gis技術(shù)研討會 gis科研

我是GIS專業(yè)出生，學環(huán)境考古專業(yè)有前途嗎

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考古研究中應用GIS的必要性

伴隨著GIS技術(shù)的不斷發(fā)展, 考古研究中GIS技術(shù)的應用與研究也得到了足夠的重視,并且取得了豐碩的成果, 特別是GIS的空間分析技術(shù)應用于區(qū)域考古研究之中, 為現(xiàn)代區(qū)域考古學研究提供了一整套全新的方法和手段, 拓展了考古學研究的領(lǐng)域。很多定期召開的考古界國際學術(shù)研討會都將GIS作為獨立的專題, 讓考古界的學者與GIS方面的專業(yè)人員一起進行交流和探討, 更加促進了考古研究中GIS技術(shù)的發(fā)展與理論的成熟。在考古學研究中應用GIS技術(shù)之前, 考古調(diào)查和發(fā)掘中發(fā)現(xiàn)的各種遺跡或遺物的時空分布情況, 都要記錄在遺跡分布圖上, 這些是研究古代社會經(jīng)濟、文化和社會形態(tài)的重要依據(jù)。一個考古遺址的發(fā)掘, 尤其是帶有明確學術(shù)目的的主動發(fā)掘, 往往需要進行若干次階段性發(fā)掘才能完成, 因此就遺址的發(fā)掘和研究來說, 又具有一定的長期性, 而且每次發(fā)掘的內(nèi)容都應該及時補充到遺跡分布圖中, 這樣才有利于考古研究工作的順利進行。所以遺址的發(fā)掘資料除了發(fā)掘記錄外, 通常是每次田野工作結(jié)束時, 在現(xiàn)有地圖或?qū)崪y圖上進行補充和修正新的遺跡或現(xiàn)象, 于是一個遺址的資料就會逐漸增多。在這樣的情況下, 對一個遺址內(nèi)大量而重要的資料進行查詢、管理和綜合研究時往往會顯得力不從心, 因為一些資料可地理信息系統(tǒng)在考古研究中的應用能存在于一張或幾張不同時期、不同范圍的遺址分布圖上( 這些圖的比例尺和注記格式往往不一樣) , 而另一些資料卻在遺址的發(fā)掘報告、研究論文甚至在有關(guān)單位收藏品的記錄

中, 因此查詢、收集這些資料既要耗費大量的時間, 又非常麻煩, 而且很難將大量的資料綜合在一起進行定性定量研究和三維空間的模擬分析, 資料的利用率很低。所以在20世紀80年代末, 歐美考古學研究中引入了地理信息系統(tǒng)技術(shù), 很好地解決上述的那些問題?？脊耪{(diào)查和發(fā)掘中獲得的資料都具有空間屬性, 一個考古遺址的位置和范圍可以使用空間數(shù)據(jù)來表示, 考古遺址內(nèi)的遺跡、現(xiàn)象乃至一件器物或陶片都是在特定探方中特定位置上, 可以用準確的數(shù)據(jù)來表示各自的空間位置, 考古學研究就是通過各種遺跡和器物其空間分布的狀況, 來模擬和重建當時的歷史及其演變過程。傳統(tǒng)的考古學研究方法往往只是通過人腦的思考, 然后使用文字給予一定的描述對研究結(jié)果進行歸納和總結(jié)。這種研究方法非常簡便, 但是往往無法同時運用全部的考古信息進行綜合研究, 而且不便于進行空間的分析和模擬, 深入淺出地對考古學問題進行闡述和研究。地理信息系統(tǒng)技術(shù)正是從考古遺跡或現(xiàn)象的空間位置出發(fā), 建立多種空間信息與屬性信息并存的數(shù)據(jù)庫和圖形圖像庫, 從而能夠方便地進行分層或綜合顯示、查詢、模擬各類數(shù)據(jù)信息, 直觀、簡潔地復原當時的社會狀況。

考古研究中GIS項目的建立

運用GIS能夠建立局部區(qū)域、全國乃至全球范圍內(nèi)的考古信息系統(tǒng), 也可以建立單個遺址內(nèi)不同時期遺物的分布特征方面的考古信息系統(tǒng)。用于考古研究的地理信息系統(tǒng)能夠有效地表示遺址范圍內(nèi)的各種遺跡及其所處的地理環(huán)境, 這些遺跡可以大致抽象為點、線、面三種類型。點可以確定遺址或遺址中遺物的位置, 大范圍的空間分析中可以將遺址、古城抽象為點; 線具有一定的長度和走向, 表示古代的城墻、道路、河流等相互間或與遺跡之間的聯(lián)系; 面確定遺址范圍和形狀, 表示遺址的范圍或各種面狀的遺跡?？脊判畔?shù)據(jù)包括考古遺址的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù), 及其相互間的連接, 空間數(shù)據(jù)是指各種遺跡所處的空間位置, 屬性數(shù)據(jù)是指遺跡的內(nèi)容、說明等。空間數(shù)據(jù)包括地形圖、專題地圖、遙感影像等等, 空間數(shù)據(jù)的輸入就是將這些圖形或影像運用數(shù)字化儀、掃描儀等設(shè)備輸入到計算機中的過程?？脊叛芯恐械目臻g數(shù)據(jù)往往很多, 因此需要對空間數(shù)據(jù)分層放置, 比如在一個區(qū)域考古信息系統(tǒng)中, 第一層表示這個區(qū)域的地形即等高線, 第二層表示水系, 第三層表示石器時代的遺址, 第四層表示商周時期的遺址, 第五層表示秦漢以后的遺址?？臻g數(shù)據(jù)的分層方法多種多樣, 工作中應根據(jù)遺址的具體情況而定。屬性數(shù)據(jù)包括現(xiàn)有的各種考古資料, 即考古鉆探、發(fā)掘的所有記錄等。

考古信息系統(tǒng)的建立就是在一個特定的GIS軟件中建立一組項目文件, 然后調(diào)入相應的圖層文件, 一般為矢量格式的線劃圖, 也可以為柵格式的圖像文件。矢量圖形記錄的是曲線或閉合圖形上各段線段的轉(zhuǎn)點和方向, 可以對各個元素單元賦予屬性值, 比如等高線可以賦予高程數(shù)值, 遺址點可以賦予遺址的名稱、位置、大小、年代以及調(diào)查、發(fā)掘等情況。所以在每個GIS項目中都需要大量的矢量圖形, 而且矢量圖形的制作是最為關(guān)鍵性的工作。

地理信息系統(tǒng)在考古研究中的應用

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MANAGEMENT AND REVIEW OF SOCIAL SCIENCES

2006 年第1 期(總第29 期)

矢量圖形一般都是通過圖紙的數(shù)字化或掃描圖形的矢量化獲取的。現(xiàn)在, 數(shù)字化儀基

本上已經(jīng)退出舞臺, 代之而起的是在矢量化軟件的支持下, 將掃描的圖形進行分層矢量化,

這種方法有著速度快、精度高、操作簡便等諸多優(yōu)點, 因而在信息化工作中發(fā)揮了重要的作

用, 得到了廣泛的應用?？脊臛IS項目中, 對圖形進行矢量化時一般將等高線、水系、道路、居

民地等單獨分層處理, 其中等高線中的計曲線與首曲線、水系中的面水系與線水系、道路中

的鐵路與各種等級的公路、居民地中的樓層數(shù)量等等, 也都是可以通過不同的屬性值加以

區(qū)別的, 以便在最后的分析中能夠充分發(fā)揮GIS技術(shù)的強大優(yōu)勢?？脊胚z址等情況可以在矢

量化時作為獨立的一個或幾個圖層進行矢量化, 也可以利用GIS軟件的編輯功能在GIS項目

中建立相應的圖層。

GIS項目中往往具有很多的圖層, 圖層的排列方式需要作合理的安排, 以便在同時顯示

諸多屬性時, 前面圖層對后面圖層的疊壓和覆蓋最少。一般情況下, 以遙感影像或數(shù)字地面

模型作為底圖, 然后再依次疊加等高線、水系、道路、居民地等現(xiàn)代地物, 最后再依次加入面

狀、線狀、點狀等的考古遺跡圖層。

矢量化后的圖層文件一般都能夠直接調(diào)入到GIS項目中, 然后在GIS軟件中重新編輯或

建立地面信息與考古遺跡或遺物的屬性庫, 將相關(guān)的考古信息輸入到屬性庫中。為了更好

地描述各種屬性, 有時需要對一些信息進行簡單的編碼, 以便簡化工作量, 提高工作效率。

有些信息可能存在于專門的數(shù)據(jù)庫中或網(wǎng)頁上, 這時就需要制作特定的連接, 以便在使用

中能夠通過GIS項目就可以直接訪問相應的數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)頁, 充分發(fā)揮GIS技術(shù)的強大優(yōu)勢。

六、考古研究中GIS實現(xiàn)的功能

建立考古GIS項目的目的, 是利用GIS軟件的強大功能, 來實現(xiàn)考古研究中的一些目標,

拓展考古學研究的領(lǐng)域。GIS技術(shù)的基本功能表現(xiàn)在如下方面:

首先, 地理信息系統(tǒng)具有強大的空間信息顯示和查詢功能, 可以實現(xiàn)包括矢量圖形、柵

格圖形和遙感圖像等空間信息以及各種描述、記錄、數(shù)據(jù)等屬性數(shù)據(jù)的顯示和查詢。在GIS

軟件中, 利用漫游和縮放工具能夠改變圖形顯示的大小和位置。而且, 各個圖層既可以單獨

顯示, 也可以根據(jù)需要, 進行不同組合的顯示, 或者通過比例尺的變化, 來顯示局部地區(qū)考

古遺址的分布特征或整個研究區(qū)域不同時期遺址的分布情況。GIS軟件還可以按照一定的

限制來進行查詢和顯示, 提取距河流、中心聚落一定范圍內(nèi)的遺址的分布特征。

其次, 各圖層可以被重新排列、編輯、剪切和粘貼; 或者添加新的圖層。每一個圖層中的

特征也可以進行編輯或移位, 同時能夠打開對應的屬性表, 進行屬性數(shù)據(jù)的編輯, 如創(chuàng)建數(shù)

據(jù)表、定義表的結(jié)構(gòu)、添加或刪除字段、添加或刪除記錄、編輯修改圖層數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)等。

一定區(qū)域的考古研究往往需要很多年的時間才能完成, 每次的考古調(diào)查和發(fā)掘都會有

新的收獲, 這就要求所建立的考古信息系統(tǒng)具有不斷修改原有數(shù)據(jù)和增加新數(shù)據(jù)的能力,

使考古信息系統(tǒng)始終擁有最新的數(shù)據(jù)和記錄, 及時反映考古研究的進展情況。

第三, 利用GIS軟件, 可以生成各種各樣的圖形和圖像產(chǎn)品, 為區(qū)域考古研究提供生動、

美觀、簡潔的研究模型, 對考古遺址及其所處的環(huán)境進行三維模擬和顯示。這些圖形或圖像

地理信息系統(tǒng)在考古研究中的應用既能夠反映整個研究區(qū)域的總體概括, 又可以根據(jù)需要, 靈活地反映任何一個特定區(qū)域的

遺址分布特征; 同時, 還能夠根據(jù)研究需要, 顯示單個圖層、多個圖層乃至所有圖層的信息。

GIS生成的圖形和圖像可以直接輸出到打印機或繪圖儀上, 打印出精美的圖件用于印

刷制版; 也能夠以多種格式輸出到的文件中, 供其他軟件調(diào)用, 以便作進一步的處理和分

析, 或編輯到超文本等格式的文件中, 制作光盤或放置于網(wǎng)站之上供他人查詢使用。

第四, GIS軟件具有對多重數(shù)據(jù)的訪問和顯示的功能。利用熱連接功能, 可以直接訪問

或打開圖形、圖像、數(shù)據(jù)庫、聲音、視頻乃至其它GIS文件, 使地理信息系統(tǒng)能夠與多重數(shù)據(jù)

進行廣泛而快捷的聯(lián)系。我們可以建立全國范圍內(nèi)的考古信息系統(tǒng), 并應用熱連接功能調(diào)

用各省、局部區(qū)域直至單個考古遺址的考古信息, 形成多級信息數(shù)據(jù)的使用與管理。

空間分析技術(shù)支持的聚落考古研究

一個區(qū)域內(nèi)各種考古遺跡或現(xiàn)象與周圍環(huán)境之間都有著密切的聯(lián)系, 反映出當時人類

的生存受到自然環(huán)境的嚴重制約。在聚落考古調(diào)查和發(fā)掘工作中, 考古學家記錄了很多有

關(guān)考古遺跡或現(xiàn)象的空間數(shù)據(jù), 或者說那些數(shù)據(jù)具有重要的空間信息。所以能夠運用空間

分析的方法對一個區(qū)域內(nèi)的考古數(shù)據(jù)進行研究, 揭示考古遺址的分布與自然環(huán)境等因素的

關(guān)系。在此, 以山西省襄汾縣境內(nèi)、陜西省七星河流域等的聚落分布與環(huán)境關(guān)系研究為例,

介紹GIS空間分析技術(shù)支持的聚落考古研究的特征。

1.緩沖區(qū)分析

緩沖區(qū)又稱影響區(qū)或影響帶, 是指圍繞地理要素的一定寬度的區(qū)域。緩沖區(qū)是以某類

圖形元素( 點、線或面) 為基礎(chǔ)拓展一定的寬度而形成的區(qū)域。在襄汾縣境內(nèi)的聚落分布研

究中, 各個時期的聚落基本上都是沿著河流分布, 所以建立了河流緩沖區(qū), 并且發(fā)現(xiàn)全部聚

落基本上都是在汾河各支流兩側(cè)大約600米的范圍內(nèi), 而汾河兩岸的聚落則非常稀少。這個

情況與其它一些地區(qū)的聚落分布特征比較一致, 當時人們的生活與水源有著極為密切的關(guān)

系, 人們在選擇居住地點的時候首先要考慮與水源的距離。研究區(qū)域的西南部地勢較平坦,

現(xiàn)在修建了一些人工水渠, 很難發(fā)現(xiàn)自然河流的痕跡, 古代的自然河流遭到了嚴重的破壞,

這里的聚落看起來顯得與河流無關(guān), 但在當時應該是與河流有著密切的關(guān)系。

產(chǎn)生這種情況的原因在于山西省屬于半干旱性氣候, 全年的降水量分布極不均勻, 一

般七、八兩個月的降水量超過全年降水量的65%, 而另外10個月的總降水量還不到35%。人

們?yōu)榱嗽诤导疽材軌蛏嬖谶@里, 必須在雨季貯存足夠的水量。于是人們就在靠近河流的

地方選擇居住地, 每個聚落的人都會在附近的河流上修建堤壩, 使堤壩以上的河段成為一

個個小型水庫, 常年貯存一定的水量以滿足人們長期生存的需要。當然, 考古工作發(fā)現(xiàn)河姆

渡時期就已經(jīng)開始使用水井, [1] 但可能水井的使用并不很普遍, 否則在距離河流較遠的地方

也可以生存, 所有的遺址就不會緊緊靠近河流分布。

研究區(qū)域內(nèi)汾河的支流眾多, 每條支流的匯水面積都很小, 不同聚落的人們逐水而居,

在每條支流上往往會修筑多座堤壩, 從而使雨季里河流中水的流速和流量都得到較好的控制, 一般的暴雨不至于沖毀堤壩。當然有時也會有大的山洪沖毀堤壩, 人們需要經(jīng)常性地修

復和維護他們賴以生存的堤壩。研究區(qū)域中的聚落基本上都是沿小型的支流分布, 而汾河

沿線分布的聚落則非常稀少, 其原因就是雨季中汾河的水量很大而無法控制。

關(guān)于史前人類修筑水利工事的情況, 何駑博士曾經(jīng)在湖北省京山縣屈家?guī)X遺址上發(fā)掘

出“圍堰”遺跡, 由此提出“堰居式”聚落的概念, [1] 說明至少在屈家?guī)X時期人們已經(jīng)開始修建

水利設(shè)施來貯水。屈家?guī)X文化的時間相當于中原仰韶之后、廟底溝二期之前, 可以說時間上

與本項目研究的早期聚落比較接近, 所以晉南地區(qū)的先民自新時期開始修建水壩是絕對有

可能的。然而, 襄汾縣與京山縣的土壤情況有所不同, 襄汾縣的黃土土質(zhì)疏松, 表層土壤易

于滲水, 所以不能修建大面積的圍堰來貯水, 只能利用下切很深的河道來貯水。

2.坡度與坡向分析

從研究區(qū)域中聚落的總體分布上看, 各個時期的聚落基本上都集中在中部地區(qū), 南部

和北部則很少有聚落, 而且很多都是在東部塔兒山的山麓地帶。通過GIS軟件生成坡度分析

模型之后, 可以看出坡度在1°以內(nèi)和超過3°的地帶幾乎沒有聚落分布。西部呂梁山沿線

坡度很大, 河流的落差也很大, 不適合修建堤壩用來貯水, 人類無法在這里生存。而坡度在

1°以內(nèi)的平坦地帶, 可能是河流的穩(wěn)定性很差, 山洪爆發(fā)的時候經(jīng)常發(fā)生河流改道等事

件, 人們也就無法在那里生存了。而1°至3°的地帶中, 河道下切很深, 河流較為穩(wěn)定, 適合

人類的生存。

在坡向分析中, 一般認為古人選擇朝南的坡向居住時可以接收更多的光照, 較少受寒

冷的西北風的侵擾。但是該研究區(qū)域中聚落的分布與坡向的關(guān)系不很明顯, 其原因應該是

各時期中人類的生存主要依賴于水源, 選擇合適的河段才是保證全年不斷水的最重要條

件, 其它方面的的因素都是次要的, 有時候不得不放棄。

3.可視域分析

遺址或聚落的可視范圍或一組遺址能否相互通視的情況, 在考古學的景觀結(jié)構(gòu)中有著

極為重要的作用, 古代戰(zhàn)略要塞或墓冢往往位于地勢較高的位置, 所以可視域分析在考古

學分析和解譯中有著重要的單位。對于很多文化類型和人群來說, 一個地域中視覺的影響

力超過其它感官接收的信息, 這個地域可以感知其冷或熱, 氣味或聲音, 但是視覺特性則能

留下很深的記憶和暗示, 常常形成對這個地域最基本的描述。

[2]

國外一些學者認為, 遺址( 不論其地位和功能如何) 的可視特征具有濃厚的地域特色,

一個遺址選擇可視特性的原因可能有很多, 其中有與其具有某種特定關(guān)系的同期( 或早期)

遺址, 或者是具有特殊自然景觀的地點。古人確定聚落位置時可能會認真考慮各種關(guān)系, 受

到各種故事、傳說或者一些重復的經(jīng)歷或遭遇的影響, 所以可視性并非只是選擇聚落、祭祀

或其他活動場所的惟一因素。

[3]

地理信息系統(tǒng)在考古研究中的應用

在本項目的可視域分析中, 以較為典型的仰韶、龍山幾個時期的大型或中型聚落為視

點, 分別建立相應時期的可視域, 發(fā)現(xiàn)各個時期的小型聚落基本上都不在相應時期大型遺

址的可視域內(nèi)。

產(chǎn)生這種情況的原因, 筆者從兩個方面進行分析: 其一是各個時期的人們選擇聚落的

時候, 首先考慮的因素是距離水源的遠近, 生存的需要才是第一位的, 在此基礎(chǔ)上再考慮其

它的因素。其二是在大型聚落內(nèi), 人們可以修建很高的了望塔, 或者選擇聚落內(nèi)地勢最高的

地方搭建了望臺, 這樣可以看到周圍的中小型聚落, 牢固地掌握管轄地域內(nèi)的各種情況?；?/p>

者是在聚落附近的山頂上修建了望臺, 然后通過烽煙把信息傳遞到聚落內(nèi)部。

八、GIS與虛擬現(xiàn)實技術(shù)

GIS技術(shù)的一個重要的功能就是對研究區(qū)域的三維空間模擬, 在考古GIS數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)

上, 可以使用三維合成技術(shù)生成逼真的三維古代環(huán)境、古代城市、考古遺址、考古發(fā)掘現(xiàn)場、

考古博物館等等, 并配合相關(guān)的聲音等信息, 用戶可以直接用人的技能和智慧對這個生成

的虛擬實體進行考察和操縱。如同很多博物館中制作一些考古遺址、墓葬的沙盤一樣, 三維

建模技術(shù)可以根據(jù)考古調(diào)查、發(fā)掘的數(shù)據(jù), 對發(fā)掘的情況或古代社會進行虛擬, 通過計算機

動態(tài)地重現(xiàn)考古發(fā)掘現(xiàn)場或古代的歷史片段等場景; 也能夠根據(jù)考古學家的假設(shè)或推斷進

行三維動態(tài)的虛擬, 檢驗假設(shè)或推斷的可靠性。

隨著計算機技術(shù)和GIS技術(shù)的發(fā)展, GIS的用戶不僅可以形象地觀察考古數(shù)據(jù), 而且可

以與三維模擬的對象進行交互, 具有從外到內(nèi)或從內(nèi)到外觀察考古數(shù)據(jù)空間的特征。比如

用手( 通過傳感器或跟蹤裝置) 或其他三維工具來操縱古代模型、感知模擬對象的觸覺乃至

氣息等等。這樣, 考古學家可以充分地利用考古數(shù)據(jù), 從不同的角度使用不同的方式來研究

考古學的問題, 提高了效率, 更會節(jié)省大量的時間; 非考古專業(yè)的人士則可以非常直觀地感

知考古研究的內(nèi)容, 領(lǐng)略考古學家所揭示的古代社會的“真實”面貌, 走進視聽效果十分逼

真的虛擬考古世界, 體驗身臨其境的感覺。

我國的GIS技術(shù)在考古研究中的應用與研究剛剛起步, 與歐美相關(guān)方面的研究有一定

的差距, 但是隨著我國考古研究中對區(qū)域、環(huán)境、景觀、聚落等方面研究的深入, GIS技術(shù)的

應用也一定會日臻完善, 得到長足的發(fā)展, 為考古學研究提供一套全新的技術(shù)和方法, 拓展

新的研究領(lǐng)域。

GIS—T面臨的問題和解決方案？

一、背景

20世紀80年代以來，交通運輸部門采用現(xiàn)代技術(shù)改善工作效率和質(zhì)量。同時，環(huán)境保護、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展等影響人類生活質(zhì)量和生存空間等重大問題日趨嚴重，而由交通所引起的環(huán)境污染、交通堵塞等問題也被人們逐漸認識，跨學科多層次的合作研究成為解決交通運輸及其相關(guān)問題的基本途徑。

隨著社會的進步，社會經(jīng)濟水平不斷提高，人民生活也越來越富裕，由道路、水運、鐵路、航空和管道構(gòu)成交通系統(tǒng)也越來越復雜。在交通的規(guī)劃、設(shè)計和管理中遇到許多前所未有的難題。而交通地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System for Transportation，GIS-T）的出現(xiàn)給新時期的交通提供了嶄新的技術(shù)平臺和手段。

GIS-T是以現(xiàn)代計算機科學、地理學、信息科學、管理科學和測繪科學為基礎(chǔ)，并與傳統(tǒng)的交通信息分析和處理技術(shù)緊密結(jié)合，采用數(shù)據(jù)庫、計算機圖形學、多媒體等最新技術(shù)，對交通地理信息進行數(shù)據(jù)處理，能夠?qū)崟r準確地采集、修改和更新地理空間數(shù)據(jù)和屬性信息，為決策者提供可視化的支持。GIS-T為新時期的交通行業(yè)發(fā)展提供了新的思維模式。

國務院頒布的《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006━2020年）》中指出，交通運輸業(yè)發(fā)展思路之一是“以提供順暢、便捷的人性化交通運輸服務為核心，加強統(tǒng)籌規(guī)劃，發(fā)展交通系統(tǒng)信息化和智能化技術(shù)，安全高速的交通運輸技術(shù)，提高運網(wǎng)能力和運輸效率，實現(xiàn)交通信息共享和各種交通方式的有效銜接，提升交通運營管理的技術(shù)水平，發(fā)展綜合交通運輸”。而智能化和信息化的基礎(chǔ)之一就是GIS-T。

交通部頒布的《公路水路交通中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》中給出公路水路交通科技發(fā)展目標之一“到2010年，數(shù)字交通技術(shù)實用化程度和行業(yè)管理信息化水平明顯提升，集裝箱多式聯(lián)運和一體化運輸技術(shù)明顯突破，交通決策技術(shù)明顯提高。到2020年，智能化數(shù)字交通管理技術(shù)、一體化運輸技術(shù)、決策支持技術(shù)整體達到國際先進水平，交通運輸管理技術(shù)能夠適應交通現(xiàn)代化的要求，全面實現(xiàn)決策的數(shù)字化與科學化”。

國務院頒布的《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》指出，要“推進工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級”，并“堅持以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進信息化，提高經(jīng)濟社會信息化水平”。而GIS-T的研究、開發(fā)和應用正是促進交通行業(yè)信息化的必要手段和途徑，進而改善交通行業(yè)的發(fā)展模式，保證交通行業(yè)的科學發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。

二、國外發(fā)展狀況

美國是較早利用計算機技術(shù)建立交通運輸和規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的國家之一。在20世紀80年代中期，美國聯(lián)邦公路署開始公路綜合數(shù)據(jù)庫的開發(fā)研制，并在1988年建立了實用的GIS-T。該系統(tǒng)包含45，000條道路，總長595，456公里覆蓋全美國的公路網(wǎng)，并且有與每條公路關(guān)聯(lián)的屬性信息，如公路等級、歸屬、編號、長度、路幅形式、中央分隔帶、交叉口類型、車道數(shù)、路面類型、橋梁、州交通量、州界等。1995年第20屆PLARC會議上，美國聯(lián)邦公路署向與會的各國代表提供了一張綜合公路數(shù)據(jù)庫V2.0光盤，該數(shù)據(jù)庫是適合于交通運輸網(wǎng)絡規(guī)劃、分析建模的綜合數(shù)據(jù)庫，是當時世界上最大的公路數(shù)據(jù)庫之一。

在美國公路署的倡導下，各州運輸局相繼展開一系列的GIS-T的研究，包括適合于GIS-T的交通運輸建模問題、GIS-T的數(shù)據(jù)存儲方式、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、GIS-T應用范圍、軟件平臺選擇、GIS-T項目可行性研究等。其中Wisconsin 運輸局是GIS-T的開發(fā)與數(shù)據(jù)集成的先驅(qū)，開發(fā)的基于地理信息系統(tǒng)的路面管理系統(tǒng)已投入運營之中，同時還開發(fā)了橋梁管理和維護地理信息系統(tǒng)、交通標志和道路設(shè)施管理系統(tǒng)、基于地理信息系統(tǒng)的交通事故分析等系統(tǒng)。為減少數(shù)據(jù)建庫費用，實現(xiàn)資源共享，各州運輸局與測繪部門緊密合作，采取分工負責數(shù)據(jù)采集，同時將GPS技術(shù)引入數(shù)據(jù)采集中并建立了進行空間信息采集和集成的參考框架和標準。美國運輸組織成立了GIS-T工作組，從事GIS-T與ITS的數(shù)據(jù)模型、線性參考系設(shè)計、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、線性參考系中的誤差傳播等研究。

隨著GIS-T的廣泛研究和展開，美國從1992年以來先后召開多次學術(shù)研討會并出版了相應的論文集。美國開展GIS-T研究的特點是緊密結(jié)合交通運輸發(fā)展的實際，解決在交通運輸中急需解決的關(guān)鍵技術(shù)和策略問題。

德國是較早將GIS-T用于公路選線實際工作中的國家之一。在興建勃蘭登堡的Oranienburg市的繞城公路時，通過GIS-T技術(shù)進行了該項目的環(huán)境協(xié)調(diào)性研究及路線方案的規(guī)劃。日本東京煤氣公司研制了基于GIS-T的車載導航系統(tǒng)，該系統(tǒng)由CD-ROM數(shù)據(jù)庫和實時通信系統(tǒng)組成，用于事故搶修、車輛調(diào)度和野外作業(yè)指揮。加拿大的艾伯塔省建立了全省的公路維護系統(tǒng)，實現(xiàn)了GIS-T對道路養(yǎng)護的決策支持。美國印第安納州交通局采用GIS-T管理全州的公路、上千座橋梁以及鐵路、航道、民航機場等交通信息。

在發(fā)達國家，GIS-T幾乎已滲透于交通的各個領(lǐng)域。在交通規(guī)劃中應用于：交通需求分析與預測、路網(wǎng)方案評估、項目選擇及優(yōu)化、交通工程設(shè)施規(guī)劃、危險品運輸路徑規(guī)劃、緊急情況下的疏散規(guī)劃、公交線路規(guī)劃、公共汽車站站址選擇等；在道路設(shè)計中應用于：道路走廊選擇、路權(quán)取得、道路線形仿真等；在交通管理與服務中的應用有：日程養(yǎng)護管理、路面管理系統(tǒng)、橋梁管理系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)、交通控制、交通事故分析、交通動態(tài)模擬、汽車運輸調(diào)度、交通災害防治、超限卡車路徑選擇、車輛導航系統(tǒng)等；在港口應用于：港口基礎(chǔ)設(shè)施管理、船舶自動識別技術(shù)、裝卸管理等；在航道中應用于：航道疏浚、航標管理等。這些應用的技術(shù)手段是以GIS-T為中心，集成全球定位系統(tǒng)、遙感、網(wǎng)絡和多媒體等技術(shù)。

三、國內(nèi)發(fā)展與現(xiàn)狀分析

我國是一個發(fā)展中國家，經(jīng)濟上還處于發(fā)展階段。我國的現(xiàn)狀使交通規(guī)劃與管理就顯得十分重要。為從根本上解決交通問題，吸取西方發(fā)達國家在交通管理規(guī)劃方面的經(jīng)驗教訓，增強規(guī)劃決策和管理的科學性、合理性，逐步展開GIS-T技術(shù)在交通規(guī)劃與管理中的推廣和應用，進行GIS-T的理論和應用研究，具有重要的理論意義和現(xiàn)實價值。

從20世紀80年代起，我國公路管理部門采用各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建立了一些公路路況數(shù)據(jù)庫，交通部組織組織了一系列旨在提高公路規(guī)劃和管理水平的應用系統(tǒng)開發(fā)研制，包括路面管理系統(tǒng)CPMS、橋梁管理系統(tǒng)CBMS，這些系統(tǒng)具有查詢簡單快速的特點，但只有公路屬性數(shù)據(jù)，并未建立各級道路的空間數(shù)據(jù)庫，無法滿足空間分析的需要，難以勝任對公路信息的全方位動態(tài)管理和進行公路規(guī)劃、建設(shè)和養(yǎng)護的分析和決策支持。為從總體上改善我國公路信息的管理水平，縮短與發(fā)達國家之間的差距，交通部決定建立我國自己的公路數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并于1991年將省市兩級的公路數(shù)據(jù)庫建設(shè)任務下達，開發(fā)完成了地市級公路數(shù)據(jù)庫Trans-GIS的研制開發(fā)。1995年交通部科技司申報國家重點科技項目“GIS在公路信息系統(tǒng)中的應用研究與開發(fā)”中，著手研究將GIS-T技術(shù)用于公路建設(shè)和管理，建成基于公路交通地理信息系統(tǒng)。1998年中國城市規(guī)劃研究院承擔的863項目“GIS支持下的城市交通需求分析系統(tǒng)軟件開發(fā)”，將城市地理信息系統(tǒng)和交通需求模型結(jié)合為一體進行研究開發(fā)，在交通需求分析中引入地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)分析模型和空間技術(shù)分析，從交通數(shù)據(jù)采集、管理、交通分析過程以及結(jié)果的表現(xiàn)等方面對交通需求分析進行支持。GIS-T的研究在中國蓬勃發(fā)展起來。

GIS-T蓬勃發(fā)展的主要原因分析如下：一是信息技術(shù)的發(fā)展，使得相關(guān)信息技術(shù)的性能價格比急劇提高，開發(fā)相關(guān)系統(tǒng)的經(jīng)費門檻大幅度降低，系統(tǒng)開發(fā)費用從幾百萬降低到幾十萬人民幣。二是目前在軟件開發(fā)領(lǐng)域，組件技術(shù)以前所未有的方式提高了軟件的生產(chǎn)效率，近二十年來興起的面向?qū)ο蠹夹g(shù)進入到成熟的實用化階段。為了適應組件式軟件技術(shù)潮流，地理信息系統(tǒng)軟件像其他軟件一樣，由過去廠家提供全部系統(tǒng)或者具有二次開發(fā)功能的軟件，過渡到提供組件由用戶自己再開發(fā)的方向上來，從而使開發(fā)相關(guān)系統(tǒng)的技術(shù)門檻大幅度降低。三是我國公路大建設(shè)，以及因特網(wǎng)和電子商務引發(fā)的對物流的關(guān)注，形成了對以GIS-T為核心的3S（衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)GIS和遙感系統(tǒng)RS）技術(shù)研究和應用的強大的需求。

在此條件下，GIS-T呈現(xiàn)如下特點：

（1）交通系統(tǒng)應用3S技術(shù)，體現(xiàn)出集成和綜合的特點，交通部提出了“數(shù)字交通”的概念，加強以GIS-T為核心的信息技術(shù)在交通領(lǐng)域的綜合研發(fā)和應用。

（2）以省、部級有關(guān)單位為示范，以地市級單位為推廣，以大型的運輸企業(yè)為綜合應用，廣泛推廣實施GIS-T技術(shù)的應用，提高了交通行業(yè)發(fā)展的技術(shù)含量。

（3）不僅在基礎(chǔ)設(shè)施管理單位開發(fā)相關(guān)系統(tǒng)，而且逐漸向物流和電子商務等交通服務領(lǐng)域轉(zhuǎn)移，建立以GIS-T為平臺的物流核心關(guān)鍵技術(shù)。

（4）隨著我國智能運輸系統(tǒng)應用逐步開展，一些成功的智能運輸系統(tǒng)把GIS-T作為系統(tǒng)的信息平臺，通過地理信息系統(tǒng)整合各種其他交通信息。

根據(jù)目前GIS-T在交通行業(yè)的很多領(lǐng)域都有比較好的應用和發(fā)展前景。

在宏觀決策和規(guī)劃中的應用。我國交通在今后相當長時期內(nèi)將處于快速發(fā)展時期，交通管理和建設(shè)的投資規(guī)模大、項目多、戰(zhàn)線長，是一個規(guī)模巨大、耦合度高、透明度低、動態(tài)而且開放的系統(tǒng)，需求預測、發(fā)展戰(zhàn)略、政策策略、資金投入等方面將面臨著大量的復雜決策問題，如建設(shè)項目的宏觀決策、建設(shè)和養(yǎng)護項目的選擇與優(yōu)化排序、建設(shè)管理與工程的控制等。而目前這些決策，如規(guī)劃（計劃）、投資項目優(yōu)化、公路建設(shè)和管理的宏觀決策和管理工作仍多處于手工操作階段，計算機僅僅用作文字和表格處理的工具。大量建設(shè)信息仍以紙張為存放介質(zhì)且較為零散，查詢效率低，信息處理重復工作量大、耗時多，更無法實時、全面地為領(lǐng)導或上級部門提供綜合信息報告。利用地理信息系統(tǒng)等信息技術(shù)，可以提供直觀、明了的集點、線、面信息為一體的多媒體方式的各種公路專題圖，實現(xiàn)交通決策和管理的科學化，提高決策的效率和質(zhì)量。

在公路建設(shè)中的應用。在公路建設(shè)中，可以充分利用交通地理信息技術(shù)為公路勘測和設(shè)計服務。在道路選線過程中，利用GPS和RS和其他測量手段，獲得外業(yè)的勘測數(shù)據(jù)，然后通過測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生數(shù)字地面模型，作為內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，以選擇公路走向。在構(gòu)建數(shù)字地面模型中，一般采用地形圖數(shù)字化或掃描矢量化，隨著數(shù)字地球概念和技術(shù)的廣泛應用，現(xiàn)在則以衛(wèi)星圖像和航空照片為基礎(chǔ)，通過地理信息系統(tǒng)軟件可以快速精確地生成數(shù)字地面模型。在此基礎(chǔ)上，輸入有關(guān)的技術(shù)，環(huán)境及社會等數(shù)據(jù)，并且考慮各種限制條件，如曲率半徑、最大縱坡、多層地質(zhì)構(gòu)造及邊坡、已有線形物（公路，河流，鐵路等）、特別區(qū)域（沼澤地，城鎮(zhèn)，環(huán)境保護區(qū)等）等，優(yōu)化道路的選擇。利用衛(wèi)星圖像技術(shù)或航空攝影測量技術(shù)，可以準確獲得地形高程及圖像，大大減少繁瑣、艱巨的實地測量等前期工作。地理信息系統(tǒng)軟件等技術(shù)在計算機上的運算和虛擬，可以節(jié)省期資金及設(shè)計時間。通過確定路線最佳方案，可以大幅度減少并平衡工程的土石方量。通過在路線優(yōu)化過程中處理、保存大量的數(shù)據(jù)，并計算各條優(yōu)化路線的分項建設(shè)費用，為項目提供財務分析及運營費用控制。

在公路養(yǎng)護中的應用。路網(wǎng)的養(yǎng)護和建設(shè)業(yè)務范圍比較大，養(yǎng)護管理業(yè)務非常復雜和繁多，但從業(yè)務流程上講，有養(yǎng)護決策所需要信息的采集、養(yǎng)護方案決策、養(yǎng)護項目進度管理、竣工管理等環(huán)節(jié)。養(yǎng)護的不同職責也分散在不同的業(yè)務部門。我們可以通過GIS-T技術(shù)，進行整體的決策和調(diào)度，在路網(wǎng)級根據(jù)交通量、交通類型、路面狀態(tài)等決定養(yǎng)護的規(guī)模和次序，根據(jù)交通分配決定養(yǎng)護的時間以避免交通堵塞等，并且直接進行養(yǎng)護項目的管理，合理配備養(yǎng)護的人力和物力，有效安排養(yǎng)護資金，跟蹤、評價養(yǎng)護項目的完成情況，實現(xiàn)公路養(yǎng)護項目計劃管理、進度管理、成本管理、質(zhì)量管理的計算機化。

圍繞地球運轉(zhuǎn) 軌道橢圓 周期~22年 的地球衛(wèi)星

兩極衛(wèi)星22年的周期夢：

中國南極測繪科學考察22年成就與貢獻

二十二年來，中國極地測繪科學考察在國家測繪局領(lǐng)導和大力支持下，在國家海洋局極地辦公室的直接指導下，中國南極測繪研究中心 (2005年1月成立極地測繪科學國家測繪局重點實驗實室) 在為中國南北極科學考察提供測繪保證和利用3S技術(shù)(GPS-全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、RS-衛(wèi)星遙感技術(shù)、GIS-地理信息系統(tǒng))及其集成，開展南極球動力學研究、極地冰蓋環(huán)境變化和冰川運動監(jiān)測、海平面變化研究以及構(gòu)建我國互聯(lián)網(wǎng)極地空間信息和極地考察管理信息共享服務平臺等方面，應用技術(shù)創(chuàng)新，突破極區(qū)地學研究難題，創(chuàng)造性地探索出符合中國國情、獨具特色的極地測繪技術(shù)體系和制圖途徑，為中國測繪科學開拓了南北兩極新的研究領(lǐng)域，取得的多項成果，填補了我國相關(guān)研究領(lǐng)域的空白，達到國際先進水平。南極地圖的覆蓋和中國地名的命名，為國家維護國家南極權(quán)益有著重要意義。

一、為中國測繪科學開拓了南北兩極新的研究領(lǐng)域

從1984年參加中國首次南極考察隊開始，承擔了22年中國極地測繪科學考察重點項目研究。地球兩極自然環(huán)境極端惡劣，每次“首次”考察，危險性高，最艱苦，難度大。我國派出了22次南北極科學考察隊中，屬“首次”的只有四次，即1984年中國首南極南極考察隊創(chuàng)建長城站、1988年中國首次東南極考察隊創(chuàng)建中山站、1999年中國首次北極科學考察隊赴北冰洋考察、2004年中國首次北極黃河站建站。測繪學科為這“四個首次” 出色地完成了的測繪保證，并有三人次獲國家南極考察委員會授予極地考察建站二等功。

22年來從無到有，在中國極地測繪一片空白的情況下，建立起了中國西南極、東南極大地測量原點、高程系統(tǒng)和完整的測繪基準。同時還建成了中國境外獨立自主、有利于我國空間技術(shù)發(fā)展應用的南極長城站、南極中山站和北極黃河站等三個GPS衛(wèi)星常年跟蹤站；探索出適應地球兩極特殊自然環(huán)境地區(qū)，開展南極地球動力學、極區(qū)重力場、極地冰雪環(huán)境變化和物質(zhì)平衡、南大洋海平面變化研究以及構(gòu)建極地互聯(lián)網(wǎng)GIS共享服務平臺、實施基礎(chǔ)測繪保證等一套完整的技術(shù)體系，為我國測繪與遙感信息工程科學開辟了極地新的研究領(lǐng)域，在國際上填補了相關(guān)研究領(lǐng)域的空白。

1991年經(jīng)國家南極考察委員會和國家測繪局聯(lián)合批準，組建了中國南極測繪研究中心(下稱“中心”)，并有一人擔任了 19年國際南極研究科學委員會（SCAR）中國常設(shè)代表，開展了與加拿大、澳大利亞、新西蘭、德國等多項國際南極合作研究。

“中心”還承擔了中國第一幅南極地圖—長城站地形圖的測定，中國第一個南極地名——長城灣的命名，國測繪標志設(shè)在北極點進行大地測量。

22年來，“中心”承擔完成了《中國首次南極測繪科學考察研究》、《南極現(xiàn)代地殼運動和遙感成圖研究》、《南極拉斯曼丘陵小像幅航攝成圖研究》、《南極冰貌環(huán)境變遷與海平面變化和南極動力大地測量研究》、《南極地區(qū)測繪與遙感應用研究》、《中國首次北極科學考察研究》、《南極地理信息獲取及其動態(tài)過程研究》、《我國南極考察地區(qū)基礎(chǔ)測繪》和《北極衛(wèi)星跟蹤站和動態(tài)空間信息系統(tǒng)的建立》等重點項目，其中1989年獲國家科技進步二等獎一項、2002年獲何染何利地球科學與技木進步獎一人，獲省部級一等獎有六項。

二、應用技術(shù)創(chuàng)新，突破極區(qū)地學研究難題，取得國際先進水平成果。

1、為解決在南極人跡難近地區(qū)我國考察急需冰貌地圖，組織“中心”科技人員技術(shù)攻關(guān)，突破無地面控制點的衛(wèi)星影像數(shù)字制圖難題，并發(fā)現(xiàn)出衛(wèi)星遙感冰雪表面幅射強度信息與海拔高度的相關(guān)規(guī)律，建立高程反演模型，在室內(nèi)測繪出人工難以到達南極冰面地形，這一創(chuàng)新理論和方法為南極研究國際首創(chuàng)。

2、在南極現(xiàn)代地殼運動研究方面，早在1986年我國第一個南極科考站長城站剛建立，領(lǐng)先當時南極考察其他國家，測繪學創(chuàng)造性地在極地自然環(huán)境中，采用地面和衛(wèi)星相結(jié)合技術(shù)，在喬治王島布設(shè)了我國第一個監(jiān)測南極地殼斷層運動形變網(wǎng)。并于1996年起參與國際組織監(jiān)測南極板塊運動的大規(guī)模衛(wèi)星GPS全南極會戰(zhàn)觀測，使我國躋身于南極地球動力學研究國際先進行列，獲得我國長城站和中山站地殼動態(tài)過程研究的國際先進水平成果。

3、在南極GIS研究方面，于1998年領(lǐng)先建立中國南極互聯(lián)網(wǎng)共享服系統(tǒng)，引起國際南極研究科學委員會(SCAR)重視，于2000年專門在武漢召開南極喬治王島國際GIS學術(shù)會議，推廣中國這一先進成果，2004年SCAR又在武漢大學召開東南極GIS國際研討會。國際SCAR至今共召開了三次南極GIS國際研討會，其中有兩次是在武漢召開的，為我國極地測繪考察贏得了國際榮譽。

4、在中國首次北極科學考察中，史無前例地在北冰洋上利用差分GPS技術(shù)對浮冰進行精確的動態(tài)變化過程研究，并首創(chuàng)性地在北冰洋冰上進行絕對重力測量試驗獲得成功，填補了國際相關(guān)領(lǐng)域空白。

三. 創(chuàng)造性地探索出符合中國國情、獨具特色的極地測繪制圖途徑。

1、在我國無法花巨資利用常規(guī)方法實現(xiàn)南極地區(qū)航空攝影測量成圖時，為了保證國家多學科考察急需地圖使用，“中心”創(chuàng)造性地設(shè)計技術(shù)方案，利用直升飛機作為升空平臺，采用普通非量測型120相機航拍和地面布標控制等措施，歷時三個南極夏季考察時間，克服南極環(huán)境中千辛萬苦，只花小量經(jīng)費，成功地測繪出符合規(guī)范要求的國際南極拉斯曼丘陵地區(qū)第一套大比例尺地形圖，探索出南極露巖區(qū)小像幅航空攝影成圖方法，解決了東南極科考所需地形圖問題。這一成果被專家評定為創(chuàng)造出了符合國情并具中國特色的南極制圖途徑，為國家節(jié)省了巨額經(jīng)費。

2、在我國為了取得有國際影響的科考成果，第一次組織多學科綜合考察隊，向被稱為生命禁區(qū)的東南極內(nèi)陸冰蓋Grove山高寒地區(qū)沖刺時，“中心”組織課題組，冒著冰裂縫縱橫危險，采用DGPS先進技術(shù)，高精度實地測定14000個GPS點，成功地繪制出南極內(nèi)陸冰蓋高原上世界上第一份1:10000人工測定的精確地形圖，被國際南極認為極珍貴的科考成果。

3、在實現(xiàn)國際橫穿南極“ITASE”中國計劃時，“中心”承擔了國家交給的導航任務，為了保證在南極復雜的氣象和自然環(huán)境中，內(nèi)陸冰蓋考察隊向人類未曾到達的縱深冰原區(qū)進入時，能絕對安全進去，能絕對安全返回，經(jīng)過反復研究，采用了衛(wèi)星定位和雷達定向相結(jié)合技術(shù)，探索出一套保證考察車隊進出安全可靠的導航方法，保我國多次內(nèi)陸險區(qū)考察順利進行，并在國際上獲得了1300km由中山站至DOME-A的研究南極冰蓋物質(zhì)平衡的剖面高程數(shù)據(jù)，為國際南極研究人類從未到達過的區(qū)域開了先河，填補了空白。

四、南極地圖的覆蓋和中國地名的命名，填補了中國該項歷史空白，為國家維護了權(quán)益

南極洲1400萬平方公里陸地面積，在國際上存在著領(lǐng)土要求。22年來，測繪覆蓋南極近20萬平方公里面積、具有國家版圖象征意義的各類地圖、埋設(shè)了大量的具有空間坐標的中國永久性測繪標志。作為國際SCAR大地測量與地理信息工作組中國代表單位，擔負著按國際SCAR準則要求，負責命名中國南極地名?！爸行摹背袚鷾y定的各類南極地圖上，命各并獲得了國際SCAR承認和公布的300多條中國南極地名，不僅填補了南極自古以來無中國命名地名的歷史空白，而且維護了國家在南極的權(quán)益。

五、 培養(yǎng)極地科考青年一代，教育青少年崇尚科學，貢獻突出

22年來，“中心”有 70余人次赴地球兩極考察，培養(yǎng)出一支善于拼搏、適合極地的具有團隊精神的科研梯隊骨干?！爸行摹敝髯『涂蒲腥藛T，在全國各地，包括香港、臺灣在內(nèi)，作了近500場極地考察和科普報告，聽眾達30多萬，對教育青少年熱愛祖國、崇尚科學，收到很好的社會效益。“中心”科研人員曾獲得湖北省優(yōu)秀共產(chǎn)黨員、湖北省勞動模范、湖北省科技精英、有突出貢獻中青年專家、“五一”勞動獎章、全國先進工作者等榮譽稱號。

“十五”期間極地考察與科研新成果與貢獻

一、“3S技術(shù)集成在極地冰貌環(huán)境與地殼動態(tài)過程中的應用研究”獲2004年湖北省科技進步1等獎。該項成果被專家評定為具有國際領(lǐng)先水平主要體現(xiàn)在：

(1)、在國際上，率先將星載合成孔徑雷達干涉測量技術(shù)應用于南極內(nèi)陸冰蓋研究，并利用Grove山地區(qū)雷達影像和相干性的特征，成功地提取藍冰和冰裂縫的分布信息以及冰川流動走向。為我國在南極高難高危冰原區(qū)建立地面數(shù)字高程模型和監(jiān)測冰蓋運動與形變、保證考察隊員生命安全等，找到了有效途徑。

(2)、利用多種不同時期的衛(wèi)星傳感器獲取的空間信息，解決東南極人類無法到達的達爾克和極紀錄兩條冰川長達17年的變化過程，在國際上第一次公布了其入海流量，為研究南極環(huán)境物質(zhì)平衡提供了理論依據(jù)。

2、“首次中國北極科學考察”獲2004年國家海洋局海洋創(chuàng)新成果1等獎。該項目是由國家海洋局中國極地考察辦公室直接主持的全國性多學科參加的綜合性極地考察大型項目。

3、“南極洲全圖”獲2004年中國測繪學會(國家測繪局級)優(yōu)秀地圖作品2等獎。該圖(包括電子地圖)是目前國際南極考察中信息量大、可視化性強、現(xiàn)時性好的第一幅可供科學考察使用的綜合全圖。2003年春節(jié)，國家極地考察辦公室將該圖作為禮物送給國務院。

二、為我國南、北極重大科學考察活動立了新功

1、為我國成功地尋找到了并測定出南極冰蓋最高點立了功

2004/2005南極夏季，引起國內(nèi)外極為關(guān)注的“中國十三名勇士挺進南極DOME-A”的重大科學考察活動中，“中心”派出了博士生張勝凱參加承擔尋找南極冰蓋最高點任務。DOME-A是最有利于科學考察并可獲得國際影響研究成果的南極四個地理特征點之一。南極洲共有四個地理特征點：南極點、南磁極點、地球冷極點等三處，已分別被美、法、俄三國占住，但留下最后一個地理特征點--冰蓋最高點，被稱為人類不可接近的南極DOME-A，一直尚無其他國家到達。因此，我國作為南極考察大國地位考慮，中國不失代價也要占住該點，到DOME-A建立南極第三個科考站，并計劃于2006年進行前準備考察。但因得知歐洲也有國家盯住了DOME-A，所以我國決定提前行動，派出13名勇士于2005年1月要搶先占住DOME-A。于是國家將挺進DOME-A的路線導航和尋找南極冰蓋最高點的艱巨任務下達給測繪。

DOME-A是個冰蓋高原區(qū)，范圍很大。由于該地區(qū)人類未曾到達，危險性大，而且我國自己無法救援，所以國家規(guī)定在目的地停留時間也很短。這是一項冒風險的硬骨頭任務，出不得半點差錯。找偏了方向，到不達最高區(qū)域，或者氣溫極低，根本無法測出最高點，這不僅將給國家造成巨大經(jīng)濟損失，而且關(guān)系到國家國際聲譽問題。因此，“中心”組織科研人員查閱國際大量資料，建立多種冰蓋地面高程數(shù)字模型(DEM)試驗，翻復研究分析，制定了多套預案，根據(jù)22年來探索出南極考察的技術(shù)實施體系，并利用建立在中山站常年衛(wèi)星跟蹤站等基礎(chǔ)，決定在現(xiàn)場采用地面方法快速圈定區(qū)域范圍，利用DGPS技術(shù)，雪地車從大本營中心輻射流動測點等技術(shù)以及儀器保溫措施等，“中心”在國內(nèi)用通信實現(xiàn)現(xiàn)場全程指揮。張勝凱博士生在考察勇士們的協(xié)助下，在生命極限挑戰(zhàn)的禁區(qū)，發(fā)揚一不怕苦、二不怕死精神，克服高原嚴重缺氧和極端惡劣自然環(huán)境中難以想象的艱難困苦，在國家預定的時間內(nèi)，完成了全線導航、南高地和北高地的判別，最后在70多平方公里范圍內(nèi)，進行上千次衛(wèi)星定位，最后，在全國人民翹首以待的情況下，成功地精確地測定出南極冰蓋最高點的地理位置和高程：南緯80 ?22′ 00〃 ，東經(jīng)77 ?21′ 11〃 ， 高程4093米。中央電視臺、新華社于2005年1月18日向國內(nèi)外公布了這一成果。這是人類首次實地測得的前人未曾到達過的南極冰蓋最高點。在該點上設(shè)立了中國永久性測繪標志，第一次飄揚著中國國旗。這一珍貴成果不僅為我國實現(xiàn)冰原建站目標奠定了基礎(chǔ)，而且為國家贏得南極權(quán)益，為國際填補了南極空白，為國家立了新功。

2、參加創(chuàng)建中國北極黃河站，開拓了北極新的研究領(lǐng)域

2004年“中心”派出鄂棟臣(65歲，全隊年令最大隊員)和艾松濤(全隊年令最小隊員)作為中國首次北極建站考察隊員中赴北極斯瓦爾巴德群島新奧爾松，參加了中國北極第一個科學考站--黃河站建站工作。同時，為了進行南北兩極地球動力學和環(huán)境動態(tài)過程系統(tǒng)性對比研究，在北極建成了第一個常年衛(wèi)星GPS跟蹤站。2004年7月28日黃河站落成，國家主席胡錦濤專門寫賀信祝賀。

中國北極第一個GPS衛(wèi)星跟蹤站建成，為我國參與北極相關(guān)領(lǐng)域國際合作打下了基礎(chǔ)。

三、成功地舉辦了2004武漢東南極GIS 國際研討會

由于中國南極測繪研究中心在構(gòu)建我國極地web GIS處于國際先進水手，國際南極研究科學委員會(SCAR)于2000年在武漢召開了第一次國際南極地理信息系統(tǒng)研討會，推廣中國經(jīng)驗，2004年5月，又受SCAR委托，在武漢大學成功地舉辦了有美、德、意等九個國家代表參加的“東南極地理信息系統(tǒng)研討會(04GIS”)。SCAR在世界上總共召開了三次南極國際GIS學術(shù)會議，除了德國舉辦一次外，其中有兩次是委托“中心”在武漢召開的。同一地點召開兩次國際GIS會議，提高我國在南極該領(lǐng)域研究的國際地位，擴大了國際影響。

GIS中，空間數(shù)據(jù)共享的意義和方法

意義：GIS基礎(chǔ)軟件技術(shù)是地理信息領(lǐng)域軟件技術(shù)的制高點，是整個產(chǎn)業(yè)鏈條的關(guān)鍵。發(fā)展GIS基礎(chǔ)軟件對我國地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展和保證國家地理信息安全至關(guān)重要。

方法：大數(shù)據(jù)與GIS的結(jié)合正在改變傳統(tǒng)地理研究與分析方法，也在悄然改變GIS的服務形態(tài)。IT新技術(shù)的融入，不斷豐富和提升地理智慧的內(nèi)核。而爆發(fā)式增長的市場需求，又為GIS技術(shù)的創(chuàng)新和應用發(fā)展提供了新的動力。

擴展資料

超圖集團正式對外發(fā)布了基于大數(shù)據(jù)架構(gòu)的GIS基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品SuperMap GIS 9D，其在大數(shù)據(jù)GIS技術(shù)、新一代三維GIS技術(shù)、云端一體化GIS技術(shù)、跨平臺GIS技術(shù)四大方面取得了全新進展和突破，

滿足大數(shù)據(jù)應用、新型智慧城市和新型測繪等應用需求，解決了海量時空數(shù)據(jù)分布式管理、高性能、高可信分布式計算的新難題，以及傳統(tǒng)GIS復雜圖示制圖與空間分析的老問題，開創(chuàng)了GIS與大數(shù)據(jù)等技術(shù)融合發(fā)展和創(chuàng)新應用的新格局。

此次會議圍繞大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的探索實踐、GIS與空間大數(shù)據(jù)融合、大數(shù)據(jù)時代的地理信息應用轉(zhuǎn)型升級、新一代三維GIS技術(shù)創(chuàng)新與應用、中國GIS的國際化探索等話題，測繪地信主管部門，阿里、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，

超圖等GIS基礎(chǔ)軟件企業(yè)，相關(guān)科研機構(gòu)，眾多海內(nèi)外GIS用戶單位的相關(guān)專家在主題大會環(huán)節(jié)呈現(xiàn)了數(shù)十場精彩報告，共同探討大數(shù)據(jù)時代的GIS技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展與應用落地。

參考資料來源：中國經(jīng)濟網(wǎng)——2017地理信息軟件技術(shù)大會在京舉辦

網(wǎng)頁標題：gis技術(shù)研討會 gis科研
網(wǎng)站URL：http://muchs.cn/article28/dohcocp.html

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