GIS技術(shù)目前應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用前景發(fā)布日期：2008-02-21 12:55:08 發(fā)布人：《數(shù)字社區(qū)＆智能家居》2007年12月刊 目前應(yīng)用領(lǐng)域
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1.資源管理：要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域，解決農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域各種資源（如土地、森林、草場）分布、分級、統(tǒng)計、制圖等問題。主要回答“定位”和“模式”兩類問題。
2.資源配置：城市中各種公用設(shè)施、救災(zāi)減災(zāi)中物資的分配、全國范圍內(nèi)能源保障、糧食供應(yīng)等到機(jī)構(gòu)的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應(yīng)用中的目標(biāo)是保證資源的最合理配置和發(fā)揮最大效益。
3.城市規(guī)劃和管理：空間規(guī)劃是GIS的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，城市規(guī)劃和管理是其中的主要內(nèi)容。例如，在大規(guī)模城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學(xué)校、公共設(shè)施、運(yùn)動場所、服務(wù)設(shè)施等能夠有最大的服務(wù)面(城市資源配置問題)等。
4.土地信息系統(tǒng)和地籍管理：土地和地籍管理涉及土地使用性質(zhì)變化、地塊輪廓變化、地籍權(quán)屬關(guān)系變化等許 多內(nèi)容，借助GIS技術(shù)可以高效、高質(zhì)量地完成這些工作。
5.生態(tài)、環(huán)境管理與模擬：區(qū)域生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀評價、環(huán)境影響評價、污染物削減分配的決策支持、環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策支持、環(huán)保設(shè)施的管理、環(huán)境規(guī)劃等。
6.應(yīng)急響應(yīng)：解決在發(fā)生洪水、戰(zhàn)爭、核事故等重大自然或人為災(zāi)害時，如何安排最佳的人員撤離路線、并配備相應(yīng)的運(yùn)輸和保障設(shè)施的問題。
7.地學(xué)研究與應(yīng)用：地形分析、流域分析、土地利用研究、經(jīng)濟(jì)地理研究、空間決策支持、空間統(tǒng)計分析、制圖等都可以借助地理信息系統(tǒng)工具完成。ArcInfo系統(tǒng)就是一個很好的地學(xué)分析應(yīng)用軟件系統(tǒng)。
8.商業(yè)與市場：商業(yè)設(shè)施的建立充分考慮其市場潛力。例如大型商場的建立如果不考慮其他商場的分布、待建區(qū)周圍居民區(qū)的分布和人數(shù)，建成之后就可能無法達(dá)到預(yù)期的市場和服務(wù)面。有時甚至商場銷售的品種和市場定位都必須與待建區(qū)的人口結(jié)構(gòu)(年齡構(gòu)成、性別構(gòu)成、文化水平)、消費(fèi)水平等結(jié)合起來考慮。地理信息系統(tǒng)的空 間分析和數(shù)據(jù)庫功能可以解決這些問題。
9.基礎(chǔ)設(shè)施管理：城市的地上地下基礎(chǔ)設(shè)施(電信、自來水、道路交通、天然氣管線、排污設(shè)施、電力設(shè)施等)廣泛分布于城市的各個角落、且這些設(shè)施明顯具有地理參照特征的。它們的管理、統(tǒng)計、匯總都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。
選址分析：根據(jù)區(qū)域地理環(huán)境的特點(diǎn)，綜合考慮資源配置、市場潛力、交通條件、地形特征、環(huán)境影響等因素，在區(qū)域范圍內(nèi)選擇最佳位置，是GIS的一個典型應(yīng)用領(lǐng)域，充分體現(xiàn)了GIS的空間分析功能。
網(wǎng)絡(luò)分析：建立交通網(wǎng)絡(luò)、地下管線網(wǎng)絡(luò)等的計算機(jī)模型，研究交通流量、進(jìn)行交通規(guī)則、處理地下管線突發(fā)事件(爆管、斷路)等應(yīng)急處理。警務(wù)和醫(yī)療救護(hù)的路徑優(yōu)選、車輛導(dǎo)航等也是GIS網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用的實(shí)例。
可視化應(yīng)用：以數(shù)字地形模型為基礎(chǔ)，建立城市、區(qū)域、或大型建筑工程、著名風(fēng)景名勝區(qū)的三維可視化模型，實(shí)現(xiàn)多角度瀏覽，可廣泛應(yīng)用于宣傳、城市和區(qū)域規(guī)劃、大型工程管理和仿真、旅游等領(lǐng)域。
分布式地理信息應(yīng)用：隨著網(wǎng)絡(luò)和Internet技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)行于Intranet或Internet環(huán)境下的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用類型，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)地理信息的分布式存儲和信息共享，以及遠(yuǎn)程空間導(dǎo)航。
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GIS的應(yīng)用前景
目前GIS的研究和應(yīng)用都處在一個高速發(fā)展的階段。在國外GIS技術(shù)已被各級政府部門和企業(yè)界廣泛認(rèn)知和采用。尤其是在北美、歐洲、日本和澳大利亞等國家和地區(qū)，GIS市場已經(jīng)基本形成。GIS數(shù)據(jù)公司和軟件公司比較多，他們在GIS系統(tǒng)建立和空間數(shù)據(jù)的使用方面已有了一套比較規(guī)范和成熟作法。在我國GIS技術(shù)也正被越來越多的政府部門和大型企業(yè)所采用。雖然起步較晚，但是有后發(fā)優(yōu)勢，可以少走彎路，以比較高的起點(diǎn)開展GIS的理論研究和開發(fā)應(yīng)用工作。
未來若干年空間數(shù)據(jù)采集和GIS技術(shù)將會有新的更大的發(fā)展，從而給城市空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)和GIS應(yīng)用增添新的生命力。以信息高速公路和計算機(jī)寬帶高速網(wǎng)為代表的國家信息基礎(chǔ)設(shè)施（NII）的建設(shè)、高分辨率衛(wèi)星影像技術(shù)的實(shí)用化、數(shù)字?jǐn)z影測量和空間定位技術(shù)的發(fā)展以及超大容量、高速數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的發(fā)展將給城市空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)和GIS應(yīng)用帶來巨大積極效用。新的數(shù)據(jù)獲取與更新技術(shù)的發(fā)展、新數(shù)據(jù)形式的應(yīng)用、數(shù)據(jù)共享政策及其實(shí)施、國家多尺度空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)以及數(shù)字地球和數(shù)字城市的建設(shè)都將大大改善我國城市空間數(shù)據(jù)的狀況。
GIS技術(shù)的一些最新發(fā)展（如WebGIS、OpenGIS、ComGIS、3D GIS、TGIS等）將在城市得到實(shí)際應(yīng)用，從而提高GIS系統(tǒng)應(yīng)用的水平。城市GIS將進(jìn)一步由技術(shù)推動轉(zhuǎn)向應(yīng)用牽引。面向應(yīng)用將是GIS的生命，GIS與其它技術(shù)的集成將成為主流，應(yīng)用系統(tǒng)的質(zhì)量將穩(wěn)步提高，用戶的意識和行動將更有利于GIS的發(fā)展，應(yīng)用將向深層次和大眾化兩極發(fā)展。
21世紀(jì)我國的城市將會有更大的發(fā)展，城市的發(fā)展將給城市GIS技術(shù)帶來新的機(jī)遇。城市GIS雖然面臨挑戰(zhàn)，但未來無限光明。由于GIS本身的特點(diǎn)，過去建立起來的城市GIS系統(tǒng)的實(shí)際效益在未來幾年將會逐步顯示出來，人們的認(rèn)識會進(jìn)一步提高，城市GIS的生命力將愈加旺盛，并將會發(fā)揮應(yīng)有的、符合其特點(diǎn)的作用，GIS也將真正走向產(chǎn)業(yè)化和市場化。
經(jīng)過了多年的發(fā)展，各行業(yè)對 GIS 的認(rèn)識和掌握程度日益提高，GIS 本身的技術(shù)水平和軟硬件設(shè)施也日臻完善，其綜合性和先進(jìn)性也得到充分體現(xiàn)，這使得 GIS 在資源環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，發(fā)揮了重大的作用。目前，GIS 應(yīng)用領(lǐng)域已包括測繪、政府、建筑、地質(zhì)、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、災(zāi)害監(jiān)測等各個部門。
1. GIS 發(fā)展歷史
回顧 GIS 發(fā)展的歷史，可以歸納為三個發(fā)展階段。20 世紀(jì) 50 年代中期到 80 年代后期，是 GIS 的開發(fā)時期，該階段的 GIS 軟件是以地圖為基礎(chǔ)進(jìn)行單機(jī)、集中式處理，具有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)初期設(shè)計的主要特點(diǎn)。80 年代末到 90 年代初是 GIS 第二個發(fā)展階段，這一階段 GIS 在快速發(fā)展的計算機(jī)硬件和軟件支撐下得到了迅速發(fā)展，商品化GIS 軟件正式進(jìn)入傳統(tǒng)的軟件市場，并在各行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。90 年代中后期以來，是GIS 的第三個重要的發(fā)展歷史時期，此時 GIS 普遍采用了面向?qū)ο蟮能浖夹g(shù)，極大提高了 GIS 的二次開發(fā)能力，實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的一體化存儲。在此基礎(chǔ)上還逐漸形成了 “3S”技術(shù)集成，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了矢量數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)一體化存儲、疊加和矢量-柵格數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)化。
在地學(xué)應(yīng)用方面，GIS 發(fā)展主要經(jīng)歷了以下幾個階段: 20 世紀(jì) 70 年代末，一些數(shù)學(xué)地質(zhì)專家、遙感地質(zhì)專家、計算機(jī)地學(xué)處理專家積極開展了這方面應(yīng)用工作; 80 年代中后期，GIS 的地學(xué)應(yīng)用特別是礦產(chǎn)資源評價預(yù)測處于實(shí)驗成熟期; 進(jìn)入 90 年代，GIS 在地學(xué)和其他領(lǐng)域得到空前廣泛應(yīng)用; 90 年代初期，美國礦產(chǎn)資源評價預(yù)測廣泛應(yīng)用了包括GIS 在內(nèi)的計算機(jī)信息處理技術(shù)，90 年代中后期，GIS 在礦產(chǎn)預(yù)測方面采用了多種數(shù)學(xué)模型，如模糊邏輯法、代數(shù)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，這些工作極大地推動和豐富了地學(xué)研究與 GIS的結(jié)合。
2. GIS 未來發(fā)展趨勢
從系統(tǒng)角度看，在未來的幾十年內(nèi)，GIS 將向著數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 ( Interoperable GIS) 、數(shù)據(jù)多維化 ( 3D/4D GIS) 、系統(tǒng)集成化 ( Component GIS) 、平臺網(wǎng)絡(luò)化 ( Web GIS) 和應(yīng)用社會化 ( 數(shù)字地球，DE) 的方向發(fā)展。
互操作地理信息系統(tǒng) ( Interoperable GIS) 是 GIS 系統(tǒng)集成平臺，它實(shí)現(xiàn)在異構(gòu)環(huán)境下多個地理信息的系統(tǒng)或其應(yīng)用系統(tǒng)之間的互相通信和協(xié)作，以完成某一特定任務(wù)。
三維或四維地理信息系統(tǒng) ( 3D/4D GIS) 是從以往靜態(tài)的二維 GIS 模型向三維、四維、甚至多維的動態(tài)模型轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)利用 GIS 表達(dá)世界真三維空間數(shù)據(jù)場。目前 3DGIS 已開始應(yīng)用于許多行業(yè)中，如礦山三維 GIS 的構(gòu)建，地質(zhì)構(gòu)造模型的三維可視化，城市三維景觀制作，三維可視化在固體礦產(chǎn)中的應(yīng)用，三維可視化在地震解釋中的應(yīng)用，三維 GIS 在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用，三維 GIS 在數(shù)字區(qū)調(diào)中的應(yīng)用等。
Com GIS ( Component GIS) 是面向?qū)ο蠛蜆?gòu)件技術(shù)的地理信息系統(tǒng)，是把 GIS 的功能模塊劃分為多個控件，每個控件完成不同的功能，通過可視化的軟件開發(fā)工具集成起來，形成最終 GIS 應(yīng)用。
Web GIS 是 Internet 和 WWW 技術(shù)應(yīng)用于 GIS 開發(fā)的產(chǎn)物，是實(shí)現(xiàn) GIS 互操作的一條最佳解決途徑。從 Internet 的任意節(jié)點(diǎn)，用戶都可以瀏覽 Web GIS 站點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù)，制作專題圖，進(jìn)行各種空間信息檢索和空間分析。隨著 Internet 的飛速發(fā)展，Web GIS 的發(fā)展更加廣闊，它改變了 GIS 數(shù)據(jù)及應(yīng)用的訪問和傳輸方式，使 GIS 真正變成了大眾使用的工具。
數(shù)字地球 ( DE) 是對真實(shí)地球及其相關(guān)現(xiàn)象統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)和認(rèn)識，其核心思想是用數(shù)字化手段統(tǒng)一處理地球問題和最大限度地利用信息資源。數(shù)字地球是 GIS 的延伸，建立數(shù)字地球的核心技術(shù)包括 GIS 與數(shù)據(jù)庫、遙感、遙測、信息技術(shù)等。遙感、遙測技術(shù)用來完成數(shù)據(jù)采集、處理和識別，GIS 和數(shù)據(jù)庫技術(shù)用于完成數(shù)據(jù)存儲、檢索、集成、融合、綜合和分析，從而完成數(shù)字地球的核心功能，光纜、衛(wèi)星通信技術(shù)以及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)則完成海量空間數(shù)據(jù)的傳輸任務(wù)。
GIS的熱點(diǎn)主要就是云計算，大數(shù)據(jù)，GIS的集成技術(shù)以及數(shù)據(jù)的獲取數(shù)據(jù)的分析等。
至于未來發(fā)展的熱門領(lǐng)域，我覺得是新材料，畢竟材料是我們進(jìn)行一切活動的基礎(chǔ)，并且在各國企業(yè)發(fā)展的比重中也在不斷地增大。
所以學(xué)好新材料技術(shù)就業(yè)前景應(yīng)該是很可觀的。
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)社會的需求等方面分析，在該領(lǐng)域有以下趨勢及建議：
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)姆奖悖越鉀QGIS數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)質(zhì)量難以保證的問題。
結(jié)合國家信息化推進(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)已成為我國各級 *** 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)社會的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)社會與資源環(huán)境之間的各方面的矛盾及問題逐漸暴露出來，這些問題在時間和空間上具有諸多的關(guān)聯(lián)性，分析這些問題、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)用的軟件平臺工具的開發(fā)應(yīng)用。
信息獲取技術(shù)的快速發(fā)展和多源化趨勢，要求資源環(huán)境方面的GIS應(yīng)能夠接收、處理及分析多種來源、多尺度的地理信息；
促進(jìn)3S技術(shù)集成應(yīng)用，推動專業(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)展的趨勢之一，而這種應(yīng)用的發(fā)展是在應(yīng)用推動的基礎(chǔ)上建立的，針對特定的應(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；
開展專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)，結(jié)合資源環(huán)境各領(lǐng)域的需求，開發(fā)多種專業(yè)化的GIS，如針對性生態(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)。
國內(nèi)GIS現(xiàn)狀和對策
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)、攝影測量學(xué)、遙感技術(shù)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計科學(xué)、信息技術(shù)等有關(guān)學(xué)科的發(fā)展分不開的。
GIS的發(fā)展可分為四個階段：第一個階段是初始發(fā)展階段，20世紀(jì)60年代世界上第一個GIS系統(tǒng)由加拿大測量學(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；第二個階段是發(fā)展鞏固階段，20世紀(jì)70年代由于計算機(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、英國、德國、瑞典和日本等國對GIS的研究都投入了大量的人力、物力和財力；第三個階段是推廣應(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，開始應(yīng)用于全球性的問題，這個階段涌現(xiàn)出一大批GIS軟件，如ARC/INFO，GENAMAP，SPANS，MAPINFO，ERDAS，Microstation等；第四個階段是蓬勃發(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)用在我國起步較晚，雖然歷史較短，但發(fā)展勢頭迅猛。
我國GIS的發(fā)展可分為三個階段。
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、組建隊伍、培訓(xùn)人才、組織個別實(shí)驗研究等階段。
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)庫的建立、數(shù)據(jù)處理和分析算法及應(yīng)用軟件的開發(fā)等環(huán)節(jié)，對GIS進(jìn)行了理論探索和區(qū)域性的實(shí)驗研究。
第三個階段從1986年到2013年，為初步發(fā)展階段，我國GIS的研究和應(yīng)用進(jìn)入有組織、有計劃、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)驗室。
GIS研究逐步與國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會生活需求相結(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)在四個方面：（1）制定了國家地理信息系統(tǒng)規(guī)范，解決信息共享和系統(tǒng)兼容問題，為全國地理信息系統(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，并積極開展國際合作，參與全球性地理信息系統(tǒng)的討論和實(shí)驗。
在科技部等國家有關(guān)部門的大力組織和支持下，國產(chǎn)GIS基礎(chǔ)軟件開發(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)，開發(fā)出了較為成熟的國產(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。
這些國產(chǎn)GIS軟件以較高的性價比，打破了國外GIS軟件對我國市場的壟斷，有力促進(jìn)了我國地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展。
這些年，GIS技術(shù)在我國得到了廣泛應(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)模兩個方面；“社會化”則要求GIS要面向整個社會，滿足社會各界對有關(guān)地理信息的需求，簡言之就是“開放數(shù)據(jù)”、“簡化操作”，“面向服務(wù)”，通過網(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。
下面我們從地理信息系統(tǒng)技術(shù)角度來討論和分析當(dāng)前GIS的相關(guān)技術(shù)及其發(fā)展趨勢。
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)庫是一項復(fù)雜、工作量巨大的工程，它包括：數(shù)據(jù)的獲取、校驗和規(guī)范化、結(jié)構(gòu)化處理、數(shù)據(jù)維護(hù)等過程。
GIS處理的數(shù)據(jù)對象是空間對象，有很強(qiáng)的時空特性，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：野外全站儀平板測量、GPS測量、室內(nèi)地圖掃描數(shù)字化、數(shù)字?jǐn)z影測量、從遙感影像進(jìn)行目標(biāo)測量和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。
這些獲取技術(shù)已基本成熟。
同時，空間數(shù)據(jù)也具有很強(qiáng)的時效性，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)庫中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、及時、完整是實(shí)現(xiàn)GIS應(yīng)用系統(tǒng)價值的前提基礎(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)前亟待解決的一個重要課題。
基于上述信息獲取技術(shù)，在過去的二十年間，國家有關(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多個大、中型數(shù)據(jù)庫以及大量的各類數(shù)字化地理基礎(chǔ)圖、專題圖、城市地籍圖等。
國家測繪局已經(jīng)完成了全國l：100萬、 1：25萬基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫以及全國七大江河數(shù)字地形模型的建設(shè)，并啟動了全國l：5萬，部分省份1：1萬基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫的建設(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，以及它們在地理實(shí)體上的認(rèn)識差異，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，也會產(chǎn)生信息的丟失），從而形成一個個新的數(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。
一些國家和組織已經(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)。
但是由于人們對空間信息認(rèn)識和研究成果的制約，還沒有一個統(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)將是一個長期、復(fù)雜過程。
1.2 空間數(shù)據(jù)的管理空間數(shù)據(jù)的管理涉及到二個方面的內(nèi)容：空間數(shù)據(jù)模型和空間數(shù)據(jù)庫。
空間數(shù)據(jù)模型刻畫了現(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)庫的設(shè)計提供了基本的方法。
因此，空間數(shù)據(jù)模型的研究對設(shè)計空間數(shù)據(jù)庫和發(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，即基于對象(要素)(Feature)的模型、場(Field)模型以及網(wǎng)絡(luò)(Network)模型。
GIS基礎(chǔ)軟件平臺的研制和應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計開發(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)系的時空變化；（4） 沒有考慮異地、異構(gòu)、異質(zhì)空間數(shù)據(jù)的互操作和分布式“對象”處理等問題。
針對上述不足，時空數(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)計的CASE工具等研究已成為當(dāng)前國際上GIS空間數(shù)據(jù)模型研究的學(xué)術(shù)前沿。
重慶分公司
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