GIS技術(shù)(Geographic Information Systems，地理信息系統(tǒng))是多種學(xué)科交叉的產(chǎn)物，它以地理空間為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，實(shí)時(shí)提供多種空間和動態(tài)的地理信息，是一種為地理研究和地理決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。其基本功能是將表格型數(shù)據(jù)（無論它來自數(shù)據(jù)庫，電子表格文件或直接在程序中輸入）轉(zhuǎn)換為地理圖形顯示，然后對顯示結(jié)果瀏覽，操作和分析。其顯示范圍可以從洲際地圖到非常詳細(xì)的街區(qū)地圖，現(xiàn)實(shí)對象包括人口，銷售情況，運(yùn)輸線路以及其他內(nèi)容。
十年建站經(jīng)驗(yàn)， 網(wǎng)站設(shè)計(jì)、成都網(wǎng)站設(shè)計(jì)客戶的見證與正確選擇。成都創(chuàng)新互聯(lián)公司提供完善的營銷型網(wǎng)頁建站明細(xì)報(bào)價(jià)表。后期開發(fā)更加便捷高效，我們致力于追求更美、更快、更規(guī)范。
GIS是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬件、軟件系統(tǒng)支持下，對整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、處理、分析、顯示和描述的技術(shù)。
地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)是近些年迅速發(fā)展起來的一門空間信息分析技術(shù)，在資源與環(huán)境應(yīng)用領(lǐng)域中，它發(fā)揮著技術(shù)先導(dǎo)的作用。GIS技術(shù)不僅可以有效地管理具有空間屬性的各種資源環(huán)境信息，對資源環(huán)境管理和實(shí)踐模式進(jìn)行快速和重復(fù)的分析測試，便于制定決策、進(jìn)行科學(xué)和政策的標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)，而且可以有效地對多時(shí)期的資源環(huán)境狀況及生產(chǎn)活動變化進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測和分析比較，也可將數(shù)據(jù)收集、空間分析和決策過程綜合為一個(gè)共同的信息流，明顯地提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，為解決資源環(huán)境問題及保障可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。
黃旭釗
（地礦部航空物探遙感中心，北京 100083）
地理信息系統(tǒng)（geographic information system；簡稱GIS）始于50年代；70年代以后，由于計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，促使GIS朝實(shí)用方面迅速發(fā)展，一些發(fā)達(dá)國家先后建立了許多專業(yè)性的地理信息系統(tǒng)；80年代是GIS普及和推廣應(yīng)用階段；進(jìn)入90年代，隨著數(shù)字化信息產(chǎn)品在全世界的普及，GIS逐步深入到各行各業(yè)。中國地理信息系統(tǒng)起步較晚，但發(fā)展很快。在地質(zhì)科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，科學(xué)家們創(chuàng)造了多種認(rèn)識地質(zhì)現(xiàn)象的方法和手段，如地質(zhì)、物探、化探和遙感等。利用GIS技術(shù)，探討這些信息資源的“開發(fā)利用”方法，使其發(fā)揮更大的作用，是本文的根本目的。
GIS是一種對空間信息以數(shù)字形式進(jìn)行采集、編輯、處理、存儲、組織、模擬、分析并表示的計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)，它由硬件、軟件、數(shù)據(jù)和應(yīng)用四大分量組成，其任務(wù)則包括數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)表示四個(gè)方面。它具有如下兩個(gè)顯著特點(diǎn)：一是它不僅可以像傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)那樣管理數(shù)字和屬性信息，而且可以管理圖形信息；二是它可以利用各種空間分析的方法對多種不同的信息進(jìn)行綜合分析，解決空間實(shí)體之間的相互關(guān)系，對礦產(chǎn)預(yù)測水平的提高，起著積極的作用。
一、軟件介紹
在GIS引進(jìn)推廣過程中，將MapInfo作為平臺，開發(fā)一套功能較強(qiáng)、適于應(yīng)用目的的中小型GIS軟件，是行之有效的。它的主要功能如下（圖1）。
圖1 該系統(tǒng)的主要功能
（一）強(qiáng)大的地圖輸入、編輯能力
MapInfo對地圖的輸入提供三種輸入方式。
①可以通過數(shù)字化儀進(jìn)行地圖的輸入。
②支持光柵圖像的輸入，其格式可以是：BMP,GIF,JPEG,PCX,SPOT（衛(wèi)星航空照片位圖）、TGA,TIFF為后綴的圖形格式。光柵圖像輸入后，用戶可以用MapInfo提供的強(qiáng)大的作圖工具在其上作圖、編輯，然后存成單獨(dú)的矢量地圖層，也可以把光柵圖像作為底圖顯示。
③MapInfo支持標(biāo)準(zhǔn)的DXF文件的輸入。
（二）地圖與屬性管理
MapInfo以表的形式組織文本或圖形信息。每個(gè)表都有兩個(gè)文件：①文件名.tab，該文件描述表的結(jié)構(gòu)；②文件名.dat或文件名.wks,.dbt,.xls，這些文件包含表數(shù)據(jù)；對柵格表相應(yīng)的擴(kuò)展名是tif、gif或bmp。如果表里已經(jīng)含有圖形目標(biāo)還將有兩個(gè)相關(guān)文件，文件名.map和文件名.id，前者描述圖形目標(biāo)，后者是連接屬性數(shù)據(jù)和圖形目標(biāo)的交叉參考文件。這樣，就可以在MapInfo內(nèi)生成數(shù)據(jù)庫文件。
MapInfo采用層的概念組織、管理數(shù)據(jù)，用戶可根據(jù)自己對圖幅及相關(guān)內(nèi)容的理解，出于自身的實(shí)際需要，將某一特定的地理單元劃分成不同的層，以滿足單層或多層疊加瀏覽地理單元的需要。
（三）查詢統(tǒng)計(jì)與空間分析
查詢包括空間查詢和屬性查詢兩種方式?？臻g查詢是根據(jù)圖形目標(biāo)查找對應(yīng)的專業(yè)屬性，屬性查詢則根據(jù)專業(yè)屬性字段構(gòu)成的數(shù)據(jù)表達(dá)式或邏輯表達(dá)式，查找對應(yīng)的空間實(shí)體。該功能能夠?qū)崿F(xiàn)按單一數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢到按多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行復(fù)雜的SQL查詢，使我們能夠從大量的數(shù)據(jù)中，迅速得到分析所需要的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。
使用GIS很重要的原因之一是要對數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行空間分析。MapInfo中的空間分析主要包括緩沖區(qū)分析和疊置分析。緩沖區(qū)分析是地圖窗口中一個(gè)圍繞線目標(biāo)、區(qū)域或點(diǎn)等其它目標(biāo)的區(qū)域，可以用設(shè)置緩沖區(qū)半徑的方法控制緩沖區(qū)的大小。創(chuàng)建完緩沖區(qū)，就能夠在緩沖區(qū)內(nèi)尋找目標(biāo)。疊加分析是將兩個(gè)不同層內(nèi)的多邊形疊加合并的一種空間操作。該操作生成第三層，從而可對交叉區(qū)域進(jìn)行分析，在MapInfo中該功能需要進(jìn)一步擴(kuò)充和完善。僅僅這些空間分析，不能滿足成礦預(yù)測的要求，因此將傳統(tǒng)的成礦預(yù)測方法納入到GIS中是核心任務(wù)。目前常見的建模統(tǒng)計(jì)方法有信息量計(jì)算法、貝葉斯概率統(tǒng)計(jì)及特征向量法等。它們的基本思路是由已知典型礦床總結(jié)的礦床地質(zhì)標(biāo)志、地球物理標(biāo)志、地球化學(xué)標(biāo)志和遙感影像標(biāo)志構(gòu)成綜合標(biāo)志系列；然后，根據(jù)相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，在選定的成礦帶中建立找礦模型，再結(jié)合GIS的圖形分析功能，最終形成礦產(chǎn)預(yù)測圖。
（四）輸出形式
Maplnfo是基于Windows操作系統(tǒng)上的，凡是Windows支持的外設(shè)它都自然支持。
二、地質(zhì)與地球物理、地球化學(xué)概況
研究區(qū)位于四川、陜西、甘肅三省交界地帶，出露地層有元古界、古生界、中生界及新生界。其中寒武—奧陶系太陽頂群、泥盆系下吾那組、三疊系是微細(xì)浸染型金礦的重要賦礦層位。
該區(qū)大地構(gòu)造位置屬秦嶺褶皺系西段、松潘甘孜褶皺系的一部分。斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，瑪曲—略陽大斷裂帶、尕?！矍煽h大斷裂帶、瑪曲—文縣—勉縣大斷裂帶均由數(shù)條與走向基本平行的主干斷層組成，為多期多次活動的大斷裂帶，亦是重要的控礦斷裂[1]（圖2）
圖2 構(gòu)造分區(qū)
Ⅰ—西秦嶺加里東褶皺帶；Ⅱ—西秦嶺華力西褶皺帶；Ⅲ—西秦嶺印支褶皺帶；Ⅳ—松潘甘孜褶皺系；Ⅴ—揚(yáng)子準(zhǔn)地臺
巖漿活動與內(nèi)生金屬礦關(guān)系密切。在本區(qū)，大中型金礦床在空間分布上常常與巖體有關(guān)，與基巖有關(guān)的金礦床多分布于巖體的外接觸帶上。
由于該區(qū)航磁數(shù)據(jù)和重力數(shù)據(jù)比例尺較小，因此有些局部異常反映不明顯。但該資料對區(qū)域構(gòu)造輪廓、主要斷裂構(gòu)造反映比較清晰。
研究區(qū)內(nèi)水系沉積物資料表明：①共生元素組合Au—As—Sb-Hg及Au—As—Sb或Au—As—Hg主要和微細(xì)粒金礦生成有關(guān)。②在金的高背景或低背景上的Au、As、Sb、Hg濃集中心有利于形成微細(xì)浸染型金礦。③較好的金礦化區(qū)，化探異常濃集中心面積并不大，背景不高，濃集中心突出，重合性好。
三、基于GIS的成礦預(yù)測方法
（一）多元地學(xué)數(shù)據(jù)的建立與管理
此次研究共收集了五種來源的地學(xué)數(shù)據(jù)，它們是地層及構(gòu)造數(shù)據(jù)、礦產(chǎn)數(shù)據(jù)、航磁數(shù)據(jù)、重力數(shù)據(jù)、化探數(shù)據(jù)。處理流程如圖3所示。
圖3 處理流程
將以上這些圖件通過掃描儀輸入到計(jì)算機(jī)中，形成.tif柵格影像文件。經(jīng)過配準(zhǔn)（一般選擇四個(gè)控制點(diǎn)）形成.tab文件，便可作為柵格影像圖顯示出來。地質(zhì)影像圖、航磁平面等值線影像圖、礦床分布影像圖通過屏幕跟蹤實(shí)現(xiàn)矢量化，同時(shí)亦形成.tab文件，一個(gè).tab文件由一個(gè)圖層組成，代表一種專題信息。航磁剖面平面影像圖、布格重力異常影像圖、水系沉積物元素異常影像圖未經(jīng)全部矢量化，只在典型礦床上及其周圍做矢量化處理。根據(jù)航磁異常和重力異常的基本特征，圈出五條隱伏大斷裂及28處隱伏中酸性巖體。參考地質(zhì)資料，形成斷裂及巖體分布圖。經(jīng)過矢量化后的圖層，可隨時(shí)進(jìn)行編輯，并可創(chuàng)建相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)庫。
（二）查詢統(tǒng)計(jì)
根據(jù)地層分布圖，通過條件查詢功能檢索賦礦地層：下古生界（Pzl）、上古生界（Pz2）及三疊系（T）（圖4）。從圖中我們可以看到礦床（點(diǎn)）在各地層中的分布情況，還可以進(jìn)一步作統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見表1。
（三）空間分析與成礦遠(yuǎn)景預(yù)測
1.斷裂與礦床（點(diǎn)）相關(guān)性分析
圖4 賦礦地層
表1 賦礦地層與礦床（點(diǎn)）統(tǒng)計(jì)
該區(qū)礦床與斷裂關(guān)系甚為密切，因此，研究礦床到線性構(gòu)造的“距離”是十分重要的。為了確定礦床與斷裂構(gòu)造的相關(guān)性，在控礦斷裂周圍每隔2km設(shè)置一個(gè)通道，共設(shè)置八個(gè)通道。設(shè)置通道的辦法是用緩沖區(qū)功能來實(shí)現(xiàn)的，對微細(xì)浸染型金礦而言，分析結(jié)果見表2。從表中可以看出，在距斷裂16km的范圍內(nèi)，集中了71.2%的礦床（點(diǎn)），其中包括了全部的大、中型礦床和77.8%的小型礦床。表中還給出了不同距離區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)礦產(chǎn)地的頻數(shù)（%）。上述分析結(jié)果為確定斷裂影響帶寬度提供了客觀依據(jù)。為此，我們以16km為緩沖區(qū)半徑，做出該類型金礦的斷裂影響帶，這是尋找該類型金礦的有利地帶。應(yīng)該指出，我們選擇的斷裂帶都是規(guī)模較大的斷裂帶，本身都由數(shù)條主干斷層組成，具有較寬的斷裂破碎帶，當(dāng)我們用線表示它們時(shí)，只反映了它們的中心位置，所以我們做出的斷裂影響帶的寬度較寬（圖5）。
表2 斷裂與礦床（點(diǎn)）“距離”統(tǒng)計(jì)
圖5 斷裂與巖體緩沖區(qū)
2.中酸性巖體與礦化的關(guān)系
已知資料表明，巖漿活動與內(nèi)生金屬礦床關(guān)系密切。它不僅對溶液起加熱和驅(qū)動作用，而且可能在成礦作用中帶來某些組分。該區(qū)與巖體有關(guān)的金屬礦屬中低溫?zé)嵋盒徒鸬V，多分布于巖體外接觸帶附近，一般在距巖體5km的范圍內(nèi)。因此以5km為半徑作緩沖區(qū)（圖5），這亦是成礦的有利地帶。
3.根據(jù)水系沉積物異常圈定成礦有利區(qū)
根據(jù)1:20萬水系沉積物異常，將具有Au元素異常濃集中心，或者具有Au元素異常濃集中心、同時(shí)伴生As、Sb、Hg或伴生As、Sb或伴生As、Hg元素異常，重合性好的區(qū)域確定為有利成礦區(qū)；將具有Au元素異常，但濃集中心不明顯，伴生As或Sb元素異常的區(qū)域確定為較有利的成礦區(qū)。
4.疊加分析
（1）斷裂影響帶與巖體影響帶作相加運(yùn)算
斷裂影響帶和巖體影響帶都是形成金礦的有利地帶，為此將斷裂緩沖區(qū)與巖體緩沖區(qū)疊加并取其和，形成斷裂與巖體影響帶疊加圖。
（2）賦礦地層與上述斷裂與巖體疊加影響帶作相交運(yùn)算
賦礦地層是形成金礦的必要條件，斷裂與巖體影響帶，只有在賦礦地層中才是金礦成礦的有利地段。因此將賦礦地層圖與斷裂與巖體影響帶疊加圖再進(jìn)行疊加，取相交部分。
（3）將上述結(jié)果與根據(jù)化探得到的有利成礦區(qū)作相交運(yùn)算
為了更有效、更準(zhǔn)確地得到成礦遠(yuǎn)景區(qū)，我們將上述成礦遠(yuǎn)景區(qū)與根據(jù)化探得到的有利成礦區(qū)作相交運(yùn)算，從而得到如圖6所示的遠(yuǎn)景區(qū)。一級遠(yuǎn)景區(qū)即賦礦地層、斷裂影響帶（或巖體影響帶）、化探異常疊加的交集，其中有已知大中小型礦床分布。此次共圈定25處一級遠(yuǎn)景區(qū)，其中九處區(qū)域與已知礦床（點(diǎn)）完全吻合；六處區(qū)域包含已知礦床（點(diǎn)），但范圍要大得多；九處區(qū)域是新圈出的區(qū)域。二級找礦遠(yuǎn)景區(qū)即賦礦地層與斷裂影響帶（或巖體影響帶）疊加的交集；或者滿足地層及地球化學(xué)找礦標(biāo)志，但不處于構(gòu)造有利部位；部分已知中小型礦床落在該區(qū)域內(nèi)。三級找礦遠(yuǎn)景區(qū)即賦礦地層與斷裂影響帶（或巖體影響帶）疊加的交集，該區(qū)域內(nèi)沒有已知的礦床（點(diǎn)）分布。
圖6 成礦遠(yuǎn)景區(qū)
應(yīng)該指出的是，上面的例子各種信息量是以等權(quán)來對待的，若首先應(yīng)用上文提到的數(shù)學(xué)模型確定權(quán)重，再做疊加運(yùn)算，預(yù)測效果將會更加準(zhǔn)確。
四、結(jié)論
通過使用GIS，我們有如下幾點(diǎn)體會。
①它改變了傳統(tǒng)的手工操作模式，可以很方便地將所需要的信息疊合，并且同時(shí)輸出。
②數(shù)據(jù)庫具有永久性，可以重復(fù)利用，為以后更新數(shù)據(jù)提供方便，從而減少了重復(fù)勞動。
③空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)合查詢，使我們能夠從大量的信息中迅速提取分析所需要的信息。
④MapInfo通過點(diǎn)、線和多邊形把數(shù)據(jù)和地圖連接在一起，單擊地圖上的任意對象，便可以同時(shí)看到多個(gè)與該對象相關(guān)聯(lián)的所有數(shù)據(jù)。這樣可以幫助我們分析數(shù)據(jù)。
參考文獻(xiàn)
李文元，等.秦嶺西部微細(xì)浸染金礦成礦條件.中國金礦主要類型找礦方向與找礦方法文集（第二輯），北京：地質(zhì)出版社，1994
A STUDY OF METALLOGENIC PROGNOSTIC TECHNIQUE BASED ON GIS
Huang Xuzhao
（Aerogeophysical Survey and Remote—Sensing Center,Beijing 100083）
Abstract
The geophysical information system（GIS）has greatly raised the multi-purpose utilization level of spatial data for metallogenic prognosis.Its importance is that it plays the role of a bridge which links the traditional manual superimposition technique with the mathematic technique of spatial analysis,thus avoiding many artificial factors imposed on metal-logenic prognosis.Based on evaluation of metallogenic conditions and integrated prognosis for mineral resources in Sichuan-Shaanxi-Gansu triangular area,this paper discusses the application of GIS technique to metallogenic prognosis.
馬澤忠1、2 張孝成1 廖和平3
（1.重慶市土地勘測規(guī)劃院，重慶，400020；2.中國人民解放軍重慶后勤工程學(xué)院，重慶，400201；3.西南大學(xué)，重慶，400060）
摘要：本文以南岸區(qū)為例，根據(jù)人口預(yù)測模型和人均建設(shè)用地指標(biāo)預(yù)測城鎮(zhèn)建設(shè)用地需求規(guī)模；通過指標(biāo)因子網(wǎng)格（Grid）空間模擬，采用綜合指數(shù)法求取網(wǎng)格綜合城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性指數(shù)；以地理事物相近相似原理，以城鎮(zhèn)建設(shè)用地需求規(guī)模為控制，以地理信息系統(tǒng)為支持，通過網(wǎng)格合并預(yù)測城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模范圍。研究表明，采用基于綜合城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性指數(shù)計(jì)算機(jī)自動獲取建設(shè)用地范圍邊界具有較高的科學(xué)性和實(shí)用性，可為土地主管部門和土地利用總體規(guī)劃建設(shè)用地布局提供決策支持。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)格；適宜性指數(shù)；空間模擬；南岸區(qū)；重慶市
1 研究區(qū)域概況
南岸區(qū)位于重慶市都市圈內(nèi)，地處長江以南，介于東經(jīng) 106°31′～106°48′、北緯29°27′～29°38′之間，全區(qū)面積261.08km2。2004年全區(qū)總?cè)丝?26787人，其中農(nóng)村人口占22.76%，城鎮(zhèn)人口占77.24 %，人口密度為2020 人/km2。南岸區(qū)地貌屬川東平行嶺谷的一部分，在區(qū)境內(nèi)自西向東有四條背斜和三條向斜，背斜成山，向斜則形成以丘陵為主的谷地，構(gòu)成了本區(qū)低山、丘陵、平壩的地貌組合特征。全區(qū)最高海拔681 m；最低海拔157m，相對高差524m。2004年末農(nóng)用地總面積15600.19hm2，占全區(qū)土地總面積的59.83%；建設(shè)用地總面積7649.18hm2，占全區(qū)土地總面積的29.33%。其中，城市用地2714.54hm2，占居民點(diǎn)及工礦用地的37.67%；建制鎮(zhèn)用地229.03hm2，占居民點(diǎn)及工礦用地的3.18%；農(nóng)村居民點(diǎn)用地1924.45hm2，占居民點(diǎn)及工礦用地的26.71%；獨(dú)立工礦用地2036.13hm2，占居民點(diǎn)及工礦用地的28.26%；特殊用地301.25hm2，占居民點(diǎn)及工礦用地的4.18%；交通運(yùn)輸用地面積380.59hm2，占建設(shè)用地面積的4.98%；未利用地總面積2826.94hm2，占全區(qū)土地總面積的10.84%。南岸區(qū)2004年土地資源利用結(jié)構(gòu)中，農(nóng)用地、建設(shè)用地和未利用地的比重為59.83∶29.33∶10.84，以農(nóng)用地為主。
2 城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模測算
城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模的大小應(yīng)與人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)規(guī)模相適應(yīng)，同時(shí)還受土地利用條件、地形地貌等自然條件的限制，因此，預(yù)測城鎮(zhèn)用地規(guī)模應(yīng)從實(shí)際出發(fā)、因地制宜、量力而行，規(guī)模適度，不可貪大求全，致使城市無限制膨脹，造成土地資源的浪費(fèi)?？紤]到區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展受許多非確定因素的影響，預(yù)測城鎮(zhèn)發(fā)展空間時(shí)也應(yīng)適當(dāng)超前，留有余地，增強(qiáng)預(yù)測結(jié)果的可操作性。城鎮(zhèn)建設(shè)用地應(yīng)走內(nèi)涵挖潛和適度外延擴(kuò)大相結(jié)合的集約型道路，必須首先挖掘各種閑置土地和利用不充分、不合理的土地用于城鎮(zhèn)建設(shè)；城鎮(zhèn)空間的擴(kuò)展，盡量少占或不占耕地。
2.1 人口預(yù)測
人口預(yù)測的方法一般有指數(shù)增長法、回歸預(yù)測法、邏輯斯第函數(shù)預(yù)測法、人口年齡推算法等，根據(jù)縣級土地利用總體規(guī)劃規(guī)程，一般采用指數(shù)增長法進(jìn)行人口預(yù)測，預(yù)測公式如下：
P＝P0 （1 ＋K）n ＋nΔP （1）
式中，P為規(guī)劃目標(biāo)年的總?cè)丝跀?shù)；P0 為規(guī)劃基期年的總?cè)丝冢籏為規(guī)劃期人口自然增長率；n為規(guī)劃年限；ΔP為規(guī)劃期間平均每年人口機(jī)械增長數(shù)。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，南岸區(qū)歷年人口自然增長率為1.6‰左右，到2010年，南岸區(qū)的人口增長速度不會產(chǎn)生大的波動，因此取K＝1.6‰。由于南岸區(qū)社會發(fā)展迅速，人口機(jī)械增長速度較大，根據(jù)多種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，近年機(jī)械人口增長速度保持在82093人/年，因此到2010年，南岸區(qū)人口數(shù)量將達(dá)到1024420人。
2.2 城鎮(zhèn)人口預(yù)測
2004年南岸區(qū)總?cè)丝?26787人，城鎮(zhèn)化率為77.24%，城鎮(zhèn)人口406883人。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，南岸區(qū)城鎮(zhèn)人口的自然增長率為1.6‰，通過農(nóng)轉(zhuǎn)非、區(qū)外人口遷入等形式，每年增加城鎮(zhèn)人口 68171 人，依公式（1）計(jì)算 406883×（1 ＋1.6‰）6 ＋6×98171＝819629，預(yù)計(jì)2010城鎮(zhèn)化率將達(dá)到80.00%，通過歷年城市水平現(xiàn)行模擬預(yù)測所得到的結(jié)果為80.60%，大致相似，因此本次研究取2010年南岸區(qū)城市化水平為80.00%。
2.3 城鎮(zhèn)建設(shè)用地需求量預(yù)測
建設(shè)用地需求量的定量預(yù)測方法通常有趨勢預(yù)測法、回歸預(yù)測法和定額指標(biāo)預(yù)測法。趨勢預(yù)測法是根據(jù)土地的實(shí)際需求量隨時(shí)間的變動規(guī)律來外推今后的土地需求量，通常以時(shí)間t為自變量，土地需求量為因變量建立趨勢線方程，其一般形式為
。趨勢線方程通常有直線方程、二次曲線方程和指數(shù)方程?；貧w預(yù)測法是根據(jù)變量之間的相互關(guān)系，利用其他變量的已知值來推斷預(yù)測變量的值，是通過表明兩個(gè)或幾個(gè)變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式進(jìn)行預(yù)測的一種方法。因此，應(yīng)用回歸預(yù)測法同時(shí)需要兩組時(shí)間順序相同、相互關(guān)系密切的時(shí)間序列。定額指標(biāo)法是一種簡便、準(zhǔn)確的預(yù)測方法，主要是運(yùn)用城市人口預(yù)測結(jié)果，以部頒人均用地限額為定額指標(biāo)計(jì)算用地需求量。根據(jù)南岸區(qū)建設(shè)的實(shí)際和集約用地要求，在選用指標(biāo)級別時(shí)，盡量選用較為寬松的人均用地指標(biāo)。
2.3.1 人均城鎮(zhèn)建設(shè)用地指標(biāo)
南岸區(qū)現(xiàn)狀人均城鎮(zhèn)建設(shè)用地指標(biāo)2004年為72.32m2/人，本研究選用城鎮(zhèn)建設(shè)人均用地規(guī)劃指標(biāo)2010年為87m2/人，能夠滿足城鎮(zhèn)發(fā)展需要。
2.3.2 規(guī)劃城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積
819629 人×87 （m2/人）/10000＝7130.77hm2，規(guī)劃新增加城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積 Sc為4186.93hm2。
3 建設(shè)用地?cái)U(kuò)展范圍預(yù)測
城鎮(zhèn)用地總體布局就是在城鎮(zhèn)性質(zhì)、規(guī)模以及規(guī)劃期間主要的建設(shè)項(xiàng)目和有關(guān)總體規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)確定的情況下，在城鎮(zhèn)用地評價(jià)和選擇的基礎(chǔ)上，對規(guī)劃期內(nèi)城鎮(zhèn)布局形式和各項(xiàng)建設(shè)統(tǒng)籌安排、合理布局，制定出科學(xué)的用地布局方案。本次研究通過指標(biāo)因子網(wǎng)格（Grid）空間模擬，采用綜合指數(shù)法求取網(wǎng)格綜合城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性指數(shù)；以地理事物相近相似原理，以城鎮(zhèn)建設(shè)用地需求規(guī)模為控制，以地理信息系統(tǒng)為支持，通過網(wǎng)格合并預(yù)測城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模范圍。
3.1 建設(shè)用地?cái)U(kuò)展范圍影響因素
建設(shè)用地的選擇就是依據(jù)城鎮(zhèn)用地適宜性評價(jià)結(jié)果和城鎮(zhèn)用地可持續(xù)利用的要求，合理的確定城鎮(zhèn)的具體位置和建設(shè)用地?cái)U(kuò)展范圍。影響建設(shè)用地?cái)U(kuò)展范圍的因素多種多樣，主要包括以下幾個(gè)方面。
（1）地貌條件 地貌條件影響城鎮(zhèn)的分布位置、平面結(jié)構(gòu)和空間布局，同時(shí)不同的地貌條件還影響各項(xiàng)建筑物的用地布置和工程設(shè)施的建設(shè)。主要參考指標(biāo)包括地表破碎度、坡度、地貌部位、地貌類型等。
（2）地質(zhì)水文條件 由于地質(zhì)構(gòu)造和土層的自然堆積情況不一，因而對建筑物的承載能力造成差異；不同的水文條件影響城鎮(zhèn)的發(fā)展規(guī)模和安全問題。主要參考指標(biāo)為：地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、降水、河網(wǎng)密度，河流洪水位等。
（3）社會經(jīng)濟(jì)條件 城鎮(zhèn)用地規(guī)模和擴(kuò)展范圍必須從城鎮(zhèn)用地布局現(xiàn)狀出發(fā)，按照國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需要、城鎮(zhèn)用地功能組織及城鎮(zhèn)景觀建設(shè)的要求，統(tǒng)籌安排、合理布局。因此影響城鎮(zhèn)建設(shè)用地布局和擴(kuò)展的因素主要包括如下社會經(jīng)濟(jì)條件：區(qū)域現(xiàn)狀路網(wǎng)密度、區(qū)域規(guī)劃路網(wǎng)密度、現(xiàn)狀城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模影響度、土地利用類型、單位固定資產(chǎn)投資新增建設(shè)用地面積等。
3.2 建設(shè)用地?cái)U(kuò)展范圍預(yù)測方法
建設(shè)用地?cái)U(kuò)展范圍預(yù)測首先將研究區(qū)域在一定尺度下進(jìn)行網(wǎng)格劃分，針對不同的網(wǎng)格進(jìn)行城鎮(zhèn)用地適宜性評價(jià)，形成區(qū)域城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性評價(jià)結(jié)果；其次，以新增建設(shè)用地規(guī)模為控制，采用基于網(wǎng)格數(shù)據(jù)處理技術(shù)的計(jì)算機(jī)自動搜索方法獲取城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展范圍。
3.3 建設(shè)用地?cái)U(kuò)展范圍預(yù)測結(jié)果
3.3.1 城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性評價(jià)
應(yīng)用層次分析法和特爾菲法，確定研究區(qū)域城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性評價(jià)指標(biāo)和各指標(biāo)權(quán)重，如表1。
表1 城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性評價(jià)指標(biāo)權(quán)重值
應(yīng)用地理信息用空間數(shù)據(jù)模擬方法，以地面100 m 網(wǎng)格精度將各評價(jià)指標(biāo)在研究區(qū)域內(nèi)進(jìn)行連續(xù)分布模擬，得到區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)化后指標(biāo)數(shù)據(jù)在研究區(qū)域內(nèi)的連續(xù)分布值，如圖1為研究區(qū)內(nèi)地表破碎度模擬。
應(yīng)用綜合指數(shù)法對研究區(qū)域城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性以地面分辨率為100 m 網(wǎng)格單元進(jìn)行綜合評價(jià)，每一網(wǎng)格單元適宜性綜合指數(shù)計(jì)算公式為：
圖1 地表破碎度模擬 （圖中值越高，破碎度越大）
土地信息技術(shù)的創(chuàng)新與土地科學(xué)技術(shù)發(fā)展：2006年中國土地學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集
式中，Pi為第i個(gè)網(wǎng)格單元城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性綜合指數(shù)；Vj 為各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重；X′j為各網(wǎng)格單元評價(jià) j 項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后分值，m 為指標(biāo)項(xiàng)數(shù)；n 為流域內(nèi)所劃分的網(wǎng)格單元個(gè)數(shù)即CELL 的個(gè)數(shù)。
通過地理信息系統(tǒng)空間數(shù)學(xué)運(yùn)算，得到南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性綜合指數(shù)分布圖（圖2）。
圖2 南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性綜合指數(shù)分布
3.3.2 預(yù)測結(jié)果
以地理事物相近相似原理為基礎(chǔ)，應(yīng)用VB6集成開發(fā)環(huán)境和ESRI公司的Arc Objects組件系列開發(fā)自動分區(qū)程序模塊，分區(qū)的計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)流程如圖3。
圖3 確定城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展范圍算法流程圖
（1）確定城鎮(zhèn)建設(shè)用地地塊的最小面積 Smin，凡是小于Smin的地塊應(yīng)當(dāng)被合并。
（2）以評價(jià)單元為最小的合并對象，將其合并到鄰域內(nèi)最相似的適宜性類型區(qū)，如果鄰域內(nèi)有多個(gè)相似的地塊，則合并到其中面積最大的地塊內(nèi)。
最后將合并對象以評價(jià)單元面積的整數(shù)倍進(jìn)行增加，直到城鎮(zhèn)建設(shè)用地最小的地塊面積都不小于Smin時(shí)，且總面積為預(yù)測需增加的建設(shè)用地時(shí)，中止循環(huán)并輸出區(qū)域城鎮(zhèn)建設(shè)用地分區(qū)圖（圖4）。
由圖可知，南岸區(qū)未來城市發(fā)展重點(diǎn)在長生橋鎮(zhèn)，南山和東部區(qū)域應(yīng)作為生態(tài)保護(hù)區(qū)，不適宜城市發(fā)展，這與傳統(tǒng)方法所作的土地利用總體規(guī)劃基本一致。在城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展方向上，本次研究結(jié)果表明，南岸區(qū)主要向北發(fā)展，重點(diǎn)發(fā)展中部，兼顧小城鎮(zhèn)規(guī)模，在發(fā)展茶園新城區(qū)的同時(shí)，必須給各建制鎮(zhèn)預(yù)留城鎮(zhèn)建設(shè)用地指標(biāo)。
圖4 南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展范圍預(yù)測結(jié)果
4 結(jié)論
通過研究可得到如下結(jié)論：
（1）應(yīng)用空間數(shù)據(jù)模擬技術(shù)，可以直觀地表達(dá)間斷地理現(xiàn)象的區(qū)域空間分布趨勢，為數(shù)學(xué)模型分析提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。
（2）采用基于網(wǎng)格數(shù)據(jù)處理技術(shù)的計(jì)算機(jī)自動搜索方法獲取城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展范圍，為土地利用規(guī)劃中劃定城鎮(zhèn)建設(shè)用地及其他用地類型范圍提供了較為科學(xué)的技術(shù)支撐，使規(guī)劃中建設(shè)用地的布局更科學(xué)、合理。
（3）通過本項(xiàng)研究，將土地適宜性評價(jià)和土地利用規(guī)劃有機(jī)地忸結(jié)合起來，為未來土地利用規(guī)劃在方法上做了有益的探索。
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0 引言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展、空間技術(shù)的日新月異及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)理論的日漸完善，GIS（Geographic Information System）技術(shù)也日趨成熟，并且逐漸被人們所認(rèn)識和接受。近年來，GIS被世界各國普遍重視，尤其是“數(shù)字地球”概念的提出，使其核心技術(shù)GIS更為各國政府所關(guān)注。目前，以管理空間數(shù)據(jù)見長的GIS已經(jīng)在全球變化與監(jiān)測、軍事、資源管理、城市規(guī)劃、土地管理、環(huán)境研究、農(nóng)作物估產(chǎn)、災(zāi)害預(yù)測、交通管理、礦產(chǎn)資源評價(jià)、文物保護(hù)、濕地制圖以及政府部門等許多領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。當(dāng)前GIS正處于急劇發(fā)展和變化之中，研究和總結(jié)GIS技術(shù)發(fā)展，對進(jìn)一步開展GIS研究工作具有重要的指導(dǎo)意義。因此，本文就目前GIS技術(shù)的研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢進(jìn)行總結(jié)和分析。
1 GIS研究現(xiàn)狀及其分析
1.1 GIS研究現(xiàn)狀
世紀(jì)90年代以來，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷突破以及其它相關(guān)理論和技術(shù)的完善，GIS在全球得到了迅速的發(fā)展。在海量數(shù)據(jù)存儲、處理、表達(dá)、顯示及數(shù)據(jù)共享技術(shù)等方面都取得了顯著的成效，其概括起來有以下幾個(gè)方面[1]：①硬件系統(tǒng)采用服務(wù)器/客戶機(jī)結(jié)構(gòu)，初步形成了網(wǎng)絡(luò)化、分布式、多媒體GIS；②在GIS的設(shè)計(jì)中，提出了采用“開放的CIS環(huán)境”的概念，最終以實(shí)現(xiàn)資源共享、數(shù)據(jù)共享為目標(biāo)；③高度重視數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與數(shù)據(jù)質(zhì)量的問題，并已形成一些較為可行的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；④面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)已經(jīng)問世，正在發(fā)展稱之為“對象——關(guān)系DBMS（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）”；⑤以CIS為核心的“3S”技術(shù)的逐漸成熟，為資源與環(huán)境工作提供了空間數(shù)據(jù)新的工具和方法；⑥新的數(shù)學(xué)理論和工具采用CIS，使其信息識別功能、空間分析功能得以增強(qiáng)等等。
在GIS技術(shù)不斷發(fā)展下，目前GIS的應(yīng)用已從基礎(chǔ)信息管理與規(guī)劃轉(zhuǎn)向更復(fù)雜的區(qū)域開發(fā)、預(yù)測預(yù)報(bào)，與衛(wèi)星遙感技術(shù)相結(jié)合用于全球監(jiān)測，成為重要的輔助決策工具。據(jù)有關(guān)部門估計(jì)，目前世界上常用的GIS軟件己達(dá)400多種[2].國外較著名的GIS軟件產(chǎn)品有[3]：Auotodesk系列產(chǎn)品、Arc/Info、MapInfo及其構(gòu)件產(chǎn)品、Intergraph、Microstation等，還有Web環(huán)境下矢量地圖發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，如XML、GML、SVG等等。我國GIS軟件研制起步較晚，比較成熟的測繪軟件主要有南方CASS，MapGIS，GeoStar，SuperMap等。盡管現(xiàn)存的GIS軟件很多，但對于它的研究應(yīng)用，歸納概括起來有二種情況：一是利用GIS系統(tǒng)處理用戶的數(shù)據(jù)；二是在GIS的基礎(chǔ)上，利用它的開發(fā)函數(shù)庫二次開發(fā)用戶專用的GIS軟件。目前已成功應(yīng)用包括資源管理、自動制圖、設(shè)施管理、城市和區(qū)域規(guī)劃、人口和商業(yè)管理、交通運(yùn)輸、石油和天然氣、教育、軍事等九大類別的一百多個(gè)領(lǐng)域。在美國及發(fā)達(dá)國家，GIS的應(yīng)用遍及環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害預(yù)測、城市規(guī)劃建設(shè)、政府管理等眾多領(lǐng)域。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，加速了GIS應(yīng)用的進(jìn)程，在城市規(guī)劃管理、交通運(yùn)輸、測繪、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮r重要的作用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
1.2 當(dāng)前GIS發(fā)展存在的主要問題
基于以上GIS技術(shù)現(xiàn)狀研究，本文分析認(rèn)為GIS技術(shù)在模型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面存在著不足，一定程度上制約了GIS技術(shù)的發(fā)展。
（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面存在的問題
目前通用的GIS主要有矢量、柵格或兩者相加的混合系統(tǒng)，即使是混合系統(tǒng)實(shí)際上也是將兩類數(shù)據(jù)分開存儲，當(dāng)需要執(zhí)行不同的任務(wù)時(shí)采用不同的數(shù)據(jù)形式。在矢量結(jié)構(gòu)方面，其缺點(diǎn)是處理位置關(guān)系（包括相交、通過、包含等）相當(dāng)費(fèi)時(shí)，且缺乏與DEM和RS直接結(jié)合的能力。在柵格結(jié)構(gòu)方面，存在著柵格數(shù)據(jù)分辨率低，精度差；難以建立地物間的拓?fù)潢P(guān)系；難以操作單個(gè)目標(biāo)及柵格數(shù)據(jù)存貯量大等問題[4].
（2）GIS模型存在的問題
傳統(tǒng)GIS模型是按照計(jì)算機(jī)的方法對客觀世界地理空間不自然的分割和抽象，使得人們認(rèn)知地理空間的認(rèn)知模型與計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)模型不能形成良好的對應(yīng)關(guān)系，難以表達(dá)復(fù)雜的地理實(shí)體，更難滿足客觀世界的整體特征要求。在GIS軟件開發(fā)中，如果語義分割不合理，將難以有效表達(dá)地理空間實(shí)體間的關(guān)系，這就導(dǎo)致較深層次的分析、處理操作難以實(shí)現(xiàn)。隨著GIS應(yīng)用需求領(lǐng)域的不斷開拓及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，對空間數(shù)據(jù)模型和空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，使得傳統(tǒng)的地理空間數(shù)據(jù)模型力不從心，逐漸暴露其弊端。
目前，面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型一定程度上解決了傳統(tǒng)GIS數(shù)據(jù)模型的某些不足，但是OODB（面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫）目前仍未在市場以及關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用方面被廣泛接受，因?yàn)镺ODB作為一個(gè)DBS還不太成熟，如缺少完全非過程性的查詢語言以及視圖、授權(quán)、動態(tài)模式更新和參數(shù)化性能協(xié)調(diào)等；且OODB與RDB之間缺少應(yīng)有的兼容性，因而使得大量的已建立起來的龐大的RDB客戶不敢輕易地去選擇OODB.
（3）其他方面亟待解決的問題
當(dāng)前，GIS正處在一個(gè)大變革時(shí)期，GIS的進(jìn)一步發(fā)展還面臨不少問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[5]：①GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的方法學(xué)問題。在GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中缺乏面向?qū)ο蟮恼J(rèn)知方法學(xué)和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法學(xué)的指導(dǎo)，導(dǎo)致GIS軟件系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性差；②GIS的功能問題。當(dāng)前以數(shù)據(jù)采集、存儲、管理和查詢檢索功能為主的GIS，不能滿足社會和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展在空間分析、預(yù)測預(yù)報(bào)、決策支持等方面的要求，直接影響到GIS的應(yīng)用效益和生命力；③三維GIS模型及可視化問題。目前大多數(shù)GIS軟件的圖形顯示是基于二維平面的，即使是三維效果顯示也是采用DEM的方法來處理表達(dá)地形的起伏，涉及到地底下真三維的自然和人工現(xiàn)象顯得無能為力。
2 GIS未來發(fā)展趨勢
2.1數(shù)據(jù)管理方面
（1）多比例尺、多尺度和多維空間數(shù)據(jù)的表達(dá)[6]
對于多比例尺數(shù)據(jù)的顯示，將運(yùn)用影像金字塔技術(shù)、細(xì)節(jié)分層技術(shù)和地圖綜合等技術(shù)；而為了實(shí)現(xiàn)GIS的動態(tài)、實(shí)時(shí)和三維可視化，出現(xiàn)存儲真三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的3D GIS和真四維時(shí)空GIS，這其中涉及了空間數(shù)據(jù)的海量存儲、時(shí)空數(shù)據(jù)處理與分析以及快速廣域三維計(jì)算與顯示等多項(xiàng)理論與技術(shù)[7].
（2）三庫一體化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方向
空間數(shù)據(jù)庫向著真正面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型和圖形矢量庫、影像柵格庫和DEM格網(wǎng)庫三庫一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方向發(fā)展[8].這種三庫一體化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)改變了以圖層為處理基礎(chǔ)的組織方式，實(shí)現(xiàn)了直接面向空間實(shí)體的數(shù)據(jù)組織，使多源空間數(shù)據(jù)的錄入與融合成為了可能，從而為GIS與遙感技術(shù)的集成創(chuàng)造了條件。
（3）基于空間數(shù)據(jù)倉庫（Spatial Data warehouse）的海量空間數(shù)據(jù)管理的研究
空間數(shù)據(jù)量非常大，而且數(shù)據(jù)大都分散在政府、私人機(jī)構(gòu)、公司的各個(gè)部門，數(shù)據(jù)的管理與使用就變得非常復(fù)雜，但這些空間數(shù)據(jù)又具有極大的科學(xué)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此大多數(shù)發(fā)達(dá)國家都比較重視空間數(shù)據(jù)倉庫的建立工作，許多研究機(jī)構(gòu)和政府部門都參與到空間數(shù)據(jù)倉庫建立的研究工作。
（4）利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行知識發(fā)現(xiàn)
空間數(shù)據(jù)挖掘是從空間數(shù)據(jù)庫中抽取隱含的知識、空間關(guān)系以及其他非顯式的包含在空間數(shù)據(jù)庫中但以別的模式存在的信息供用戶使用，這是GIS應(yīng)用的較高層次。由于目前空間數(shù)據(jù)的組織與管理仍局限于二維、靜態(tài)、單時(shí)相，且仍以圖層為處理基礎(chǔ)，因此，當(dāng)前的GIS軟件和空間數(shù)據(jù)庫還不能有效地支持?jǐn)?shù)據(jù)挖掘。
2.2技術(shù)集成方面
（1）“3S”集成
“3S”是GPS（全球定位系統(tǒng)）、RS（遙感）和GIS的簡稱，“3S”集成是指將遙感、空間定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)這三種對地觀測技術(shù)有機(jī)地集成在一起。地理信息是一種信息流，RS、GPS和GIS中任何一個(gè)系統(tǒng)都只側(cè)重于信息流特征中的一個(gè)方面，而不能滿足準(zhǔn)確、全面地描述地理信息流的要求。因此，無論從物質(zhì)運(yùn)動形式、地學(xué)信息的本質(zhì)特征還是“3S”各自的技術(shù)特征來說，“3S”集成都是科技發(fā)展的必然結(jié)果。
目前，“3S”集成還僅限于兩兩結(jié)合方式，這是“3S”集成的初級和基礎(chǔ)起步階段，其核心是GIS與RS的結(jié)合。這種兩兩結(jié)合雖然優(yōu)于單一系統(tǒng)，但是仍然存在以下缺陷。將“3S”進(jìn)行集成從而形成一體化的信息技術(shù)體系是非常迫切的。這種集成包括空基“3S”集成和地基“3S”集成，即在硬件方面建立具有同步獲取涉譜數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的高重復(fù)觀測能力的平臺，而在軟件方面使GIS支持?jǐn)?shù)據(jù)封裝，同時(shí)解決圖形和圖像數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理問題。
（2）GIS與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合
虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）是一種最有效地模擬人在自然環(huán)境中視、聽、動等行為的高級人機(jī)交互技術(shù)，是當(dāng)代信息技術(shù)高速發(fā)展和集成的產(chǎn)物。從本質(zhì)上說，虛擬現(xiàn)實(shí)就是一種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)用戶接口，通過計(jì)算機(jī)建立一種仿真數(shù)字環(huán)境，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形、聲音和接觸感受，利用多種傳感設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，用戶可以如同在真實(shí)世界那樣“處理”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所產(chǎn)生的虛擬物體。將虛擬和重建逼真的、可操作的地理三維實(shí)體，GIS用戶在客觀世界的虛擬環(huán)境中能更有效的管理、分析空間實(shí)體數(shù)據(jù)。因此，開發(fā)虛擬GIS已成為GIS發(fā)展的一大趨勢。
（3）分布式技術(shù)、萬維網(wǎng)與GIS的結(jié)合[9]
目前，隨著Internet技術(shù)的迅猛發(fā)展，其應(yīng)用已經(jīng)深人到各行各業(yè)，作為與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的GIS也不例外，它們的結(jié)合產(chǎn)生了web GIS.當(dāng)前Web GIS系統(tǒng)已經(jīng)得到迅速的發(fā)展，到1999年1月，僅在美國出現(xiàn)的這類系統(tǒng)就有23種之多。又由于客戶端可能會采用新的應(yīng)用協(xié)議，因此也被認(rèn)為是Internet GIS.
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，分布式計(jì)算的優(yōu)勢日益凸顯，GIS與分布式技術(shù)結(jié)合也就成為必然，它們的結(jié)合即構(gòu)成了分布式CIS.它就是指利用最先進(jìn)的分布式計(jì)算技術(shù)來處理分布在網(wǎng)絡(luò)上的異構(gòu)多源的地理信息，集成網(wǎng)絡(luò)上不同平臺上的空間服務(wù)，構(gòu)建一個(gè)物理上分布，邏輯上統(tǒng)一的GIS.它與傳統(tǒng)GIS最大的區(qū)別在于它不是按照系統(tǒng)的應(yīng)用類別、運(yùn)行環(huán)境劃分的，而是按照系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分布特征和針對其中數(shù)據(jù)處理的計(jì)算特征而分類的。
（4）移動通信技術(shù)與CIS的結(jié)合發(fā)展[10]
WAP/WML技術(shù)作為無線互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)，已經(jīng)顯示了其巨大的應(yīng)用前景和市場價(jià)值。WAP柳ML技術(shù)與GIS技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)生了移動GIS（Mobile GIS）應(yīng)用和無線定位服務(wù)LBS（Location一basedServices）。通過WAR/WML技術(shù)，移動用戶幾乎可以在任何地方、時(shí)間獲得網(wǎng)絡(luò)提供的各種服務(wù)。無線定位服務(wù)將提供一個(gè)機(jī)會使GIS突破其傳統(tǒng)行業(yè)的角色而進(jìn)人到主流的IT技術(shù)領(lǐng)域里。大多數(shù)的分析家都認(rèn)為，到2010年，無線網(wǎng)絡(luò)將成為全球數(shù)據(jù)傳送的主要途徑。GIS的未來將會由其機(jī)動性所決定。
當(dāng)前用于地理信息交互的語言還不足以完成真正的“設(shè)備無關(guān)接口”的互操作。各種移動設(shè)備對于從地理信息服務(wù)器所獲得的信息，其表現(xiàn)方式是各不相同的，用戶輸人方式也不相同。因此，對于不同的移動設(shè)備需要一種統(tǒng)一的標(biāo)記語言。無線定位服務(wù)將提供一個(gè)機(jī)會使GIS突破其傳統(tǒng)行業(yè)的角色而進(jìn)人到主流的IT技術(shù)領(lǐng)域里：大多數(shù)的分析家都認(rèn)為，到2010年，無線網(wǎng)絡(luò)將成為全球數(shù)據(jù)傳送的主要途徑。GIS的未來將會由其機(jī)動性所決定。
（5）GIS與決策支持系統(tǒng)（DSS）的集成[11]
決策支持系統(tǒng)（Decision Support System，簡稱DSS）是以管理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、控制論、行為科學(xué)和人下智能為基礎(chǔ)，運(yùn)用信息仿真和計(jì)算手段為基礎(chǔ)，綜合利用現(xiàn)有的各種數(shù)據(jù)庫、信息和模型來輔助決策者或決策分析人員解決結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化問題，甚至非結(jié)構(gòu)化問題的人機(jī)交互系統(tǒng)。
目前，絕大多數(shù)的GIS還僅限于圖形的分析處理，缺乏對復(fù)雜空間問題的決策支持，而目前絕大多數(shù)的DSS則無法向決策者提供一個(gè)友好的可視化的決策環(huán)境。因此，將GIS與DSS相集成，最終形成空間決策支持系統(tǒng)（SDSS），借助GIS強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)處理分析功能，并在DSS中嵌入空間分析模塊，從而輔助決策者求解復(fù)雜的空間問題，這是GIS應(yīng)用向較高層次的發(fā)展。其中SDSS中知識的表達(dá)、獲取和知識推理以及模型庫、知識庫、數(shù)據(jù)庫三庫接口的設(shè)計(jì)是啞待解決的關(guān)鍵問題。
2.3 發(fā)展歷程方面
自20世紀(jì)60年代世界上第一個(gè)GIS——加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS）問世以來，經(jīng)過40年的發(fā)展，GIS經(jīng)歷了三個(gè)階段的發(fā)展。目前，隨著第三代互聯(lián)網(wǎng)的提出與實(shí)施，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的飛速發(fā)展，GIS即將步入第四代GIS發(fā)展階段。
第四代GIS軟件將在數(shù)據(jù)組織、存儲、檢索和運(yùn)算等方面發(fā)生革命性的變革。數(shù)據(jù)組織應(yīng)該是面向空間實(shí)體的，空間位置只是實(shí)體眾多屬性中的一類，它應(yīng)和其它屬性有機(jī)地組織在一起并統(tǒng)一存放：“關(guān)系”概念和“關(guān)系運(yùn)算”應(yīng)該加以擴(kuò)充，應(yīng)該包括空間關(guān)系及其運(yùn)算；傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化查詢語言應(yīng)該擴(kuò)充，把空間關(guān)系及其查詢包括在里面；以倒排表為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫索引機(jī)制應(yīng)該擴(kuò)展，建立至少包括拓?fù)潢P(guān)系在內(nèi)的新的索引機(jī)制；數(shù)據(jù)存儲機(jī)制應(yīng)該適應(yīng)空間數(shù)據(jù)提取和計(jì)算的要求等。只有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)真正的一體化存儲和處理，才能自由地、方便地、快速地實(shí)現(xiàn)人們所期望的處理功能。在功能上，第四代GIS軟件應(yīng)該具備支持?jǐn)?shù)字地球（區(qū)域、城市）的能力，成為OS、DBMS之上的主要應(yīng)用集成平臺，它具有統(tǒng)一的海量存儲、查詢和分析處理能力、一定的三維和時(shí)序處理能力、強(qiáng)大的應(yīng)用集成能力和靈活的操縱能力，且具有一定的虛擬現(xiàn)實(shí)表達(dá)。
3 結(jié)束語
通過以上對GIS現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的分析，可以看出，GIS作為信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，正以前所未有的速度向前發(fā)展。把握當(dāng)前GIS的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及不足，有利于人們預(yù)見GIS的發(fā)展趨勢，站在更高更遠(yuǎn)的角度去揚(yáng)長避短，較好地促進(jìn)GIS技術(shù)的快速發(fā)展。隨著地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的建立和數(shù)字化住處產(chǎn)品在全世界的普及，GIS將深人到各行各業(yè)以至千家萬戶，成為人們生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)和生活中不可缺少的工具和助手。
重慶分公司
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