GIS發(fā)展趨勢與方向地理信息系統(tǒng)

1、gis發(fā)展趨勢與方向 地理信息系統(tǒng)目前地理信息系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢集中在以下幾個方面：1.空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)管理：傳統(tǒng)的柵格和矢量結(jié)構(gòu)各有特點，目前傾向于兩種結(jié)構(gòu)并存。需要設(shè)計高效的柵格-矢量相互轉(zhuǎn)換算法來支持柵格和矢量統(tǒng)一的系統(tǒng)。特別是適用于微機地理信息系統(tǒng)更具有特殊意義。為滿足建立大規(guī)模實用系統(tǒng)的需要，圖形空間數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)也在發(fā)展?？臻g數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研制，包括邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計和適合于地理實體表示的物理存儲結(jié)構(gòu)的研究正在從理論走向?qū)嵱?；一種面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型由于更適合定義復(fù)雜的地理實體和對復(fù)雜事物的直接操作而被接受，實用的語言界面正在開發(fā)。新的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如真三維、時空四維等結(jié)構(gòu)也正在探索中。2

2、.數(shù)據(jù)自動輸入技術(shù)：圖形和屬性數(shù)據(jù)的輸入歷來是gis建立的一個瓶頸，自動輸入的發(fā)展將最終解決這個問題。gis自動輸入包括對屬性表格的掃描和識別、圖形掃描和追蹤、拓?fù)潢P(guān)系自動生成、圖例符號的自動標(biāo)識等。3.gis的微機化：微機化是地理信息系統(tǒng)普及的關(guān)鍵。由于微機在速度、容量和功能等方面的限制，微機gis軟件技術(shù)的發(fā)展難度較大。目前國外許多著名的系統(tǒng)作了微機化，國內(nèi)的許多系統(tǒng)大多也是針對微機開發(fā)的，至今尚未有商品化的成果。4.gis與遙感的進(jìn)一步結(jié)合：gis與遙感結(jié)合主要采用兩種方式，一種是通過軟件接口完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)換，將圖像處理的結(jié)果輸入gis，或?qū)is專題信息傳入遙感圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行信

3、息復(fù)合及輔助信息分類；另一種是將gis與遙感處理系統(tǒng)組成一個統(tǒng)一的軟件系統(tǒng)，以完成信息復(fù)合、交互查詢、自動分類、更新等gis功能。這是gis與遙感圖像結(jié)合的高級形式。國外在中小型機上開發(fā)的一些gis，已具有g(shù)is與遙感疊加交互查詢等功能。5.gis的智能化：以專家經(jīng)驗式知識為基礎(chǔ)的gis，具有更強的分析和表達(dá)復(fù)雜地學(xué)問題的能力，引起了普遍重視。美國加州大學(xué)巴巴拉分校研制的以專家知識為基礎(chǔ)的kbgis-就是其中之一。這些系統(tǒng)并不十分完善，主要是由于gis所面臨問題的復(fù)雜性，以及地理專家知識還沒有計算機化，智能化的gis代表著一個令人鼓舞的重要發(fā)展方向。6.gis應(yīng)用模型開發(fā)：應(yīng)用模型不足，是阻礙

4、gis實用化的原因之一，目前應(yīng)用模型的開發(fā)已受到較大的重視，比較引人注目的是：引進(jìn)空間化的數(shù)理統(tǒng)計和系統(tǒng)分析方法；通過實例研究，建立專業(yè)模型，如水土流失、森林火災(zāi)預(yù)報、土地評價、地貌分析、旅游資源評價、環(huán)境污染評價等，作為模型工具提供用戶使用。在gis應(yīng)用中，應(yīng)用模型是聯(lián)系gis應(yīng)用系統(tǒng)與常規(guī)專業(yè)研究的紐帶，模型的建立絕不是純數(shù)學(xué)或技術(shù)性的問題，它必須以廣泛深入的專業(yè)知識為基礎(chǔ)。專業(yè)研究深入程度決定了所建模型的質(zhì)量與效果。事實上正是地理模型把gis應(yīng)用系統(tǒng)和常規(guī)專業(yè)研究緊密地結(jié)合在一起了。因此，應(yīng)用模型是今后研究的重點和發(fā)展的主要方向之一。7.具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分布式系統(tǒng)：由于gis的迅速發(fā)展，建

5、立具有統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的多級、分布式系統(tǒng)，已成為地理信息系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，國外的一些重要的gis軟件系統(tǒng)如arc/info、mips等都發(fā)展了網(wǎng)絡(luò)通訊功能。8.宏觀應(yīng)用和微觀應(yīng)用進(jìn)一步加強，并形成新的產(chǎn)業(yè)：gis從早期主要為地理、環(huán)境、資源、測量等宏觀項目決策服務(wù)，開始進(jìn)入城市和大企業(yè)等微觀管理領(lǐng)域。gis與經(jīng)濟和社會發(fā)展的結(jié)合更加緊密，而且從企業(yè)應(yīng)用走向政府應(yīng)用，出現(xiàn)了綜合性系統(tǒng)與專業(yè)性系統(tǒng)共存共榮的局面。同時，gis正在形成一門產(chǎn)業(yè)，1991年世界范圍內(nèi)與gis軟、硬件有關(guān)的總收入為70億美元。在美國當(dāng)前經(jīng)濟衰退中，gis的收入仍呈上升趨勢。9.加強gis教育：為了發(fā)展和推廣gis應(yīng)用系統(tǒng)，

6、必須采取多種形式，加強gis的宣傳教育，在一些高等學(xué)校開設(shè)gis課程，系統(tǒng)講授gis的內(nèi)容，對在職技術(shù)人員、領(lǐng)導(dǎo)干部可以辦短訓(xùn)班或舉辦講座，專門介紹某個軟件工具或應(yīng)用系統(tǒng)，從而提高廣大管理人員的素質(zhì)，使gis真正轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力，有效地推動區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進(jìn)步。從技術(shù)角度看，gis的發(fā)展方向表現(xiàn)為：系統(tǒng)互操作、數(shù)據(jù)多元化、系統(tǒng)模塊化、系統(tǒng)智能化、平臺網(wǎng)絡(luò)化和應(yīng)用社會化。系統(tǒng)互操作gis可互操作與指數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，相應(yīng)的可互操作的地理信息系統(tǒng)強以理解為gis系統(tǒng)的集成平臺，它實現(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)。數(shù)據(jù)多元化gis數(shù)據(jù)只在面向多維

7、化發(fā)展才能適應(yīng)現(xiàn)代地要求。多維表現(xiàn)為三維，目前研究重點集中在三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，優(yōu)化和實現(xiàn)，以及可視化技術(shù)的運用，三維系統(tǒng)的功能和模塊設(shè)計等方面。系統(tǒng)模塊化模塊化的gis是面向?qū)ο蠛蜆?gòu)件技術(shù)的地理信息系統(tǒng)，它把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)工具集成進(jìn)來，形成最終的gis應(yīng)用。系統(tǒng)智能化提供決策支持服務(wù)是gis系統(tǒng)智能的體現(xiàn)，而這一點目前顯得尤為重要，當(dāng)前的研究重點是如何將決策支持領(lǐng)域的研究成果與gis結(jié)合起來。平臺網(wǎng)絡(luò)化基于www的地理信息系統(tǒng)是利用internet技術(shù)在web上發(fā)布空間信息供用戶瀏覽和使用。它可分為四部分：客戶端、信息代理、服務(wù)器

8、和編輯器。面向網(wǎng)絡(luò)化的gis是以計算機技術(shù)、現(xiàn)代通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的綜合應(yīng)用為基礎(chǔ)，可以構(gòu)造出一種人們進(jìn)行社會交往和交流的新型空間。應(yīng)用社會化應(yīng)用社會化是指作為數(shù)字地球核心的數(shù)字城市在發(fā)展的同時，相應(yīng)的gis系統(tǒng)的發(fā)展也在面向社會化。數(shù)字城市的核心思想是用數(shù)字化的手段統(tǒng)一地處理城市問題和最大限度地利用信息資源。實際上，數(shù)字城市也可以理解為gis的延伸，建立數(shù)字城市的核心技術(shù)包括gis與數(shù)據(jù)庫、遙感、遙測、信息技術(shù)等。目前，gis的研究和應(yīng)用都處在一個高速發(fā)展的階段?？偟目磥?，gis正朝著一個可運行的、分布式的、開放的、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。與其他學(xué)科結(jié)合更加緊密3s或5s(3s加上數(shù)字?jǐn)z

9、影測量系統(tǒng)dps、專家系統(tǒng)es)的集成，使得測繪、遙感、制圖、地理、管理和決策科學(xué)相互融合，成為快速而實時的空間信息分析和決策支持工具，使gis廣泛用于交通、環(huán)保、規(guī)劃、公安偵破、車船自動駕駛、大田農(nóng)作物因地施肥、科學(xué)耕種和海上捕魚等。webgis gis每一次大的發(fā)展都與計算機發(fā)展水平有關(guān)。如今計算機網(wǎng)絡(luò)的興起和迅速發(fā)展，信息高速公路的建設(shè)，為gis的發(fā)展鋪設(shè)了通行無阻的金光大道。由于地理信息和大量的空間數(shù)據(jù)都是以文字、數(shù)字、圖形和影像方式表示的，將它們數(shù)字化，輸入計算機，便可方便和及時地將地理信息傳送到需要的地方去，以發(fā)揮地理信息在國民經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)和文化教育中的作用。組件式gis組件

10、式gis是將gis功能分散，由不同的人協(xié)同制作。這些分散制作的組件可以被相關(guān)的開發(fā)環(huán)境調(diào)用，以便在信息系統(tǒng)中加入gis功能。數(shù)字地球的建立是一個極為龐大的工程，把龐大的gis軟件系統(tǒng)分解成可按應(yīng)用需要組裝的gis元件，通過標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)環(huán)境與其他非gis元件嵌接，有效地實現(xiàn)系統(tǒng)合成，自然就成了gis的研究方向。數(shù)據(jù)庫建立空間數(shù)據(jù)量非常大，而且大都分散在政府和私人機構(gòu)及公司的各個部門，數(shù)據(jù)的管理與使用非常復(fù)雜。但由于這些空間數(shù)據(jù)具有極大的科學(xué)和經(jīng)濟價值，因此大多數(shù)發(fā)達(dá)國家都比較重視空間數(shù)據(jù)庫的建庫工作。目前北美、歐洲的許多國家正在建設(shè)空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施(sdi)或國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施(nsdi)。我國

11、也積極地推進(jìn)sdi的建設(shè)工作。三維gis各種物體都是以三維空間的形式存在的，因此目前二維gis或二維半(平面x、y坐標(biāo)加高程)gis對于完整地描述對象是受一定限制的。需要用三維空間來描述的應(yīng)用領(lǐng)域有如下幾個方面：氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)、采礦學(xué)、石油勘探與開發(fā)、計算機輔助設(shè)計與制造(cad/cam)、醫(yī)學(xué)影像和機器人學(xué)等。一個三維gis空間信息系統(tǒng)應(yīng)該能夠模擬、表示、管理、分析與三維實體相關(guān)的信息，并提供決策支持。與多媒體數(shù)據(jù)及gps和rs集成gis與多媒體數(shù)據(jù)及gps和rs的集成使得基于空間數(shù)據(jù)的信息管理系統(tǒng)變得更加靈活多樣，極大地拓寬了信息來源渠道，方便用戶對各種信息的存儲與管理，同時能夠建立起更加科學(xué)的決策系統(tǒng)。多媒體技術(shù)正在進(jìn)入gis中，以改善gis的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及成果表達(dá)與輸出的效能，發(fā)揮聲、像等多媒體的應(yīng)用。目前，圖形圖像的立體顯示已成功地融入數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)(dps)中，dps與gis的集成和多媒體技術(shù)的應(yīng)用，讓我們可以通過gis的輸出系統(tǒng)用視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等來感知它。gis與gps和rs的集成已研究多年，目前已進(jìn)入實用開發(fā)階段。開放型gis目前，一種多用戶、跨平臺的開放型gis技術(shù)正在被國外的許多研究機構(gòu)、政府部門和高等院校所研究和開發(fā)利用。開放型gis的研究和應(yīng)用使得各政府部門及企業(yè)之間不同格式的數(shù)據(jù)能夠方便地互訪，有利于網(wǎng)絡(luò)gis及分布式gis空間數(shù)