当代GIS进展
地理信息系统(GIS)发展现状及展望
地理信息系统（GIS）发展现状及展望【摘要】地理信息系统（GIS）是一种集成了地理、空间、统计、计算机等多学科知识的信息系统，旨在处理和分析地理空间数据。
本文从GIS发展历程、应用领域扩展、技术创新与发展、数据挖掘与GIS的融合、云计算与GIS的结合等方面进行了探讨。
随着技术的不断发展，GIS在未来将朝着智能化、智能化方向发展，为社会、经济和环境可持续发展提供更多支持。
GIS在未来的挑战主要来自数据安全、隐私保护、多源数据融合等方面。
未来需要加强技术研究和人才培养，以推动GIS技术在更广泛领域的应用和发展，为社会经济的进步和可持续发展做出更大的贡献。
【关键词】地理信息系统（GIS）、发展现状、展望、发展历程、应用领域、技术创新、数据挖掘、云计算、未来发展趋势、社会经济发展、贡献、挑战。
1. 引言1.1 地理信息系统（GIS）发展现状及展望随着技术的不断创新，GIS在数据挖掘、人工智能等方面得到了广泛应用。
数据挖掘与GIS的融合使得GIS系统能够更好地发挥数据分析和预测的功能，为不同领域的决策提供了重要支持。
云计算技术的发展也为GIS带来了新的发展机遇，云GIS使得数据的存储和共享更加便捷，为用户提供了更高效、更智能的服务。
2. 正文2.1 GIS发展历程GIS发展历程可以追溯到20世纪60年代，当时美国制定了最早的地理信息系统发展计划。
随着计算机技术的不断进步，GIS在70年代开始被广泛使用。
到了80年代，GIS的概念逐渐被接受并应用于地理学、城市规划、农业、资源管理等领域。
在90年代，随着互联网的兴起，GIS开始向更广泛的用户群体推广，成为地理信息处理和空间分析的重要工具。
进入21世纪，GIS的发展趋势更加明显。
随着移动互联网的普及，地理位置信息的重要性日益凸显。
GIS开始从专业领域向普通大众渗透，成为人们生活中不可或缺的一部分。
GIS技术也在不断创新，如3D地图、实时定位、遥感技术等的引入，使得GIS应用更加智能化、精细化。
地理信息系统(GIS)发展现状及展望
地理信息系统（GIS）发展现状及展望地理信息系统（GIS）是一种利用计算机技术来存储、分析、处理和呈现地理数据的工具。
它在过去几十年中得到了迅速发展，已经广泛应用于许多领域，包括城市规划、自然资源管理、环境保护、交通规划和农业等。
GIS的发展现状是一个充满希望和挑战的领域，在未来几年中将继续发展并取得更大的成就。
目前，GIS技术已经成为了各行各业中不可或缺的工具。
在城市规划领域，GIS可以帮助规划师们更好地分析城市的空间分布、土地利用和交通网络，从而为城市的发展提供科学的支持。
在自然资源管理方面，GIS可以用来监测森林覆盖率、水资源分布和土地退化情况，帮助保护和管理自然资源。
在环境保护方面，GIS可以用来分析气候变化、空气质量和土壤污染等环境问题，并提供科学的决策支持。
在交通规划领域，GIS可以用来优化交通网络、智能导航和交通管理，提升交通效率和减少交通堵塞。
在农业方面，GIS可以用来分析土壤类型、农作物分布和灌溉情况，帮助农民做出更科学和高效的农业生产决策。
尽管GIS已经有了许多应用，但它仍然面临一些挑战。
首先是数据质量问题。
地理数据的质量对GIS的分析结果和决策支持起着至关重要的作用。
目前的地理数据质量不一致，有些数据缺乏准确性和可靠性。
如何提高地理数据的质量是一个重要的研究方向。
GIS的数据处理能力有限。
随着地理数据量的增加和数据类型的增加，现有的GIS技术在处理大规模和多种类型的地理数据时面临挑战。
如何提高GIS的数据处理能力是一个亟待解决的问题。
GIS的应用领域还有待进一步拓展。
尽管GIS已经在各个行业中得到了广泛应用，但仍然存在一些潜在的应用领域，如医疗保健、金融服务和政府决策等。
如何将GIS技术与这些领域相结合，将是未来发展的一个重要方向。
展望未来，GIS有望在以下几个方面取得更大的成就。
更好地利用人工智能和大数据技术，提高GIS的数据处理能力和分析能力。
人工智能和大数据技术的发展为GIS提供了更多的机会。
地理信息系统(GIS)发展现状及展望
地理信息系统（GIS）发展现状及展望地理信息系统（GIS）是一种集成了地理信息、地图和数据分析功能的计算机软件系统。
它可以用来存储、管理、分析和展示地理空间数据，已经在很多领域得到了广泛的应用。
GIS的发展早已不仅仅停留在单一的地图制作和地理空间数据展示，而是成为了现代科技发展中的重要组成部分。
本文将对GIS的发展现状进行讨论，同时展望未来在不同领域的应用前景。
GIS发展现状GIS技术的发展已经呈现出几个显著的特点。
首先是多源数据融合与集成。
现在，不仅仅可以使用卫星遥感数据、地面观测数据等传统的地理信息数据，还能结合社交媒体数据、移动设备数据等多源数据进行融合，形成具有更高价值和更广泛应用领域的数据。
这种多源数据的整合是GIS发展的一个重要方向，也是未来发展的趋势之一。
其次是GIS的实时处理能力逐渐增强。
随着计算机硬件和软件技术的不断进步，GIS系统的实时处理能力得到了很大的提升，可以对大规模实时数据进行处理和分析，同时还能实现实时的地图展示和查询功能。
这种实时处理能力的提升使GIS在灾害监测、交通管理、环境保护等领域有了更广泛的应用。
GIS技术的开放与互联网化也是其发展的重要方向。
很多GIS软件都提供了开放API接口，允许用户进行自定义开发，从而实现与其他应用系统的集成。
GIS能够实现在线地图浏览、数据查询等功能，并且可以在移动设备上进行使用，这使得GIS系统不再依赖于特定的硬件平台，而是能够更加灵活地应用到各种场景当中。
GIS系统将人工智能技术融入到地理空间数据的分析和处理中，为用户提供更加智能化的数据分析和决策支持。
这种融合将带来GIS技术在城市规划、资源管理、环境保护等领域的更深层次的应用，能够更好地提供科学决策支持。
随着技术的不断发展和创新，在未来GIS系统将在许多领域展现出更加广阔的应用前景。
GIS在城市规划和管理方面的应用将会更加深入。
随着城市化进程的加快和城市规模的不断扩大，城市管理面临着越来越多的挑战。
地理信息系统(GIS)发展现状及展望
地理信息系统（GIS）发展现状及展望【摘要】地理信息系统（GIS）是一种利用地理空间数据进行分析和展示的技术工具。
本文从GIS的发展历史、在各行业中的应用、技术发展趋势、面临的挑战以及未来发展方向等方面进行了探讨。
GIS在交通、农业、环境保护等领域都有广泛的应用。
未来，GIS技术将继续向着智能化、云端化、大数据分析等方向发展。
但与此GIS也面临着数据质量、隐私保护等挑战。
未来，GIS在推动社会发展和科技创新方面将发挥越来越重要的作用。
GIS是一个不断发展和改进的领域，将为人类社会的可持续发展做出重要贡献。
【关键词】地理信息系统（GIS）、发展现状、展望、发展历史、各行业应用、技术发展趋势、面临挑战、未来发展方向、重要性、社会发展、总结。
1. 引言1.1 地理信息系统（GIS）发展现状及展望地理信息系统（GIS）是利用计算机技术收集、存储、管理、分析和展示地理信息的系统。
GIS的发展史可以追溯到20世纪60年代，随着计算机技术的发展，GIS得到了快速的发展，并在各行业中得到广泛应用。
目前，GIS已经成为了现代科技发展的一个关键领域，不仅在地理学、测绘学等学科中得到应用，也在城市规划、资源管理、环境保护等领域起到了重要作用。
随着人工智能、云计算、大数据等技术的发展，GIS技术也在不断创新。
未来，GIS将更加智能化、精细化，提供更方便、快捷、精准的地理信息服务。
GIS也面临着一些挑战，比如数据安全性、标准化问题、人才短缺等，需要不断努力解决。
未来，GIS的发展方向将更加多元化，包括深度融合新技术、提高数据质量、完善服务体系等。
GIS在未来的重要性将会越来越凸显，它将推动社会发展，促进各行业的创新和发展。
GIS将在未来发挥更加重要的作用，为建设数字化智慧社会作出更大贡献。
2. 正文2.1 GIS的发展历史地理信息系统（GIS）的发展历史可以追溯到20世纪60年代。
最早的GIS系统是由加拿大专家Roger Tomlinson在1963年创建的，用于协助加拿大政府监测自然资源。
GIS设备发展现状、趋势与故障
GIS设备发展现状、趋势与故障引言地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于捕捉、存储、管理、分析和展示地理信息的技术和工具。
在现代社会中，GIS设备已经成为许多领域中不可或缺的工具，包括城市规划、环境保护、土地管理、交通规划等。
本文将介绍GIS设备的发展现状、趋势以及可能的故障。
一、GIS设备的发展现状1.1 基本概述GIS设备的发展可以追溯到上世纪60年代，当时GIS设备主要用于地图绘制、数据管理和空间分析。
随着计算机技术的飞速发展，GIS设备得到了快速的发展，成为了一个独立的学科领域。
现代GIS设备采用各种技术，如遥感、全球定位系统（GPS）和地球观测卫星，实现对地理空间数据的采集、存储和分析。
1.2 应用领域GIS设备在许多领域中有着广泛的应用。
其中包括：1.2.1 城市规划GIS设备在城市规划中发挥着重要的作用。
通过GIS设备，城市规划者可以方便地获取城市相关的地理数据，包括地形、土地利用、交通等信息，并通过空间分析工具对这些数据进行分析，从而为城市规划决策提供支持。
1.2.2 环境保护GIS设备在环境保护方面也具有重要的应用。
通过GIS设备，环境保护部门可以实时监测环境污染状况，并进行空间分析，找出污染源和受威胁区域，从而制定相应的保护措施。
1.2.3 土地管理GIS设备在土地管理方面的应用也非常广泛。
通过GIS设备，土地管理部门可以方便地对土地的使用情况进行监测和管理，包括土地的所有者、用途、面积等信息。
1.2.4 交通规划GIS设备在交通规划中也起到了重要的作用。
通过GIS设备，交通规划者可以方便地获取交通相关的地理数据，包括道路网络、交通流量等信息，并通过空间分析工具对这些数据进行分析，从而为交通规划提供支持。
二、GIS设备的发展趋势2.1 云计算和移动技术的应用随着云计算和移动技术的快速发展，GIS设备也呈现出一些新的发展趋势。
地理信息系统(GIS)发展现状及展望
地理信息系统（GIS）发展现状及展望地理信息系统（GIS）是指利用计算机硬件和软件技术来收集、存储、管理、分析、显示和传输地理空间数据的一种系统。
GIS系统能够帮助人们更好地理解和管理地理空间信息，对于城市规划、自然资源管理、环境保护、农业生产、应急救援等领域都具有重要意义。
随着科技的不断进步和应用范围的不断拓展，GIS系统在各行各业都得到了广泛的应用，同时也在不断发展与创新。
本文将从GIS发展现状和未来展望两个方面进行探讨。
一、GIS发展现状1. 技术水平不断提高随着计算机技术和软件技术的不断发展，GIS的技术水平也在不断提高。
目前，GIS系统已经实现了从二维到三维的空间数据表示，实现了对遥感影像、地理数据的自动化处理和分析，实现了对地理数据的实时监控和动态更新。
这些技术的不断提高，使GIS系统在数据处理和分析的效率、精度和能力方面都得到了极大的提升。
2. 应用范围不断扩大GIS系统的应用范围也在不断扩大。
除了传统的城市规划、自然资源管理和环境保护领域，GIS系统现在还被广泛应用于物流运输、市场分析、农业生产、气象预测、城市管理等多个领域。
在全球范围内，GIS系统也被越来越多的国家和地区所采用，用于国土测绘、国土规划、国土安全等国家重大项目的实施。
3. 数据共享和开放在GIS系统的发展过程中，数据共享和开放的趋势也日益明显。
越来越多的地理空间数据和地理信息资源得到了数字化和电子化，并通过各种网络平台进行了共享和开放。
这种趋势不仅方便了用户获取和使用地理空间信息，也促进了地理信息资源的整合和利用，推动了GIS系统的发展和应用。
1. 人工智能与GIS的融合未来，人工智能技术将会与GIS系统相结合，实现空间大数据的深度挖掘和分析。
通过人工智能技术，GIS系统将能够更准确地识别和分析地理空间数据，为城市规划、交通管理、自然灾害预警、环境保护等提供更有效的决策支持。
2. 虚拟现实技术与GIS的整合随着虚拟现实技术的不断进步，GIS系统也将会与虚拟现实技术进行整合。
当代地理信息系统进展综述
当代地理信息系统进展综述当代地理信息系统进展综述地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一个涉及地理空间数据收集、存储、管理和分析的计算机系统。
近年来，随着信息技术的迅猛发展，地理信息系统在各个领域都取得了巨大的进展。
本文将综述当代地理信息系统的发展，并探讨其在不同领域的应用。
首先，地理信息系统在城市规划与管理方面的应用日益广泛。
城市规划是一个复杂的过程，需要考虑多个因素，如土地利用、交通、环境等。
地理信息系统可以提供详细、全面的空间数据，帮助规划者更好地分析和决策。
例如，通过GIS，规划者可以快速获取城市土地利用的详细信息，了解各个区域的发展情况，从而制定合理的城市规划。
其次，地理信息系统在自然资源管理方面也发挥着重要的作用。
自然资源是人类生存和发展的基础，如土地、水资源、森林等。
利用地理信息系统，科学家可以对这些资源进行精确的测量和管理。
例如，通过卫星遥感技术和GIS，可以监测森林覆盖率的变化，及时发现森林砍伐和火灾等问题，保护生态环境。
另外，地理信息系统在环境保护方面也起到了积极的推动作用。
地理信息系统可以整合各种环境数据，如大气、水质、土壤等指标，并进行分析和模拟。
通过GIS的辅助，环境科学家可以更好地监测和预测环境变化，制定出更科学、针对性的环境保护策略。
例如，通过GIS，可以分析水污染的来源和扩散路径，快速制定应对措施，保护水资源。
此外，地理信息系统在交通运输领域的应用也越来越广泛。
GIS可以为交通规划提供全面的数据支持，如道路网络、交通流量、交通事故等信息。
交通规划者可以通过GIS系统进行交通流量模拟和预测，合理规划道路和交通设施，提高交通效率和安全性。
同时，地理信息系统还可以为交通管理提供支持，如实时监控交通状况，推送交通信息给驾驶员，减少拥堵和事故的发生。
最后，地理信息系统在灾害管理方面也发挥着重要的作用。
自然灾害如地震、洪水、台风等经常发生，给人们的生命财产安全带来巨大威胁。
gis发发展趋势及目前存在的问题
gis发发展趋势及目前存在的问题GIS（地理信息系统）作为一种综合地理信息采集、存储、管理、分析和展示的技术手段，在各个领域得到了广泛应用，并且在不断发展和演变中。
以下是GIS发展趋势及目前存在的问题：1. 三维和四维GIS：传统的GIS主要以二维平面的方式表示地理信息，而现在越来越多的应用需要对三维和四维地理信息进行采集和分析，以更准确地模拟和预测地理现象。
2. 移动GIS：随着移动设备的普及和定位技术的发展，移动GIS应用已经成为一个重要的发展方向。
人们可以通过手机或平板电脑随时随地获取地理信息，并在实地进行数据采集和更新。
3. 大数据和云计算：随着传感器和无人机等技术的广泛应用，地理信息的数据量呈指数级增长，对数据的存储和处理能力提出了更高的要求。
云计算技术可以提供强大的计算和存储能力，使得大规模GIS数据的管理和分析变得更加高效。
4. WebGIS：WebGIS将GIS应用从桌面转移到互联网上，使得地理信息可以更广泛地共享和使用。
通过基于Web的GIS系统，用户可以通过浏览器访问地理信息，并进行地理分析和决策支持，提高信息共享和协作效率。
5. 数据开放和标准化：目前GIS数据的开放性和标准化程度还有待提高。
数据开放可以促进各个领域之间的数据共享和交流，但需要解决数据安全和隐私保护等问题。
同时，制定和推广统一的数据格式和标准，可以提高数据的互操作性和可重复性。
目前存在的问题包括数据质量问题，例如数据缺失、不准确等；数据安全问题，如隐私泄露和数据盗用等；技术门槛问题，包括GIS软件和硬件设备的昂贵和复杂性等；以及数据共享和管理问题，包括数据标准和格式不统一、数据所有权争议等。
未来的发展中，需要不断解决这些问题，推动GIS在各个领域的应用和发展。
地理信息系统(GIS)发展现状及展望
地理信息系统（GIS）发展现状及展望地理信息系统（GIS）是一种集成了空间数据采集、存储、管理、分析和展示的技术系统，它已经在各个领域中得到了广泛的应用。
本文将探讨GIS的发展现状及展望，以便更好地理解其在未来的发展趋势和应用前景。
地理信息系统的发展现状地理信息系统在过去几十年里取得了巨大的发展成就，主要体现在以下几个方面：1. 技术和设备的进步：随着计算机技术和测绘设备的不断发展，GIS的功能和性能得到了大幅提升。
高分辨率的卫星遥感数据、精准的GPS定位技术、三维地图的制作和展示技术等，都为GIS的应用提供了更加丰富的数据来源和更加精确的空间信息。
2. 应用领域的拓展：GIS最初主要用于土地利用规划、自然资源管理和地图制作等领域，但如今已经扩展到了交通运输、环境监测、城市规划、灾害防治等各个方面。
GIS还被广泛应用于商业市场、军事情报和社会管理等领域，成为了信息化时代的一个重要支撑。
3. 数据整合和共享的发展：随着互联网技术的普及和数据开放的趋势，GIS的数据整合和共享能力得到了显著提升。
不同部门和单位之间的数据可以通过网络平台进行共享和交换，这为跨领域、跨地域的问题分析和协同决策提供了更为可靠的数据支撑。
4. 软件和算法的改进：GIS软件的使用越来越普及，同时也在不断地更新和改进。
各种GIS分析算法的开发，为用户提供了更加方便和强大的功能，例如空间数据挖掘、地理数据可视化、地图编制等方面都得到了显著的进步。
未来的发展中，GIS有望在以下方面取得更加突出的进展：1. 大数据与人工智能的融合：随着大数据和人工智能技术的不断发展，GIS将更加注重对海量地理数据的处理和分析。
结合深度学习、机器学习等技术，GIS可以更好地挖掘数据之间的相关性和规律性，提高数据的利用价值。
2. 全球定位系统的改进：GPS技术的进步将为GIS的精确定位和实时监测提供更多可能，包括室内定位、立体导航、自动驾驶等方面，进一步拓展GIS在各个领域中的应用范围。
地理信息系统(GIS)发展现状及展望
地理信息系统（GIS）发展现状及展望地理信息系统（GIS）是一种利用计算机技术对地理空间数据进行采集、存储、管理、分析和展示的信息系统。
随着科技的不断发展，GIS在各个领域的应用也越来越广泛，如城市规划、土地利用、环境保护、资源管理、农业生产等。
本文将对GIS的发展现状及展望进行探讨。
一、GIS的发展现状1. 技术发展GIS技术自20世纪60年代起步以来，经过了50多年的发展，已经进入了第三代。
第一代GIS主要是基于主机的大型计算机系统，主要应用于军事领域；第二代GIS以个人计算机和局域网为平台，主要应用于地理信息系统建设；第三代GIS以云计算、移动互联网、大数据等为技术支撑，具有开放性、灵活性和智能化特点。
2. 应用领域GIS的应用领域越来越广泛，如城市规划中的用地分析、基础设施建设的规划与管理、环境保护中的生态评估与监测、资源管理中的土地利用规划、农业生产中的地块管理及产量预测等。
3. 发展趋势随着5G、互联网、大数据等新技术的不断发展，GIS的发展趋势也在不断变化。
未来GIS技术将更加智能化，具有更高的时空分辨率和更快的数据处理速度。
GIS将更加融合化，与人工智能、物联网、区块链等新技术相融合，实现更多领域的跨界应用。
1. 智能化应用未来GIS将更加注重智能化应用。
通过人工智能技术，GIS能够实现更加智能化的空间数据分析与处理，实现更加高效准确的地理信息数据处理与分析。
3. 开放化发展未来GIS将更加注重开放化发展。
随着开源GIS软件的不断发展，GIS技术将更加开放，更多的社会力量将能够参与到GIS技术的发展中来，推动GIS技术的创新与应用。
4. 国际化合作未来GIS将更加注重国际化合作。
随着“一带一路”倡议的深入推进，GIS将更加注重国际合作，共同推动全球地理信息技术的发展与应用。
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当代GIS进展作者：周新忠来源：《价值工程》2010年第13期摘要: 对GIS的定义、内涵及其外延进行了系统的分析与讨论;从空间信息的获取、处理、管理等角度探讨了GIS技术的进展及趋势,突出了GIS技术及其应用所具有的蓬勃生命力和广阔应用前景。
Abstract: This paper analyses and discusses the definition of GIS and its connotation and denotation,the trend of GIS technology progress from space information acquisition,processing and management,highlighting the vigorous vitality and broad application prospect of the GIS technology.关键词: GIS;空间数据库;元数据;移动GIS;LBS;网格GISKey words: GIS;spatial database;metadata;mobile GIS;LBS;grid GIS中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)13-0162-020引言人们日常生产、生活所使用的各类信息中有80%左右与空间位置相关,有效地利用这些信息将大幅提高我们的生活质量、工作效率,并有利于促进国民经济和社会的可持续发展。
GIS作为空间信息处理、存取、管理的有效工具已得到广泛应用,并在与计算机技术、网络技术、数据库技术、通信技术等多种高新技术的交叉融合过程中凸显出其特有的生命力和创造力。
1GIS内涵的扩展GIS(Geographic Information System,地理信息系统)是在计算机软硬件支持下,采集、存储、管理、处理、检索、分析和显示空间信息的一种技术系统。
在应用的驱动下,GIS以一种软件系统而逐渐融合多种高新技术,呈现出多元化的特点,产生了不同的应用分支。
同时,其技术特色不断迁移、功能日渐强大、内涵不断扩展,形成了以“系统、科学、服务”三位一体论认识GIS的观点。
首先,GIS在蓬勃发展的过程中,吸纳了地理学、制图学、遥感、计算机科学等领域的相关理论和方法,其成功应用已不局限于单一产品所能提供的解决方案,这对于消除航空摄影测量、遥感、大地测量学、地图学、测量和地理学之间的传统隔阂具有独特的贡献。
这时的GIS 已由一种技术逐渐丰富,成为与计算机技术、地理学、测绘学密切相关的一门新兴学科,形成了自成体系的基本理论、技术系统以及应用方法[1]。
因此,有学者提出了GI-Science(地理信息科学)的GIS内涵外延的观点。
其次, Web服务等的出现将人类引入了一个更为广阔的数字空间。
Web服务通过开放、标准、成熟的技术和方法将已有的软件资源进行包装,形成统一的服务形式,屏蔽其间的差异。
“软件就是服务”,理念的创新不仅影响了软件开发的模式,也引发了人们对GIS的重新认识。
一种以GI-Service认识GIS的观点悄然而生,GIS的内涵也再次得以丰富和扩展[3]。
2GIS技术进展数据被喻为GIS的“血液”。
人们通过GIS来采集、传输、处理、存储、显示、分析数据,从无序、海量的空间数据中获取有用的、直观的、全面的各类信息,进而抽取出知识,达到提高认识、辅助决策等目的。
GIS与数据进行以上交互的过程,就是与多种技术、学科融合,相互促进的过程。
图1描述了GIS以数据流动为主线时涉及的主要学科与技术。
2.1 空间数据的获取与处理技术空间信息的获取方式有GPS、数字摄影测量、RS、野外人工测量、地图扫描数字化等。
这些技术和方法可为GIS提供高精度定位数据、航片、DEM、数字正射影像、扫描栅格影像等多源多尺度数据。
航空航天遥感传感器技术的快速发展使得数据获取呈现出三多(多平台、多传感器、多角度)和三高(高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率)等特点[4];利用载波相位差分技术,GPS定位精度可达厘米级;而3S技术集成方法的逐渐成熟与应用,减少了GPS与RS获取数据的中转而直接进入GIS,达到实时获取空间数据的目的;利用遥感制作数字正射影像在生产部门也广为应用,具有很强的实效性。
与此同时,基于统计信息和图像内容的目标识别与分类的数据融合技术的逐渐成熟,以及压缩倍率高、速度快的影像数据压缩方法的成功推出,为GIS数据处理技术的发展开辟了广阔的前景[4];并行计算、网格计算等理论与方法的成熟则为实现高效的GIS数据处理提供了软硬件环境基础;GIS空间数据不确定性与质量控制等理论研究的深入,与信息论、模糊数学等学科的交叉,以及不确定性模型、误差传播模型和空间数据质量模型的建立,实现了空间数据质量指标的检验和评价[5],为GIS空间数据的处理和应用提供了科学依据和保证。
2.2 空间数据管理技术空间数据涉及空间位置和地物实体间的空间关系。
空间数据的时空特性使得其有别于常规事务型数据,具有关系复杂、非结构化、数据量大、多比例尺、随时间变化等特点。
这增添了空间数据管理的难度,成为影响GIS性能的瓶颈,也是主导GIS发展方向的关键支撑技术之一。
2.2.1 空间数据库技术空间数据的几何图形数据和属性数据的管理先后经历了以下几种管理方式[6]:①文件系统统-管理;②文件与关系数据库混合管理;③全关系型空间数据库统一管理;④对象关系型数据库管理;⑤面向对象空间数据库管理,它采用面向对象数据模型对空间数据进行表达和描述,它支持变长记录、对象嵌套、信息继承与聚集,克服了对象关系型数据库面向对象操作时存在的诸多不足。
当前比较成熟的面向对象数据库管理系统有Objectivity/DB、Versant等。
以上几种方式在丰富空间数据管理手段的同时,也促使空间信息管理与数据库理论和方法的融合,形成了空间信息科学崭新的研究领域——空间数据库。
2.2.2 元数据技术数字地球六大关键技术之一的元数据是空间数据管理的另一重要工具[7]。
元数据是关于数据的内容、质量、状况和其他特性的描述性数据[8],针对空间数据进行描述、解释而形成空间元数据。
在空间信息应用领域,空间元数据已逐步形成以元数据标准、元数据库、元数据服务模型为应用框架的元数据服务体系。
元数据标准的编制为元数据的共享和规范化应用奠定了基础,ISO/TC211和FGDC等均推出了空间元数据标准[9]。
我国也已先后推出国标《地理信息元数据》以及行业标准《水利地理空间数据元数据标准》。
当前较为成功的元数据服务模型有FGDC的Clearinghouse。
空间元数据应用体系的形成,促进了信息共享和资源的可持续利用,也为海量空间数据的管理、使用提供了有效、直接的手段,推动了空间数据管理技术的进步。
3GIS新型分支随着GIS应用迈入成熟期,关于GIS的划分可谓层出不穷:从功能范围和应用领域划分有城市GIS、农业GIS等;从软件系统模式划分有WebGIS、组件GIS等;从服务特色划分有三维GIS、虚拟现实GIS等。
近年来随着无线应用和网格技术的进步,又出现了融合这些高新科技的移动GIS和网格GIS。
众多GIS分支的出现,不是GIS陷入无序发展和体系分割紊乱的写照,而体现了GIS广为吸纳各种新技术、新方法,消除技术限制,开辟崭新应用空间的发展特点。
3.1 移动GIS本文将移动GIS定义为:通过移动通信技术、互联网技术、GPS技术等与传统GIS技术的交叉结合,实现用户随时随地无线上网,从移动终端(掌上电脑、PDA、Palm、WAP手机等)获得方便快捷的空间信息服务的一种GIS新型应用。
移动GIS 主要由无线通信网络、移动终端设备、地理应用服务器及空间数据库组成,如图2所示。
移动GIS在经历了以GPS为核心的发展阶段后,现正向着以无线移动网络为核心的方向发展。
用户需求的迅猛增长,促使各种商业化移动GIS解决方案的问世,如ESRI的ArcPad、MapInfo的MLS、武汉中地的MapGIS-Embedded等。
在这些成熟商业方案的支持下,其应用领域得到极大拓宽,涉及的行业也更为广泛,典型的应用体现为LBS(Location Based Service),即“基于位置的服务”。
近几年来,“网络空间信息标准与数据环境”、“基于SIG框架的城市空间信息应用服务系统”及“空间信息移动服务综合技术”等863项目的研究为移动GIS在我国的发展起到了重要的促进作用[14]。
随着科技的进步,蓝牙、无线局域网、红外线等与GIS的结合将为移动GIS的发展带来更为广阔的应用前景;而新型网络传输标准的出现也将为移动GIS带来更大的发展空间。
3.2 网格GIS基于网格技术发展起来的网格GIS是一个广域范围内实现空间信息无缝集成和协同处理的系统,通过将地理上分布,系统异构的各种计算机、空间数据服务器、地理信息系统等通过高速互连网连接并集成,形成对用户透明、虚拟的空间信息资源的超级处理环境,为各种用户提供高效、一体化的空间信息应用服务。
网格GIS实现了将计算网格、GML、Web Service等技术与计算资源、存储资源、软件资源和空间信息资源等的有机整合[15]。
网格GIS 有效解决了Internet GIS体系结构固有的限制:计算资源的集成使得网格GIS的处理速度大幅提高,有效解决了处理、分析海量空间数据时所需的计算能力问题;存储资源的集成基于空间数据的分布、自治管理,有效减轻了数据集中存储、管理时服务器和网络的负担,也更符合空间数据地域分布的特性。
以服务为中心的网格GIS不再是一种孤立的软件工具,而是一个依存于Internet的分布式服务系统。
当前网格GIS的研究仍主要集中在体系结构、关键技术等层次,还没有成型的系统应用。
我国网格GIS研究与发展主要围绕着空间信息网格(Spatial Information Grid,SIG)和数字地球(Digital Earth,DE)展开,以海量数据存储和服务、空间数据挖掘和大规模计算、虚拟地理环境等问题的研究为应用源动力。
有理由相信,随着空间信息技术的进步、高速传输网络的架设、数据安全策略的成熟、以及空间数据基础设施的完善,网格GIS将获得更迅猛的发展。
4结束语以软件、硬件、人、数据为四大因子的系统观点为GIS的形成营造了科学的认知氛围;开放性的学科体系为GIS的发展提供了良好的先天构架;以服务为导向的指导思想为GIS的应用奠定了广阔的用户群体。
GIS从GI-System到GI-Science,进而GI-Service的内涵拓展过程既反应了其与多学科交叉、融合的发展过程,也体现了当代科学体系发展最终回归应用的本质。