información espacial. El sistema integrado ha desempeñado un papel importante en los campos del seguimiento dinámico de los recursos y el medio ambiente, la estimación del rendimiento de los cultivos, el seguimiento y evaluación de grandes desastres naturales, la investigación de redes ecológicas, la planificación y gestión urbanas, etc. Hay muchos sistemas exitosos. en casa y en el extranjero.
Existen problemas metodológicos en la integración actual del sistema SIG. Un resumen preliminar incluye los siguientes aspectos que vale la pena señalar:
(1) La base teórica de la integración de la información es débil. Los tipos, fuentes, representaciones y aplicaciones de la información geográfica son cada vez más diversos. Aunque los sistemas integrados SIG han logrado grandes avances en la práctica de extensión de red plana distribuida (WEBGIS), extensión tridimensional (GIS 3D), extensión de tiempo (TGIS) y extensión de atributos (fusión de datos de múltiples fuentes), actualmente en SIG Hay También existe una falta de expresión efectiva de un cuerpo espacio-temporal geográficamente unificado.
(2) Falta la metodología de integración SIG. Hay una falta de comprensión consistente del concepto de integración de información geográfica y falta una investigación teórica profunda sobre cómo se integra el SIG, qué se incluye en la integración del SIG y la arquitectura del sistema integrado.
(3) Hay más integración mecánica y menos integración orgánica. Muchos sistemas integrados son simplemente un simple apilamiento de subsistemas, lo que genera datos y funciones redundantes e inconsistentes, lo que hace que no puedan ponerse en funcionamiento comercial. Esto se debe principalmente a la falta de una comprensión integral de la integración de sistemas. En términos generales, la integración de sistemas no es solo integración funcional, sino que también incluye integración de recursos, integración de información e integración de personal. El sistema integrado no solo debe tener las funciones de cada subsistema, sino también proporcionar retroalimentación del sistema y funciones colaborativas, al tiempo que brinda la posibilidad de agregar nuevas funciones en el futuro y formar un todo orgánico.
(4) La arquitectura integrada no es razonable. La integración SIG es generalmente la unificación de múltiples plataformas de hardware, múltiples colaboraciones operativas, múltiples plataformas de red, múltiples software de soporte y múltiples integraciones de aplicaciones. Uno o varios software comerciales por sí solos no pueden satisfacer las necesidades del sistema general y se basan en el comercio centralizado. Los sistemas que admiten software tienen muchos problemas en la expansión, actualización y mantenimiento del sistema, y todas las aplicaciones no se pueden separar del sistema. Desde un sistema centralizado hasta un sistema distribuido basado en una estructura C/S, el software comercial se considera un servidor que proporciona funciones específicas. Se pueden combinar varios módulos de software comercial y módulos de desarrollo propio según sea necesario y se pueden actualizar y reemplazar fácilmente.
(5) Poca flexibilidad. Las aplicaciones SIG son generalmente sistemas macrodinámicos y complejos. Sin embargo, los usuarios de los sistemas integrados actuales generalmente solo pueden completar funciones prefabricadas de acuerdo con los menús proporcionados por el sistema y no pueden establecer rápidamente modelos de análisis orientados a aplicaciones de acuerdo con las necesidades reales. Esto se debe principalmente al hecho de que el sistema integrado no tiene una vista de información unificada, carece de una plataforma de integración de bases de datos y una plataforma de integración de biblioteca de modelos, y carece de herramientas de modelado visuales, flexibles y convenientes.
(6) Falta de estándares. La mayoría de los primeros sistemas integrados SIG eran sistemas experimentales y de investigación, y no existía un estándar unificado. Pero la estandarización es la garantía básica para el éxito de sistemas grandes y complejos. A medida que se formulan más y más estándares de datos espaciales, aprovechar e integrar los estándares CIMS, software y hardware para formular estándares de integración SIG es una parte importante de la transición del sistema de integración SIG de la investigación experimental a la operación operativa.