GIS技术及发展
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GIS技术及发展
摘要本文简单介绍了GIS概念及其发展情况,针对日前GIS技术给予充分讨论与相应的分析。
关键词GIS;移动地理信息系统;分布地理信息系统
1 概述
地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS) 作为获取、处理、管理和分析地理空间数据的重要工具、技术和学科,近年来在全球得到了广泛关注和迅猛发展,在社会经济领域的各个方面发挥着日渐重要作用。
其发展过程大致经历了三个典型阶段,即20世纪80年代初至80年代末的准备阶段、20世纪90年代初至90年代末的形成阶段、21世纪后的快速发展阶段。
我国GIS软件产业虽然较西方国家晚,但在全球经济、技术一体化的外部背景和我国政府有力推动的内部背景下,国产GIS产业在我国软件产业中是属于发展迅速的。
由于国产GIS软件发展历史短,产业发展还不成熟,GIS软件产业服务体系尚不健全,因此制约国产GIS软件产业发展的瓶颈问题还很多,主要表现在缺乏龙头企业,核心技术创新能力不强,数据共享程度低3方面。
随着信息技术的发展,GIS技术的扩张也得到了日新月异的发展,先后由2-D GIS 发展到目前的3-D GIS,由单机系统发展到分布式的系统,由简单管理系统发展到了智能性的专家系统等。
2 技术及其发展
2.1 3-D GIS
通常人们将以平面制图和平面分析为主要功能的GIS称为2D-GIS(二维地理信息系统),随着组件技术、网格计算和三维可视化技术的发展,基于图层管理的经典2D-GIS模式已渐渐不能满足实际工作需要。
直接面向三维空间实体及其关系的新一代GIS研究正在兴起。
所谓3D-GIS(三维地理信息系统),它是将三维空间坐标(x,y,z)作为独立参数来进行空间实体对象的几何建模,其数学表示为:F=f(x,y,z)因而所建立的模型不仅可以实现三维可视化,还可以进行三维空间分析。
虽然经历十几年的发展,但到目前为止,国际上还没有一个成熟完整的3D-GIS,现在有的系统功能也主要集中在三维可视化方面(如生物、医学、地质、
大气等领域)。
究其原因是由于至今没有统一、完善的可以表示复杂真三维现实世界的数据模型。
此外,三维数据的实时廉价获取;海量数据的存储与快速处理;三维空间分析方法的开发也是3D-GIS亟待解决的问题。
在这种情况下,针对不同的实际对象、工程,围绕3D-GIS的研发议题诸如三维空间数据模型、三维拓扑数据模型、三维空间数据库、三维空间查询和三维可视化等等已成为GIS领域的研究热点方向。
2.2 WEB-GIS
地理信息系统本身也是一个工具,简单的说是提供地理信息服务的工具,如果将地理信息系统这个工具与WEB工具结合在一起,利用WEB寻找我们所需要的地理信息,那么我们就改变了地理信息服务的过程和方式,即异地、高效、便捷。
网络地理信息系统因此应运而生,而且得到了GIS研究者和使用者的青睐,发展迅速。
网络地理信息系统利用网络拓展了GIS的使用群体,整合了空间信息资源与社会生产、城市建设、日常生活的关系,加快了地理信息产业的社会化进程。
网络地理信息系统主要研究网络上构建各种空间数据模型的方法,主要目的是实现网络空间信息获取、编辑、处理和其它专业的GIS功能。
它是桌面GIS 的网络化,提供了绝大部分可以实现的GIS功能,并没有完全凸现面向服务的主题,准确地说应该称作是网络GIS-system。
分布式计算技术、WEB服务、网格计算等新技术的出现,为GIS-system注入了强大的活力,不仅空间信息服务,庞杂的计算处理服务也能够从Web中获取。
有的网络GIS-system用户不必关心或者熟悉所有的GIS-system功能和操作方法,也不需要整套的地理信息系统软硬件,只需在Web上缴纳使用满足用户所需要的空间数据和GIS处理功能模块的费用,他们被称作是“弱”Web-GIS-system用户。
这种在各种Web新技术环境下,按照用户需求采取不同的Web技术提供“按需分配”(services-on-Demand)的开放的地理信息服务,直接的效果就是促成GIS-system 向GIS- services的转变。
2.3 COM-GIS
Com-GIS就是采用了面向对象技术和组件式软件的GIS系统,其基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个组件,每个组件完成不同的功能。
各个GIS组件之间,以及GIS组件与其它非GIS组件之间,都可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来,形成最终的GIS基础平台以及应用系统。
组件式GIS代表着当今GIS发展的潮流,其代表作当属全球最大GIS厂商ESRI(美国环境研究所)推出的MapObjects1.2和著名的桌面GIS厂商—美国MapInfo公司推出的MapX4.0,另外还有Intergragh公司的GeoMedia、加拿大阿波罗科技集团的TITAN、中科院地理所的ActiveMap等。
Com-GIS给国内GIS 基础软件的开发提供了一个良好的机遇,因为它打破了GIS基础软件由几个厂商
垄断的格局,开辟了以提供专业组件来打入GIS市场的新途径。
目前,大多数GIS 软件公司都把开发组件式软件作为一个重要的发展战略。
组件式GIS开发平台通常可设计为三级结构:基础组件—面向空间数据管理,提供基本的交互过程;高级通用组件—面向通用功能;行业性组件—抽象出行业应用的特定算法,固化到组件中,进一步加速开发过程。
2.4 Mobile -GIS
移动地理信息系统(Mobile-GIS)又称WAP GIS。
WAP(无线应用协议,Wireless Application Protocol)是为无线设备提供Internet服务而开发的新协议,旨在推进数据业务在移动设备上的实现。
它将无线通信技术和Internet结合起来,通过提供通用平台把HTML的语言信息转化为WML(wireless Markup language)描述的信息显示在移动屏幕上。
Mobile GIS是当前GIS的另一热点,是GIS从办公室走向野外移动作业环境的重要发展方向。
3 结论
信息技术的应用促使GIS系统逐渐由桌面向分布发展、二维向多维发展、传统系统开发向组件式开发发展等,从GIS的应用与发展可以看出,GIS不仅是技术,更是一种服务,GIS软件是GIS信息服务产业的灵魂,如何更好地实现地理信息的传输、交互和应用的研究还在不断深入,这是人们对地理信息的需求决定的。
如何利用新的技术不断弥补地理信息服务的不足,是促成理信息服务体系日臻完善的有效方法。
参考文献
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[3]邬伦,唐大仕,刘瑜.基于Web Service的分布式互操作的GIS[J].地理与地理信息科学,2003,19(4):28-32.。