[发明专利]基于信息空间的四维地理信息系统的设计方法

说明书

技术领域：

本发明专利涉及一种四个维度的地理信息系统的设计方法，尤其是一种以信息空间为第四维度的地理信息系统的设计方法。

背景技术：

地理信息系统是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息有狭义的和广义的之分。狭义的地理信息只包括了物理三维世界中的实体信息，而广义的地理信息除了包括物理三维世界中的实体信息之外还包括了这些实体信息内部所包含的虚拟信息。

早期的三维地理信息采用的主要技术为Digital Orthophoto Map(数字正射影像图，简称DOM)。DOM是利用经扫描处理的数字化的航空像片和高分辨率卫星遥感图像数据，DOM对逐像元进行几何改正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。数字正射影像图具有精度高、信息丰富、直观真实、获取快捷等优点，可作为背景控制信息，评价其它数据的精度、现实性和完整性都很优良；可从中提取数字城市所需要的各种类别的海量地理信息、自然资源信息和社会经济发展信息，为城市现代化建设、防治灾害和公共城市建设规划各种调查和管理等提供可靠依据；还可从中提取和派生新的信息，实现地图的修测更新。与传统的符号化线划图相比，DOM所表达的信息更为丰富、直观，具有更大的开发应用价值。

到了本世纪的2005年，美国的谷歌公司开始在三维的DOM基础上推出谷歌地球的服务，谷歌地球在传统的三维地理信息系统服务内嵌入了大量的相关信息服务，使传统的地理信息系统逐渐演变成于一种对出行者来说更有价值的，不仅能够查询物理上的地理位置，而且能够查询与地理位置相关的商业信息或其他相关信息的综合性服务，以此为里程碑，地理信息开始突破三维的模式，向四维发展。

四维空间的地理信息系统要求能够表现地理信息系统的一些内在的而非表面的信息内容。在城市地理信息系统中，四维空间的城市地理信息所包含的信息内容除了三维的城市街道的外部物理特征信息之外还包含了每条街道上所内含的内在信息，主要包括旅游信息(旅游景点信息，旅游线路信息，旅游费用信息，旅游服务提供商信息等)，交通信息(公交线路信息，线路运营时间信息，线路费用信息，线路主要停靠站点信息，任意二点之间的换乘信息等)，商业信息(商业或服务的名称，主营范围，主要特色商品或服务，联系方式和地址等)，以及公共设施信息等。

由于信息不能单独存在，信息必须存在在某个空间中，而这个信息赖以存在的空间就是信息空间，但美国的谷歌公司在将大量的地理位置有关的信息加入到传统三维的DOM中去的时候，却并没有量化地提出如何界定一个信息空间的方法和定义。至今为止，信息空间只是以一种简单以显示屏幕的大小决定的视野范围。由于在同等尺寸的显示屏幕上，不同的分辨率做形成的视野范围是不同的，因此这种模糊的信息空间表示方法无法帮助用户将其感兴趣的信息精确地限制在一个特定的地理范围内，从而带来了三个严重制约四维空间的地理信息系统在商用领域中的应用发展问题：

第一、盈利模式的问题。由于所提供的地理信息无法精确定位到某个特定的区域，而只能以用户当前的整个屏幕为范围来提供，因此无法实现以所提供的地理信息的覆盖范围大小量化地来决定服务收费的标准(比如说按某个建筑内所含信息量、按某条街道上所含的信息量、按某个特定区域内所含的信息量、按整个城市所含的信息量来分别收费)，而是只能以使用的次数来收费，从而无法体现地理信息本身在不同信息量上的不同价值，同时也在需要不同信息量的用户之间造成收费上的不公平；