GIS的興起得益于計算機輔助地圖制圖的研究和應用。1963年，加拿大測量學家R.F.Tomlinson首先提出“地理信息系統(tǒng)”這一術語，并建立了世界上第一個地理信息系統(tǒng)。如今，地理信息系統(tǒng)已進入全面應用與產(chǎn)業(yè)化階段，隨著產(chǎn)業(yè)的形成和數(shù)字化信息產(chǎn)品在全世界的普及，GIS深入到各行各業(yè)、千家萬戶，成為人們不可缺少的工具和助手。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前能夠提供市場的商業(yè)化GIS相關軟件產(chǎn)品已達200多種，在我國用戶眾多、知名度較高的主要軟件有:ESRI公司的ArcInfo、ArcView，Intergraph公司的MGE、GeoMedia，Maplnfo公司的Maplnfo，Genasys公司的GENAMAP，中國地質大學的MAPGIS、武漢大學的Geostar、中國科學院資源與地理研究所的Supermap等，而其中又以ArcInfo軟件功能最為強大。ARCGIS是應用最廣泛的一種大型GIS軟件，我國早期開發(fā)的GIS幾乎都是以ArcInfo作為平臺。其主要特點為:采用地理關系數(shù)據(jù)模型，提供極強制圖功能、空間操作功能和分析功能;采用模塊式結構，提高靈活度并易于擴充;提供宏命令語言AML實現(xiàn)快速編程;提供38種地圖投影方式，可在不同投影之間實現(xiàn)坐標轉換;開放式的結構，提供直接與多種數(shù)據(jù)庫的接口;兼容性很好，能與25種不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式之間相互轉換;獨立于硬件，運行于不同的平臺;廣泛支持當今各種工業(yè)標準。但它沒有DEM和插值計算，TABLES屬性數(shù)據(jù)處理功能有限，且不具備統(tǒng)計圖表分析功能(鄒月，2000)。
成都創(chuàng)新互聯(lián)服務項目包括岷縣網(wǎng)站建設、岷縣網(wǎng)站制作、岷縣網(wǎng)頁制作以及岷縣網(wǎng)絡營銷策劃等。多年來，我們專注于互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，利用自身積累的技術優(yōu)勢、行業(yè)經(jīng)驗、深度合作伙伴關系等，向廣大中小型企業(yè)、政府機構等提供互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的解決方案，岷縣網(wǎng)站推廣取得了明顯的社會效益與經(jīng)濟效益。目前，我們服務的客戶以成都為中心已經(jīng)輻射到岷縣省份的部分城市，未來相信會繼續(xù)擴大服務區(qū)域并繼續(xù)獲得客戶的支持與信任！
近年來，隨著計算機技術的快速發(fā)展，以及遙感技術、數(shù)字測繪技術、數(shù)據(jù)倉庫技術、虛擬實景、多媒體技術、三維圖形芯片及寬頻光纖通訊技術的突破性進展，地理信息系統(tǒng)技術總體上呈現(xiàn)網(wǎng)絡化、組件化、集成化、開放性等發(fā)展趨勢(龔健雅，2004)。
1.基于數(shù)據(jù)庫技術的海量空間數(shù)據(jù)管理
GIS技術的瓶頸之一就是如何解決海量空間數(shù)據(jù)管理問題。對于一個區(qū)域的GIS系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)量極其巨大，一般達到GB或TB的數(shù)據(jù)量級。和傳統(tǒng)的基于文檔的管理方式相比，利用面向對象的大型數(shù)據(jù)庫技術能夠有效地解決這一問題。
在面向對象的空間數(shù)據(jù)庫中，海量地圖數(shù)據(jù)的使用變得更加簡單，只需建立單一圖層，不必再進行分幅處理。如果用戶原來的數(shù)據(jù)源是分幅的，可將其全部存儲到一個圖層中，數(shù)據(jù)庫將自動對其進行拼接和索引處理，可形成一個完整的圖層。應用時，在客戶端只需極少量的編程(實際上只是指定數(shù)據(jù)源)，就可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫里數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示。數(shù)據(jù)庫會根據(jù)當前地圖客戶端的顯示視野，自動將此范圍內(nèi)的圖形檢索出來，送到客戶端顯示。因此，即使在服務器端的數(shù)據(jù)是GB級的，在客戶端的數(shù)據(jù)量卻僅是幾十到上百K的數(shù)量級，大大減輕了客戶端系統(tǒng)的配置需求，并減輕了網(wǎng)絡流量，可通過一般的網(wǎng)絡(甚至遠程)客戶端進行訪問。
2.網(wǎng)絡GIS
信息高速公路的建立極大地方便了世界各地用戶之間的信息交換與信息查詢。由于GIS系統(tǒng)具有豐富的空間查詢、空間分析及屬性管理功能，而人們對Internet和GIS系統(tǒng)的需求不斷深入，因此把GIS系統(tǒng)與網(wǎng)絡技術相融合，利用Internet在Web上發(fā)布空間數(shù)據(jù)，為用戶提供空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢和分析的功能，形成一種網(wǎng)絡化的地理空間集成平臺，就成為當前GIS系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。與傳統(tǒng)的GIS相比，WebGIS具有以下特點:
適應性強:WebGIS是基于互聯(lián)網(wǎng)的，因而也是全球的，能夠在不同的平臺上運行。
應用面廣:網(wǎng)絡功能將使WebGIS應用到整個社會，真正實現(xiàn)GIS的無所不能，無處不在。
現(xiàn)實性強:地理信息的實時更新在網(wǎng)上進行，人們能得到最新信息和最新動態(tài)。
維護社會化:數(shù)據(jù)的采集、輸入，空間信息的分析與發(fā)布將是在社會協(xié)調(diào)下運作。
使用簡單:用戶可以直接從網(wǎng)上獲取所需要的各種地理信息，直接進行各種地理信息的分析，而不用關心空間數(shù)據(jù)庫的維護和管理。
目前，網(wǎng)絡GIS正在逐步普及，但還處于空間數(shù)據(jù)查詢、瀏覽、發(fā)布與下載階段，缺少強大的空間分析功能，而且受網(wǎng)絡帶寬的限制，影響了網(wǎng)絡GIS的應用(龔健雅，2004)。
3.組件GIS
GIS基礎軟件可以定性為應用基礎軟件，它一般不作直接應用，而是根據(jù)某一行業(yè)或某一部門的特定需求進行二次開發(fā)。目前，大多數(shù)地理信息系統(tǒng)都已經(jīng)過渡到基于組件的體系結構，一般都采用COM/DCOM技術。組件化GIS基于標準的組件式GIS平臺，各組件之間不僅可以自由、靈活地重組，而且具有可視化的界面和標準的接口(于向鴻，2005)。組件軟件的可編程和可重用特點為系統(tǒng)開發(fā)商提供了方便的二次開發(fā)手段，在很大程度上推動了GIS軟件的工程化開發(fā)和大眾化應用。組件GIS的特征主要體現(xiàn)在:
(1)高效無縫的系統(tǒng)集成:允許將專業(yè)模型、GIS控件、其他控件緊密地結合在統(tǒng)一的界面下。
(2)無須專門的GIS開發(fā)語言:只要掌握基于Windows平面的通用環(huán)境以及組件式GIS各控件的屬性、方法和事件，就能完成應用系統(tǒng)的開發(fā)。
(3)大眾化GIS:用戶可以像使用其他ActiveX控件一樣使用GIS的控件，使非專業(yè)的GIS用戶也能勝任GIS應用開發(fā)工作。
(4)開發(fā)成本低:非GIS功能可以利用非專業(yè)控件，降低了系統(tǒng)的成本。
4.集成化GIS
一方面，以GIS為核心的“3S”(RS，GIS，GPS)集成，使得人們能夠實時地采集數(shù)據(jù)、處理信息、更新數(shù)據(jù)以及分析數(shù)據(jù)。遙感是實時獲取、動態(tài)處理和分析空間信息的先進技術系統(tǒng)，是為GIS提供準確可靠信息源和實時更新數(shù)據(jù)的重要保證。全球定位系統(tǒng)(GPS)為遙感實時數(shù)據(jù)定位，提供空間坐標，建立實時數(shù)據(jù)庫。另一方面，地理信息系統(tǒng)技術與其他主流商務應用的集成，并能集成多種空間數(shù)據(jù)基礎，使各種計算機軟件彼此溝通、集成應用。GIS已發(fā)展成為具有多媒體網(wǎng)絡、虛擬現(xiàn)實技術以及數(shù)據(jù)可視化的強大空間數(shù)據(jù)綜合處理技術系統(tǒng)。
5.開放式GIS
開放式地理信息系統(tǒng)(OpenGIS)，是指在計算機網(wǎng)絡環(huán)境下，根據(jù)行業(yè)標準和接口所建立起來的GIS，是為了使不同的地理信息系統(tǒng)之間具有良好的互操作性，以及實現(xiàn)在異構分布式數(shù)據(jù)庫中的信息共享，克服傳統(tǒng)GIS軟件之間的相互封閉性(黃杏元，2004)。
為了研究和開發(fā)OpenGIS技術，1996年在美國成立的開放地理信息聯(lián)合會研究和建立了開放式地理數(shù)據(jù)交互操作規(guī)程(OGIS，Open Geodata Interoperable Specification)。OGIS是為了尋找一種方式，將地理信息系統(tǒng)技術、分布處理技術、面向對象方法、數(shù)據(jù)庫設計及實時信息獲取方法更有效地結合起來。基于OGIS規(guī)范制訂的開放系統(tǒng)模型，是一種軟件工程和系統(tǒng)設計方法，這種方法應用于GIS領域，側重于改變當前GIS模型中特定的應用系統(tǒng)及其功能與它內(nèi)部數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)格式緊密捆綁的現(xiàn)狀。OpenGIS技術將使GIS始終處于一種組織開放式的狀態(tài)，真正成為服務于整個社會的產(chǎn)業(yè)以及實現(xiàn)地理信息全球范圍內(nèi)的共享與互操作，是未來網(wǎng)絡環(huán)境下GIS技術發(fā)展的必然趨勢。
現(xiàn)有常見應用：空間大地測量信息系統(tǒng)（SGIS）GPS參考系動態(tài)變換信息系統(tǒng)(GPS-KTIS)nbsp;發(fā)展趨勢：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、用戶構成。建立一個可應用的系統(tǒng)，3要素缺一不可，同樣，發(fā)展也繞此展開。一，硬件/軟件硬件：地理信息系統(tǒng)對計算機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)處理的復雜程度方面。軟件趨勢：1、不同種類型的界限逐漸模糊2、Client/Server環(huán)境的流行3、多媒體技術的發(fā)展和應用4、計算機與通信技術的融合地理信息系統(tǒng)軟件的開發(fā)都基于nbsp;明確的設計原則和對空間數(shù)據(jù)處理的理解。一般來說，軟件開發(fā)對功能關注大于可用性。二、空間數(shù)據(jù)從周期、精度、拓撲關系和屬性著手三、用戶針對不同的用戶建立不同的系統(tǒng)。gis特有功能的發(fā)展趨勢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
GIS在資源環(huán)境領域的應用方興未艾，從技術、地理信息、經(jīng)濟社會的需求等方面分析，在該領域有以下趨勢及建議：
應用軟件數(shù)據(jù)端口應有專門化，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?shù)姆奖?，以解決GIS數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)質量難以保證的問題。
結合國家信息化推進工作，以電子政務相關工程為基礎，推動GIS在資源環(huán)境管理中的推廣應用。
信息化建設已成為我國各級 *** 及企業(yè)的重要任務，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中，可以發(fā)揮應有的作用；結合相應的應用工程，推動GIS的發(fā)展；
應用往專業(yè)化方向發(fā)展，功能由通用管理功能轉向資源評估、監(jiān)督、跟蹤分析等專業(yè)功能方向發(fā)展。
隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，經(jīng)濟社會與資源環(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、多類型集成應用的軟件平臺工具的開發(fā)應用。
信息獲取技術的快速發(fā)展和多源化趨勢，要求資源環(huán)境方面的GIS應能夠接收、處理及分析多種來源、多尺度的地理信息；
促進3S技術集成應用，推動專業(yè)技術及軟件的發(fā)展，全球定位系統(tǒng)、遙感技術與GIS的集成應用已成為GIS軟件發(fā)展的趨勢之一，而這種應用的發(fā)展是在應用推動的基礎上建立的，針對特定的應用領域的集成化的GIS將成為資源環(huán)境領域GIS的發(fā)展方向，也是系統(tǒng)與業(yè)務結合的需要；
開展專業(yè)應用系統(tǒng)開發(fā)建設，結合資源環(huán)境各領域的需求，開發(fā)多種專業(yè)化的GIS，如針對性生態(tài)保護區(qū)、生態(tài)功能區(qū)、地下水、生物資源等領域的專業(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)技術是一門綜合性的技術，它的發(fā)展是與地理學、地圖學、攝影測量學、遙感技術、數(shù)學和統(tǒng)計科學、信息技術等有關學科的發(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60年代世界上第一個GIS系統(tǒng)由加拿大測量學家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70年代由于計算機硬件和軟件技術的飛速發(fā)展，尤其是大容量存儲設備的使用，促進了GIS朝實用的方向發(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用階段，20世紀80年代，GIS逐步走向成熟，并在全世界范圍內(nèi)全面推廣，應用領域不斷擴大，并與衛(wèi)星遙感技術結合，開始應用于全球性的問題，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、學習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，為準備階段，主要經(jīng)歷了提出倡議、組建隊伍、培訓人才、組織個別實驗研究等階段。
機械制圖和遙感應用，為GIS的研制和應用做了技術和理論上的準備。
第二階段從1981年到1985年，為起步階段，完成了技術引進、數(shù)據(jù)規(guī)范和標準的研究、空間數(shù)據(jù)庫的建立、數(shù)據(jù)處理和分析算法及應用軟件的開發(fā)等環(huán)節(jié)，對GIS進行了理論探索和區(qū)域性的實驗研究。
第三個階段從1986年到2013年，為初步發(fā)展階段，我國GIS的研究和應用進入有組織、有計劃、有目標的階段，逐步建立了不同層次、不同規(guī)模的組織機構、研究中心和實驗室。
GIS研究逐步與國民經(jīng)濟建設和社會生活需求相結合，并取得了重要進展和實際應用效益。
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)的建立做準備。
（2）應用型GIS發(fā)展迅速。
（3）在引進的基礎上擴充和研制了一批軟件。
（4）開始出版有關地理信息系統(tǒng)理論、技術和應用等方面的書籍，設立了地理信息系統(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)的討論和實驗。
在科技部等國家有關部門的大力組織和支持下，國產(chǎn)GIS基礎軟件開發(fā)工作取得了重要進展，出現(xiàn)了一批GIS高技術企業(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，有力促進了我國地理信息系統(tǒng)技術的發(fā)展。
這些年，GIS技術在我國得到了廣泛應用，其應用面從傳統(tǒng)的城市規(guī)劃、土地利用、測繪、環(huán)境保護、電力、電信、減災防災等領域滲透到礦產(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)濟效益。
當前，國家有關部門正逐步將GIS嵌入到電子政務系統(tǒng)中。
隨著計算機和信息技術的快速發(fā)展，GIS技術得到了迅猛的發(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”，通過網(wǎng)絡實現(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)技術角度來討論和分析當前GIS的相關技術及其發(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，構建和維護空間數(shù)據(jù)庫是一項復雜、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、結構化處理、數(shù)據(jù)維護等過程。
GIS處理的數(shù)據(jù)對象是空間對象，有很強的時空特性，獲取數(shù)據(jù)的手段及數(shù)據(jù)的形式也復雜多樣。
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)字攝影測量、從遙感影像進行目標測量和數(shù)據(jù)轉換等。
這些獲取技術已基本成熟。
同時，空間數(shù)據(jù)也具有很強的時效性，不同的空間數(shù)據(jù)必須進行周期不等的數(shù)據(jù)更新維護，空間數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的準確、及時、完整是實現(xiàn)GIS應用系統(tǒng)價值的前提基礎。
空間數(shù)據(jù)維護往往涉及跨部門、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)編輯更新手段是當前亟待解決的一個重要課題。
基于上述信息獲取技術，在過去的二十年間，國家有關部委和行業(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，并啟動了全國l：5萬，部分省份1：1萬基礎地理空間數(shù)據(jù)庫的建設。
這些基礎數(shù)據(jù)有力促進了GIS技術的廣泛應用，進而產(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，以及它們在地理實體上的認識差異，使得所積累的數(shù)據(jù)難以轉換和共享（即使能夠數(shù)據(jù)轉換，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)交換的格式標準已成為大家的共識。
一些國家和組織已經(jīng)在進行這方面的工作，并定義了一些數(shù)據(jù)交換標準，如SDTS，OpenGIS聯(lián)盟制訂的GML，另外一些公認的數(shù)據(jù)格式如DXF，Shapefile和MIF文件格式等正逐漸成為數(shù)據(jù)交換的事實標準。
我國也在“九五”期間制定了地球空間數(shù)據(jù)轉換標準。
但是由于人們對空間信息認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，因此建立實用的數(shù)據(jù)交換格式和信息標準將是一個長期、復雜過程。
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)實世界中空間實體及其相互間的聯(lián)系，它為空間數(shù)據(jù)的組織和空間數(shù)據(jù)庫的設計提供了基本的方法。
因此，空間數(shù)據(jù)模型的研究對設計空間數(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(Network)模型。
GIS基礎軟件平臺的研制和應用系統(tǒng)的設計開發(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體間的相互關系及其時空變化的描述與表達、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基礎軟件平臺和應用系統(tǒng)發(fā)展的要求。
主要表現(xiàn)為：（1） 僅能表達空間點、線、面目標間極為有限的簡單拓撲關系，且這些拓撲關系的生成與維護耗時費力；（2） 難以有效地表達現(xiàn)實三維空間實體及其相互關系；（3） 適于記錄和表達某一時刻空間實體性狀及相互間關系靜態(tài)分布，難以有效地描述和表達空間實體及其相互間關系的時空變化；（4） 沒有考慮異地、異構、異質空間數(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設計的CASE工具等研究已成為當前國際上GIS空間數(shù)據(jù)模型研究的學術前沿。
一、國外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)庫為基礎，在計算機軟硬件支持下，對空間相關數(shù)據(jù)進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務而建立起來的計算機技術系統(tǒng)。從外部看表現(xiàn)為計算機的軟硬件系統(tǒng)，而其內(nèi)涵卻是由計算機程序和地理數(shù)據(jù)組成的地理空間信息模型，是一個邏輯縮小的、高度信息化的地理系統(tǒng)，計算機系統(tǒng)的支持是GIS的主要特征，使GIS得以快速、精確、綜合地對復雜的地理系統(tǒng)進行空間定位和過程分析。
世界上第一個GIS是在1963年由加拿大測量學家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，美國哈佛大學研究出SY-MAP系統(tǒng)軟件。但當時的計算機技術水平不高、存儲容量小、磁帶存儲速度慢，使得GIS帶有更多的機助制圖色彩，用于地學分析和空間數(shù)據(jù)模擬的功能極為簡單。
進入70年代以后，計算機軟硬件技術飛速發(fā)展，尤其是大容量的存儲設備——硬盤的使用，為空間數(shù)據(jù)的輸入、存儲、檢索和輸出提供了強有力的手段；高性能的圖形顯示器的發(fā)展，增強了人機對話和高質量圖形顯示功能，促使GIS朝著實用方向迅速發(fā)展。在此階段的標志是一些發(fā)達國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70年代大約有300個系統(tǒng)投入使用，例如美國地質調(diào)查局從1970年到1976年建立了50多個信息系統(tǒng)，用于獲取和處理地質、地理、地形和水資源信息；日本國土地理院從1974年開始建立數(shù)字國土信息系統(tǒng)，存儲、處理和檢索測量數(shù)據(jù)、航空像片信息、行政區(qū)劃、土地利用、地形、地質等信息，為國家和地區(qū)土地規(guī)劃服務；瑞典在中央、區(qū)域和城市三級建立了許多信息系統(tǒng)。一些商業(yè)公司開始活躍起來，軟件在市場上受到歡迎，許多大學和研究機構開始重視GIS軟件設計和應用研究，成立了各種GIS研究實驗室。
80年代是GIS普及和推廣應用階段。隨著計算機的迅速發(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)全面地推向應用階段，第三世界國家也開始引進、應用和發(fā)展自己的地理信息系統(tǒng)。高性能微型計算機的問世，使得微機地理信息系統(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、更強的通用性和獨立性，更少地依賴于應用領域和計算機硬件環(huán)境，為地理信息系統(tǒng)的建立和應用開辟了新的途徑。GIS的應用從解決比較簡單的規(guī)劃管理問題（如道路、輸電線等）轉為更復雜的區(qū)域開發(fā)和決策問題，例如土地利用、沙漠化、城市化、環(huán)境與資源評價等。隨著GIS與衛(wèi)星遙感技術的結合，GIS開始用于全球變化與全球監(jiān)測。80年代是GIS發(fā)展具有突破性的年代，僅1989年市場上有報價的GIS軟件就達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。
進入90年代以后，微機地理信息系統(tǒng)得到了迅猛的發(fā)展，并且性能也得到了極大加強，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市場的年增長率大于35%，從事GIS的廠家超過300家。GIS已滲透到各行各業(yè)，愈來愈多的國際性會議以GIS為主題，愈來愈多的學術刊物以GIS為標題，愈來愈多的學科，如地理學、工程學、森林學、城鄉(xiāng)規(guī)劃、計算機科學、測繪學、航天遙感、礦床地質、水資源等都把GIS作為發(fā)展方向。國家和地區(qū)性的GIS研究中心在美、英等主要西方國家中建立。
二、我國地理信息系統(tǒng)的發(fā)展
我國地理信息系統(tǒng)的研制與應用始于70年代末期，它的發(fā)展基礎是計算機制圖、計算機技術、計量地理和遙感技術。
1978～1980年為準備階段，主要是進行輿論準備，正式提出倡議，開始組建隊伍和實驗研究。
1981～1985年為起步階段，主要是對地理信息系統(tǒng)進行理論探索和區(qū)域性實驗研究，并在此基礎上制定國家地理信息系統(tǒng)規(guī)范。1981年在四川渡口二灘進行實驗，以航空遙感資料為基礎，進行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)庫模型設計；1984年開始，國家測繪局測繪科學研究所著手組建國土基礎信息系統(tǒng)；1985年國家資源與環(huán)境信息系統(tǒng)實驗室成立。
1986～1993年為初步發(fā)展階段，地理信息系統(tǒng)被列入國家“七五”攻關課題，取得了重要進展和實際效益，形成了比較系統(tǒng)的研究計劃：研究資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國家規(guī)范和標準，解決信息共享和系統(tǒng)兼容問題；開展全國性和區(qū)域性的信息系統(tǒng)的建立和應用模式研究；研制和開發(fā)軟件系統(tǒng)與專家系統(tǒng)，全國建成了一批數(shù)據(jù)庫、開發(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年以來為軟件商品化階段，在國外成熟軟件在我國得到廣泛應用的同時，帶動了具有自主版權的國產(chǎn)地理信息系統(tǒng)基礎軟件的的崛起，一批起點高、功能強、價格低廉的國產(chǎn)軟件相繼研制成功，并推向市場。為客觀地了解我國GIS基礎軟件的開發(fā)水平、開發(fā)現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)化前景，推動具有我國自主版權的GIS基礎軟件的健康發(fā)展，國家遙感中心、中國地理信息系統(tǒng)協(xié)會、中國海外信息系統(tǒng)協(xié)會從1996年開始對國產(chǎn)GIS基礎軟件和專項應用軟件進行測評，從四年的測評結果來看，國產(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，完全可以在相關領域內(nèi)實際應用，與國外優(yōu)秀GIS軟件的差距正在逐步縮小，個別領域已經(jīng)超過了國外GIS軟件，在微機（PC）GIS軟件和某些應用領域具備了與國外軟件競爭的實力。
三、地理信息系統(tǒng)（GIS）的發(fā)展趨勢
GIS技術的發(fā)展已經(jīng)取得了巨大的成就，并對社會的發(fā)展作出了巨大的貢獻，但對人們的期望和要求來講還遠遠不夠，GIS的進一步發(fā)展應主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
1.多媒體地理數(shù)據(jù)的管理與操作管理
在一個多種數(shù)據(jù)類型并存的混合系統(tǒng)中，如何實現(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代的一個突出問題，它比單一地圖數(shù)據(jù)庫的操作要復雜得多。信息資源庫包括的主要內(nèi)容有：地理數(shù)據(jù)庫、專業(yè)數(shù)據(jù)庫、圖像庫、文件庫和聲音庫等。
2.數(shù)字制圖技術
紙基地圖在任何時候都是不可能被取代的，利用數(shù)字地圖庫直接生產(chǎn)紙基地圖，即數(shù)字地圖環(huán)境下的自動編圖的核心是數(shù)字地圖的自動制圖綜合技術，它比屏幕顯示為目的的電子地圖的制作要復雜得多，要處理各要素之間的關系，目前仍視為一個國際性的難題。此外，還應包括建立基于地圖數(shù)據(jù)庫和GIS技術集成的地圖生產(chǎn)系統(tǒng)。
3.“3S”集成技術
GPS（全球定位系統(tǒng)）、RS（遙感）、GIS（地理信息系統(tǒng)）產(chǎn)生的時間不一，理論基礎和技術特點也不盡一致，但它們的學科性質是相通的，即共同研究、表達和分析地球科學信息，在逐步發(fā)展過程中構成了相輔相成的關系，三者的結合覆蓋了信息采集、處理和分析的全過程，使GPS、RS、GIS構成的衛(wèi)星對地觀測系統(tǒng)成為地球系統(tǒng)科學研究的重要手段。
4.空間可視化技術與虛擬現(xiàn)實技術
可視化是指運用計算機圖形圖像處理技術，將復雜的科學現(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。虛擬現(xiàn)實也稱虛擬環(huán)境或人工現(xiàn)實，是一種由計算機生成的高級人機交互系統(tǒng)，構成一個以視覺為主的可感知環(huán)境。空間可視化技術與虛擬現(xiàn)實技術可用于制作動態(tài)地圖、地形環(huán)境仿真、地圖設計制作等方面。
5.三維GIS和時態(tài)GIS技術
在地質、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間有關的時空分布特征和規(guī)律，因此，對于真三維和四維GIS的需求更加迫切，而真四維是在真三維的基礎上增加時間維。
6.網(wǎng)絡GIS和WWW GIS技術
由于萬維網(wǎng)具有開放性和友好的用戶界面，它迅速成為網(wǎng)絡信息處理和分布的主要工具。在服務器端，GIS軟件系統(tǒng)通過CGi（連接器）與萬維網(wǎng)的HTTP（超文本傳輸協(xié)議）服務器相連；在客戶端，有萬維網(wǎng)瀏覽器以HTML（超文本標注語言）建立用戶界面。
重慶分公司
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