地理信息系统的发展研究

地理信息系统的发展研究摘要：地理信息系统是一门综合性的技术，计算机技术的发展成为地理信息系统技术飞速发展的主要动力。本文在地理信息系统国内外现状的基础上，主要阐述了地理信息系统的发展趋势。关键词：地理信息系统；信息高速公路;计算机技术;数字地球中图分类号：c922文献标识码：a文章编号：地理信息系统是一门综合性的技术，它涉及到地理学、测绘学、计算机科学与技术等学科。它的概念和基础是地理和测绘，它的技术支撑是计算机技术，它的应用领域是地理、规划与管理等许多行业和部门。近20年来，真正推动地理信息系统发展的是计算机技术的发展以及应用领域的不断扩大。特别是计算机技术的发展成为地理信息系统技术飞速发展的主要动力，几乎每一次计算机信息技术的重要进展都带动地理信息系统技术的重大进步，如空间数据的管理、网络gis、三维gis等技术，每一步的重要发展都与计算机信息技术的进展有关。1国内外现状gis是20世纪60年代中期发展起来的技术。它最初用于解决地理问题，至今已成为一门涉及测绘科学、环境科学、计算机技术等多学科的交叉科学。1963年加拿大测量学家r.f.tomlinson首先提出了地理信息系统这一术语，并建成世界上第一个gis—加拿大地理信息系统cgis，并用于自然资源的管理和规划。不久，美国哈佛大学提出了较完整的系统软件symap，这算是gis的起步。20世纪70年代以后，由于计算机软硬件水平的提高，促使gis朝着实用方向迅速发展，一些经济发达国家先后建立了许多专业性的gis，在自然资源管理和规划方面发挥了重大的作用。比如1970年—1976年，美国国家地质调查局就建成了50多个信息系统。其他国家，如加拿大、德国、瑞典和日本等相继发展了自己的gis。20世纪80年代后兴起的计算机网络技术使地理信息的传输时效得到了极大的提高，它的应用从基础信息管理与规划转向更复杂的实际应用，成为辅助决策的工具，并促进了地理信息产业的形成。到1995年，市场上有报价的gis软件已达上千种，并且涌现出了一些有代表性的gis软件。我国gis的发展较晚，经历了4个阶段，即起步(1970-1980)、准备(1980-1985)、发展(1985-1995)和产业化(1996年以后)。目前gis已在许多部门和领域得到应用，并引起了政府部门的高度重视。一批地理信息系统软件已研制开发成功(如geostar,citystar,mapgis等)，一批高等院校已设立了一些与gis有关的专业或学科，一批专门从事gis开发的高新技术产业相继成立。2地理信息系统的发展趋势2.1虚拟现实、三维可视化gis研究虚拟现实技术又称灵境技术，是指通过头盔式的三维立体显示器、数据手套、三维鼠标、立体声耳机等手段和工具使人能完全沉浸在计算机生成创造的一种特殊的三维立体环境。它与计算机网络技术和地学相结合可产生虚拟地理环境。在三维可视化领域，支持真正三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库，将解决三维空间操作和分析问题，极大提高了gis的空间分析功能。2.2分布式技术、万维网与地理信息系统的结合目前随着internet技术的迅猛发展，其应用已经深入到各行各业，作为与我们日常生活息息相关的地理信息系统也不例外。它们的结合产生了webgis，这主要是由于大多数的客户端应用采用了协议万维网，其基木思想就是在万维网上提供空间信息，让用户通过浏览器获得和浏览一个空间信息系统中的数据。当前webgis系统已经得到迅速地发展，到1999年9月为止，仅在美国出现的这样的系统就有20种之多。同时随着技术的进步，客户端可能会采用新的应用协议，因此也被认为是lntemetgis。计算机网络技术的飞速发展，分布式计算的优势日益凸显。地理信息系统与分布式技术结合也就成为必然，它们的结合即构成了分布式地理信息系统。它就是指利用最先进的分布式计算技术来处理分布在网络上的异构多源的地理信息，集成网络上不同平台的空间服务，构建一个物理上分散、逻辑上统一的地理信息系统。其与传统的地理信息系统最大的区别在于它不是按照系统的应用类别、运行环境而划分的，而是按照系统中的数据分布特征和针对其中数据处理的计算特征而分类的。2.3comgis的应用研究组件式技术是新一代gis软件的重要基础，它与gis技术的结合使gis发展到了新的阶段—组件式gis(comgis)。comgis是面向对象技术和组件式软件在gis软件开发中的应用，它的出现为传统gis面临的多种问题提供了全新的解决思路。由于传统的gis软件开发具有开发负担重、集成困难、专业语言不易掌握的缺点，迫切需要一种新型的gis软件技术体系，以满足日益增长的gis应用需求，并跟上软件技术发展的潮流。comgis正是这样一种全新的gis软件技术体系。鉴于com技术具有语言无关性、进程透明性、可重用性等优点，使得目前基于com的dde和activex技术与可视化语言成为gis软件开发的主流。应用这种开发方式可以对应用程序的局部进行更新，保持其他功能不变，而不必对整个系统进行升级。它的开发不需要专门的gis语言，可以直接嵌入到mis开发工具中。另外更重要的一点就是开发人员可以根据自己的需要从对象库中选取系统所需要的功能加以实现，把这些组件快速地组装到一起，不仅大大简化了开发过程，而且极大地缩短了系统的开发周期，并且随时可以根据实际需要进行灵活方便的系统定制与升级。2.4gis与rs、gps集成gis、rs与gps是目前对地观测系统中空间信息获取、存储管理、更新、分析和应用的3大支撑技术(简称“3s”)，是现代社会持续发展、资源合理规划利用、城乡规划与管理、环境污染控制、自然灾害动态监测与防治等的重要技术手段，也是地学研究由定性化走向定量化方向的科学方法之一。需要说明的是“3s”集成不是简单的3个组成部分的叠加，而是一种有机的、在线的连接，同时具有实时的、动态的特性。它是一项技术难度极高的高科技，需按照“统筹规划，分步实施”的原则进行。具体来说，就是在开发研究时，从简单到复杂，从低成本到高成本，逐步推进。其中，当前开发出来的一个比较成功的系统当属加拿大卡尔加里大学开发的移动测绘系统(mobilemappingsystern)。2.5面向对象gis(oogis)研究oogis研究的兴起缘于oogis能使gis系统更好地反映现实地理空间各种空间要素及其相互关系，甚至空间现象与过程。而向对象的gis中所有地物以对象形式封装，用户可以在现有抽象数据类型和空间操作箱上定义自己所需的数据类型和空间操作方法，增强了系统的开发性和可扩充性，为gis的智能化奠定了基础。面向对象的思想已广泛地应用于程序设计及开发中，克服了传统编程方式的固有缺点，使之更接近现实，便于用户及开发人员辨认和使用。如arcgis软件，它成功地运用这一思想进行应用程序设计，增加了它所开发和应用的可读性及大众性。3结束语上述这些gis的发展趋势并不是孤立的，而是相互影响、相互促进，它涉及多学科的相互渗透、相互支撑。其作用就是促进地理信息产业的建设与发展，更好地为人类了解和保护人类赖以生存的环境服务。面对今天的计算机技术的快速发展，面对gis充满生机与活力的前景，我们应该进一步面向世界、抓住机遇、探索规律、创造性地促进gis技术与产业的发展。可以预见，随着计算机技术的发展，信息高速公路的建成，一个以地理信息系统为平台，以信息高速公路为纽带的“数字地球”，必将为人类信息交流与共享提供一种全新的方式。参考文献：[1]陈述彭.我国地理信息系统的新进展[j].国土资源信息化.2004(01)[2]黄远震.新技术与工程测量[m].福州:建教育出版社,2007.[3]陈幼松.数字地球及其意义和用途[j].航空军转民技术与产品,2009(2)[4]龚健雅.地理信息系统基础[m].北京:科学出版社.2003.[5]刘光．地理信息系统二次开发教程—组件篇[m]．北京：清华大学出版社，2003