物質(zhì)世界中的任何地物都被牢牢地打上了時(shí)空的烙印。人們的生產(chǎn)和生活中80%以上的信息和地理空間位置有關(guān)。地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System, 簡(jiǎn)稱GIS）作為獲取、處理、管理和分析地理空間數(shù)據(jù)的重要工具、技術(shù)和學(xué)科，近年來得到了廣泛關(guān)注和迅猛發(fā)展。
10年的新化網(wǎng)站建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)設(shè)計(jì)、前端、開發(fā)、售后、文案、推廣等六對(duì)一服務(wù)，響應(yīng)快，48小時(shí)及時(shí)工作處理。成都全網(wǎng)營(yíng)銷推廣的優(yōu)勢(shì)是能夠根據(jù)用戶設(shè)備顯示端的尺寸不同，自動(dòng)調(diào)整新化建站的顯示方式，使網(wǎng)站能夠適用不同顯示終端，在瀏覽器中調(diào)整網(wǎng)站的寬度，無論在任何一種瀏覽器上瀏覽網(wǎng)站，都能展現(xiàn)優(yōu)雅布局與設(shè)計(jì)，從而大程度地提升瀏覽體驗(yàn)。成都創(chuàng)新互聯(lián)從事“新化網(wǎng)站設(shè)計(jì)”,“新化網(wǎng)站推廣”以來，每個(gè)客戶項(xiàng)目都認(rèn)真落實(shí)執(zhí)行。
GIS至今尚沒有國際統(tǒng)一的定義，不同學(xué)科和不同領(lǐng)域?qū)IS的理解不盡相同，美國聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會(huì)（FICCDS）對(duì)GIS的定義是：GIS是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同方法組成的系統(tǒng)*該系統(tǒng)具有支持空間數(shù)據(jù)的獲取、管理、處理、分析、建模和顯示的功能，并可解決復(fù)雜的規(guī)劃管理問題。
從技術(shù)和應(yīng)用的角度，GIS是解決空間問題的工具、方法和技術(shù)；從學(xué)科的角度，GIS是在地理學(xué)、地圖學(xué)、測(cè)量學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門學(xué)科，具有獨(dú)立的學(xué)科體系； 從功能上，GIS具有空間數(shù)據(jù)的獲取、存儲(chǔ)、現(xiàn)示、編輯、處理、分析、輸出和應(yīng)用等功能；從系統(tǒng)學(xué)的角度，GIS具有一定結(jié)構(gòu)和功能，是一個(gè)完整的系統(tǒng)。
地理信息系統(tǒng) (GIS, Geographic Information System) 是一種基于計(jì)算機(jī)的工具，它可以對(duì)在地球上存在的東西和發(fā)生的事件進(jìn)行成圖和分析。 GIS 技術(shù)把地圖這種獨(dú)特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作（例如查詢和統(tǒng)計(jì)分析等）集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別，從而使其在廣泛的公眾和個(gè)人企事業(yè)單位中解釋事件、預(yù)測(cè)結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實(shí)用價(jià)值。
我們當(dāng)今面臨世界的最主要的挑戰(zhàn)是——人口過多，環(huán)境污染，森林破壞，自然疾病等，這些都與地理因素有關(guān)。
不論是從事一種新的職業(yè)，還是尋找生長(zhǎng)香蕉的最合適的土壤，或是為救護(hù)車計(jì)算最佳的行車路線，這些本地問題也都有地理因素。
地圖制作和地理分析已不是新鮮事，但GIS執(zhí)行這些任務(wù)比傳統(tǒng)的手工方法更好更快。而且，在GIS技術(shù)出現(xiàn)之前，只有很少的人具有利用地理信息來幫助做出決定和解決問題的能力。
今天，GIS 已是一個(gè)全球擁有數(shù)十萬的人員和數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)。GIS已在全世界的中學(xué)、學(xué)院、大學(xué)里被講授。在每個(gè)領(lǐng)域里的專家不斷地意識(shí)到按地理的觀點(diǎn)來思考和工作所帶來的優(yōu)越性。
在電力工業(yè)中，GIS是指六氟化硫封閉式組合電器，國際上稱為“氣體絕緣開關(guān)設(shè)備”（Gas Insulated Switchgear)簡(jiǎn)稱GIS，它將一座變電站中除變壓器以外的一次設(shè)備，包括斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線、電纜終端、進(jìn)出線套管等，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)有機(jī)地組合成一個(gè)整體。
GIS全稱氣體絕緣組合電器設(shè)備（Gas Insulated Switchgear）
GIS是氣體絕緣封閉式組合電器，主要把母線、斷路器、CT、PT、隔離開關(guān)、避雷器都組合在一起。就是我們經(jīng)?？梢钥吹降拈_關(guān)站，也叫高壓配電裝置。
高壓配電裝置的型式有三種：第一種是空氣絕緣的常規(guī)配電裝置，簡(jiǎn)稱AIS。其母線裸露直接與空氣接觸，斷路器可用瓷柱式或罐式。葛洲壩電廠采用的即是這種型式。
第二種是混合式配電裝置，簡(jiǎn)稱H－GIS。母線采用開敞式，其它均為六氟化硫氣體絕緣開關(guān)裝置。
第三種是六氟化硫氣體絕緣全封閉配電裝置。其英文全稱GAS—INSTULATED SWITCHGEAR，簡(jiǎn)稱GIS。
GIS的優(yōu)點(diǎn)在于占地面積小，可靠性高，安全性強(qiáng)，維護(hù)工作量很小，其主要部件的維修間隔不小于20年。
引言
地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，簡(jiǎn)稱GIS)是計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測(cè)量學(xué)、地圖學(xué)等多門學(xué)科綜合的技術(shù)[1]。GIS的基本技術(shù)是空間數(shù)據(jù)庫、地圖可視化及空間分析，而空間數(shù)據(jù)庫是GIS的關(guān)鍵。空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)作為當(dāng)前數(shù)據(jù)庫技術(shù)最活躍的分支與知識(shí)獲取手段，在GIS中的應(yīng)用推動(dòng)著GIS朝智能化和集成化的方向發(fā)展。
1 空間數(shù)據(jù)庫與空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的特點(diǎn)
隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)的不斷發(fā)展和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量也在急劇增大，在這些海量數(shù)據(jù)的背后隱藏了很多具有決策意義的信息。但是，現(xiàn)今數(shù)據(jù)庫的大多數(shù)應(yīng)用仍然停留在查詢、檢索階段，數(shù)據(jù)庫中隱藏的豐富的知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有得到充分的發(fā)掘和利用，數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的急劇增長(zhǎng)和人們對(duì)數(shù)據(jù)庫處理和理解的困難形成了強(qiáng)烈的反差，導(dǎo)致“人們被數(shù)據(jù)淹沒，但卻饑餓于知識(shí)”的現(xiàn)象。
空間數(shù)據(jù)庫(數(shù)據(jù)倉庫)中的空間數(shù)據(jù)除了其顯式信息外，還具有豐富的隱含信息，如數(shù)字高程模型〔DEM或TIN〕，除了載荷高程信息外，還隱含了地質(zhì)巖性與構(gòu)造方面的信息；植物的種類是顯式信息，但其中還隱含了氣候的水平地帶性和垂直地帶性的信息，等等。這些隱含的信息只有通過數(shù)據(jù)挖掘才能顯示出來。空間數(shù)據(jù)挖掘（Spatial Data Mining，簡(jiǎn)稱SDM），或者稱為從空間數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)知識(shí)，是為了解決空間數(shù)據(jù)海量特性而擴(kuò)展的一個(gè)新的數(shù)據(jù)挖掘的研究分支，是指從空間數(shù)據(jù)庫中提取隱含的、用戶感興趣的空間或非空間的模式和普遍特征的過程[2]。由于SDM的對(duì)象主要是空間數(shù)據(jù)庫，而空間數(shù)據(jù)庫中不僅存儲(chǔ)了空間事物或?qū)ο蟮膸缀螖?shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)，而且存儲(chǔ)了空間事物或?qū)ο笾g的圖形空間關(guān)系，因此其處理方法有別于一般的數(shù)據(jù)挖掘方法。SDM與傳統(tǒng)的地學(xué)數(shù)據(jù)分析方法的本質(zhì)區(qū)別在于SDM是在沒有明確假設(shè)的前提下去挖掘信息、發(fā)現(xiàn)知識(shí)，挖掘出的知識(shí)應(yīng)具有事先未知、有效和可實(shí)用3個(gè)特征。
空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)需要綜合數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)，它可用于對(duì)空間數(shù)據(jù)的理解，對(duì)空間關(guān)系和空間與非空間關(guān)系的發(fā)現(xiàn)、空間知識(shí)庫的構(gòu)造以及空間數(shù)據(jù)庫的重組和查詢的優(yōu)化等。
2 空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的主要方法及特點(diǎn)
常用的空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)包括：序列分析、分類分析、預(yù)測(cè)、聚類分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則分析、時(shí)間序列分析、粗集方法及云理論等。本文從挖掘任務(wù)和挖掘方法的角度,著重介紹了分類分析、聚類分析和關(guān)聯(lián)規(guī)則分析三種常用的重要的方法。
2.1、分類分析
分類在數(shù)據(jù)挖掘中是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)，目前在商業(yè)上應(yīng)用最多。分類的目的是學(xué)會(huì)一個(gè)分類函數(shù)或分類模型(也常常稱作分類器)，該模型能把數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)項(xiàng)映射到給定類別中的某一個(gè)。分類和我們熟知的回歸方法都可用于預(yù)測(cè)，兩者的目的都是從歷史數(shù)據(jù)紀(jì)錄中自動(dòng)推導(dǎo)出對(duì)給定數(shù)據(jù)的推廣描述，從而能對(duì)未來數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。和回歸方法不同的是，分類的輸出是離散的類別值，而回歸的輸出則是連續(xù)的數(shù)值。二者常表現(xiàn)為一棵決策樹，根據(jù)數(shù)據(jù)值從樹根開始搜索，沿著數(shù)據(jù)滿足的分支往上走，走到樹葉就能確定類別?？臻g分類的規(guī)則實(shí)質(zhì)是對(duì)給定數(shù)據(jù)對(duì)象集的抽象和概括，可用宏元組表示。
要構(gòu)造分類器,需要有一個(gè)訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)集作為輸入。訓(xùn)練集由一組數(shù)據(jù)庫記錄或元組構(gòu)成,每個(gè)元組是一個(gè)由特征(又稱屬性)值組成的特征向量,此外,訓(xùn)練樣本還有一個(gè)類別標(biāo)記。一個(gè)具體樣本的形式可為:( v1, v2, ..., vn; c )；其中vi表示字段值，c表示類別。
分類器的構(gòu)造方法有統(tǒng)計(jì)方法、機(jī)器學(xué)習(xí)方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等等。統(tǒng)計(jì)方法包括貝葉斯法和非參數(shù)法(近鄰學(xué)習(xí)或基于事例的學(xué)習(xí))，對(duì)應(yīng)的知識(shí)表示是判別函數(shù)和原型事例。機(jī)器學(xué)習(xí)方法包括決策樹法和規(guī)則歸納法，前者對(duì)應(yīng)的表示為決策樹或判別樹，后者則一般為產(chǎn)生式規(guī)則。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法主要是反向傳播（Back-Propagation,簡(jiǎn)稱BP）算法，它的模型表示是前向反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型(由代表神經(jīng)元的節(jié)點(diǎn)和代表聯(lián)接權(quán)值的邊組成的一種體系結(jié)構(gòu))，BP算法本質(zhì)上是一種非線性判別函數(shù)[3]。另外，最近又興起了一種新的方法:粗糙集(rough set)，其知識(shí)表示是產(chǎn)生式規(guī)則。
不同的分類器有不同的特點(diǎn)。有三種分類器評(píng)價(jià)或比較尺度：1) 預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度；2) 計(jì)算復(fù)雜度；3) 模型描述的簡(jiǎn)潔度。預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度是用得最多的一種比較尺度，特別是對(duì)于預(yù)測(cè)型分類任務(wù)，目前公認(rèn)的方法是10番分層交叉驗(yàn)證法。計(jì)算復(fù)雜度依賴于具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境，在數(shù)據(jù)挖掘中，由于操作對(duì)象是海量的數(shù)據(jù)庫，因此空間和時(shí)間的復(fù)雜度問題將是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)于描述型的分類任務(wù)，模型描述越簡(jiǎn)潔越受歡迎。例如，采用規(guī)則歸納法表示的分類器構(gòu)造法就很有用，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法產(chǎn)生的結(jié)果就難以理解。
另外要注意的是，分類的效果一般和數(shù)據(jù)的特點(diǎn)有關(guān)。有的數(shù)據(jù)噪聲大，有的有缺值， 有的分布稀疏，有的字段或?qū)傩蚤g相關(guān)性強(qiáng)，有的屬性是離散的而有的是連續(xù)值或混合式的。目前普遍認(rèn)為不存在某種方法能適合于各種特點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
分類技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用非常重要，比如：可以根據(jù)房屋的地理位置決定房屋的檔次等。
2. 2 聚類分析
聚類是指根據(jù)“物以類聚”的原理，將本身沒有類別的樣本聚集成不同的組，并且對(duì)每一個(gè)這樣的組進(jìn)行描述的過程。它的目的是使得屬于同一個(gè)組的樣本之間應(yīng)該彼此相似，而不同組的樣本應(yīng)足夠不相似。與分類分析不同，進(jìn)行聚類前并不知道將要?jiǎng)澐殖蓭讉€(gè)組和什么樣的組，也不知道根據(jù)哪些空間區(qū)分規(guī)則來定義組。其目的旨在發(fā)現(xiàn)空間實(shí)體的屬性間的函數(shù)關(guān)系，挖掘的知識(shí)用以屬性名為變量的數(shù)學(xué)方程來表示。聚類方法包括統(tǒng)計(jì)方法、機(jī)器學(xué)習(xí)方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和面向數(shù)據(jù)庫的方法。基于聚類分析方法的空間數(shù)據(jù)挖掘算法包括均值近似算法[4]、CLARANS、BIRCH、DBSCAN等算法。目前，對(duì)空間數(shù)據(jù)聚類分析方法的研究是一個(gè)熱點(diǎn)。
對(duì)于空間數(shù)據(jù)，利用聚類分析方法，可以根據(jù)地理位置以及障礙物的存在情況自動(dòng)地進(jìn)行區(qū)域劃分。例如，根據(jù)分布在不同地理位置的ATM機(jī)的情況將居民進(jìn)行區(qū)域劃分，根據(jù)這一信息，可以有效地進(jìn)行ATM機(jī)的設(shè)置規(guī)劃，避免浪費(fèi)，同時(shí)也避免失掉每一個(gè)商機(jī)。
2.3 關(guān)聯(lián)規(guī)則分析
關(guān)聯(lián)規(guī)則分析主要用于發(fā)現(xiàn)不同事件之間的關(guān)聯(lián)性，即一事物發(fā)生時(shí)，另一事物也經(jīng)常發(fā)生。關(guān)聯(lián)分析的重點(diǎn)在于快速發(fā)現(xiàn)那些有實(shí)用價(jià)值的關(guān)聯(lián)發(fā)生的事件。其主要依據(jù)是：事件發(fā)生的概率和條件概率應(yīng)該符合一定的統(tǒng)計(jì)意義?？臻g關(guān)聯(lián)規(guī)則的形式是X－＞Y[S%，C%]，其中X、Y是空間或非空間謂詞的集合，S%表示規(guī)則的支持度，C%表示規(guī)則的置信度?？臻g謂詞的形式有3種：表示拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的謂詞、表示空間方向的謂詞和表示距離的謂詞[5]。各種各樣的空間謂詞可以構(gòu)成空間關(guān)聯(lián)規(guī)則。如，距離信息（如Close_to(臨近)、Far_away(遠(yuǎn)離)）、拓?fù)潢P(guān)系（Intersect（交）、Overlap（重疊）、Disjoin(分離)）和空間方位（如Right_of(右邊)、West_of(西邊)）。實(shí)際上大多數(shù)算法都是利用空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)特性改進(jìn)其分類算法，使得它適合于挖掘空間數(shù)據(jù)中的相關(guān)性，從而可以根據(jù)一個(gè)空間實(shí)體而確定另一個(gè)空間實(shí)體的地理位置，有利于進(jìn)行空間位置查詢和重建空間實(shí)體等。大致算法可描述如下：(1)根據(jù)查詢要求查找相關(guān)的空間數(shù)據(jù)；(2)利用臨近等原則描述空間屬性和特定屬性；(3)根據(jù)最小支持度原則過濾不重要的數(shù)據(jù)；(4)運(yùn)用其它手段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步提純(如OVERLAY)；(5)生成關(guān)聯(lián)規(guī)則。
關(guān)聯(lián)規(guī)則通常可分為兩種：布爾型的關(guān)聯(lián)規(guī)則和多值關(guān)聯(lián)規(guī)則。多值關(guān)聯(lián)規(guī)則比較復(fù)雜，一種自然的想法是將它轉(zhuǎn)換為布爾型關(guān)聯(lián)規(guī)則，由于空間關(guān)聯(lián)規(guī)則的挖掘需要在大量的空間對(duì)象中計(jì)算多種空間關(guān)系，因此其代價(jià)是很高的?！N逐步求精的挖掘優(yōu)化方法可用于空間關(guān)聯(lián)的分析，該方法首先用一種快速的算法粗略地對(duì)一個(gè)較大的數(shù)據(jù)集進(jìn)行一次挖掘，然后在裁減過的數(shù)據(jù)集上用代價(jià)較高的算法進(jìn)一步改進(jìn)挖掘的質(zhì)量。因?yàn)槠浯鷥r(jià)非常高，所以空間的關(guān)聯(lián)方法需要進(jìn)一步的優(yōu)化。
對(duì)于空間數(shù)據(jù)，利用關(guān)聯(lián)規(guī)則分析，可以發(fā)現(xiàn)地理位置的關(guān)聯(lián)性。例如，85%的靠近高速公路的大城鎮(zhèn)與水相鄰，或者發(fā)現(xiàn)通常與高爾夫球場(chǎng)相鄰的對(duì)象是停車場(chǎng)等。
3 空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的研究方向
3.1 處理不同類型的數(shù)據(jù)
絕大多數(shù)數(shù)據(jù)庫是關(guān)系型的，因此在關(guān)系數(shù)據(jù)庫上有效地執(zhí)行數(shù)據(jù)挖掘是至關(guān)重要的。但是在不同應(yīng)用領(lǐng)域中存在各種數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫，而且經(jīng)常包含復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，例如結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、復(fù)雜對(duì)象、事務(wù)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等。由于數(shù)據(jù)類型的多樣性和不同的數(shù)據(jù)挖掘目標(biāo)，一個(gè)數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)不可能處理各種數(shù)據(jù)。因此針對(duì)特定的數(shù)據(jù)類型，需要建立特定的數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)。
3.2 數(shù)據(jù)挖掘算法的有效性和可測(cè)性
海量數(shù)據(jù)庫通常有上百個(gè)屬性和表及數(shù)百萬個(gè)元組。GB數(shù)量級(jí)數(shù)據(jù)庫已不鮮見，TB數(shù)量級(jí)數(shù)據(jù)庫已經(jīng)出現(xiàn)，高維大型數(shù)據(jù)庫不僅增大了搜索空間，也增加了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤模式的可能性。因此必須利用領(lǐng)域知識(shí)降低維數(shù)，除去無關(guān)數(shù)據(jù)，從而提高算法效率。從一個(gè)大型空間數(shù)據(jù)庫中抽取知識(shí)的算法必須高效、可測(cè)量，即數(shù)據(jù)挖掘算法的運(yùn)行時(shí)間必須可預(yù)測(cè)，且可接受，指數(shù)和多項(xiàng)式復(fù)雜性的算法不具有實(shí)用價(jià)值。但當(dāng)算法用有限數(shù)據(jù)為特定模型尋找適當(dāng)參數(shù)時(shí)，有時(shí)也會(huì)導(dǎo)致物超所值，降低效率。
3.3 交互性用戶界面
數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果應(yīng)準(zhǔn)確地描述數(shù)據(jù)挖掘的要求，并易于表達(dá)。從不同的角度考察發(fā)現(xiàn)的知識(shí)，并以不同形式表示，用高層次語言和圖形界面表示數(shù)據(jù)挖掘要求和結(jié)果。目前許多知識(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)和工具缺乏與用戶的交互，難以有效利用領(lǐng)域知識(shí)。對(duì)此可以利用貝葉斯方法和演譯數(shù)據(jù)庫本身的演譯能力發(fā)現(xiàn)知識(shí)。
3.4 在多抽象層上交互式挖掘知識(shí)
很難預(yù)測(cè)從數(shù)據(jù)庫中會(huì)挖掘出什么樣的知識(shí)，因此一個(gè)高層次的數(shù)據(jù)挖掘查詢應(yīng)作為進(jìn)一步探詢的線索。交互式挖掘使用戶能交互地定義一個(gè)數(shù)據(jù)挖掘要求，深化數(shù)據(jù)挖掘過程，從不同角度靈活看待多抽象層上的數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果。
3.5 從不同數(shù)據(jù)源挖掘信息
局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)以及Internet網(wǎng)將多個(gè)數(shù)據(jù)源聯(lián)成一個(gè)大型分布、異構(gòu)的數(shù)據(jù)庫，從包含不同語義的格式化和非格式化數(shù)據(jù)中挖掘知識(shí)是對(duì)數(shù)據(jù)挖掘的一個(gè)挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)挖掘可揭示大型異構(gòu)數(shù)據(jù)庫中存在的普通查詢不能發(fā)現(xiàn)的知識(shí)。數(shù)據(jù)庫的巨大規(guī)模、廣泛分布及數(shù)據(jù)挖掘方法的計(jì)算復(fù)雜性，要求建立并行分布的數(shù)據(jù)挖掘。
3.6 私有性和安全性
數(shù)據(jù)挖掘能從不同角度、不同抽象層上看待數(shù)據(jù)，這將影響到數(shù)據(jù)挖掘的私有性和安全性。通過研究數(shù)據(jù)挖掘?qū)е碌臄?shù)據(jù)非法侵入，可改進(jìn)數(shù)據(jù)庫安全方法，以避免信息泄漏。
3.7 和其它系統(tǒng)的集成
方法、功能單一的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的適用范圍必然受到一定的限制。要想在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)知識(shí)，空間數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)就應(yīng)該是數(shù)據(jù)庫、知識(shí)庫、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、可視化工具、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的集成。
4 有待研究的問題
我們雖然在空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的研究和應(yīng)用中取得了很大的成績(jī)，但在一些理論及應(yīng)用方面仍存在急需解決的問題。
4.1 數(shù)據(jù)訪問的效率和可伸縮性
空間數(shù)據(jù)的復(fù)雜性和數(shù)據(jù)的大量性，TB數(shù)量級(jí)的數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn)，必然增大發(fā)現(xiàn)算法的搜索空間，增加了搜索的盲目性。如何有效的去除與任務(wù)無關(guān)的數(shù)據(jù)，降低問題的維數(shù)，設(shè)計(jì)出更加高效的挖掘算法對(duì)空間數(shù)據(jù)挖掘提出了巨大的挑戰(zhàn)。
4.2 對(duì)當(dāng)前一些GIS軟件缺乏時(shí)間屬性和靜態(tài)存儲(chǔ)的改進(jìn)
由于數(shù)據(jù)挖掘的應(yīng)用在很大的程度上涉及到時(shí)序關(guān)系，因此靜態(tài)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)嚴(yán)重妨礙了數(shù)據(jù)挖掘的應(yīng)用?；趫D層的計(jì)算模式、不同尺度空間數(shù)據(jù)之間的完全割裂也對(duì)空間數(shù)據(jù)挖掘設(shè)置了重重障礙?？臻g實(shí)體與屬性數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系僅僅依賴于標(biāo)識(shí)碼，這種一維的連接方式無疑將丟失大量的連接信息，不能有效的表示多維和隱含的內(nèi)在連接關(guān)系，這些都增加了數(shù)據(jù)挖掘計(jì)算的復(fù)雜度，極大地增加了數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段的工作量和人工干預(yù)的程度。
4.3 發(fā)現(xiàn)模式的精煉
當(dāng)發(fā)現(xiàn)空間很大時(shí)會(huì)獲得大量的結(jié)果，盡管有些是無關(guān)或沒有意義的模式，這時(shí)可利用領(lǐng)域的知識(shí)進(jìn)一步精煉發(fā)現(xiàn)的模式，從而得到有意義的知識(shí)。
在空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)方面，重要的研究和應(yīng)用的方向還包括：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境上的數(shù)據(jù)挖掘、柵格矢量一體化的挖掘、不確定性情況下的數(shù)據(jù)挖掘、分布式環(huán)境下的數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)挖掘查詢語言和新的高效的挖掘算法等。
5 小結(jié)
隨著GIS與數(shù)據(jù)挖掘及相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)研究的不斷發(fā)展，空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在廣度和深度上的不斷深入，在不久的將來，一個(gè)集成了挖掘技術(shù)的GIS、GPS、RS集成系統(tǒng)必將朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、全球化與大眾化的方向發(fā)展。
主要從以下幾個(gè)方面來考慮：
隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)水平的日新月異，企業(yè)對(duì)信息技術(shù)提供了更心信息技術(shù)的發(fā)展更是給各行各業(yè)注入了新鮮的血液。GIS技術(shù)作為信息系統(tǒng)的重要組成部分，在各行業(yè)的應(yīng)用由來已久。隨著企業(yè)對(duì)信息技術(shù)新的要求的出現(xiàn)，對(duì)GIS的應(yīng)用也提出了新的要求，比如：海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、系統(tǒng)的可伸縮性、系統(tǒng)的開放性、多用戶的并發(fā)訪問、INTERNET解決方案等。GIS應(yīng)該在日新月異的IT技術(shù)中采取積極借鑒、充分融合的方式以滿足用戶對(duì)這一應(yīng)用新的要求。
作為平臺(tái)支撐軟件，必須滿足以下要求：海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、高效的并發(fā)訪問等。企業(yè)級(jí)信息系統(tǒng)以及社會(huì)級(jí)信息系統(tǒng)的核心是數(shù)據(jù)倉庫，用來存儲(chǔ)和管理所有的空間和屬性數(shù)據(jù)。這勢(shì)必要求所選用的GIS軟件具備海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理能力，同時(shí)具備多用戶高效的并發(fā)訪問機(jī)制等。結(jié)合各行業(yè)GIS應(yīng)用現(xiàn)狀，在選擇GIS軟件平臺(tái)時(shí)，應(yīng)考慮如下幾個(gè)主要因素：
系統(tǒng)的可伸縮性：
在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步時(shí)代，任何一個(gè)信息系統(tǒng)都不應(yīng)是孤立存在和停滯不前的。在設(shè)計(jì)和規(guī)劃系統(tǒng)之初，就應(yīng)該從宏觀、從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來統(tǒng)籌考慮。但因?yàn)榻?jīng)費(fèi)的投入問題、現(xiàn)階段的應(yīng)用需求以及其它各種硬軟環(huán)境的制約，又往往無法一步到位。因此，“統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實(shí)施”就不失為一種上佳選擇。而要做到這一點(diǎn)，系統(tǒng)所依賴的平臺(tái)的可伸縮性（可擴(kuò)展性則是關(guān)鍵，從而充分保護(hù)用戶和開發(fā)商的前期投資和工作，保證系統(tǒng)的分步實(shí)施不會(huì)因?yàn)槠脚_(tái)的提升和系統(tǒng)規(guī)模及功能需求的擴(kuò)展而陷入進(jìn)退兩難的境地。系統(tǒng)規(guī)模應(yīng)該是可以縮放的，可以小到一個(gè)獨(dú)立的桌面應(yīng)用，也可以大到為面向企業(yè)級(jí)的應(yīng)用系統(tǒng)，應(yīng)該是在系統(tǒng)建設(shè)的不同階段都會(huì)有不同定位的產(chǎn)品來對(duì)應(yīng)，給用戶留有許多余地，提供基于空間信息的處理與分析，以滿足各部門不同階段、不同應(yīng)用的需求。
系統(tǒng)的安全性：
任何一個(gè)信息系統(tǒng)，一旦投入實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)作中，其安全性的重要程度自是不言而喻，系統(tǒng)的安全與否應(yīng)該自投入運(yùn)作開始應(yīng)該是和企業(yè)息息相關(guān)了。系統(tǒng)的安全性應(yīng)該包含三個(gè)方面的內(nèi)容：一是系統(tǒng)自身的堅(jiān)固性，即系統(tǒng)應(yīng)具備對(duì)不同類型和規(guī)模的數(shù)據(jù)和使用對(duì)象都不能崩潰的特質(zhì)，以及靈活而強(qiáng)有力的恢復(fù)機(jī)制；二是系統(tǒng)應(yīng)具備完善的權(quán)限控制機(jī)制以保障系統(tǒng)不被有意或無意地破壞；三是系統(tǒng)應(yīng)具備在并發(fā)響應(yīng)和交互操作的環(huán)境下保障數(shù)據(jù)安全和一致性。因此，用以建設(shè)系統(tǒng)的GIS軟件應(yīng)該是久經(jīng)考驗(yàn)的，并得到市場(chǎng)公認(rèn)，有著廣大用戶群體和經(jīng)過大量工程的成功考驗(yàn)。
支撐面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型和組建化的GIS軟件技術(shù)：
數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)世界的某一部分的邏輯描述。GIS數(shù)據(jù)模型以數(shù)字的形式表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界地理對(duì)象及其相互關(guān)系。數(shù)據(jù)建模的目的就是在計(jì)算機(jī)上抽象和表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界，讓用戶可以通過在他的數(shù)據(jù)中加入其應(yīng)用領(lǐng)域的方法或行為以及其他任意的關(guān)系和規(guī)則，使數(shù)據(jù)更具智能和面向領(lǐng)域應(yīng)用，盡可能地簡(jiǎn)化開發(fā)過程，提高開發(fā)效率。
現(xiàn)在，一些大的軟件公司，如ESRI公司引入了面向?qū)ο蟮腉IS數(shù)據(jù)模型，允許用戶建立自己的面向?qū)ο蟮脑诨灸Ｐ突A(chǔ)上擴(kuò)展的數(shù)據(jù)模型。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型與用戶通?？创芯渴挛锏挠^點(diǎn)及分類很接近，因此直觀且使用簡(jiǎn)單，軟件處理的將是面向用戶的概念，例如：桿塔和用戶、人井與開關(guān)，而不是面向系統(tǒng)的概念，如點(diǎn)、線、面。
全關(guān)系型GIS技術(shù)：
GIS軟件管理兩類數(shù)據(jù)：空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。其中，屬性數(shù)據(jù)刻劃了對(duì)象除空間位置外的性質(zhì)，這類數(shù)據(jù)一般是可以結(jié)構(gòu)化的，因此可以用傳統(tǒng)的關(guān)系型DBMS來管理，并實(shí)現(xiàn)快速、可靠的檢索；而空間數(shù)據(jù)則刻劃對(duì)象的空間位置以及對(duì)象之間的相互關(guān)系，結(jié)構(gòu)化的難度較大，因此一般采用文件系統(tǒng)來管理空間數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)管理的不一致性，一方面增加了GIS軟件開發(fā)的復(fù)雜性，另一方面也不易保證數(shù)據(jù)管理的可靠性，給使用帶來不便。
近年來，國外GIS與數(shù)據(jù)庫開發(fā)商（如ESRI公司與IBM公司）加緊了聯(lián)合的步伐，共同開發(fā)全關(guān)系型的GIS軟件，使GIS軟件能充分利用商用數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)成熟的眾多特性，如內(nèi)存緩沖、快速索引、數(shù)據(jù)完整性和一致性保證、并發(fā)控制、安全和恢復(fù)機(jī)制及分布式處理機(jī)制，明顯地提高了GIS軟件管理空間數(shù)據(jù)的能力。
現(xiàn)在，新一代全關(guān)系型GIS支撐軟件基礎(chǔ)上開發(fā)的企業(yè)級(jí)GIS軟件已經(jīng)投入運(yùn)行，取得了很好的效果。
支持長(zhǎng)事務(wù)處理和版本管理，支持海量數(shù)據(jù)管理：
在企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用中，往往有許多工作并不是一揮而蹴，也不是一個(gè)兩個(gè)人就能夠獨(dú)立完成的，而是需要多人協(xié)同作業(yè)，需要一周一個(gè)月甚至更長(zhǎng)時(shí)間來完成。在這種情況下，系統(tǒng)的長(zhǎng)事務(wù)處理和版本管理功能就顯得尤為重要。此外，作為一個(gè)完善的系統(tǒng)，應(yīng)該能支持海量數(shù)據(jù)管理，這在系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用的初期可能不會(huì)顯得十分重要，但卻是系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程就應(yīng)該考慮到的問題，避免隨著系統(tǒng)應(yīng)用的進(jìn)一步加深，數(shù)據(jù)量達(dá)到一定程度時(shí)由于系統(tǒng)不支持海量數(shù)據(jù)管理所帶來的重建、換平臺(tái)等一系列問題。
系統(tǒng)的開放性：
為了充分利用已有的企業(yè)資源，要求GIS軟件必須具備良好的開放性，包括支持多種硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫以外，還要求能夠?qū)⒁延械母鞣N格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換目前可用的數(shù)據(jù)類型，及支持多種數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。GIS支撐軟件是否開放主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：首先是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特別是圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的開放性，要求有開放的數(shù)據(jù)格式，有標(biāo)準(zhǔn)的外部數(shù)據(jù)交換格式，同時(shí)這種數(shù)據(jù)格式又是可以擴(kuò)展的，如ESRI公司的shape數(shù)據(jù)格式等。其次是產(chǎn)品二次開發(fā)技術(shù)的開放性，能夠支持通用的開發(fā)集成環(huán)境，如Delphi、Visul C++,Visul Basic等；支持通用的商業(yè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，如DB2，Orcale和SQL Server等；支持各種必須的工業(yè)接口標(biāo)準(zhǔn)等。第三是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的開放性，它們可以按照不同的應(yīng)用需求，搭配成一種客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。
能夠提供全方位的企業(yè)級(jí)解決方案：
企業(yè)的GIS系統(tǒng)是整個(gè)企業(yè)的應(yīng)用平臺(tái)。因此，在選擇基礎(chǔ)支撐GIS系列軟件產(chǎn)品時(shí)，這些GIS軟件產(chǎn)品應(yīng)該支持企業(yè)級(jí)的GIS應(yīng)用，也就是說，應(yīng)該能夠根據(jù)用戶的特點(diǎn)，在客戶端和服務(wù)端為用戶提供多種適合用戶的選擇。
根據(jù)用戶應(yīng)用需要和投資計(jì)劃的不同，GIS產(chǎn)品系列應(yīng)該支持從偶爾用GIS功能的用戶到復(fù)雜的多用戶的企業(yè)級(jí)系統(tǒng)應(yīng)用。這意味著，隨著用戶的應(yīng)用對(duì)GIS功能的需求的增長(zhǎng)，從某個(gè)GIS軟件家族中選取適合的產(chǎn)品。日后，隨系統(tǒng)的擴(kuò)展而進(jìn)一步選取較高端的產(chǎn)品，以滿足新的GIS的應(yīng)用需求。
采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：
建設(shè)GIS系統(tǒng)是一個(gè)投入大、時(shí)間長(zhǎng)的過程，這要求平臺(tái)供應(yīng)商對(duì)用戶的應(yīng)用系統(tǒng)提供長(zhǎng)期的支持和維護(hù)。由于不同的GIS軟件之間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、開發(fā)方式、技術(shù)支持上的巨大差異，所以當(dāng)用戶從一種GIS軟件轉(zhuǎn)換到另一種GIS軟件，往往意味著巨大的投資被浪費(fèi)；甚至即使采用同一種GIS軟件，從一個(gè)開發(fā)商轉(zhuǎn)換到另一個(gè)開發(fā)商，都有可能造成數(shù)據(jù)的丟失，因?yàn)殚_發(fā)過程中，不同的開發(fā)商對(duì)相同的設(shè)備設(shè)施有著不同的數(shù)據(jù)描述。因此，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有利于保護(hù)用戶的投資。
另外，由于GIS系統(tǒng)所包含的內(nèi)容非常龐雜，技術(shù)涉及面廣，應(yīng)該采用具有廣大用戶群的GIS產(chǎn)品，從而在技術(shù)支持、產(chǎn)品的穩(wěn)定性和產(chǎn)品的升級(jí)換代等方面得到保證。
重慶分公司
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