gis技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)趨勢(shì) gis的發(fā)展前景與應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)(GIS)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。

現(xiàn)有常見(jiàn)應(yīng)用:空間大地測(cè)量信息系統(tǒng)(SGIS)GPS參考系動(dòng)態(tài)變換信息系統(tǒng)(GPS-KTIS)nbsp;發(fā)展趨勢(shì):由于地理信息系統(tǒng)一般由硬件/軟件、數(shù)據(jù)/數(shù)據(jù)庫(kù)、用戶構(gòu)成。建立一個(gè)可應(yīng)用的系統(tǒng),3要素缺一不可,同樣,發(fā)展也繞此展開(kāi)。一,硬件/軟件硬件:地理信息系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)資源的要求不僅在空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量方面,還在數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜程度方面。軟件趨勢(shì):1、不同種類型的界限逐漸模糊2、Client/Server環(huán)境的流行3、多媒體技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用4、計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的融合地理信息系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)都基于nbsp;明確的設(shè)計(jì)原則和對(duì)空間數(shù)據(jù)處理的理解。一般來(lái)說(shuō),軟件開(kāi)發(fā)對(duì)功能關(guān)注大于可用性。二、空間數(shù)據(jù)從周期、精度、拓?fù)潢P(guān)系和屬性著手三、用戶針對(duì)不同的用戶建立不同的系統(tǒng)。gis特有功能的發(fā)展趨勢(shì)1、數(shù)據(jù)采集與更新2、數(shù)據(jù)集成3、空間分析與人工智能4、空間檢索

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 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

一、國(guó)外GIS的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下,對(duì)空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示,并采用地理模型分析方法,適時(shí)提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息,為地理研究和地理決策服務(wù)而建立起來(lái)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。從外部看表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)的軟硬件系統(tǒng),而其內(nèi)涵卻是由計(jì)算機(jī)程序和地理數(shù)據(jù)組成的地理空間信息模型,是一個(gè)邏輯縮小的、高度信息化的地理系統(tǒng),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持是GIS的主要特征,使GIS得以快速、精確、綜合地對(duì)復(fù)雜的地理系統(tǒng)進(jìn)行空間定位和過(guò)程分析。

世界上第一個(gè)GIS是在1963年由加拿大測(cè)量學(xué)家R.F.托姆林森提出并建立的,稱為加拿大地理信息系統(tǒng),主要用于自然資源的管理與規(guī)劃。稍后,美國(guó)哈佛大學(xué)研究出SY-MAP系統(tǒng)軟件。但當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平不高、存儲(chǔ)容量小、磁帶存儲(chǔ)速度慢,使得GIS帶有更多的機(jī)助制圖色彩,用于地學(xué)分析和空間數(shù)據(jù)模擬的功能極為簡(jiǎn)單。

進(jìn)入70年代以后,計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)飛速發(fā)展,尤其是大容量的存儲(chǔ)設(shè)備——硬盤的使用,為空間數(shù)據(jù)的輸入、存儲(chǔ)、檢索和輸出提供了強(qiáng)有力的手段;高性能的圖形顯示器的發(fā)展,增強(qiáng)了人機(jī)對(duì)話和高質(zhì)量圖形顯示功能,促使GIS朝著實(shí)用方向迅速發(fā)展。在此階段的標(biāo)志是一些發(fā)達(dá)國(guó)家先后建立了許多專業(yè)性的土地信息系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng),據(jù)統(tǒng)計(jì)70年代大約有300個(gè)系統(tǒng)投入使用,例如美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局從1970年到1976年建立了50多個(gè)信息系統(tǒng),用于獲取和處理地質(zhì)、地理、地形和水資源信息;日本國(guó)土地理院從1974年開(kāi)始建立數(shù)字國(guó)土信息系統(tǒng),存儲(chǔ)、處理和檢索測(cè)量數(shù)據(jù)、航空像片信息、行政區(qū)劃、土地利用、地形、地質(zhì)等信息,為國(guó)家和地區(qū)土地規(guī)劃服務(wù);瑞典在中央、區(qū)域和城市三級(jí)建立了許多信息系統(tǒng)。一些商業(yè)公司開(kāi)始活躍起來(lái),軟件在市場(chǎng)上受到歡迎,許多大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始重視GIS軟件設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究,成立了各種GIS研究實(shí)驗(yàn)室。

80年代是GIS普及和推廣應(yīng)用階段。隨著計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展和普及,地理信息系統(tǒng)也逐步走向成熟,并在全世界范圍內(nèi)全面地推向應(yīng)用階段,第三世界國(guó)家也開(kāi)始引進(jìn)、應(yīng)用和發(fā)展自己的地理信息系統(tǒng)。高性能微型計(jì)算機(jī)的問(wèn)世,使得微機(jī)地理信息系統(tǒng)得到了蓬勃發(fā)展,并使地理信息系統(tǒng)工具具有更高的效率、更強(qiáng)的通用性和獨(dú)立性,更少地依賴于應(yīng)用領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境,為地理信息系統(tǒng)的建立和應(yīng)用開(kāi)辟了新的途徑。GIS的應(yīng)用從解決比較簡(jiǎn)單的規(guī)劃管理問(wèn)題(如道路、輸電線等)轉(zhuǎn)為更復(fù)雜的區(qū)域開(kāi)發(fā)和決策問(wèn)題,例如土地利用、沙漠化、城市化、環(huán)境與資源評(píng)價(jià)等。隨著GIS與衛(wèi)星遙感技術(shù)的結(jié)合,GIS開(kāi)始用于全球變化與全球監(jiān)測(cè)。80年代是GIS發(fā)展具有突破性的年代,僅1989年市場(chǎng)上有報(bào)價(jià)的GIS軟件就達(dá)70多家,并涌現(xiàn)出一批有代表性的GIS軟件,如:ARC/IN-FO、MicrostationSICAD、Genamap、System9等。

進(jìn)入90年代以后,微機(jī)地理信息系統(tǒng)得到了迅猛的發(fā)展,并且性能也得到了極大加強(qiáng),向綜合性、智能性發(fā)展。GIS已成為一種新興的確定性產(chǎn)業(yè),投入使用的GIS系統(tǒng),每2~3年就翻一番,GIS市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率大于35%,從事GIS的廠家超過(guò)300家。GIS已滲透到各行各業(yè),愈來(lái)愈多的國(guó)際性會(huì)議以GIS為主題,愈來(lái)愈多的學(xué)術(shù)刊物以GIS為標(biāo)題,愈來(lái)愈多的學(xué)科,如地理學(xué)、工程學(xué)、森林學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、計(jì)算機(jī)科學(xué)、測(cè)繪學(xué)、航天遙感、礦床地質(zhì)、水資源等都把GIS作為發(fā)展方向。國(guó)家和地區(qū)性的GIS研究中心在美、英等主要西方國(guó)家中建立。

二、我國(guó)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展

我國(guó)地理信息系統(tǒng)的研制與應(yīng)用始于70年代末期,它的發(fā)展基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)制圖、計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)量地理和遙感技術(shù)。

1978~1980年為準(zhǔn)備階段,主要是進(jìn)行輿論準(zhǔn)備,正式提出倡議,開(kāi)始組建隊(duì)伍和實(shí)驗(yàn)研究。

1981~1985年為起步階段,主要是對(duì)地理信息系統(tǒng)進(jìn)行理論探索和區(qū)域性實(shí)驗(yàn)研究,并在此基礎(chǔ)上制定國(guó)家地理信息系統(tǒng)規(guī)范。1981年在四川渡口二灘進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以航空遙感資料為基礎(chǔ),進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)庫(kù)模型設(shè)計(jì);1984年開(kāi)始,國(guó)家測(cè)繪局測(cè)繪科學(xué)研究所著手組建國(guó)土基礎(chǔ)信息系統(tǒng);1985年國(guó)家資源與環(huán)境信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室成立。

1986~1993年為初步發(fā)展階段,地理信息系統(tǒng)被列入國(guó)家“七五”攻關(guān)課題,取得了重要進(jìn)展和實(shí)際效益,形成了比較系統(tǒng)的研究計(jì)劃:研究資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),解決信息共享和系統(tǒng)兼容問(wèn)題;開(kāi)展全國(guó)性和區(qū)域性的信息系統(tǒng)的建立和應(yīng)用模式研究;研制和開(kāi)發(fā)軟件系統(tǒng)與專家系統(tǒng),全國(guó)建成了一批數(shù)據(jù)庫(kù)、開(kāi)發(fā)了一系列的空間信息處理與制圖軟件;完成了一批綜合性、區(qū)域性和專題性的信息系統(tǒng)。

1994年以來(lái)為軟件商品化階段,在國(guó)外成熟軟件在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用的同時(shí),帶動(dòng)了具有自主版權(quán)的國(guó)產(chǎn)地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件的的崛起,一批起點(diǎn)高、功能強(qiáng)、價(jià)格低廉的國(guó)產(chǎn)軟件相繼研制成功,并推向市場(chǎng)。為客觀地了解我國(guó)GIS基礎(chǔ)軟件的開(kāi)發(fā)水平、開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)化前景,推動(dòng)具有我國(guó)自主版權(quán)的GIS基礎(chǔ)軟件的健康發(fā)展,國(guó)家遙感中心、中國(guó)地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)、中國(guó)海外信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)從1996年開(kāi)始對(duì)國(guó)產(chǎn)GIS基礎(chǔ)軟件和專項(xiàng)應(yīng)用軟件進(jìn)行測(cè)評(píng),從四年的測(cè)評(píng)結(jié)果來(lái)看,國(guó)產(chǎn)GIS軟件的發(fā)展情況喜人,軟件的功能、性能、品種和商品化程度都有了較大幅度的提高,完全可以在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)實(shí)際應(yīng)用,與國(guó)外優(yōu)秀GIS軟件的差距正在逐步縮小,個(gè)別領(lǐng)域已經(jīng)超過(guò)了國(guó)外GIS軟件,在微機(jī)(PC)GIS軟件和某些應(yīng)用領(lǐng)域具備了與國(guó)外軟件競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。

三、地理信息系統(tǒng)(GIS)的發(fā)展趨勢(shì)

GIS技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)取得了巨大的成就,并對(duì)社會(huì)的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn),但對(duì)人們的期望和要求來(lái)講還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,GIS的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1.多媒體地理數(shù)據(jù)的管理與操作管理

在一個(gè)多種數(shù)據(jù)類型并存的混合系統(tǒng)中,如何實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的隨意操作和有效管理,這是現(xiàn)今信息媒體多元化新時(shí)代的一個(gè)突出問(wèn)題,它比單一地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的操作要復(fù)雜得多。信息資源庫(kù)包括的主要內(nèi)容有:地理數(shù)據(jù)庫(kù)、專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、圖像庫(kù)、文件庫(kù)和聲音庫(kù)等。

2.數(shù)字制圖技術(shù)

紙基地圖在任何時(shí)候都是不可能被取代的,利用數(shù)字地圖庫(kù)直接生產(chǎn)紙基地圖,即數(shù)字地圖環(huán)境下的自動(dòng)編圖的核心是數(shù)字地圖的自動(dòng)制圖綜合技術(shù),它比屏幕顯示為目的的電子地圖的制作要復(fù)雜得多,要處理各要素之間的關(guān)系,目前仍視為一個(gè)國(guó)際性的難題。此外,還應(yīng)包括建立基于地圖數(shù)據(jù)庫(kù)和GIS技術(shù)集成的地圖生產(chǎn)系統(tǒng)。

3.“3S”集成技術(shù)

GPS(全球定位系統(tǒng))、RS(遙感)、GIS(地理信息系統(tǒng))產(chǎn)生的時(shí)間不一,理論基礎(chǔ)和技術(shù)特點(diǎn)也不盡一致,但它們的學(xué)科性質(zhì)是相通的,即共同研究、表達(dá)和分析地球科學(xué)信息,在逐步發(fā)展過(guò)程中構(gòu)成了相輔相成的關(guān)系,三者的結(jié)合覆蓋了信息采集、處理和分析的全過(guò)程,使GPS、RS、GIS構(gòu)成的衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)成為地球系統(tǒng)科學(xué)研究的重要手段。

4.空間可視化技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

可視化是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù),將復(fù)雜的科學(xué)現(xiàn)象或自然景觀,甚至十分抽象的概念圖形化,以便于理解現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)規(guī)律和傳播知識(shí)。虛擬現(xiàn)實(shí)也稱虛擬環(huán)境或人工現(xiàn)實(shí),是一種由計(jì)算機(jī)生成的高級(jí)人機(jī)交互系統(tǒng),構(gòu)成一個(gè)以視覺(jué)為主的可感知環(huán)境??臻g可視化技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可用于制作動(dòng)態(tài)地圖、地形環(huán)境仿真、地圖設(shè)計(jì)制作等方面。

5.三維GIS和時(shí)態(tài)GIS技術(shù)

在地質(zhì)、礦山、地下水、大氣、環(huán)境等方面,人們不僅需要研究現(xiàn)象的二維分布,更需要研究其三維空間分布甚至與時(shí)間有關(guān)的時(shí)空分布特征和規(guī)律,因此,對(duì)于真三維和四維GIS的需求更加迫切,而真四維是在真三維的基礎(chǔ)上增加時(shí)間維。

6.網(wǎng)絡(luò)GIS和WWW GIS技術(shù)

由于萬(wàn)維網(wǎng)具有開(kāi)放性和友好的用戶界面,它迅速成為網(wǎng)絡(luò)信息處理和分布的主要工具。在服務(wù)器端,GIS軟件系統(tǒng)通過(guò)CGi(連接器)與萬(wàn)維網(wǎng)的HTTP(超文本傳輸協(xié)議)服務(wù)器相連;在客戶端,有萬(wàn)維網(wǎng)瀏覽器以HTML(超文本標(biāo)注語(yǔ)言)建立用戶界面。

GIS技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

GIS在資源環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用方興未艾,從技術(shù)、地理信息、經(jīng)濟(jì)社會(huì)的需求等方面分析,在該領(lǐng)域有以下趨勢(shì)及建議:

應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)端口應(yīng)有專門化,專業(yè)化方向發(fā)展,在同類型同方向的GIS數(shù)據(jù)交流共享方向提供適當(dāng)?shù)姆奖?,以解決GIS數(shù)據(jù)來(lái)源和數(shù)據(jù)質(zhì)量難以保證的問(wèn)題。

結(jié)合國(guó)家信息化推進(jìn)工作,以電子政務(wù)相關(guān)工程為基礎(chǔ),推動(dòng)GIS在資源環(huán)境管理中的推廣應(yīng)用。

信息化建設(shè)已成為我國(guó)各級(jí) *** 及企業(yè)的重要任務(wù),GIS在以資源、能源、生產(chǎn)、資金等空間綜合配置、優(yōu)化組合為目的的信息化建設(shè)中,可以發(fā)揮應(yīng)有的作用;結(jié)合相應(yīng)的應(yīng)用工程,推動(dòng)GIS的發(fā)展;

應(yīng)用往專業(yè)化方向發(fā)展,功能由通用管理功能轉(zhuǎn)向資源評(píng)估、監(jiān)督、跟蹤分析等專業(yè)功能方向發(fā)展。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,經(jīng)濟(jì)社會(huì)與資源環(huán)境之間的各方面的矛盾及問(wèn)題逐漸暴露出來(lái),這些問(wèn)題在時(shí)間和空間上具有諸多的關(guān)聯(lián)性,分析這些問(wèn)題、提出合理的解決方案建議,需要功能更專業(yè)化的GIS軟件系統(tǒng)支持;

支持多源、多尺度、多類型集成應(yīng)用的軟件平臺(tái)工具的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

信息獲取技術(shù)的快速發(fā)展和多源化趨勢(shì),要求資源環(huán)境方面的GIS應(yīng)能夠接收、處理及分析多種來(lái)源、多尺度的地理信息;

促進(jìn)3S技術(shù)集成應(yīng)用,推動(dòng)專業(yè)技術(shù)及軟件的發(fā)展,全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)與GIS的集成應(yīng)用已成為GIS軟件發(fā)展的趨勢(shì)之一,而這種應(yīng)用的發(fā)展是在應(yīng)用推動(dòng)的基礎(chǔ)上建立的,針對(duì)特定的應(yīng)用領(lǐng)域的集成化的GIS將成為資源環(huán)境領(lǐng)域GIS的發(fā)展方向,也是系統(tǒng)與業(yè)務(wù)結(jié)合的需要;

開(kāi)展專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)建設(shè),結(jié)合資源環(huán)境各領(lǐng)域的需求,開(kāi)發(fā)多種專業(yè)化的GIS,如針對(duì)性生態(tài)保護(hù)區(qū)、生態(tài)功能區(qū)、地下水、生物資源等領(lǐng)域的專業(yè)性GIS軟件與管理系統(tǒng)。

國(guó)內(nèi)GIS現(xiàn)狀和對(duì)策

地理信息系統(tǒng)技術(shù)是一門綜合性的技術(shù),它的發(fā)展是與地理學(xué)、地圖學(xué)、攝影測(cè)量學(xué)、遙感技術(shù)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)科學(xué)、信息技術(shù)等有關(guān)學(xué)科的發(fā)展分不開(kāi)的。

GIS的發(fā)展可分為四個(gè)階段:第一個(gè)階段是初始發(fā)展階段,20世紀(jì)60年代世界上第一個(gè)GIS系統(tǒng)由加拿大測(cè)量學(xué)家R.F.Tomlison提出并建立,主要用于自然資源的管理和規(guī)劃;第二個(gè)階段是發(fā)展鞏固階段,20世紀(jì)70年代由于計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展,尤其是大容量存儲(chǔ)設(shè)備的使用,促進(jìn)了GIS朝實(shí)用的方向發(fā)展,不同專題、不同規(guī)模、不同類型的各具特色的地理信息系統(tǒng)在世界各地紛紛付諸研制,如美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、瑞典和日本等國(guó)對(duì)GIS的研究都投入了大量的人力、物力和財(cái)力;第三個(gè)階段是推廣應(yīng)用階段,20世紀(jì)80年代,GIS逐步走向成熟,并在全世界范圍內(nèi)全面推廣,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,并與衛(wèi)星遙感技術(shù)結(jié)合,開(kāi)始應(yīng)用于全球性的問(wèn)題,這個(gè)階段涌現(xiàn)出一大批GIS軟件,如ARC/INFO,GENAMAP,SPANS,MAPINFO,ERDAS,Microstation等;第四個(gè)階段是蓬勃發(fā)展階段,20世紀(jì)90年代,隨著地理信息產(chǎn)品的建立和數(shù)字化信息產(chǎn)品在全世界的普及,GIS成為確定性的產(chǎn)業(yè),并逐漸滲透到各行各業(yè),成為人們生活、學(xué)習(xí)和工作不可缺少的工具和助手。

地理信息系統(tǒng)的研制與應(yīng)用在我國(guó)起步較晚,雖然歷史較短,但發(fā)展勢(shì)頭迅猛。

我國(guó)GIS的發(fā)展可分為三個(gè)階段。

第一階段從1970年到1980年,為準(zhǔn)備階段,主要經(jīng)歷了提出倡議、組建隊(duì)伍、培訓(xùn)人才、組織個(gè)別實(shí)驗(yàn)研究等階段。

機(jī)械制圖和遙感應(yīng)用,為GIS的研制和應(yīng)用做了技術(shù)和理論上的準(zhǔn)備。

第二階段從1981年到1985年,為起步階段,完成了技術(shù)引進(jìn)、數(shù)據(jù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究、空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、數(shù)據(jù)處理和分析算法及應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)等環(huán)節(jié),對(duì)GIS進(jìn)行了理論探索和區(qū)域性的實(shí)驗(yàn)研究。

第三個(gè)階段從1986年到2013年,為初步發(fā)展階段,我國(guó)GIS的研究和應(yīng)用進(jìn)入有組織、有計(jì)劃、有目標(biāo)的階段,逐步建立了不同層次、不同規(guī)模的組織機(jī)構(gòu)、研究中心和實(shí)驗(yàn)室。

GIS研究逐步與國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)生活需求相結(jié)合,并取得了重要進(jìn)展和實(shí)際應(yīng)用效益。

主要表現(xiàn)在四個(gè)方面:(1)制定了國(guó)家地理信息系統(tǒng)規(guī)范,解決信息共享和系統(tǒng)兼容問(wèn)題,為全國(guó)地理信息系統(tǒng)的建立做準(zhǔn)備。

(2)應(yīng)用型GIS發(fā)展迅速。

(3)在引進(jìn)的基礎(chǔ)上擴(kuò)充和研制了一批軟件。

(4)開(kāi)始出版有關(guān)地理信息系統(tǒng)理論、技術(shù)和應(yīng)用等方面的書(shū)籍,設(shè)立了地理信息系統(tǒng)專業(yè),培養(yǎng)了大批人才,并積極開(kāi)展國(guó)際合作,參與全球性地理信息系統(tǒng)的討論和實(shí)驗(yàn)。

在科技部等國(guó)家有關(guān)部門的大力組織和支持下,國(guó)產(chǎn)GIS基礎(chǔ)軟件開(kāi)發(fā)工作取得了重要進(jìn)展,出現(xiàn)了一批GIS高技術(shù)企業(yè),開(kāi)發(fā)出了較為成熟的國(guó)產(chǎn)GIS軟件,如MapGIS、GeoStar、CityStar、SuperMap、MapEngine、GROW等,并形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

這些國(guó)產(chǎn)GIS軟件以較高的性價(jià)比,打破了國(guó)外GIS軟件對(duì)我國(guó)市場(chǎng)的壟斷,有力促進(jìn)了我國(guó)地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展。

這些年,GIS技術(shù)在我國(guó)得到了廣泛應(yīng)用,其應(yīng)用面從傳統(tǒng)的城市規(guī)劃、土地利用、測(cè)繪、環(huán)境保護(hù)、電力、電信、減災(zāi)防災(zāi)等領(lǐng)域滲透到礦產(chǎn)資源調(diào)查、海洋資源調(diào)查與管理等各方面,取得了豐碩的成果和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

當(dāng)前,國(guó)家有關(guān)部門正逐步將GIS嵌入到電子政務(wù)系統(tǒng)中。

隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的快速發(fā)展,GIS技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。

GIS系統(tǒng)正朝著專業(yè)或大型化、社會(huì)化方向不斷發(fā)展著。

“大型化”體現(xiàn)在系統(tǒng)和數(shù)據(jù)規(guī)模兩個(gè)方面;“社會(huì)化”則要求GIS要面向整個(gè)社會(huì),滿足社會(huì)各界對(duì)有關(guān)地理信息的需求,簡(jiǎn)言之就是“開(kāi)放數(shù)據(jù)”、“簡(jiǎn)化操作”,“面向服務(wù)”,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)乃至系統(tǒng)之間的完全共享和互動(dòng)。

下面我們從地理信息系統(tǒng)技術(shù)角度來(lái)討論和分析當(dāng)前GIS的相關(guān)技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)。

1.1 空間信息的獲取、處理與交換地理空間數(shù)據(jù)是GIS的血液,構(gòu)建和維護(hù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)是一項(xiàng)復(fù)雜、工作量巨大的工程,它包括:數(shù)據(jù)的獲取、校驗(yàn)和規(guī)范化、結(jié)構(gòu)化處理、數(shù)據(jù)維護(hù)等過(guò)程。

GIS處理的數(shù)據(jù)對(duì)象是空間對(duì)象,有很強(qiáng)的時(shí)空特性,獲取數(shù)據(jù)的手段及數(shù)據(jù)的形式也復(fù)雜多樣。

獲取數(shù)據(jù)的基本方式有:野外全站儀平板測(cè)量、GPS測(cè)量、室內(nèi)地圖掃描數(shù)字化、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、從遙感影像進(jìn)行目標(biāo)測(cè)量和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。

這些獲取技術(shù)已基本成熟。

同時(shí),空間數(shù)據(jù)也具有很強(qiáng)的時(shí)效性,不同的空間數(shù)據(jù)必須進(jìn)行周期不等的數(shù)據(jù)更新維護(hù),空間數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、及時(shí)、完整是實(shí)現(xiàn)GIS應(yīng)用系統(tǒng)價(jià)值的前提基礎(chǔ)。

空間數(shù)據(jù)維護(hù)往往涉及跨部門、跨行業(yè)的多種數(shù)據(jù)格式和多種數(shù)據(jù)類型的大量數(shù)據(jù),提供有效的空間數(shù)據(jù)編輯更新手段是當(dāng)前亟待解決的一個(gè)重要課題。

基于上述信息獲取技術(shù),在過(guò)去的二十年間,國(guó)家有關(guān)部委和行業(yè)部門已經(jīng)積累了大量原始數(shù)字化數(shù)據(jù)和相應(yīng)資料,建立了1100多個(gè)大、中型數(shù)據(jù)庫(kù)以及大量的各類數(shù)字化地理基礎(chǔ)圖、專題圖、城市地籍圖等。

國(guó)家測(cè)繪局已經(jīng)完成了全國(guó)l:100萬(wàn)、 1:25萬(wàn)基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)以及全國(guó)七大江河數(shù)字地形模型的建設(shè),并啟動(dòng)了全國(guó)l:5萬(wàn),部分省份1:1萬(wàn)基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)。

這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有力促進(jìn)了GIS技術(shù)的廣泛應(yīng)用,進(jìn)而產(chǎn)生了大量的GIS數(shù)據(jù)。

但由于地理信息系統(tǒng)軟件大多采用不同的空間數(shù)據(jù)模型,以及它們?cè)诘乩韺?shí)體上的認(rèn)識(shí)差異,使得所積累的數(shù)據(jù)難以轉(zhuǎn)換和共享(即使能夠數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,也會(huì)產(chǎn)生信息的丟失),從而形成一個(gè)個(gè)新的數(shù)據(jù)孤島。

制訂數(shù)據(jù)交換的格式標(biāo)準(zhǔn)已成為大家的共識(shí)。

一些國(guó)家和組織已經(jīng)在進(jìn)行這方面的工作,并定義了一些數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn),如SDTS,OpenGIS聯(lián)盟制訂的GML,另外一些公認(rèn)的數(shù)據(jù)格式如DXF,Shapefile和MIF文件格式等正逐漸成為數(shù)據(jù)交換的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)也在“九五”期間制定了地球空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)。

但是由于人們對(duì)空間信息認(rèn)識(shí)和研究成果的制約,還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的地理數(shù)據(jù)模型,因此建立實(shí)用的數(shù)據(jù)交換格式和信息標(biāo)準(zhǔn)將是一個(gè)長(zhǎng)期、復(fù)雜過(guò)程。

1.2 空間數(shù)據(jù)的管理空間數(shù)據(jù)的管理涉及到二個(gè)方面的內(nèi)容:空間數(shù)據(jù)模型和空間數(shù)據(jù)庫(kù)。

空間數(shù)據(jù)模型刻畫(huà)了現(xiàn)實(shí)世界中空間實(shí)體及其相互間的聯(lián)系,它為空間數(shù)據(jù)的組織和空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)提供了基本的方法。

因此,空間數(shù)據(jù)模型的研究對(duì)設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)和發(fā)展新一代GIS系統(tǒng)起著舉足輕重的作用。

在GIS中與空間信息有關(guān)的信息模型有三個(gè),即基于對(duì)象(要素)(Feature)的模型、場(chǎng)(Field)模型以及網(wǎng)絡(luò)(Network)模型。

GIS基礎(chǔ)軟件平臺(tái)的研制和應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一直沿用這三種空間數(shù)據(jù)模型,但這些模型在空間實(shí)體間的相互關(guān)系及其時(shí)空變化的描述與表達(dá)、數(shù)據(jù)組織、空間分析等方面均有較大的局限性,難以滿足新一代GIS基礎(chǔ)軟件平臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展的要求。

主要表現(xiàn)為:(1) 僅能表達(dá)空間點(diǎn)、線、面目標(biāo)間極為有限的簡(jiǎn)單拓?fù)潢P(guān)系,且這些拓?fù)潢P(guān)系的生成與維護(hù)耗時(shí)費(fèi)力;(2) 難以有效地表達(dá)現(xiàn)實(shí)三維空間實(shí)體及其相互關(guān)系;(3) 適于記錄和表達(dá)某一時(shí)刻空間實(shí)體性狀及相互間關(guān)系靜態(tài)分布,難以有效地描述和表達(dá)空間實(shí)體及其相互間關(guān)系的時(shí)空變化;(4) 沒(méi)有考慮異地、異構(gòu)、異質(zhì)空間數(shù)據(jù)的互操作和分布式“對(duì)象”處理等問(wèn)題。

針對(duì)上述不足,時(shí)空數(shù)據(jù)模型、三維數(shù)據(jù)模型、分布式空間數(shù)據(jù)管理、GIS設(shè)計(jì)的CASE工具等研究已成為當(dāng)前國(guó)際上GIS空間數(shù)據(jù)模型研究的學(xué)術(shù)前沿。

本文名稱:gis技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)趨勢(shì) gis的發(fā)展前景與應(yīng)用
文章路徑:http://muchs.cn/article42/dohcoec.html

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