GIS理论的发展

现代测绘地理信息理论与技术发展综述摘要：随着计算机技术、空间技术和通讯技术的快速发展，测绘学理论和技术发生了天翻地覆的新变化，传统测绘学理论和技术已不再能满足当前人类社会对于“智慧城市”、“数字地球”的需求。

近几十年来，现代测绘科学技术迅猛发展，我国已基本完成了从传统测绘过度到数字化测绘的过渡，朝着信息化测绘前进。

关键词：现代测绘地理信息理论；技术发展1现代测绘地理信息技术简介信息化测绘是现代测绘科学技术发展的主要目标，知识创新和技术带动能力是其主要的发展特征。

目前，它发展成为以建立航空航天、地面和海洋等平台来获取外界及其目标物的特征、位置、属性及其相互关联的学科。

现代空间定位技术（GNSS）、遥感技术（RS）、地理信息技术（GIS）、计算机技术、通信技术和网络技术的发展极大限度的推动了现代测绘科学技术的发展。

因此，现代测绘地理信息技术主要分为地面测量技术和空间测量技术。

1.1地面测量技术现代测绘工作中使用的地面经典仪器已从光学仪器，发展成为光、机、电、算一体化和智能化的现代光学仪器。

地面测量技术主要包括：测量机器人、三维激光扫描仪、移动测量系统、数字近景摄影测量。

量机器人是一种智能型电子全站仪。

2016年3月，人工智能“谷歌AlphaGo”以4:1的绝对优势战胜世界围棋冠军选手李世石，标志着人工智能技术取得的跨时代进步。

现代测绘仪器中测量机器人类似于“谷歌AlphaGo”，它集多种现代高技术于一身，通过多种传感器对现实世界中的“测量目标物”进行识别，作出分析，得出推理结果，实行全自动操作，取代人工测量操作来完成某项特定的测量任务。

目前最新的、最前沿的测量机器人产品有TCA2003（Laica公司生产）、EltaS系列（蔡司生产）、GTS-750/GPT7500系列（Topcon生产）等。

三维激光扫描仪通过不接触目标物本身采用激光测量的方法，通过采集大量点云数据来描述目标物表面的形态位置特征。

其工作原理为发射器发出高速激光来扫描目标物，接收器接收信号，并对信号进行处理，把处理的数据用软件进行后处理，最后获取最终测量成果数据。

地理信息科学的发展和应用随着科学技术的不断发展，地理信息科学（GIS）已经逐渐成为一个重要的学科，为我们的日常生活和经济发展提供了重要的支持和帮助。

这篇文章将讨论GIS的发展历程、应用及其在未来的前景。

一、GIS的发展历程GIS是一门整合多学科知识的学科，它所涉及的领域包括地理学、计算机科学、遥感技术、环境科学等。

有关GIS最早的研究始于60年代，当时的研究重点是通过计算机技术和数学模型来进行专业地图制作。

70年代是GIS发展的关键时期，随着计算机技术的进步，GIS开始成为一个独立的学科，吸引了越来越多的学者和研究者。

80年代起，GIS逐渐发展成为一个拥有成熟技术和完善理论的学科，应用领域也逐渐扩大。

近年来，GIS技术不断发展，涉及面也变得越来越广泛，包括城市规划、环境保护、资源管理等多个领域。

目前GIS所涉及的领域已经超过了地理学领域，成为一个独立的学科，其技术水平也越来越高。

二、GIS的应用GIS的应用十分广泛，与我们的日常生活息息相关。

以下列举几个例子：1.城市规划：GIS可以通过对城市的各种数据进行处理和分析，制定出科学的城市规划方案。

比如，可以分析城市的交通状况、人口分布等，预测未来城市发展趋势，制定出更加精确的城市规划方案。

2.环境保护：GIS可以用于环境数据的收集和分析，通过对数据的处理可以制定出更加科学、合理的环保策略。

比如，可以对污染源的分布情况进行分析，优化监控网络，实现对污染源的快速发现和处理。

3.资源管理：GIS可以用于资源管理，包括土地、水资源、森林资源等。

通过对这些资源的数据分析，可以制定出更加合理、科学的资源管理措施，实现资源的高效利用。

三、GIS的未来前景随着科技的不断发展和应用，GIS的未来前景非常广阔。

未来GIS将在以下几个方面发挥重要作用：1.智能城市：GIS可以用于智能城市的建设，实现对城市的精细化管理，推动城市的智能化发展。

2.全球变化：GIS可以用于全球变化相关问题的研究，通过对各种数据的分析，预测全球变化趋势，提供对应对策。

地理信息系统(GIS)发展趋势综述摘要:地理信息系统(GIS)是随着计算机技术发展而形成的一门新兴技术,计算机技术正以前所未有的速度迅速发展,GIS应用程度和应用范围随之深入扩大,正处于急剧变化与发展之中。

本文结合当前信息技术发展的特点,分析GIS的发展趋势及其主要功能。

关键词:地理信息系统(GIS)网络GIS开放式GIS虚拟GIS地理信息系统(GIS,GeographicInformationSystem)是以采集、存储、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间地理分布有关的数据信息的计算机系统。

它由硬件、软件、数据和用户有机结合而成。

它的主要功能是实现地理空间数据的采集、编辑、管理、分析、统计与制图等。

GIS始于60年代的加拿大与美国,尔后各国相继投入了大量的研究工作;自80年代末以来,特别是随着计算机技术的迅速发展,地理信息的处理、分析手段日趋先进,GIS技术日臻成熟,已广泛地应用于城市规划、市政管理、政府管理、环境、资源、交通、公安、灾害预测、经济咨询、投资评价和军事等与地理信息相关的几乎所有领域。

随着信息技术尤其是计算机技术的快速发展、数字地球(DigitalEarth)的提出与实施,以及GIS应用程度的不断深入和应用范围的逐渐扩大,GIS正处于急剧变化与发展之中,并对GIS提出了许多新的要求。

本文就目前地理信息系统的热点问题进行介绍、分析和总结。

GIS技术依托的主要平台是计算机及其相关设备。

进入90年代以来,计算机核心部件CPU的处理速度愈来愈快、性能价格比更高;其存储器可实现将大型文件映射至内存的能力,且能存储海量数据。

随着多媒体技术、空间技术、虚拟实景、数字测绘技术、数据仓库技术、计算机图形技术以及三维图形芯片、大容量光盘技术与宽频光纤通讯技术的突破性进展,特别是消除数据通讯瓶颈的卫星互联网的建立,以及能够提供接近实时对地观测图像的高分辨、高光谱、短周期遥感卫星的大量发射,所有这些为GIS技术的广泛、深入应用展示了更加光明的前景。

GIS技术的研究现状及未来发展趋势随着计算机技术的飞速发展、空间技术的日新月异及计算机图形学理论的日渐完善，GIS(Geographic Information System）技术也日趋成熟，并且逐渐被人们所认识和接受。

近年来，GIS被世界各国普遍重视，尤其是“数字地球”概念的提出，使其核心技术GIS更为各国政府所关注。

目前，以管理空间数据见长的GIS已经在全球变化与监测、军事、资源管理、城市规划、土地管理、环境研究、农作物估产、灾害预测、交通管理、矿产资源评价、文物保护、湿地制图以及政府部门等许多领域发挥着越来越重要的作用。

当前GIS正处于急剧发展和变化之中，研究和总结GIS技术发展，对进一步开展GIS研究工作具有重要的指导意义。

因此，本文就目前GIS技术的研究现状及未来发展趋势进行总结和分析。

1 GIS研究现状及其分析1.1 GIS研究现状世纪90年代以来，由于计算机技术的不断突破以及其它相关理论和技术的完善，GIS在全球得到了迅速的发展。

在海量数据存储、处理、表达、显示及数据共享技术等方面都取得了显著的成效，其概括起来有以下几个方面[1]：①硬件系统采用服务器/客户机结构，初步形成了网络化、分布式、多媒体GIS；②在GIS的设计中，提出了采用“开放的CIS环境”的概念，最终以实现资源共享、数据共享为目标；③高度重视数据标准化与数据质量的问题，并已形成一些较为可行的数据标准；④面向对象的数据库管理系统已经问世，正在发展称之为“对象--关系DBMS（数据库管理系统）”；⑤以CIS为核心的“3S”技术的逐渐成熟，为资源与环境工作提供了空间数据新的工具和方法；⑥新的数学理论和工具采用CIS，使其信息识别功能、空间分析功能得以增强等等。

在GIS技术不断发展下，目前GIS的应用已从基础信息管理与规划转向更复杂的区域开发、预测预报，与卫星遥感技术相结合用于全球监测，成为重要的辅助决策工具。

据有关部门估计，目前世界上常用的GIS软件己达400多种[2].国外较著名的GIS软件产品有[3]:Auotodesk系列产品、Arc/Info、MapInfo及其构件产品、Intergraph、Microstation等，还有Web环境下矢量地图发布的标准和规范，如XML、GML、SVG等等。

地理信息科学的定义及发展前景地理信息科学主要研究地理学基础知识、地理信息系统、数据库原理、遥感原理与技术等，运用3S（GPSGISRS）技术，将地球系统内部的物质进行信息化，例如：根据城市地貌制成手机查询的电子地图、远程遥控无人机、实时定位导航等。

下面是店铺给大家整理的地理信息科学的定义简介，希望能帮到大家!地理信息科学的定义地理信息科学专业(geographic information science)原名地理信息系统专业(Geographic Information System或Geo-Information system或GIS)2012在教育部日前印发的《普通高等学校本科专业目录(2012年)》中，在地理科学类专业中，地理信息系统专业已改为地理信息科学专业。

研究地理信息采集、分析、存储、显示、管理、传播与应用，及研究地理信息流的产生、传输和转化规律的一门科学。

地理信息科学是近20年来新兴的一门集地理学、计算机、遥感技术和地图学于一体的边缘学科，主要培养具备地理信息科学与地图学、遥感技术方面的基本理论、基本知识、基本技能，能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作，能在城市、区域、资源、环境、交通、人口、住房、土地、灾害、基础设施和规划管理等领域的政府部门、金融机构、公司、高校、规划设计院所，从事与地理信息系统有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。

地理信息科学是1992年Goodchild提出的，与地理信息系统相比，它更加侧重于将地理信息视作为一门科学，而不仅仅是一个技术实现，主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题。

地理信息科学的发展前景作为大学教育的一个专业，地理信息系统在上世纪70年代开始出现在国外的许多大学，而我国现有140所高校开设有该专业，从事地理信息系统设计开发的高级人才供不应求。

随着国家各个部门信息化的进程，以及国内从事地理信息系统工程开发的高科技企业的增多和发展壮大，对该专业人才的需求还将增大，缺口也将扩大。

GIS的发展和前景GIS技术的迅猛发展使得有更多的人在接触和使用她。

就在几年前GIS还是一个陌生的名词，而今，电子地图、基于Internet的公共多媒体导购导游系统，汽车GPS自导航系统等等，这一切都使地理信息的需求激增。

本学期我们专业开设了《地理信息系统》这门课程，通过对这门课程的学习，我学到了很多知识，以下是我对GIS的理解。

1.GIS的概念GIS(Geography Information System，地理信息系统)，是一种决策支持系统，它具有信息系统的各种特点。

有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。

它是一种特定的十分重要的空间信息系统。

是融合计算机图形和数据库于一体，存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机地结合起来，根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户，满足城市建设、工程勘测、施工及人们对空间信息的要求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。

其中GIS中“地理”的概念并非指地理学，而是广义地指地理坐标参照系统中的坐标数据、属性数据以及以此为基础而演义出来的知识。

2.GIS具有以下三个方面的特征：第一，具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性。

第二，由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。

第三，计算机系统的支持是GIS的重要特征，因而使得GIS能以快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。

3.GIS的发展过程3.1 国外GIS的发展（1）GIS的开拓期（60年代）：1963年，加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先提出了GIS这一术语，并建立了世界上第一个实用的GIS——加拿大地理信息系统（C GIS），用于自然资源的管理和规划。

这一时期，GIS发展的另一显著标志，是许多有关的组织和机构纷纷建立，例如1966年美国成立城市和区域信息系统协会(URISA)，1969年又建立州信息系统全国协会(NASIS)，国际地理联合会(1GU)于1968年设立了地理数据收集和处理委员会(C GDSP)。

第一章 GIS的产生和发展⍓什么是地理信息系统？⍓GIS是一种获取、存储、检索、操作、分析和显示地球空间数据的计算机系统。

--英国教育部GIS是为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统。

---美国国家地理信息与分析中心⍓由计算机系统、地理数据和用户组成的，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务。

--陈述彭等（1999，地理信息系统导论）利用计算机来对地图进行管理和应用的软件系统GIS是怎样产生的GIS起源于人口普查，土地调查和自动制图1960年，提出把地图变成数字形式的地图1963年，提出GIS这一术语1972年，建成世界上第一个GIS——CGIS（CANADA GIS）为什么会产生GIS？❒技术驱动⍓计算机技术的发展❒应用驱动⍓与地理因素相关的事物多⍓80％的信息与空间位置相关❒数据驱动⍓数据获取能力的增强GIS是如何发展的？❒国际1960s开始❒国内1970s开始一、国际上GIS的发展状况❒ 1.起步阶段（60年代），（GIS思想和技术方法的探索）注重空间数据的地学处理。

⍓图形、存储设备的局限⍓GIS概念提出、算法发展与完善⍓1963年，开始建立加拿大地理信息系统（CGIS)⍓1969年，ESRI （环境系统研究所）建立⍓1969年， Integraph公司建立⍓机助制图能力较强⍓基于栅格的操作方法⍓60年代中后期，很多与GIS有关的组织成立⍓最初的系统主要用于城市和土地利用，如最早的GIS系统，加拿大的CGIS 于1963年开始实施，72年建成❒ 2.发展阶段（70年代），（空间数据处理的算法，数据结构和数据库管理的优化）⍓磁盘的出现为数据的存储、检索和输出提供有力手段⍓图形、图像卡的发展增强了人机对话和显示功能⍓出现GIS基础平台商品化软件⍓开始大量GIS应用研究，国内外技术交流⍓发达国家相继建设各种专题、规模、类型的GIS⍓遥感开始纳入GIS⍓ 3.推广应用阶段（80年代），（注重空间决策支持分析）⍓应用更加广泛，取得了一系列进展⍓ 1981年，ESRI 公司的ARC/INFO GIS发布⍓ 1985年，GPS成为可运行系统⍓ 1986年，MapInfo建立⍓ 1986年，SPOT卫星首次发射⍓ 1987年，地理信息系统的国际杂志出版⍓ 1988年，美国人口调查局第一次公开发布TIGER⍓ 1988年，《GIS World 》首次发行⍓ 1989年，Intergraph 发布MGE⍓栅格扫描输入、遥感图像处理等技术取得突破⍓ GIS走向发展中国家⍓ GIS走向多学科领域⍓微机地理信息系统蓬勃发展⍓ 4.用户时代（90年代后），（注重GIS社会应用与服务）⍓组件式GIS成为发展方向⍓ WebGIS蓬勃发展⍓三维GIS崭露头角⍓高分辨率的图形显示设备和高质量的图形输出设备（高分辨率彩显、喷墨绘图仪）⍓计算机及手机的普及⍓深入到各行各业⍓国家级乃至全球性的地理信息系统成为关注焦点二、我国GIS的发展❒1、70年代，准备阶段⍓推广计算机在测量、制图、遥感方面的应用❒2、80年代，试验起步阶段⍓数据规范和标准，空间数据库，处理和分析算法⍓1985：资源与环境信息系统国家重点实验室⍓1990：测绘遥感信息工程国家重点实验室❒3、90年代，全面发展阶段⍓改革开放的需要与推动❒4、96年以来，产业化阶段⍓GIS软件与国外软件差距逐渐缩小⍓应用逐渐普及❒国外主流GIS软件⍓ESRI: ArcGIS，ArcView⍓Integraph:MGE(Modular GIS Environment), GeoMedia⍓MapInfo⍓SmallWorld❒国内主流软件：⍓中国地质大学（武汉）：MapGIS⍓武汉大学：GeoStar⍓中科院地理所：SuperMap⍓GeoWay第二章GIS的应用GIS可以做什么•地图整饰•管理海量数据•浏览查询•交通运输•公路管理公路设计、公路建设、公路维护……铁路管理设施管理、旅客信息管理、选址选线分析……运输调度车辆跟踪、路径优化、路线分析……航空和飞行管理公共交通管理智能交通系统（ITS）•路径分析•区域和城乡规划在进行区域和城镇规划的过程中，要处理许多不同性质和不同特点的问题，涉及多方面要素，如资源、环境、人口、交通、经济、教育、文化和金融等，GIS将这些数据信息归算到城市的统一系统之中，最后进行城市和区域多目标的开发和规划，包括城镇总体规划，城市建设用地适宜性评价，城市环境选质量评价，道路交通规划，公共设施配置及城市环境动态监测等，这些功能的实现是以GIS的一些数据处理和分析算法加以保证的，如GIS的空间搜索方法，多信息叠加处理和一系列的分析软件，回归分析，投入产出计算，模糊加权评价等。