GIS图层在空间数据处理管理与分析中的作用

张保君

(山东润丰海洋工程咨询有限公司，山东 烟台 264003)

0 引 言

将GIS技术与城市建筑设计施工、社会突发性灾害预防管理、生态环境监测等工作进行对接，可以实现基于空间数据处理的工作过程优化。在此过程中，可以采用对空间获取数据的有效管理，进行数据形式的深化描述，以此满足前端专题制作、设计绘图需求[1]。同时，通过对空间数据进行“去分层处理”，可以为相关工作的实施，提供一个具有直观性特点，具备可视化操作优势的地质信息概念模型[2]。总之，在基于此项技术进行空间信息的处理时，可以在研究前，通过对图层中不同层信息关联度的分析、叠置处理操作，掌握细化的地理专题数据。

1 GIS图层概述

GIS在技术领域内又被称为地理信息系统，此系统在实际应用中，需要将终端智能化设备或PC及设备中的软件与硬件作为运行支撑，通过对界面中软件功能的滑动操作，收集并获取地球表面分布在地理空间中的细致化信息数据，在完成对此部分数据的针对性采集后，对信息数据进行判断、管理等处理，通过对处理后的数据进行集成便可以实现对地球表层信息的详细描述[3]。可以认为在此过程中的GIS图层是GIS的衍生设计成果，也可将其作为GIS中的一个细小分支，管理图层中的数据信息，就是指对不同图像数据属性信息与位置信息的处理。

目前，在智慧城市建设与开发工程、地质灾害与自然灾害预测预防管理、土地与自然环境资源监测、地质测绘与勘察等工作中，都应用了GIS图层作为工作支撑，使用GIS图层为相关工作实施提供的信息叠加、数据分析等功能，可以实现对预测管理效果的强化[4]。例如，在进行智慧城市地铁交通工程建设与开发时，可以辅助使用GIS图层进行地铁轨道线路的查询，掌握不同地铁在行驶过程中存在的空间关系(包括相交关系、背离关系等)。

2 GIS图层空间数据特点

为了实现GIS图层在更多工作领域内的广泛应用，本章将对其空间数据的特点展开论述与分析。相关内容见表1。

表1 GIS图层空间数据特点

综上所述，完成对GIS图层空间数据特点的分析，为后续对此类空间数据在市场内的广泛应用提供帮助。

3 基于GIS图层的空间数据处理管理

3.1 在全关系中的数据处理管理

基于GIS的空间数据处理管理过程并不是一个呈现独立状态的过程，在执行此方面工作时，需要将其与外部呈结构化特点的数据信息进行集成，或与外部其他系统内的信息进行对接，只有满足此方面需求，才能确保处理管理过程满足全关系处理需求。其中外部辅助系统的用例图如图1所示。

图1 全关系数据处理管理中的外部辅助系统用例

在进行此方面工作时，应做好下述两个方面的辅助工作。其一，将存储在数据库中的组织类数据作为管理标准与核心，分析其中其他数据与组织数据的关系，并对其关系进行范式处理，完成处理后，在数据库内形成多个具有定量长度的数据信息记录表[5]。而对于此过程中的关系数据而言，需要采用将关系数据与其他空间数据建立直接联系的方式进行管理。当关联性节点越多时，证明管理此数据需要的时间越多。其二，针对空间数组中的异化图形数据，可以对其处理及管理前，进行数据格式的转换，使其成为可以用二进制字节表示的数据。

3.2 在文件关系中的数据处理管理

除上述提出的管理内容，还需要将图层数据与文件关系进行对接，基于文件关系层面，进行数据处理管理。早期时期，管理人员对数据处理过程进行管理时，会采用较为常规的混合管理模式，具有代表性的管理方法包括Arclufo管理[6]。但在基于GIS图层的应用下，管理人员可以在执行此方面工作时，将可用于描述地质空间信息、地理特征的信息存在终端文件夹中，将对应信息的属性存储在关系数据库中，以此种方式，建立一个在数据库中具有特征标识特点的表格，将表格中存储的内容作为描述空间数据的主要依据，实现对其的管理[7]。但在执行上述管理操作处理时应明确文件夹中的空间几何数据与属性类数据，两者呈现一种独立性特点，但要保证两者在空间表达时具有一定关联性，可以通过在其中建立OID的方式，使其具有独立管理目标的同时，在空间表达时具有较强的关联性。综上所述，完成对此章节内容的研究。

4 GIS图层在空间数据分析中的作用

4.1 数据分层作用

在应用GIS图层时，针对空间数据当中已有的信息进行初步分析。针对与地理信息相关联的各类元素主题图件，完成对其的数据处理。同时，在实际应用中，可结合几何化的方案实现对数据的自主分层处理。这一功能的主要作用是实现对图形结构更加全面地掌握，以此为移动终端用户提供更加直观的空间数据分层处理结果。以手机程序当中的地图类型软件为例，在每一个此类型软件当中都包含如图2所示的结构。

图2 GIS图层空间数据一体化结构示意图

在图2所示结构的基础上，当用户在终端设备上需要对目的地进行搜索时，只需要在查询窗口当中点击“搜索”按钮，并在GIS图层的应用下，根据用户的需要，为其提供相应的数据分层信息。在这一过程中，首先针对用户输入的搜索信息进行数据处理，并将处理后的结果带入到地理空间坐标系当中，再在地理空间坐标当中完成到矢量的进一步转化，从而进一步生成相应的数据[8]。在输出查询结果时，利用GIS图层针对所有的数据信息，将其转变为能够在地理空间坐标系当中识别和应用的数据，并采用几何化的方式，对地理划分区域的图形进行标记。通过上述方式，能够让用户更加快速地完成对目的地的空间位置查询，并为用户提供到达目的地的路线方案。在这一过程中，每一个空间数据当中都有着其对应的GIS图层。因此，通过对每个图层的处理和管理，实现对空间数据的专业分析。

4.2 地图编辑作用

在应用GIS图层后，通常会采用分层的方式对其进行管理，以此实现对地图编辑转换中更加高效的分类，从而为其提供更便利的条件。GIS图层应用下地图编辑的基本流程如图3所示。

图3 GIS图层应用下地图编辑流程示意图

按照图3所示的流程，完成对地图的编辑。在编辑时，首先，选择需要进行编辑的GIS图层，并获取该图层所在的工作空间；其次，判断该工作空间是否与地图数据库连接成功，若成功则将工作空间打开，并对工作流进行设置；再次，对地图图形及各个属性要素进行编辑，并判断是否将该工作空间保留，若保留则将该工作空间的工作流存入到相应的地图空间数据库当中，若不保留则直接将对应的工作流删除；最后，将工作空间关闭。

在实际操作的过程中，除了图3所示的编辑内容外，还需要完成对地图的比例缩放、效果渲染、干扰因素删除等。在完成上述所有操作后，将各个要素合理地组合完成对地图的编辑。若在这一过程中，采用传统的编辑方式，往往在对地图当中任意一个要素的更改时会造成地图当中所有内容的改变，无法达到地图编辑高效的效果。而在引入GIS图层后，可将每一项需要进行编辑的内容划分到不同的图层当中，在每一个图层当中都需要完成相应的编辑内容，以此通过专项的方式完成对地图当中每一层结构的进一步呈现。在实际编辑的过程中，只需要通过对编辑工具的合理选择，针对具体需要操作的图层进行处理，以此能够在不影响其他图层中图像结构的基础上，实现针对性的图层编辑，从而进一步提升对地图编辑的效率。除此之外，在实际地图编辑过程中，通过GIS图层的应用能够实现更加自由地修正和再编辑，进一步提升地图编辑的效果。

4.3 制图综合作用

在引入GIS图层之前，针对图像的制作通常会采用二维或三维的形式完成。这两种方式尽管能够在一定程度上提升制图的水平，但在实际应用的过程当中，这两种制图方式更加侧重于图像本身，对于图像当中包含的各类文字元素和图形元素等没有进行过多涉及，并且针对各个元素之间的关系也没有得到进一步的明确。在这两种制图方法的基础上，应用GIS图层能够充分发挥其综合制图的应用优势，并将原本机械化的制图转变为一种更加抽象的制图。通过结合单一图层制图方式、不同图层协调制图方式等的相互融合，实现分层次作业，以此进一步加快制图速度。除此之外，通过GIS图层的应用可以在制图的过程中，还能够实现将局部空间图像与整体空间图像融合的效果。在实际应用中，这种方法使得制图的难度得以降低。同时，将基于GIS图层的制图方法与其他制图方法进行融合匹配，能够进一步提升制图产品最终的呈现效果，能够为制图的市场化发展提供更加有利的条件。

4.4 专题制图作用

当前，随着大数据技术应用得越来越广泛，数据库通常会存储在云端环境当中，但由于该环境十分庞大，不能采用直接的方式对其进行数据处理和制图操作。为了解决这一问题，引入GIS图层，实现对图像进行分层化处理，从而针对不同专题下的图像分别完成制图任务。在实际操作过程中，将对空间数据的处理和管理工作转变为对多元图层的处理和管理，完成对各个专题下的图像编辑。在这种专题制图模式下，针对图层信息的选择更加便利，并且能够结合不同专题下的知识结构，构建全新的空间数据信息，从而进一步促进专题图层的生成，形成一个良性循环。进一步分析得出，采用这种专题制图的方法能够为GIS图层积累更多的数据资源，以此进一步增加GIS图层当中的数据累积量，为后续制图提供更强大的数据条件。

5 结束语

通过对GIS图层的深度阐述，掌握此项技术在空间应用中的优势与特点，为了在后续的深度研究中，进一步实现对多元性数据、多尺度性数据与多空间性数据的良好管理，应当在细化此次研究成果时，分析不同类型数据在空间表达中的点、线、面关系，并细化不同类型空间数据在表达中的关系，强化对分析目标整体识别的准确性，以此种方式，满足市场内不同领域中空间数据分析处理的需求。