Google Earth与GIS数据整合探讨

　　摘要：GoogleEarth与GIS数据整合可以为程序的开发提供丰富的地理数据，KMZ文件可以镶嵌到程序窗口，使得GIS的数据表现形式更加多元化、生动化、实用化。GIS数据经过专业软件转换，可以将更多格式的数据转化为KMZ文件，添加到GoogleEarth上，形成更形象的信息窗口。
　　关键字：：Google Earth GIS，数据整合，KMZ，探讨
　　一GoogleEarth简介
　　GoogleEarth是由Google公司开发的一款虚拟地球软件，它把航拍照片、卫星图像和GIS数据整合在一起，形成一个地球的三维模型。GoogleEarth的诞生，改变了传统GIS观念，为普通用户提供高清晰的影像数据，并支持与用户的交互和数据的共享。
　　Google公司在2008年4月14日放弃了对其KML（KeyholeMarkupLanguageKML，Keyhole标记语言）的控制，以便使GoogleEarth服务和Googlemap服务中使用的这种语言成为一个国际标准。OGC宣布已经完成了KML的标准化进程。KML已经成为了一个OGC标准。
　　KML是一个基于XML语法和文件格式的文件，用来描述和保存地理信息如点、线、图片、折线并在GoogleEarth客户端之中显示，提供以下功能：
　　 指定一个地点的图标和标注来区分每一个地点
　　 为每一个视图指定明确的视角来创建不同的特写镜头
　　 使用指定到屏幕或地理位置的图片标注
　　 为特定种类的标注定义显示样式
　　 为标注指定基于简单HTML语法的描述，支持超级链接和图片的显示
　　 使用目录(folders)对标注进行树形的分类管理(为了便于理解和符合习惯，将"folder"翻译为"目录"，实际上是代表一组地理标注，请谅解)
　　 基于时间戳记的标注可以用来进行动态的播放
　　 从本地或远程的网络地址动态的加载KML文件
　　 当GoogleEarth客户端视图变化时，自动将视图信息发送给指定的源服务器并从服务器获取相关的标注信息
　　KML被GoogleEarthviewer显示的过程和HTML网页被浏览器处理差不多，而且和HTML一样，KML也使用一种基于标签(名称和属性)的语法格式来描述地里标注信息，可以说，GoogleEarthviewer是一个KML文件浏览器。
　　KMZ是GoogleEarth默认的输出文件格式，是一个经过ZIP格式压缩过的KML文件，当我们从网站上下载KMZ文件的时候，Windows会把KMZ文件认成ZIP文件，所以另存的时候文件后缀会被改成.ZIP，因此需要手动将文件后缀改成.KMZ。KMZ文件用ZIP工具软件打开，然后解压缩即可得到原始KML文件。KMZ文件包含了KML文件和相关的图片等，可以不依赖引用网络上的图片。
　　二GIS与GoogleEarth的整合方式
　　GoogleEarth提供了GoogleAPI，包括GoogleMapAPI和GoogleEarthComAPI。GoogleMapAPI使得GIS数据表现更加多元化、生动化和实用化。国内外基于Google地图的应用层出不穷，使得Google地图的使用性大大增强。GoogleEarthComAPI的推出，可以在VC、C#、VB/VBA等语言中调用，将Google地球镶嵌到程序窗口中，为程序的本身开发提供丰富的地理数据。GIS数据与GoogleEarth整合的方式主要有以下四种：
　　 GIS数据→KML/KMZ→GoogleEarth
　　 GIS数据→WMSServer→GoogleEarth
　　 GIS数据→ImagePyramid→GoogleEarth
　　 GoogleEarthImage→GeoreferencedImage→GIS
　　三基于ArcGIS的KML转化工具
　　随着GoogleEarth应用的拓展，将空间数据直接地转化为KML/KMZ的工具也得到长足的发展，在ArcGIS9.3中改进建立KML的支援，可以直接将GIS数据转换为KML文件，无需透过3DAnalyst扩充模块。新的HTMLPopup(弹出HTML窗口)工具让KML文件中的图徽更容易地指定弹出窗口中的内容。
　　在ArcSripts中，有很多免费、功能强大的脚本文件将ArcGIS数据转换为KML，如图1所示：
　　
　　图1与KML相关的ArcScripts
　　ExporttoKML最为流行，它是ArcMap9.x的一个扩展，允许ArcMap用户将点、线和面数据集转化为kml格式，在GoogleEarth上加载转化后的数据。同时，可以在程序中直接调用ExporttoKML相应的脚本文件。同时，免费的ArcSripts中也提供了将kml转化为shapefile格式的脚本，这就为ArcGIS和GoogleEarth数据的交换和共享提供了更为便捷的工具。
　　
　　图2ExporttoKML转换过程
　　ExporttoKML的局限性在于每次只能转换一个图层，不能多图层同时转换，而且不支持转换栅格数据。
　　除了ArcScripts以外，还有基于ArcMap的专业转化软件，将shapefile、MXD等格式转化为kml格式，主要有：Arc2Earth、KMLer、shape2Earth等。这些软件都需要付费才能正常使用，Arc2Earth提供相应的使用版本，可以下载使用。
　　Arc2Earth是ArcGIS(9.0以上)一款功能强大的插件，用于转换和发布ArcGIS数据（shapefiles,coverages,ArcSDE）到GoogleEarth上，同时整合了其他ESRI产品。
　　Arc2Earth可以将Labeling，Renders，Graphics和Layouts转化为GoogleEarth支持的格式。
　　 输出和导入KML/KMZ文件；
　　 支持ArcGISSymbols和Renderers;
　　 输出3DShapefiles,TINS，MultipatchLayers和Google3DWarehouseModels;
　　 创作和格式化数据的信息窗口；
　　Arc2Earth的工作流程如图3所示：
　　
　　图3Arc2Earth工作流程
　　经Arc2Earth转化，添加到GoogleEarth的典型示例，如图4所示：

　　图4Arc2Earth转化示例
　　四基于GoogleEarth平台空间数据共享实例
　　4.1美国NSIDC中心（NationalSnowandIceDataCenter）
　　美国NSIDC中心NSIDC制作了一些优秀的GoogleEarth动画来描绘两极冰量随时间变化进行的实时分析。使用一条过去几十年到平均冰融化程度分界线作为参考，可以了解过去到现在的冰融化程度。同时，提供动画相应的KML文件供用户下载，实现极地极地科学数据的共享。NSIDC的网站如图5所示，图6.8展示了KML文件在本地GoogleEarth打开的界面。
　　
　　图5南极冰川学数据中心现场数据
　　4.2在GoogleEarth展示NASA数据
　　NASA(GESDISC)在GoogleEarth平台上可视化NASA二维地图数据和三维垂直运动数据做了大量工作。如图6所示。
　　
　　图6云物理探测lidar三维运动数据的展示
　　在上面的实例中可以看出，基于GoogleEarth的空间数据发布和共享，数据的表现形式更加多样化，更加科学化，改变了传统数据发布的模式。同时，提供下载的KML/KMZ文件，可以应用到其他数据的发布中，手动的修改相应的标签和建立合适的数据模型就可以实现。NASA也提供了数据处理的流程和方法（见：NASAAirborneacquiredVerticalDatainGoogleEarth&GoogleEarthPortalatNASAGESDISC），可以借鉴其方法和数据发布模型，应用到本地空间数据的发布中来。
　　五小结
　　GoogleEarth以卫星图片和矢量地图相结合，以虚拟现实的方式展现微缩的地球景观，使人们能以直观的、三维的方式浏览地球上每一个角落。GIS数据经过专业软件转换，可以将更多格式的数据转化为KMZ文件，添加到GoogleEarth上，形成更形象的信息窗口。
　　GoogleMapAPI使得GIS数据表现更加多元化、生动化和实用化。GIS的应用从专业化、学术化开始大规模走向普通大众，这些不同领域的研究和实践显示了GE的强大功能和可喜的发展前景，向着更广阔的平台迈进。
　　参考文献
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　　[2]Google公司．KML文件格式详细介绍.2005
　　[3]陈强.基于GoogleEarth的地震信息发布系统[D].北京：中国地震局地震预测研究所.2008
　　[4]李健.基于GoogleEarth平台的地学信息集成研究[D].成都：成都理工大学.2008
　　[5]李浩.网络环境下立体数字地形图浏览系统的设计与实现[D].武汉：武汉大学.2008[

《Google Earth与GIS数据整合探讨》

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