GIS的興起得益于計算機(jī)輔助地圖制圖的研究和應(yīng)用。1963年,加拿大測量學(xué)家R.F.Tomlinson首先提出“地理信息系統(tǒng)”這一術(shù)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(jìn)入全面應(yīng)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(guān)軟件產(chǎn)品已達(dá)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(zhì)大學(xué)的MAPGIS、武漢大學(xué)的Geostar、中國科學(xué)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(qiáng)大。ARCGIS是應(yīng)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(guān)系數(shù)據(jù)模型,提供極強(qiáng)制圖功能、空間操作功能和分析功能;采用模塊式結(jié)構(gòu),提高靈活度并易于擴(kuò)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(biāo)轉(zhuǎn)換;開放式的結(jié)構(gòu),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(zhuǎn)換;獨立于硬件,運行于不同的平臺;廣泛支持當(dāng)今各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。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)。
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近年來,隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,以及遙感技術(shù)、數(shù)字測繪技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、虛擬實景、多媒體技術(shù)、三維圖形芯片及寬頻光纖通訊技術(shù)的突破性進(jìn)展,地理信息系統(tǒng)技術(shù)總體上呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)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(shù)的海量空間數(shù)據(jù)管理
GIS技術(shù)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(dá)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?qū)ο蟮拇笮蛿?shù)據(jù)庫技術(shù)能夠有效地解決這一問題。
在面向?qū)ο蟮目臻g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(jìn)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(jìn)行拼接和索引處理,可形成一個完整的圖層。應(yīng)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(dāng)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(wù)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(luò)流量,可通過一般的網(wǎng)絡(luò)(甚至遠(yuǎn)程)客戶端進(jìn)行訪問。
2.網(wǎng)絡(luò)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(luò)技術(shù)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(luò)化的地理空間集成平臺,就成為當(dāng)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(yīng)性強(qiáng):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(yīng)用面廣:網(wǎng)絡(luò)功能將使WebGIS應(yīng)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(qiáng):地理信息的實時更新在網(wǎng)上進(jìn)行,人們能得到最新信息和最新動態(tài)。
維護(hù)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(jìn)行各種地理信息的分析,而不用關(guān)心空間數(shù)據(jù)庫的維護(hù)和管理。
目前,網(wǎng)絡(luò)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(qiáng)大的空間分析功能,而且受網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制,影響了網(wǎng)絡(luò)GIS的應(yīng)用(龔健雅,2004)。
3.組件GIS
GIS基礎(chǔ)軟件可以定性為應(yīng)用基礎(chǔ)軟件,它一般不作直接應(yīng)用,而是根據(jù)某一行業(yè)或某一部門的特定需求進(jìn)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(jié)構(gòu),一般都采用COM/DCOM技術(shù)。組件化GIS基于標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(jié)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(yīng)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(yīng)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?qū)崟r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(jìn)技術(shù)系統(tǒng),是為GIS提供準(zhǔn)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(biāo),建立實時數(shù)據(jù)庫。另一方面,地理信息系統(tǒng)技術(shù)與其他主流商務(wù)應(yīng)用的集成,并能集成多種空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ),使各種計算機(jī)軟件彼此溝通、集成應(yīng)用。GIS已發(fā)展成為具有多媒體網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及數(shù)據(jù)可視化的強(qiáng)大空間數(shù)據(jù)綜合處理技術(shù)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(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(gòu)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(shù),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(shù)、分布處理技術(shù)、面向?qū)ο蠓椒?、?shù)據(jù)庫設(shè)計及實時信息獲取方法更有效地結(jié)合起來?;贠GIS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(shè)計方法,這種方法應(yīng)用于GIS領(lǐng)域,側(cè)重于改變當(dāng)前GIS模型中特定的應(yīng)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(shù)將使GIS始終處于一種組織開放式的狀態(tài),真正成為服務(wù)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(luò)環(huán)境下GIS技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。
在GTC 2020『GIS基礎(chǔ)軟件新技術(shù)論壇』上,超圖研究院副院長胡中南作《云原生GIS及Web端技術(shù)新進(jìn)展》報告,他首先系統(tǒng)講解了云原生GIS技術(shù)的三大新進(jìn)展:微服務(wù)更微、可擴(kuò)展,容器化部署更全、更易用,自動化編排適配更多平臺等,介紹了這些技術(shù)如何支撐云南地質(zhì)大數(shù)據(jù)等系統(tǒng)實現(xiàn)高可用、高并發(fā)、高彈性“三高”價值;也系統(tǒng)闡述了Web端GIS技術(shù)從基礎(chǔ)庫、組件庫、模板庫到WebApps的多層次結(jié)構(gòu)及相關(guān)新進(jìn)展,讓GIS前端應(yīng)用開發(fā)定制更快速便捷。
本文將分為云原生GIS(點擊左側(cè)藍(lán)色文字可直接查看)與Web端GIS兩大部分,現(xiàn)分享Web端GIS技術(shù)部分資料如下:
演講PPT
上半部分主要講云原生GIS技術(shù)如何助力GIS系統(tǒng)快速部署與運維。
接下來我為大家介紹Web端GIS技術(shù)。
以前大家可能認(rèn)為SuperMap的Web端就是一個SuperMap iClient JavaScript,僅僅是將Leaflet等開源技術(shù)做一些封裝集成、改進(jìn),和SuperMap服務(wù)器產(chǎn)品的REST API做了對接,其實這只是我們Web端技術(shù)棧的組成之一,也即圖上所示的基礎(chǔ)的iClient Libraries類庫(L1)。
我們在上面還提供了iClient Components,就是所謂的WebGIS組件庫(L2),適配了Vue框架和React框架。在這之上我們面向行業(yè)應(yīng)用共性,基于組件庫進(jìn)一步封裝,提供了Web模板庫iClient Templates(L3),只需將數(shù)據(jù)、LOGO和圖片等進(jìn)行簡單修改,就可以快速上線。我們還提供了可構(gòu)建、可定制、可擴(kuò)展的Web Apps,如MapDashboard和WebSite UI(L4),以及更偏向使用的一些Web Apps,用做制圖、分析等(L5)。
由此可見,SuperMap GIS的Web端包括這五個層次的內(nèi)容,已經(jīng)不僅僅是SuperMap iClient JavaScript單個產(chǎn)品。
在SuperMap iClient JavaScript層面,我們也有新的增強(qiáng)與改進(jìn)。
SuperMap iClient JavaScript 2020模塊圖。Web Libraries和 Web Components都有一些增強(qiáng),新增加了Web Templates。
在此,我重點介紹一下組件和模板的新特性和新技術(shù):組件技術(shù)就是把Libararies類庫做進(jìn)一步的封裝,更少的代碼做更快的開發(fā),比如可以一行代碼加一個Web Map組件,里面填一個服務(wù)地址和地圖資源ID,就可以出一個地圖了。歡迎大家在超圖軟件官網(wǎng)查看范例。
這是2019年我們提供的技術(shù)。今年我們新增了多款Vue組件,包括時間軸、卷簾地圖等。地圖、圖表等都有新的增強(qiáng)和改進(jìn)。
今年我們新增了多款Vue組件,包括時間軸、卷簾地圖等。地圖、圖表等組件都有新的增強(qiáng)和改進(jìn)。
這是我們做的全球新冠疫情圖范例。使用組件技術(shù)做了封裝,用戶不用一行一行寫代碼,操作更方便、開發(fā)更快捷。
新的Web模板技術(shù),可以讓應(yīng)用開發(fā)更便捷。直接提供多種行業(yè)應(yīng)用模板,用戶只需修改LOGO、配色,或刪除不用的地方即可。
再上面就是大屏,可快速開發(fā)建站。
No Code無代碼開發(fā),可以快速建站,包括SuperMap iPortal門戶首頁、地圖大屏App等,都可以進(jìn)行拖拉式操作,不需要寫代碼就可以完成可視化定制。門戶首頁可以拖出來,Web應(yīng)用可以用大屏拖出來。
地圖大屏也做了一些增強(qiáng)。
以前做了大屏只能看,不能互動,不能點,點了以后也不能操作?,F(xiàn)在能看、能點、能互動。有了交互更好用。
包括,我們對布局也做了優(yōu)化,移動端可以自己修改布局。
包括超寬屏終端都可以適配,這是一個項目的照片。
另外一個定制就是SuperMap iPortal站點定制和擴(kuò)展增強(qiáng)。
從首頁到登錄頁、管理頁甚至各個Web Apps都支持定制和擴(kuò)展。
從而實現(xiàn)No Code的可視化定制,同時做了一些新的組件和能力增強(qiáng)。
可以用這個特性快速搭建一個新的首頁,從上面的菜單、左上角的LOGO,包括Banner、橫幅各種內(nèi)容都支持修改、增加和刪除。甚至用戶不懂開發(fā)都可以直接進(jìn)行操作。此外,該布局是自適應(yīng)的,在手機(jī)上同樣可以觀看。
這是2019年已有功能,今年我們做了新的增強(qiáng)。另外就是全代碼定制。
你可以基于自己的技術(shù)直接寫一個首頁。不管是我們提供的組件,還是你自己寫的組件,或是第三方組件都可以拿來使用。
包括我們的登錄頁和資源管理頁都可以進(jìn)行修改和定制。
此外,大屏本身也是可以擴(kuò)展的。
包括數(shù)據(jù)上圖。
數(shù)據(jù)洞察,都是可以修改和定制的。
可以加自己的圖表、UI。
前面所提到的是定制開發(fā),再上層就是直接使用的WebApp。
如果大家感興趣,可以去我們官網(wǎng):,或GTC網(wǎng)站:來觀看新特性。
數(shù)據(jù)上圖,制圖能力更豐富。
可以在線打印Web地圖。
簡單回顧一下,我們講到的兩大部分技術(shù):一個是云原生GIS技術(shù),讓GIS后臺服務(wù)管理運維更高效,另一個是Web端GIS技術(shù),讓GIS前端應(yīng)用開發(fā)定制更快速。一個是高效,一個是快速。
總的報告可以用兩個圖連起來,第一就是K8s部署結(jié)構(gòu)圖,通過它可以把云原生GIS技術(shù)一覽無余,包括SuperMap iServer、SuperMap iPortal、SuperMap iManager之間的關(guān)系、用了什么技術(shù)等都可以看到。
第二張圖如上所示,我們在Web端的整體技術(shù)層次都可以看到,從SuperMap iClient Libraries類庫,到組件、模板,到大屏、Site UI定制、擴(kuò)展,以及WebApps等等。
以上就是我的報告,謝謝大家。
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(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、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)耗時費力;(2) 難以有效地表達(dá)現(xiàn)實三維空間實體及其相互關(guān)系;(3) 適于記錄和表達(dá)某一時刻空間實體性狀及相互間關(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。
GIS技術(shù)發(fā)展概況:
在新興的信息產(chǎn)業(yè)中,GIS(Geographic Information System,地理信息系統(tǒng))作為集計算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)和治理科學(xué)及相關(guān)學(xué)科等為一 體的新興邊緣學(xué)科,近30年來迅速興起。
GIS將計算機(jī)技術(shù)和空間地理分布數(shù)據(jù)相結(jié)合,通過系統(tǒng)建立、空間操作與模型分析,為地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和工程設(shè)計、乃至企業(yè)治理等方面的規(guī)劃、治理和決策提供有用的信息。
目前GIS在國內(nèi)外應(yīng)用領(lǐng)域已相當(dāng)廣泛,不但成功地應(yīng)用于測繪、制圖、資源和環(huán)境等領(lǐng)域,而且已成為城市規(guī)劃、公共設(shè)施治理、工程建設(shè)等的重要工具,此外GIS還進(jìn)入了軍事戰(zhàn)略分析與決策、商務(wù)策劃、文教衛(wèi)生乃至人們?nèi)粘;顒拥母鞣N領(lǐng)域中。
目前GIS被認(rèn)為是21世紀(jì)支柱性產(chǎn)業(yè),是信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分?!熬盼濉逼陂g國家科技部已將GIS列為“重中之重”的項目,并重點支持發(fā)展我國的GIS產(chǎn)業(yè)。
擴(kuò)展資料
我國的GIS發(fā)展較歐美先進(jìn)國家起步約晚15年左右,但發(fā)展速度并不很慢。1994年9月,我國國家測繪總局與美國ARC/INFO總部簽定了合作的ARC CHINA計劃。
僅以GIS在城市方面的應(yīng)用就有城市自來水、城市煤氣、城市規(guī)劃、城市地下管線、城市環(huán)境、城市道路、城市土地等不勝枚舉,至于其他各方面的應(yīng)用諸如環(huán)境監(jiān)測、水土流失、礦產(chǎn)資源、投資評價等更是屢見不鮮。所有這些都標(biāo)志著GIS在我國的成長與發(fā)展。
參考資料百度百科——GIS