Una revisión de la investigación sobre sistemas de información territorial
Zhou Lei
(Escuela de Información y Recursos Terrestres, Universidad China del Petróleo (Este de China), Dongying, 257061)
Resumen: Este artículo presenta la tierra tecnología de la información en el país y en el extranjero El estado actual de la investigación del sistema de información territorial en el país y en el extranjero se divide claramente en varias etapas. Se analizan y resumen las tendencias de desarrollo futuro de la disciplina del sistema de información territorial y los problemas fronterizos que enfrenta la disciplina. una perspectiva filosófica, al mismo tiempo, se proponen ideas para la futura construcción de sistemas de información territorial.
Palabras clave: sistema de información territorial; tendencia de desarrollo; frontera temática
Sistema de información territorial es la cuantificación y cientificización de la planificación y gestión territorial, así como la consulta, análisis y actualización rápida de información territorial, medios y métodos técnicos, y proporcionar apoyo auxiliar para la toma de decisiones [1]. Con la aceleración del proceso de informatización de los departamentos de tierras y recursos, los departamentos de tierras y recursos de todos los niveles están incluyendo la construcción de sistemas de información territorial como el foco de la construcción de informatización departamental, e incluyen la construcción de sistemas de información territorial en la construcción del gobierno electrónico. del departamento de tierras y recursos. El propósito es mejorar la eficiencia de la gestión de tierras del departamento de tierras y recursos, realizar mejor la supervisión de tierras y recursos y brindar servicios de información al público.
1 El estado actual de la investigación de la tecnología de la información terrestre en el país y en el extranjero
El siglo XX es un período histórico de aparición y desarrollo de tecnologías avanzadas y nuevas, así como del surgimiento y desarrollo de sistemas de información territorial. La historia del desarrollo de los sistemas de información territorial en todo el mundo se puede dividir en las siguientes etapas: la década de 1950 fue el período de preparación de los sistemas de información territorial, la década de 1960 fue el período de nacimiento de los sistemas de información territorial, la década de 1970 fue el período de formación de los sistemas de información territorial , y la década de 1980 fue el período de demostración del sistema de información territorial, la década de 1990 fue el período de desarrollo del sistema de información territorial [2]. El desarrollo de sistemas de información territorial en mi país y otros países en desarrollo está relativamente atrasado. Muchas agencias administrativas e institutos de investigación científica están realizando una gran labor de investigación y desarrollo sobre sistemas de información territorial.
El rápido desarrollo de la tecnología de la información ha promovido en gran medida el progreso de la sociedad humana y también ha tenido un profundo impacto en el desarrollo de LIS. Las nuevas tecnologías han mejorado enormemente la recopilación, el procesamiento, el almacenamiento y la difusión de información relacionada con la tierra. Las nuevas tecnologías de topografía y cartografía, como el GPS y la tecnología de teledetección, pueden recopilar rápidamente grandes cantidades de información sobre la tierra. El desarrollo de la tecnología informática y de Internet ha resuelto los problemas técnicos de procesar, almacenar y publicar grandes cantidades de información sobre la tierra. Utilizando las nuevas tecnologías mencionadas anteriormente, la información sobre la tierra de diversas fuentes se puede integrar en un sistema LIS, lo que facilita la gestión eficaz de la recopilación, el procesamiento, el almacenamiento y la liberación de información sobre la tierra del sistema para satisfacer las necesidades oportunas de múltiples usuarios de información sobre la tierra.
Estos avances tecnológicos incluyen: ①La tecnología de fotogrametría digital, la tecnología de detección remota de alta resolución y la tecnología GPS han mejorado enormemente la precisión y la velocidad de la recopilación de datos relacionados con la tierra; ②La tecnología informática todavía se está desarrollando rápidamente y en gran medida; número de Ha tenido un impacto positivo en el almacenamiento y análisis de datos terrestres ③El desarrollo de SIG y la tecnología de gestión de bases de datos espaciales ha mejorado enormemente la extracción, el análisis y la gestión de información terrestre ④El desarrollo de la tecnología WEB SIG y el establecimiento de banda ancha; Los sistemas de red han permitido que a nivel mundial se haga posible una gran cantidad de intercambio de datos terrestres dentro del alcance y, al mismo tiempo, se cambian el método de publicación y el modelo de servicio de información terrestre.
Bajo la influencia de estos avances tecnológicos, países desarrollados como Finlandia, los Países Bajos y Grecia han completado sucesivamente la construcción digital de información territorial nacional basada en el sistema LIS existente y han realizado una gestión computarizada de la información territorial. estableció una plataforma de servicios de información y publicación de información sobre la tierra basada en tecnología de Internet para diferentes usuarios de la sociedad. Esto permite que LIS sirva mejor a la planificación del uso de la tierra y al desarrollo económico sostenible en todos los niveles, y promueve el desarrollo del mercado de tierras.
El Estudio Nacional de Tierras de Finlandia (NLS) seleccionó el software SIG Small World como herramienta de desarrollo del sistema y diseñó y desarrolló un nuevo sistema (JAKO). Este sistema almacena datos de atributos y datos de mapas (formato vectorial) en formato vectorial. lo mismo Una base de datos relacional perfecta con la capacidad para que varios usuarios actualicen datos simultáneamente.
JAKO adopta una "interfaz de usuario de hipertexto" y tiene excelentes funciones de servicio de Internet. Los usuarios distintos de NLS pueden consultar información sobre la tierra a través de Internet según el número de identificación de la parcela.
Después de que la Oficina Catastral Holandesa completó la digitalización de los mapas catastrales nacionales y los mapas base topográficos a gran escala en 1997 y 1999 respectivamente, los datos se almacenaron en cuatro grandes bases de datos y se consultaron mediante Intranet y Actualizar la base de datos y Consultar la base de datos a través de tecnología de emulación de terminal. El servicio de consulta de información mediante tecnología de emulación de terminal está actualmente obsoleto y el Departamento de Catastro está trabajando arduamente para desarrollar un nuevo sistema que pueda brindar mejores servicios en línea de Internet.
El gobierno griego ha establecido un sistema de red cliente/servidor para que los usuarios de PC puedan consultar datos cartográficos sin instalar software SIG profesional. La base de datos adopta una gestión distribuida, incluidos datos espaciales y no espaciales.
Desde la década de 1990, el sistema de información territorial de mi país se ha desarrollado rápidamente. La construcción de sistemas de información territorial a nivel de prefectura representados por las ciudades de Shenzhen y Changzhou ha logrado resultados gratificantes y ha logrado una gestión de la tierra sin papel. mejores beneficios sociales. El sistema de información de gestión de tierras desarrollado por Zhongdi Information Company de la Universidad de Geociencias de China incluye principalmente un sistema de gestión catastral urbana, un sistema de base de datos de uso de la tierra, un sistema de gestión de planificación del uso de la tierra, un sistema de gestión de supervisión de tierras, un sistema de gestión de tierras de construcción, un sistema de gestión catastral rural y sistemas de gestión de tierras. dinámica de uso, sistema de gestión de transacciones de tierras, sistema de liberación de tierras, sistema de valoración y clasificación de suelos urbanos, sistema básico de protección de tierras agrícolas y una serie de sistemas de información. Además, existen algunos software desarrollados por otras empresas que también han obtenido buenos resultados de investigación[3][4].
2 Tendencias futuras de desarrollo de los sistemas de información territorial
2.1 En el futuro, los sistemas de información territorial se convertirán en una parte importante de la construcción de la infraestructura nacional de datos espaciales
Modernización de los sistemas de información territorial La construcción requiere una mayor inversión. Se estima que se invertirán 100 millones de dólares en la construcción de informatización de 1 millón de parcelas en los países de Europa del Este. Por lo tanto, en el proceso de promoción de la construcción de la informatización, se debe planificar cuidadosamente y considerar de manera integral con otros planes relacionados a gran escala. Desde que el Presidente de los Estados Unidos emitió una orden ejecutiva sobre la construcción de la Infraestructura Nacional de Datos Espaciales (INDS) en 1994, los países desarrollados han dado importantes pasos en la tecnología y las políticas relacionadas con la construcción de datos de información geográfica básica nacional. Como sistema nacional de información de datos geocientíficos básicos, el desarrollo de LIS debe integrarse estrechamente con la construcción de la INDE. La construcción de sistemas de información territorial en los Estados Unidos, Canadá, los Países Bajos y Australia ha sido una parte importante de la construcción de las INDE, con una consideración integral en el desarrollo de tecnología y las políticas y regulaciones relacionadas [2].
El sistema de información terrestre, al igual que la infraestructura de información como "Ciudad Digital" y "Tierra Digital", utiliza tecnología de sistema de información geográfica basada en Internet para formar un sistema digital con múltiples funciones como consulta de información, monitoreo, y apoyo a la toma de decisiones [5]. El sistema de información territorial será un arma importante para la construcción de la informatización y el desarrollo sostenible de la economía social, los recursos y el medio ambiente.
2.2 El sistema de información territorial obtendrá fuentes de datos actualizadas
A medida que cualquier disciplina madura, debe integrar algunos logros teóricos y técnicos de otras disciplinas relacionadas, y hacer uso de los conocimientos teóricos y técnicos. Los logros de otras disciplinas relacionadas. Los logros teóricos y técnicos mejoran las condiciones de investigación de esta disciplina y complementan y mejoran la teoría y la tecnología de esta disciplina. La disciplina del sistema de información territorial es la continuación de la ciencia y la tecnología informáticas, y es el producto de la combinación de la tecnología informática y la ciencia y tecnología de topografía y cartografía. Con las necesidades de desarrollo de la ciencia y la tecnología de topografía y cartografía, la tecnología aeroespacial y la tecnología electrónica han proporcionado posibles condiciones técnicas, lo que ha dado como resultado la tecnología de detección remota y la tecnología de posicionamiento global. Ambas tecnologías proporcionan fuentes de datos para los sistemas de información terrestre, y estas dos tecnologías. >
La combinación de varias tecnologías es inevitable para el desarrollo de la disciplina de sistemas de información territorial. Con el desarrollo de la disciplina del sistema de información territorial, esta combinación e integración se volverán cada vez más estrechas y la tendencia de desarrollo será cada vez más obvia.
Esta integración no sólo se refleja en el hardware, con la aparición de equipos informáticos portátiles que integran la recopilación de imágenes de teledetección, el posicionamiento global preciso, la comunicación inalámbrica de datos y el procesamiento de datos, también se refleja en la penetración mutua y la integración orgánica de los mecanismos operativos; de cada sistema. Este tipo de operación La penetración e integración de mecanismos crean las condiciones para la ultraminiaturización de los equipos. La investigación sobre sistemas de información territorial debe ajustarse a la tendencia de desarrollo de los sistemas de información territorial, buscar la dirección principal de investigación en la unión de estas disciplinas relacionadas, acelerar y profundizar esta integración y promover el desarrollo de la disciplina de sistemas de información territorial [6] [ 7 ][8][9].
El software Google Earth es un software de integración de mapas satelitales globales lanzado por la compañía estadounidense Google en junio de 2005. Es un mapa global visual de color falso. Sus datos de imagen son la integración de imágenes de satélite y fotografías aéreas. La resolución efectiva de las imágenes de accidentes geográficos globales es de al menos 100 m, generalmente 30 m (como en China continental). Las imágenes de Google Earth tienen alta resolución y los datos se actualizan muy rápidamente. Si utiliza un mapa topográfico como mapa, puede superponer la imagen de Google Earth interceptada en el mapa topográfico y compararla para encontrar cambios en los tipos de terreno, para poder completar un mapa. Estudio de cambios territoriales. Actualizar la base de datos de información territorial. Con el rápido desarrollo del software Google Earth y la mejora continua de la resolución de las imágenes de teledetección, se cree que el desarrollo de los sistemas de información terrestre se combinará con esto. El sistema de información terrestre utiliza imágenes de Google Earth como parte de la fuente de datos, lo que no solo ahorra en gran medida el costo de comprar imágenes de sensores remotos, sino que también puede detectar cambios en los tipos de tierra de manera oportuna y actualizar la base de datos de manera eficiente y oportuna.
2.3 El sistema de información territorial muestra una tendencia de desarrollo de herramientas diversificadas
La tecnología de bases de datos es la base técnica de cualquier sistema de información, y el sistema de información territorial no es una excepción. El sistema de información terrestre es un sistema complejo que almacena y procesa diversos datos con el tiempo y el espacio como marco básico. Este sistema de información tiene altos requisitos para las funciones de gestión de bases de datos. No solo la cantidad de datos es extremadamente grande, sino que existen muchos tipos. datos; la asociación de datos también es muy compleja. Aquí, existen correlaciones complejas de topología espacial y correlaciones complejas de topología temporal [10] [11]. El pensamiento orientado a objetos y diversas tecnologías de software informático que implementan el pensamiento orientado a objetos son un logro importante de la ciencia y la tecnología informáticas contemporáneas, y la creación del álgebra relacional ha sentado una base teórica sólida para el establecimiento de bases de datos relacionales. La implementación del pensamiento orientado a objetos para la gestión de bases de datos relacionales no solo aporta una teoría científica avanzada de gestión de datos a la tecnología de gestión de bases de datos de tipos de datos complejos, sino que también plantea nuevos desafíos. El desafío radica en cómo darse cuenta de que cuando se cambia una parte de los datos, todos los datos modificados se cambiarán en consecuencia. El uso del pensamiento orientado a objetos para unificar los datos espaciotemporales y los datos de atributos de los sistemas de información geográfica en la gestión de bases de datos relacionales para lograr una gestión integrada de los dos tipos de datos es una tendencia en el desarrollo de los sistemas de información territorial [12] [13] [14] .
Después de años de desarrollo, el sistema de información territorial ya no es un simple software funcional, sino que se ha convertido en una plataforma de desarrollo de software. El desarrollo de la tecnología de la información y la tecnología de redes modernas ha permitido que la construcción de sistemas de información sobre la tierra se base en la plataforma de publicación de información en línea de Internet, lo que ha hecho que la información sobre la tierra sea más transparente y que se comparta mejor. Con la profundización de la informatización social, la aplicación de sistemas de información territorial se ha vuelto cada vez más popular y la tendencia del sistema a desarrollarse hacia la diversificación y la instrumentación se ha vuelto cada vez más obvia. Para adaptarse a las diversas necesidades de la sociedad en términos de funciones y prestaciones, el software o las plataformas de software de sistemas de información territorial han presentado una situación diversificada [15][16][17][18]. El software del sistema se ha convertido gradualmente en una herramienta y ha entrado en el mercado. La estandarización y la estandarización del software del sistema son requisitos previos para las herramientas de software. Además, los sistemas de información territorial también se están desarrollando en una dirección inteligente.
2.4 La construcción de un sistema de información territorial debería servir más para la planificación de los recursos naturales y el desarrollo socioeconómico.
Los LIS tradicionales se utilizan principalmente en el ámbito socioeconómico en los últimos años. a las cuestiones ambientales y La preocupación por el desarrollo social sostenible ha planteado nuevos requisitos para los servicios de información territorial del LIS.
La Quinta Sesión Plenaria del XVI Comité Central del Partido Comunista de China planteó la tarea histórica de construir un nuevo campo socialista, cuyo contenido principal es "el desarrollo de la producción, la vida próspera, las costumbres rurales civilizadas, las aldeas limpias y la gestión democrática". ” [19] [20]. En esta etapa del "Undécimo Plan Quinquenal", para adaptarse a las necesidades del desarrollo social, la construcción de sistemas de información territorial debe poder servir mejor a los recursos naturales y a la planificación del desarrollo social y económico, de modo que la gestión de la información territorial Entra en una etapa más inteligente.
3 Varios problemas de vanguardia que enfrentan los sistemas de información territorial
3.1 Problemas de calidad de los datos en el proceso de establecimiento de sistemas de información territorial
Los datos son el portador de información Es crucial para el sistema de información territorial (LIS). La calidad de los datos es la clave para el éxito o el fracaso del sistema de información territorial. El sistema de información procesa los datos para obtener la información contenida en ellos. La base de datos (incluidos datos espaciales y no espaciales) es el componente más básico e importante del sistema de información territorial, y también es la parte con una inversión relativamente grande. La calidad de los datos afecta directamente las funciones y aplicaciones del sistema. . Los datos de información geocientífica a menudo contienen incertidumbres. Hay muchas razones para la incertidumbre de los datos de información geocientífica [21]. Una de las razones es la diferencia en la escala de medición o la precisión de la medición. La longitud de los objetos terrestres lineales en el espacio bidimensional varía con el tamaño. escala de medición. Los resultados de la medición serán diferentes según la escala de medición. El área de superficie de los objetos planos en el espacio tridimensional también tendrá resultados de medición diferentes según la escala de medición. La superficie irregular de la Tierra añade un factor incontrolable a la incertidumbre de los datos de información geocientífica. Los datos de teledetección llamados "patológicos" interferidos por múltiples factores también son una razón para la incertidumbre de los datos de información geocientífica reales, porque los datos de teledetección se han convertido cada vez más en una fuente importante de datos de información geocientífica. Los datos de información geocientífica a menudo no tienen un valor real [22]. La idea de la dimensión fractal aporta una idea para resolver este problema de incertidumbre de los datos, pero todavía quedan muchos problemas teóricos y prácticos por resolver.
3.2 Cuestiones de estandarización en el desarrollo de sistemas de información territorial
Sin la estandarización de los datos y el desarrollo de sistemas, no habrá socialización de la información. La investigación sobre la estandarización de datos y sistemas de información siempre ha sido un tema de vanguardia en la ciencia y la tecnología de la información [23]. Los países europeos y americanos han investigado y formulado estándares de datos espaciales relativamente temprano. Con el rápido desarrollo de la industria de información territorial de mi país, es cada vez más importante formular una serie de estándares de evaluación de datos espaciales terrestres para este fin, una serie de estándares relevantes. Se deben formular procedimientos, como sistemas de información territorial, normas terminológicas, reglamentos técnicos para la recopilación de datos gráficos e imágenes, normas de formato de intercambio de datos, normas de precisión y calidad de los datos, clasificación y codificación de datos territoriales.
3.3 Modelo de datos espaciotemporal y problemas de compresión, actualización y eliminación de datos
La configuración de la estructura de datos es el alma de la programación de software de sistemas de información. La expresión de relaciones topológicas espaciales y la participación de datos de dimensión temporal también conducen al problema de la topología temporal. Cómo expresar información de topología temporal aumenta la complejidad de la estructura de datos del sistema con relaciones complejas y datos de atributos. Las categorías complejas se unifican y expresan utilizando estructuras de datos relacionales. Esto aumenta la complejidad del problema. Debido a la mejora de los métodos de recopilación de datos, los datos de información geocientífica están creciendo a un ritmo de progresión geométrica, mientras que el espacio de almacenamiento de datos informáticos está aumentando a un ritmo de progresión aritmética. Llegará un día en que el espacio de almacenamiento de datos no podrá acomodar la enorme cantidad de geociencia. datos de información [24]. Es necesario estudiar la tecnología de compresión de datos del espacio de información geocientífica, incluida la compresión sin pérdidas y la compresión con pérdida de datos en formato de cuadrícula, la compresión de datos en formato vectorial, etc.
3.4 Problemas de minería de información en datos de información territorial
Los datos espaciales terrestres contienen una gran cantidad de información sobre recursos, ambiental y socioeconómica. Cómo extraer esta información profunda de la gran cantidad de información. ¿Datos? La "excavación" es otro problema que debe ser estudiado y resuelto por la disciplina del sistema de información terrestre. La extracción de información espacial para crear mejores beneficios sociales requiere que los "excavadores" no sólo tengan la capacidad de controlar la función de análisis espacial del sistema de información territorial, sino también que tengan un profundo conocimiento profesional en geografía económica, recursos y medio ambiente [25].
Al estudiar las tendencias de desarrollo y las fronteras disciplinarias de los sistemas de información terrestre, estas cuestiones se pueden resumir en tres aspectos, a saber, cuestiones filosóficas de la información terrestre, cuestiones del mecanismo de información terrestre y cuestiones de ingeniería de la información terrestre. Las cuestiones filosóficas de la información terrestre revelan las propiedades de la información terrestre en sí y las leyes cognitivas de las personas del mundo geográfico; las cuestiones de los mecanismos de información terrestre buscan la dirección del desarrollo de la ciencia y la tecnología de la geoinformación; las cuestiones de la ingeniería de la geoinformación abordan la integración y la integración de la tecnología de la información terrestre como; en su conjunto.
En resumen, la construcción de un sistema de información territorial debe partir de la situación real de la gestión territorial, planificar a distancia, centrarse en el futuro de la gestión territorial y ser consciente del desarrollo de la gestión territorial nacional y Nuevas tecnologías y tendencias en la construcción de sistemas. Existe previsión de alinear el ciclo de construcción del sistema de información territorial con el desarrollo futuro de la gestión territorial.
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