隨著遙感技術的發(fā)展，遙感數據源的空間分辨率、光譜分辨率、時間分辨率都有了長足的進步。新型、海量的遙感數據使人們能夠獲得大量更加真實、準確的信息，與傳統的地圖數據采集過程相比，成本大幅度降低，數據更新周期顯著縮短。遙感數據已逐漸成為GIS 的主要信息源和實時更新數據的重要保證。RS 與 GIS、GPS 的集成，使得人們能夠實時地采集數據、處理信息、更新數據以及分析數據。它們之間的集成，不僅實現了互補，而且產生了強大的邊緣效應，將極大地增強以 GIS 為核心的綜合體系的功能。
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遙感與 GIS 的緊密結合是未來發(fā)展的必然要求。但目前遙感圖像處理軟件和 GIS 軟件，或者立足于遙感影像的處理，略帶一些最基本的矢量數據瀏覽和編輯功能; 或者立足于矢量數據的編輯、空間分析和查詢統計，附帶一些影像數據的瀏覽和簡單的拉伸功能;即使是 RS/GIS 集成功能較好的商業(yè)性軟件 ERDAS，也只能進行簡單的矢量編輯，遠遠不能滿足實際工作的需要。從應用型系統開發(fā)來看，國內能很好地集成遙感影像的處理、信息提取功能和 GIS 的數據編輯、疊加分析、綜合查詢統計等功能于一體的案例尚不多見。
生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測子系統比較好地集成了遙感圖像的各種處理功能以及矢量數據的分析功能，形成了一個完備的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、分析系統。從對遙感影像的校正、鑲嵌、裁切、拉伸、融合等操作，到植被、沙質荒漠化、土壤鹽漬化和土地利用等生態(tài)環(huán)境專題的信息自動提取，以及遙感信息提取所必需的遙感知識庫查詢和管理，再到基于柵格數據的圖像對圖像和分類圖對分類圖動態(tài)監(jiān)測，構成了完整的基于遙感影像處理的柵格數據處理平臺。從矢量專題數據的后期修編，到多期專題數據的動態(tài)分析，到支持不同區(qū)域不同屬性的查詢統計，構成了比較完備的基于矢量數據的處理平臺。遙感監(jiān)測子系統很好地實現了兩個平臺的有機集成，遙感信息自動提取的結果可以直接輸入到數據管理中，而數據管理模塊中調入的柵格數據也可以應用于遙感影像的處理中。
GIS技術，即地理信息系統，在環(huán)境監(jiān)測系統中發(fā)揮著不容忽視的作用，不僅能整合、分析過去的研究結果，還能為未來的研究方向和保護工作提供建議及對策。具體來說，GIS在監(jiān)測農家生態(tài)旅游環(huán)境中的主要應用領域如下：
（1）建立稀有動物數據庫。利用野外調查數據，確定野生動物的分布地點和族群量，再將這些數據及動植物基本數據輸入GIS。這些數據可與其他空間性數據如植被分布圖、土地利用圖、土地發(fā)展趨勢圖等相結合。這些數據也可與同級程序結合，進行仿真模擬，以預測環(huán)境改變對這些動植物的影響，同時還可用來進行資源保護和經營管理等。
（2）生物資源調查的規(guī)劃。地理信息系統可通過數據處理，將環(huán)境劃分為均質（Homogeneous）的小區(qū)域，以方便研究者在每一個區(qū)域內選定觀測點進行調查，并進行各區(qū)域內生物族群組成的比較研究。
（3）建立動植物分布數據庫。使用GIS能建立生物分布的數據庫，若能配合遙測技術所得的數據，就可得到生物所在地的狀況，再借由圖形數據來展現動物的分布，以提高數據可讀性，并可進行深入的分析。生物資源數據庫的建立，可幫助了解周圍的環(huán)境狀況，在資源規(guī)劃、利用、生態(tài)保護、景觀生態(tài)學研究、環(huán)境教育和國際交流上，都有其應用范圍。
GIS在資源環(huán)境領域的應用方興未艾，從技術、地理信息、經濟社會的需求等方面分析，在該領域有以下趨勢及建議：
應用軟件數據端口應有專門化，專業(yè)化方向發(fā)展，在同類型同方向的GIS數據交流共享方向提供適當的方便，以解決GIS數據來源和數據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、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。
隨著經濟社會的發(fā)展，經濟社會與資源環(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、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，也是系統與業(yè)務結合的需要；
開展專業(yè)應用系統開發(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。
國內GIS現狀和對策
地理信息系統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、數學和統計科學、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，隨著地理信息產品的建立和數字化信息產品在全世界的普及，GIS成為確定性的產業(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、數據規(guī)范和標準的研究、空間數據庫的建立、數據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。
主要表現在四個方面：（1）制定了國家地理信息系統規(guī)范，解決信息共享和系統兼容問題，為全國地理信息系統的建立做準備。
（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理論、技術和應用等方面的書籍，設立了地理信息系統專業(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GIS基礎軟件開發(fā)工作取得了重要進展，出現了一批GIS高技術企業(yè)，開發(fā)出了較為成熟的國產GIS軟件，如MapGIS、GeoStar、CityStar、SuperMap、MapEngine、GROW等，并形成了一定的產業(yè)規(guī)模。
這些國產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資源調查、海洋資源調查與管理等各方面，取得了豐碩的成果和巨大的經濟效益。
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”體現在系統和數據規(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“開放數據”、“簡化操作”，“面向服務”，通過網絡實現從數據乃至系統之間的完全共享和互動。
下面我們從地理信息系統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據是GIS的血液，構建和維護空間數據庫是一項復雜、工作量巨大的工程，它包括：數據的獲取、校驗和規(guī)范化、結構化處理、數據維護等過程。
GIS處理的數據對象是空間對象，有很強的時空特性，獲取數據的手段及數據的形式也復雜多樣。
獲取數據的基本方式有：野外全站儀平板測量、GPS測量、室內地圖掃描數字化、數字攝影測量、從遙感影像進行目標測量和數據轉換等。
這些獲取技術已基本成熟。
同時，空間數據也具有很強的時效性，不同的空間數據必須進行周期不等的數據更新維護，空間數據庫中數據的準確、及時、完整是實現GIS應用系統價值的前提基礎。
空間數據維護往往涉及跨部門、跨行業(yè)的多種數據格式和多種數據類型的大量數據，提供有效的空間數據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)部門已經積累了大量原始數字化數據和相應資料，建立了1100多個大、中型數據庫以及大量的各類數字化地理基礎圖、專題圖、城市地籍圖等。
國家測繪局已經完成了全國l：100萬、 1：25萬基礎地理空間數據庫以及全國七大江河數字地形模型的建設，并啟動了全國l：5萬，部分省份1：1萬基礎地理空間數據庫的建設。
這些基礎數據有力促進了GIS技術的廣泛應用，進而產生了大量的GIS數據。
但由于地理信息系統軟件大多采用不同的空間數據模型，以及它們在地理實體上的認識差異，使得所積累的數據難以轉換和共享（即使能夠數據轉換，也會產生信息的丟失），從而形成一個個新的數據孤島。
制訂數據交換的格式標準已成為大家的共識。
一些國家和組織已經在進行這方面的工作，并定義了一些數據交換標準，如SDTS，OpenGIS聯盟制訂的GML，另外一些公認的數據格式如DXF，Shapefile和MIF文件格式等正逐漸成為數據交換的事實標準。
我國也在“九五”期間制定了地球空間數據轉換標準。
但是由于人們對空間信息認識和研究成果的制約，還沒有一個統一的地理數據模型，因此建立實用的數據交換格式和信息標準將是一個長期、復雜過程。
1.2 空間數據的管理空間數據的管理涉及到二個方面的內容：空間數據模型和空間數據庫。
空間數據模型刻畫了現實世界中空間實體及其相互間的聯系，它為空間數據的組織和空間數據庫的設計提供了基本的方法。
因此，空間數據模型的研究對設計空間數據庫和發(fā)展新一代GIS系統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)模型以及網絡(Network)模型。
GIS基礎軟件平臺的研制和應用系統的設計開發(fā)一直沿用這三種空間數據模型，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、數據組織、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發(fā)展的要求。
主要表現為：（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、異質空間數據的互操作和分布式“對象”處理等問題。
針對上述不足，時空數據模型、三維數據模型、分布式空間數據管理、GIS設計的CASE工具等研究已成為當前國際上GIS空間數據模型研究的學術前沿。
重慶分公司
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