论文部分内容阅读
【摘要】本文首先介绍了GIS的概念及研究现状，其次讨论了GIS技术的综合，最后重点研究了GIS的未来发展趋势。本文的研究具有重要的理论价值，为GIS技术的发展提供依据。
【关键词】GIS；发展；趋势
中图分类号： P423.3+4 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
我国地理信息系统近年来在快速发展的信息领域的刺激下，也取得了前所未有的成就。地理信息系统的开发，使我国能够能加快捷的掌握我国的地理信息，为很多决策带来便利，同时也促进地理信息的开发及利用。
二、GIS的概念及研究现状
1、GIS的概念
GIS(Geographic Information Systems,地理信息系统)是多种学科交叉的产物，它以地理空间为基础，采用地理模型分析方法，实施提供多种空间和动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。它的基本功能包括：数据采集与编辑、地理数据库的管理、空间查询与空间分析、以及制图和地形分析等。地理信息系统（GIS）技术是近些年迅速发展起来的一门空间信息分析技术，在资源与环境应用领域中，它发挥着技术先导的作用。GIS技术依托的主要工具和平台是计算机及其相关设备。
2、GIS的研究现状
GIS技术的研究已經越来越成为当前信息技术研究的热点。它的研究领域包括以下：
（1）资源管理 (Resource Management)
主要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场)分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。
（2）资源配置 (Resource Configuration)
在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置并使之发挥最大效益。
（3）土地信息系统管理 (Land Information System and Cadastral Application)
土地信息系统管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地理位置变化等许多内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。
（4）城市规划和管理 (Urban Planning and Management)
空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中的主要内容。例如，在大规模城市基础设施建设中如何保证它的合理布局、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。
（5）生态、环境管理与模拟 (Environmental Management and Modeling)
区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。
（6）地学研究与应用 (Application in Geo Science)
地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。
（7）应急响应 (Emergency Response)
解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时，如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。
（8）商业与市场 (Business and Marketing)
商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数，建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。
（9）基础设施管理 (Facilities Management)
城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、 电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征的。
（10）选址分析 (Site Selecting Analysis)
根据区域地理环境的特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素，在区域范围内选择最佳位置，是GIS的一个典型应用领域，充分体现了GIS的空间分析功能。
（11）可视化应用 (Visualization Application)
以数字地形模型为基础，建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的三维可视化模型，实现多角度浏览，可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型工程管理和仿真、旅游等领域。
三、GIS技术的综合
1、GIS、GPS、RS集成
GPS和遥感影像是GIS的重要信息源,GPS对地观测提供准确实时的定位信息和地面高程模型数据。RS对地观测的海量波谱信息为目标识别及规律探测提供定量定位数据,GIS再对GPS、RS获取的数据进行处理、分析,提供生产生活需要的实际决策信息。
2、GIS与虚拟现实技术(Virtual Reality)
虚拟现实技术(VR)是采用计算机技术生成个逼真的视觉、听觉、触觉和味觉等的感观世界,用户可以直接用人的技能和智慧对这个生成的虚拟实体进行观察和操作。
3、GIS与Internet/Intranet
Internet称为“互联网”,Intranet可称为“内联网”。网络的发展给GIS数据在更大范围内的发布、出版、获取和查询提供了有效可行的途径。Internet和WWW网络技术在GIS中的应用,走进了千家万户。
4、GJS与无线通讯
随着无线通讯技术的发展,特别是WAP技术的应用,加之宽带网络技术、IP技术,形成一种新的技术一无线定位技术(Wireless Location Technology),于是衍生无线定位服务(Wireless Location Service)。
5、GIS与数据库技术
GIS技术的瓶颈之一就是如何解决海量空间数据管理问题,对于一个城市级GIS系统,其数量极其巨大,一般可达到GB的数据量级。
6、GIS与数据挖掘(Data Mining)
数据挖掘(DM),或称从数据库中发现知识,定义为“从数据库中发现隐含的、先前不知道的、潜在的有用信息”数据和数据库的膨胀与人们对数据处理和理解的困难形成了反差,DM和KDD技术应运而生,其目的是为数据库理解与应用提供自动化,智能化手段。
7、GIS技术与多媒体和动画技术
多媒体技术在GIS中的应用极大地丰富了空间数据查询显示,使得广义的地理信息不仅有图形、图像,属性信息,还有音频、视频、动画,使得GIS的表现形式更丰富、更灵活、更友好。
四、GIS未来发展趋势
1、数据管理方面
(1)多比例尺、多尺度和多维空间数据的表达，对于多比例尺数据的显示,将运用影像金字塔技术、细节分层技术和地图综合等技术；而为了实现GIS的动态、实时和三维可视化,出现存储真三维坐标数据的3Dcls和真四维时空GIS。
(2)三库一体化的数据结构方向
空间数据库向着真正面向对象的数据模型和图形矢量库、影像栅格库和DEM格网库三库一体化数据结构的方向发展。这种三库一体化的数据结构改变了以图层为处理基础的组织方式,实现了直接面向空间实体的数据组织,使多源空间数据的录入与融合成为了可能,从而为GIS与遥感技术的集成创造了条件。
(3)基于空间数据仓库
的海量空间数据管理的研究空间数据量非常大,而且数据大都分散在政府、私人机构、公司的各个部门,数据的管理与使用就变得非常复杂,但这些空间数据又具有极大的科学价值和经济价值,因此大多数发达国家都比较重视空间数据仓库的建立工作,许多研究机构和政府部门都参与到空间数据仓库建立的研究工作。
(4)利用数据挖掘技术进行知识发现
空間数据挖掘是从空间数据库中抽取隐含的知识、空间关系以及其他非显式的包含在空间数据库中但以别的模式存在的信息供用户使用,这是GIS应用的较高层次。
2、技术集成方面
(l)“35”集成
“35”是GPS(全球定位系统)、RS(遥感)和GIS的简称,“3S”集成是指将遥感、空间定位系统和地理信息系统这三种对地观测技术有机地集成在一起。地理信息是一种信息流,RS、GPs和GIS中任何一个系统都只侧重于信息流特征中的一个方面,而不能满足准确、全面地描述地理信息流的要求。
(2)GIS与虚拟现实技术的结合
虚拟现实(Virtual Reality)是一种最有效地模拟人在自然环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术,是当代信息技术高速发展和集成的产物。从本质上说,虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口,通过计算机建立一种仿真数字环境,将数据转换成图形、声音和接触感受,利用多种传感设备使用户“投入”到该环境中,用户可以如同在真实世界那样“处理”计算机系统所产生的虚拟物体。
(3)分布式技术、万维网与GIS结合
目前,随着Internet技术的迅猛发展,其应用已经深人到各行各业,作为与我们日常生活息息相关的GIS也不例外,它们的结合产生了Web GIS。当前Web GIS系统已经得到迅速的发展,到1999年1月,仅在美国出现的这类系统就有23种之多。
五、结束语
随着近年来信息技术的快速发展，对地理信息系统的发展也是迅速的。地理信息系统的发展使我们能够更好地采集地理信息，管理地理信息数据库。使我们能够更好地掌握地理信息，开发地理资源。
参考文献
[1]徐爱萍,徐武平.组件技术与Com GIS[J].地图,2001(2):32一34.
[2]李德仁.数码城市(Cyber City)的概念、技术支撑和典型应用[C].数字湖北与湖北经济研讨会论文集,2001.
[3]陈正江,汤国安,任晓东.地理信息系统设计与开发[M].科学出版社,2005
【关键词】GIS；发展；趋势
中图分类号： P423.3+4 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
我国地理信息系统近年来在快速发展的信息领域的刺激下，也取得了前所未有的成就。地理信息系统的开发，使我国能够能加快捷的掌握我国的地理信息，为很多决策带来便利，同时也促进地理信息的开发及利用。
二、GIS的概念及研究现状
1、GIS的概念
GIS(Geographic Information Systems,地理信息系统)是多种学科交叉的产物，它以地理空间为基础，采用地理模型分析方法，实施提供多种空间和动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。它的基本功能包括：数据采集与编辑、地理数据库的管理、空间查询与空间分析、以及制图和地形分析等。地理信息系统（GIS）技术是近些年迅速发展起来的一门空间信息分析技术，在资源与环境应用领域中，它发挥着技术先导的作用。GIS技术依托的主要工具和平台是计算机及其相关设备。
2、GIS的研究现状
GIS技术的研究已經越来越成为当前信息技术研究的热点。它的研究领域包括以下：
（1）资源管理 (Resource Management)
主要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场)分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。
（2）资源配置 (Resource Configuration)
在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置并使之发挥最大效益。
（3）土地信息系统管理 (Land Information System and Cadastral Application)
土地信息系统管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地理位置变化等许多内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。
（4）城市规划和管理 (Urban Planning and Management)
空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中的主要内容。例如，在大规模城市基础设施建设中如何保证它的合理布局、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。
（5）生态、环境管理与模拟 (Environmental Management and Modeling)
区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。
（6）地学研究与应用 (Application in Geo Science)
地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。
（7）应急响应 (Emergency Response)
解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时，如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。
（8）商业与市场 (Business and Marketing)
商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数，建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。
（9）基础设施管理 (Facilities Management)
城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、 电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征的。
（10）选址分析 (Site Selecting Analysis)
根据区域地理环境的特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素，在区域范围内选择最佳位置，是GIS的一个典型应用领域，充分体现了GIS的空间分析功能。
（11）可视化应用 (Visualization Application)
以数字地形模型为基础，建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的三维可视化模型，实现多角度浏览，可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型工程管理和仿真、旅游等领域。
三、GIS技术的综合
1、GIS、GPS、RS集成
GPS和遥感影像是GIS的重要信息源,GPS对地观测提供准确实时的定位信息和地面高程模型数据。RS对地观测的海量波谱信息为目标识别及规律探测提供定量定位数据,GIS再对GPS、RS获取的数据进行处理、分析,提供生产生活需要的实际决策信息。
2、GIS与虚拟现实技术(Virtual Reality)
虚拟现实技术(VR)是采用计算机技术生成个逼真的视觉、听觉、触觉和味觉等的感观世界,用户可以直接用人的技能和智慧对这个生成的虚拟实体进行观察和操作。
3、GIS与Internet/Intranet
Internet称为“互联网”,Intranet可称为“内联网”。网络的发展给GIS数据在更大范围内的发布、出版、获取和查询提供了有效可行的途径。Internet和WWW网络技术在GIS中的应用,走进了千家万户。
4、GJS与无线通讯
随着无线通讯技术的发展,特别是WAP技术的应用,加之宽带网络技术、IP技术,形成一种新的技术一无线定位技术(Wireless Location Technology),于是衍生无线定位服务(Wireless Location Service)。
5、GIS与数据库技术
GIS技术的瓶颈之一就是如何解决海量空间数据管理问题,对于一个城市级GIS系统,其数量极其巨大,一般可达到GB的数据量级。
6、GIS与数据挖掘(Data Mining)
数据挖掘(DM),或称从数据库中发现知识,定义为“从数据库中发现隐含的、先前不知道的、潜在的有用信息”数据和数据库的膨胀与人们对数据处理和理解的困难形成了反差,DM和KDD技术应运而生,其目的是为数据库理解与应用提供自动化,智能化手段。
7、GIS技术与多媒体和动画技术
多媒体技术在GIS中的应用极大地丰富了空间数据查询显示,使得广义的地理信息不仅有图形、图像,属性信息,还有音频、视频、动画,使得GIS的表现形式更丰富、更灵活、更友好。
四、GIS未来发展趋势
1、数据管理方面
(1)多比例尺、多尺度和多维空间数据的表达，对于多比例尺数据的显示,将运用影像金字塔技术、细节分层技术和地图综合等技术；而为了实现GIS的动态、实时和三维可视化,出现存储真三维坐标数据的3Dcls和真四维时空GIS。
(2)三库一体化的数据结构方向
空间数据库向着真正面向对象的数据模型和图形矢量库、影像栅格库和DEM格网库三库一体化数据结构的方向发展。这种三库一体化的数据结构改变了以图层为处理基础的组织方式,实现了直接面向空间实体的数据组织,使多源空间数据的录入与融合成为了可能,从而为GIS与遥感技术的集成创造了条件。
(3)基于空间数据仓库
的海量空间数据管理的研究空间数据量非常大,而且数据大都分散在政府、私人机构、公司的各个部门,数据的管理与使用就变得非常复杂,但这些空间数据又具有极大的科学价值和经济价值,因此大多数发达国家都比较重视空间数据仓库的建立工作,许多研究机构和政府部门都参与到空间数据仓库建立的研究工作。
(4)利用数据挖掘技术进行知识发现
空間数据挖掘是从空间数据库中抽取隐含的知识、空间关系以及其他非显式的包含在空间数据库中但以别的模式存在的信息供用户使用,这是GIS应用的较高层次。
2、技术集成方面
(l)“35”集成
“35”是GPS(全球定位系统)、RS(遥感)和GIS的简称,“3S”集成是指将遥感、空间定位系统和地理信息系统这三种对地观测技术有机地集成在一起。地理信息是一种信息流,RS、GPs和GIS中任何一个系统都只侧重于信息流特征中的一个方面,而不能满足准确、全面地描述地理信息流的要求。
(2)GIS与虚拟现实技术的结合
虚拟现实(Virtual Reality)是一种最有效地模拟人在自然环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术,是当代信息技术高速发展和集成的产物。从本质上说,虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口,通过计算机建立一种仿真数字环境,将数据转换成图形、声音和接触感受,利用多种传感设备使用户“投入”到该环境中,用户可以如同在真实世界那样“处理”计算机系统所产生的虚拟物体。
(3)分布式技术、万维网与GIS结合
目前,随着Internet技术的迅猛发展,其应用已经深人到各行各业,作为与我们日常生活息息相关的GIS也不例外,它们的结合产生了Web GIS。当前Web GIS系统已经得到迅速的发展,到1999年1月,仅在美国出现的这类系统就有23种之多。
五、结束语
随着近年来信息技术的快速发展，对地理信息系统的发展也是迅速的。地理信息系统的发展使我们能够更好地采集地理信息，管理地理信息数据库。使我们能够更好地掌握地理信息，开发地理资源。
参考文献
[1]徐爱萍,徐武平.组件技术与Com GIS[J].地图,2001(2):32一34.
[2]李德仁.数码城市(Cyber City)的概念、技术支撑和典型应用[C].数字湖北与湖北经济研讨会论文集,2001.
[3]陈正江,汤国安,任晓东.地理信息系统设计与开发[M].科学出版社,2005