GIS技术的应用与发展趋势

GIS 技术的研究现状及未来发展趋势

摘要:GIS 是随着计算机技术发展而形成的一门新兴技术,其应用程度和范围也随之渗透、 延伸,得到了人们的广泛关注。该文综述了地理信.息的发展现状,从多个角度分析当前 GIS 技术发展存在的不足,并在此基础上研究分析了 GIS 技术的未来发展趋势。

关键词:GIS 研究现状 发展趋势

0 引言

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

网络GIS的发展趋势

23120238戴寒玉

网络GIS 是GIS 与Internet 的有机结合, 是Internet在GIS 领域的延伸, 极大地拓展了GIS 技术的研究和应用领域。经过几年的发展,Web GIS 已经积累了丰富的构造方法和构造模型。单个Web GIS 向增强空间分析的需要。在今后的几年, 将建立一个遍布全国、结构合理、功能完善、技术先进、实用性很强的、包括国家、省、地市、县四级的地价评估信息系统体系, 实现地价评估管理日常工作自动化, 地价资料管理数字化和上下级信息交换网络化, 满足土地估价管理各项业务, 各级领导决策和社会化公开查询服务的要求,形成具有我国地价评估特色的符合土地估价管理工作实际的地价评估网络信息系统。功能、处理分布式的多源数据方向发展, 多个Web GIS之间的互操作研究对于构建数字地球尤为重要。目前Web GIS 正处在发生重大技术变革期间, 开放的空间数据交换标准的出现将真正实现空间数据互操作和数据共享; 分布式技术的成熟将分布式空间数据的访问、计算、存储变成现实; 三维技术的发展将会通过互联网把人们带到一个虚拟的地理环境中; 无线通信技术将GIS 应用从室内带到室外, 极大地扩展了其应用, 并使其成为主流IT 技术领域之一。可以说, 万维网地理信息系统技术与应用方兴未艾, 它给一切敢于迎接挑战的人提供了巨大的机会。

如果说20世纪90年代是计算机的天下，那么21世纪初甚至更长的时间无疑将是网络的世界，也可以说网络改变了我们的世界。网络已不仅仅是一种单纯的技术手段，它已演变成为一种经济方式——网络经济。

随着计算机软硬件，特别是网络技术的飞速发展，GIS正在经历一场变革。三维GIS使GIS技术更加现实化，更能真实地再现客观世界；时态GIS使 GIS技术更加实用化，更能辅助决策支持；网络GIS使GIS技术更加广泛化，更能快捷迅速地提供更多的服务。为了满足用户对GIS功能日益增长的需求， 三维GIS、时态GIS和网络GIS在未来数年内，都将是GIS技术的研究热点和发展趋势。

GIS的 功能

GIS经过多年的发展，在技术上和应用上都越来越成熟。已经有较为统一的功能体系。

1、数据采集和输入功能。主要包含了空间数据和属性数据，GIS需要提供这两类数据的输入功能。空间数据的表达可以采用栅格和矢量两种形式。空间数据表现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向以及几何拓扑关系。其输入方式有数字扫描仪、数字元花仪、键盘、商业数据、数字拷贝等。属性数据输入方式主要有键盘输入、数据库获取、存储介质获取等方式。

2、数据编辑与处理功能。数据编辑主要包括图形编辑和属性编辑。属性编辑主要与数据库管理结合在一起完成，图形编辑主要包括拓扑关系建立、图形编辑、图形整饰、图幅拼接、图形变换、投影变换、误差校正等功能。

3、数据的存储与管理。数据的有效组织与管理，是GIS系统应用成功与否的关键。主要提供空间与非空间数据的存储、查询检索、修改和更新的能力。矢量数据结构、光栅数据结构、矢栅一体化数据结构是存储GIS的主要数据结构。数据结构的选择在相当成都上决定了系统所能执行的功能。数据结构确定后，在空间数据的存储与管理中，关键是确定应用系统空间与属性数据库的结构以及空间与属性数据的连接。目前广泛使用的GIS软件大多数采用空间分区、专题分层的数据组织方法，用GIS管理空间数据，用关系数据库管理属性数据。

4、空间查询与分析功能。空间查询与分析是GIS的核心，是GIS最重要的和最具有魅力的功能，也是GIS有别于其他信息系统的本质特征。地理信息系统的空间分析可分为三个层次的内容：空间检索：包括从空间位置检索空间物体及其属性、从属性条件检索空间物体;空间拓扑叠加分析：空间的特征（点、线、面或图像）的相交、相减、合并等，以及特征属性在空间上的连接；空间模型分析：如数字地形高程分析、BUFFER分析、网络分析、三维模型分析、多要素综合分析及面向专业应用的各种特殊模型分析等。

5、可视化表达与输出。中间处理过程和最终结果的可视化表达是GIS的重要功能之一。通常以人机交互方式来选择显示的对象与形式，对于图形数据，根据要素的信息密集成都，可选择放大或缩小显示。GIS不仅可以输出全要素地图，也可以根据用户需要，分层输出各种专题图、各类统计图、图标及数据等。

地理信息系统（GIS）的应用与发展

地理信息系统（GIS）是一种将地理空间数据与属性数据相结合，进行地理信息处理、分析和显示的技术系统。它在各个领域有着广泛的应用，并且持续发展壮大。本文将探讨GIS的应用领域及其发展趋势。

一、GIS在城市规划中的应用

城市规划是GIS的重要应用领域之一。通过GIS技术，城市规划者可以将大量的地理数据进行整合和分析，用于城市的土地利用规划、交通网络规划、人口分布预测等方面。GIS技术能够帮助规划者更好地了解城市的空间布局和特征，为城市的可持续发展提供科学依据。

二、GIS在农业领域的应用

在农业领域，GIS可以用来进行土地利用评估、农作物生长监测、灌溉系统设计等工作。通过将农田的地形、土质、气候等数据整合在一起，农民和农业专家可以更有效地进行农田管理和作物生产决策。GIS技术有助于提高农业生产效益和降低农业对环境的影响。

三、GIS在环境保护中的应用

GIS在环境保护中起着重要的作用。它可以用来进行环境监测、自然资源管理、生态系统保护等工作。通过将遥感数据、空气质量监测数据等整合在一起，环境保护机构可以更好地了解环境状况，制定科学的环保政策。此外，GIS还能够帮助监测并防止环境污染、自然灾害等问题的发生。 四、GIS在应急管理中的应用

GIS在应急管理领域被广泛应用。它能够整合地震、火灾、洪水等灾害数据，帮助应急管理部门制定灾害应对方案。通过GIS技术，灾害现场可以实时获取、分析和共享相关信息，提高灾害应对的效率和准确性。此外，GIS还可以用于评估潜在灾害风险、预测灾害发生概率等方面。

五、GIS的发展趋势

随着信息技术的快速发展和社会对空间信息需求的不断增长，GIS技术的应用领域将进一步拓展。未来，GIS将与人工智能、大数据等技术相结合，实现更智能化、精细化的地理空间数据处理和分析。同时，移动GIS技术的应用也将大大提升GIS的实用性和便捷性。因此，GIS技术在城市规划、农业、环境保护、应急管理等领域的作用将更加重要。