當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)與GIS發(fā)展趨勢

1、當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)與GIS開展趨勢當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)與GIS開展趨勢 當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)與GIS開展趨勢 信息技術(shù)論文 更新：2022-4-8 閱讀： 當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)與GIS開展趨勢【摘要】地理信息系統(tǒng)(GIS) 是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展而形成的一門新興技術(shù)，并成為一種主要的信息產(chǎn)業(yè)，它極大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)的普與應(yīng)用。隨著信息技術(shù)，尤其隨著是計(jì)算機(jī)技術(shù)以前所未有的速度快速開展，以及GIS的應(yīng)用深度的不斷深化和廣度的擴(kuò)大，GIS正處于急劇變化與開展之中。本文結(jié)合當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)開展的特點(diǎn)，分析當(dāng)前GIS的開展趨勢及其主要功能?！娟P(guān)鍵詞】1 引言地理信息系統(tǒng)GIS，Geographic Information Sy

2、stem是以采集、存儲(chǔ)、管理、分析、描繪和應(yīng)用整個(gè)或部分地球外表包括大氣層在內(nèi)與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)97年的參考文獻(xiàn)。它由硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成。它的主要功能是實(shí)現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)的采集、編輯、管理、分析、統(tǒng)計(jì)、制圖的工具已逐步開展起來。GIS始于60年代的加拿大與美國，此后各國相繼投入了大量的研究工作，自80年代末以來,特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速開展,地理信息的處理、分析手段日趨先進(jìn)，GIS技術(shù)日臻成熟，已廣泛地應(yīng)用于環(huán)境、資源、石油、電力、土地、交通、公安、急救、航空、市政管理、城市規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)咨詢、災(zāi)害損失預(yù)測、投資評(píng)價(jià)、政府管理和軍事等與地理坐標(biāo)相關(guān)的幾乎所有領(lǐng)

3、域。但是，隨著信息技術(shù)，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速開展、數(shù)字地球Digital Earth的提出與施行，以及GIS的應(yīng)用深度的不斷深化和廣度的擴(kuò)大，GIS正處于急劇變化與開展之中，并對GIS提出了許多新的要求。一方面，計(jì)算機(jī)的進(jìn)步、信息網(wǎng)的開展和利用等技術(shù)上的打破，使得以數(shù)字形式表示信息更加容易，另一方面，地理信息仍滯后于其它更適宜于以數(shù)字形式表示的信息，例如數(shù)字和文本。因此，地理信息的使用，又存在一定的困難和障礙，假設(shè)這些障礙可以妥善解決，GIS的應(yīng)用將會(huì)獲得突飛猛進(jìn)的開展。本文就目前地理信息系統(tǒng)的熱點(diǎn)問題進(jìn)展介紹、分析和總結(jié)。計(jì)算機(jī)技術(shù)對GIS開展趨勢的影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最新開展推動(dòng)著當(dāng)代G

4、IS技術(shù)的快速更新和開展，使得在因特網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)GIS應(yīng)用日益引起人們的關(guān)注，建立萬維網(wǎng)GIS(WWWW GIS或Web GIS)是近年來GIS研究領(lǐng)域的一個(gè)熱門話題。Web GIS或互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)Internet GIS是當(dāng)前GIS的一個(gè)重要開展方向。目前，WWWGIS的建立面臨四個(gè)方面的挑戰(zhàn)：網(wǎng)上數(shù)據(jù)發(fā)布、網(wǎng)上數(shù)據(jù)互操作、網(wǎng)上數(shù)據(jù)采掘和網(wǎng)上數(shù)據(jù)管理及平安性。與傳統(tǒng)的GIS相比，Web GIS具有以下特點(diǎn)：(1)適應(yīng)性強(qiáng) Web GIS是基于互聯(lián)網(wǎng)的，因此是全球的，可以在不同的平臺(tái)運(yùn)行。 (2)應(yīng)用面廣 網(wǎng)絡(luò)功能將使Web GIS應(yīng)用到整個(gè)社會(huì)，真正實(shí)現(xiàn)GIS的無所不能，無處不在。(3)現(xiàn)實(shí)

5、性強(qiáng) 地理信息的實(shí)時(shí)更新在網(wǎng)上進(jìn)展，人們能得到最新信息和最新動(dòng)態(tài)。(4)維護(hù)社會(huì)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(huì)協(xié)調(diào)下運(yùn)作，對其維護(hù)將是社會(huì)化，減少重復(fù)的勞動(dòng)。 (5)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)展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。網(wǎng)絡(luò)GIS可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上發(fā)布、閱讀、下載，實(shí)現(xiàn)基于Web的GIS查詢和分析。盡管目前已有多家國內(nèi)外公司推出Web GIS,總地來說，Web GIS尚處在試驗(yàn)研究階段，其最終目的是應(yīng)能實(shí)現(xiàn)GIS與WWW技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，GIS通過WWW成為群眾使用的技術(shù)和工具。開放式地理信息系統(tǒng)Open GIS是指在計(jì)

6、算機(jī)和通信環(huán)境下，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和接口Interface所建立起來的地理信息系統(tǒng)。它不僅使數(shù)據(jù)能在應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)，還能在系統(tǒng)間流動(dòng)。Open GIS是為了使不同的地理信息系統(tǒng)軟件之間具有良好的互操作性，以及在異構(gòu)分布數(shù)據(jù)庫中實(shí)現(xiàn)信息共享的途徑。為此，Open GIS要具有以下特點(diǎn)：(1)互操作性：不同地理信息系統(tǒng)軟件之間連接、信息交換沒有障礙。(2)可擴(kuò)展性：硬件方面，可在不同軟件、不同檔次的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，其性能和硬件平臺(tái)的性能成正比；軟件方面增加新的地學(xué)空間數(shù)據(jù)和地學(xué)數(shù)據(jù)處理功能。(3)技術(shù)公開性：開放的思想主要是對用戶公開，公開源代碼及標(biāo)準(zhǔn)說明是重要的途徑之一。(4)可移植性：獨(dú)立于軟件、硬

7、件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，不需修改便可在不同的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。除此之外，還有諸如兼容性、可實(shí)現(xiàn)性、協(xié)同性等特點(diǎn)。為了研究和開發(fā)Open GIS技術(shù)，1996年在美國成立的開放地理信息結(jié)合會(huì)主要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(jì)及實(shí)時(shí)信息獲取方法更有效地結(jié)合起來?；贠GIS標(biāo)準(zhǔn)制訂的開放系統(tǒng)模型是一種軟件工程和系統(tǒng)設(shè)計(jì)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)格式嚴(yán)密捆

8、綁的現(xiàn)狀。當(dāng)然，OGIS只是對Open GIS定義了抽象的互操作規(guī)程，詳細(xì)如何實(shí)現(xiàn)，還需采用分布式對象的技術(shù)，通過Acrobat、OLE、ActiveX、Java等語言實(shí)現(xiàn)。Open GIS技術(shù)將使GIS始終處于一種組織、開放式的狀態(tài)，真正成為效勞于整個(gè)社會(huì)的產(chǎn)業(yè)以及實(shí)現(xiàn)地理信息的全球范圍內(nèi)的共享與互操作，是將來網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下GIS技術(shù)開展的必然趨勢。2.3虛擬現(xiàn)實(shí)h仔檳釭IS虛擬GIS就是GIS與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)Virtual Reality的結(jié)合。VR技術(shù)是當(dāng)代信息技術(shù)高速開展，并與其他技術(shù)集成的產(chǎn)物，是一種最有效地模擬人在自然環(huán)境中視、聽、動(dòng)等行為的高級(jí)人機(jī)交互技術(shù)。這種模擬具有三個(gè)最根本的特征

9、，即Immersion(沉浸)-Interaction(交互)-Imagina-tion(設(shè)想)。由于技術(shù)的限制，目前還未能開發(fā)出適用于遙感和GIS用戶需要的真3維可視化的數(shù)據(jù)分析軟件包。GIS與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，將虛擬環(huán)境帶入GIS將使GIS更加完美。GIS用戶在計(jì)算機(jī)上就能處理真3維的客觀世界的虛擬環(huán)境中將能更有效地管理，分析空間實(shí)體數(shù)據(jù)。目前虛擬GISVGIS的研究主要集中在虛擬城市。2.4 多媒體GIS多媒體技術(shù)Multia-Media是一種集聲、像、圖、文、通訊等為一體，并以最直觀的方式表達(dá)和感知信息，以形象化的、可觸摸觸屏的甚至聲控對話的人機(jī)界面操縱信息處理的技術(shù)。應(yīng)用多媒體技術(shù)

10、對GIS的系統(tǒng)構(gòu)造、系統(tǒng)功能及應(yīng)用形式的設(shè)計(jì)產(chǎn)生極大的影響，使得GIS的表現(xiàn)形式更豐富，更靈敏，更友好。多媒體地理信息系統(tǒng)MGIS將文字、圖形圖像、聲音、色彩、動(dòng)畫等技術(shù)融為一體，為GIS應(yīng)用開拓了新的領(lǐng)域和廣闊的前景。它不僅能為社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化教育、旅游、商業(yè)、決策管理和規(guī)劃等提供生動(dòng)、直觀、高效的信息效勞，而且將使電腦技術(shù)真正走進(jìn)人類社會(huì)生活。多媒體技術(shù)在GIS領(lǐng)域的深化應(yīng)用，乃至出現(xiàn)具有良好集成才能的MGIS是技術(shù)開展的必然。3S技術(shù)指的是全球定位系統(tǒng)GPS、遙感技術(shù)RS、地理信息系統(tǒng)GIS。3S技術(shù)的結(jié)合與集成充分表達(dá)了學(xué)科開展從細(xì)分走向綜合的規(guī)律。GIS開展的重要趨勢是與全球定位系統(tǒng)G

11、PS和遙感RS的集成，從而構(gòu)成實(shí)時(shí)的，動(dòng)態(tài)的GIS。GPS為GIS的快速定位和更新提供手段，遙感技術(shù)的多譜段、多時(shí)相、多傳感器和多分辨率的特點(diǎn)，為GIS不斷注入“燃料，反過來又可利用GIS支持從遙感影像數(shù)據(jù)中自動(dòng)提取語義和非語義信息。3S技術(shù)整體結(jié)合所構(gòu)成的系統(tǒng)是高度自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化的GIS系統(tǒng)。這種系統(tǒng)不僅具有自動(dòng)、實(shí)時(shí)地采集、處理和更新數(shù)據(jù)的功能，而且可以分析和運(yùn)用數(shù)據(jù)，為各種應(yīng)用提供科學(xué)的決策咨詢，并答復(fù)用戶可能提出的各種復(fù)雜問題。在許多地學(xué)研究中，人們所要研究的對象是充滿整個(gè)3D空間的，如大氣污染、洋流、地質(zhì)模型等，必須用一個(gè)X，Y，Z的3D坐標(biāo)來描繪。在3D GIS中，研究對象是通過空

12、間X、Y、Z軸進(jìn)展定義，描繪的是真3D的對象。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和GIS在許多行業(yè)諸如地質(zhì)、礦山、海洋、城市地下管網(wǎng)，城市空間規(guī)劃、城市景觀分析、無線通信覆蓋范圍分析等對三維GIS的需求日益迫切，3D GIS的理論和應(yīng)用近年來受到許多學(xué)者的關(guān)注。到目前為止，雖然有3D GIS系統(tǒng)問世，但其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們分析問題的需要，原因主要是3D GIS理論不成熟，其拓?fù)潢P(guān)系模型一直沒有解決；另外三維根底上的數(shù)據(jù)量非常大，很難建立一個(gè)有效的，易于編程實(shí)現(xiàn)的三維模型,計(jì)算機(jī)海量數(shù)據(jù)的處理為三維GIS提供了根底。2.6.2 時(shí)態(tài)GIS人們都在一定的空間和時(shí)間環(huán)境中生存并從事各種社會(huì)活動(dòng)。從信息系統(tǒng)，尤其是GI

13、S的實(shí)用角度出發(fā)，時(shí)間可以看成是一條沒有端點(diǎn)，向過去和將來無限延伸的線軸，它是現(xiàn)實(shí)世界的第四維。時(shí)間和空間不可分割地聯(lián)絡(luò)在一起，跟蹤和分析空間信息隨時(shí)間的變化，應(yīng)當(dāng)是GIS的一個(gè)合理目的。這樣的GIS就被稱為時(shí)態(tài)GISTemporal GIS。記錄歷史數(shù)據(jù)有時(shí)候是非常重要的。在GIS中也要經(jīng)常查詢歷史，最明顯的例子就是宗地，一塊宗地可能經(jīng)過許屢次的買賣或變化。在土地糾紛中，人們需要詳細(xì)的歷史記錄作為法律根據(jù)。GIS在環(huán)境應(yīng)用中，也經(jīng)常需要用到多時(shí)態(tài)的信息對環(huán)境進(jìn)展綜合評(píng)價(jià)。所以，研究GIS的時(shí)態(tài)問題那么成為當(dāng)今GIS領(lǐng)域的一個(gè)重要方向。時(shí)態(tài)GIS的組織核心是時(shí)空數(shù)據(jù)庫，其概念根底那么是時(shí)空數(shù)據(jù)

14、模型。時(shí)空數(shù)據(jù)構(gòu)造的選擇應(yīng)以不同類型的時(shí)空過程和應(yīng)用目的作為出發(fā)點(diǎn)。雖然人們已分別在時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫研究方面獲得很大進(jìn)展，但是“時(shí)態(tài)+“空間 “時(shí)空，兩者難以簡單地組合起來，這導(dǎo)致了時(shí)態(tài)GIS研究與應(yīng)用的困難。作為一種系統(tǒng)方法，時(shí)態(tài)GIS的研究和應(yīng)用還有很長的路要走。GIS軟件是一種大型的軟件，開發(fā)一個(gè)功能完備的GIS軟件是一項(xiàng)極其復(fù)雜的工程。如何合理地組織GIS軟件的構(gòu)造,一直是GIS軟件技術(shù)專家們研究的問題。它的開展體經(jīng)歷了如下歷程：GIS模塊、集成式GIS、模塊化GIS和核心式GIS。當(dāng)前計(jì)算機(jī)軟件控件技術(shù)ActiveX控件，其前身OLE控件為GIS軟件提供了一種新的開發(fā)形式。組件

15、化GIS基于標(biāo)準(zhǔn)的組件式GIS平臺(tái)，各組件之間不僅可能自由、靈敏地重組，而且具有可視化的界面和方便的標(biāo)準(zhǔn)的接口。其特征主要表達(dá)在：(1)高效無縫的系統(tǒng)集成 允許將專業(yè)模型、GIS控件、其它控件嚴(yán)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(VB,VC+,Delphi,power Builder等)，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)群眾化的GIS 用戶可以象使用其它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)本錢低 非GIS功能可以利用非專業(yè)控件，降低了系統(tǒng)的本錢。完畢語 當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展使GIS的開展主要呈以上幾種趨勢外，GIS軟件與建筑及規(guī)劃設(shè)計(jì)CAD、辦公自動(dòng)化、統(tǒng)計(jì)分析等軟件系統(tǒng)的集成等都是GIS研究與開展的熱點(diǎn)。上述這些GIS的開展趨勢并不是孤立的，而是互相影響、互相促進(jìn)，它涉及多學(xué)科的互相浸透、互相支撐。其目的就是促進(jìn)地理信息產(chǎn)業(yè)的建立與開展，更好地為人類理解和保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境效勞。面對今天的計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速開展，面對GIS充滿活力