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1、淺析GIS的特點及發(fā)展歷程與趨勢唐丹丹(沈陽經(jīng)緯數(shù)碼科技有限公司遼寧沈陽110016)摘要本文描述了GIS的特點，通過回顧GIS的國內(nèi)外發(fā)展歷程，對GIS技術的今后發(fā)展進行了展望并分析當前GIS的發(fā)展趨勢及其主要應用的領域。關鍵詞GIS特點發(fā)展趨勢地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem，GIS）是為特定的應用目標而建立的空間信息系統(tǒng)，是在計算機軟件、硬件及網(wǎng)絡支持下，對有關空間數(shù)據(jù)進行預處理、輸入、存儲、查詢、檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應用的技術系統(tǒng)。1.GIS的特點1.1數(shù)據(jù)存儲量小數(shù)據(jù)存儲是將數(shù)據(jù)以某種格式記錄在計算機內(nèi)部或外部存儲設備上?？臻g數(shù)據(jù)
2、存儲與管理是GIS數(shù)據(jù)管理的核心，各種圖形或圖像信息都以嚴密的邏輯結構存放于空間數(shù)據(jù)庫中，屬性數(shù)據(jù)的管理一般直接利用商用關系數(shù)據(jù)庫軟件，如Oracle、SQL、Server。1.2標準化和數(shù)字化將多信息源的空間數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分級、分類、規(guī)格化和標準化，通過人機交互方式來選擇顯示的對象與形式，對于圖形數(shù)據(jù)，根據(jù)要素的信息量和密集程度，可選擇放大或縮小顯示。數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)處理分析，可以直接提供給用戶各種地圖、圖表、數(shù)據(jù)報表或文字報告等，便于進行社會經(jīng)濟和自然資源、環(huán)境等要素之間的對比和相關分析。1.3多維結構在二維空間編碼基礎上，實現(xiàn)多專題的第三維信息結構的組合，并按時間序列延續(xù)，從而使它具
3、有信息存貯、更新和轉(zhuǎn)換能力，為決策部門提供實時顯示和多層次分析的方便。這顯然是常規(guī)二維或二維半的地形圖所不具備的。1.4具有空間查詢與分析特點從GIS數(shù)據(jù)庫中找出所有滿足屬性約束條件和空間約束條件的地理對象，主要包括圖形查詢、屬性查詢、圖形與屬性互查、地址匹配等?？臻g分析是對空間數(shù)據(jù)的分析技術，可以實現(xiàn)緩沖分析、疊加分析、網(wǎng)絡分析，空間插值、統(tǒng)計分析等功能，來解決用戶的實際問題，如人口分布、環(huán)境污染、區(qū)域經(jīng)濟情況、交通情況等。紐約市曾經(jīng)對其數(shù)據(jù)庫進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有80%以上的信息圖為地理信息或與地理信息有關。2.地理信息系統(tǒng)(GIS)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀GIS是為解決資源與環(huán)境等全球性問題而發(fā)
4、展起來的技術與產(chǎn)業(yè)。60年代中期，加拿大開始研究建立世界上第一個地理信息系統(tǒng)(CGIS)，隨后又出現(xiàn)了美國哈佛大學的SYMAP和GRID等系統(tǒng)。自那時起，GIS就開始服務于經(jīng)濟建設和社會生活。在北美、西歐和日本等發(fā)達國家，現(xiàn)在已建立了國家級、洲際之間以及各種專題性的地理信息系統(tǒng)。我國GIS的研究與應用始于80年代，近二十年來發(fā)展也十分迅速，在計算機輔助繪制地圖等方面開展了大量基礎性的試驗與研究工作，在理論、技術方法和實踐經(jīng)驗等方面都有了長足的進步。當今，GIS系統(tǒng)已成為年增長率為35%的新興技術產(chǎn)業(yè)，出現(xiàn)了諸如ARC/INFO、MAPINFO和GENAMAP等著名軟件，它們在城市建設、環(huán)境
5、保護和社會發(fā)展等方面發(fā)揮了巨大的作用，隨著科技的發(fā)展，GIS發(fā)展的勢頭越來越迅猛。GIS技術日臻成熟，已廣泛地應用于環(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)濟咨詢、災害損失預測、投資評價、政府管理和軍事等與地理坐標相關的幾乎所有領域。但是，隨著信息技術，尤其是計算機技術的快速發(fā)展、數(shù)字地球（DigitalEarth）的提出與實施，以及GIS的應用深度的不斷深入和廣度的擴大，GIS正處于急劇變化與發(fā)展之中，并對GIS提出了許多新的要求。一方面，計算機的進步、信息網(wǎng)的發(fā)展和利用等技術上的突破，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
6、合于以數(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，如果這些障礙能夠妥善解決，GIS的應用將會取得突飛猛進的發(fā)展。3.地理信息系統(tǒng)(GIS)的展望3.1GIS將往高維化發(fā)展GIS在礦山與地質(zhì)領域的應用受到很大限制的重要原因是其在處理三維問題上的不足?，F(xiàn)有的GIS軟件雖然可以用數(shù)字高程模型來處理空間實體的高程坐標，但是由于他們無法建立空間實體的三維拓撲關系，使得很多真三維操作難以實現(xiàn)，因而人們將現(xiàn)有的GIS稱為二維GIS或2.5維GIS。礦山、地質(zhì)以及氣象、環(huán)境、地球物理、水文等眾多的應用領域都需要三維GIS平臺來支持他們大量的真三維操作。空間可視化技術是
7、指在動態(tài)、時空變換、多維的可交互的地圖條件下探索視覺效果和提高視覺效果的技術。虛擬現(xiàn)實(VR)技術，也稱虛擬環(huán)境和人工現(xiàn)實，已在游戲中成功使用。運用空間可視化技術和虛擬現(xiàn)實技術進行地形環(huán)境仿真，真實再現(xiàn)地景，用于交互式觀察和分析，提高對地形環(huán)境的認知效果，是今后三維GIS可視化發(fā)展的一個重點。四維GIS（4DGIS）一般是指在原有的三維GIS基礎上加入時間變量而構成的GIS。許多人認為地質(zhì)特征是不變的，但實際上大部分地質(zhì)
