GIS技術及應用趨勢

中圖分類號：TP 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2011)07-0062-01

GIS(Geographical Information System，地理信息系統)早已不限于地理學研究和應用的領域，目前已與各行各業和我們的日常生活產生了千絲萬縷的聯系，更重要的是它的應用領域還在不斷擴大，甚至可伸及企業信息化的過程中。

一、GIS及其簡史

GIS是計算機科學、地理學、測量學和地圖學等多門學科的交叉，它是以地理空間數據庫為基礎，采用地理模型分析方法適時提供多種空間的和動態的地理信息，為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統。

從表現形式來看，GIS表現為計算機軟硬件系統，其核心是管理、計算、分析地理坐標位置信息及相關位置上屬性信息的數據庫系統。它表達的是空間位置及所有與位置相關的信息，所以，GIS又是地球空間實體的再現和綜合，其信息的基本表達形式是各種二維或三維電子地圖。因此，GIS也可簡單定義為“ 用于采集、模擬、處理、檢索、分析和表達地理空間數據的計算機信息系統”。

GIS最早起源于20世紀60年代“要把地圖變成數字形式的地圖，便于計算機處理分析”這樣的目的。1963年，加拿大測量學家R.F Tomlinson首先提出了GIS這一術語，并建成世界上第一個GIS(加拿大地理信息系統CGIS)，用于自然資源的管理和規劃。那時的GIS注重于空間數據的地學處理。

20世紀70年代以后，隨著計算機軟硬件水平的提高，以及政府部門在自然資源管理、規劃和環境保護等方面對空間信息進行分析、處理的需求，GIS得到了鞏固和發展。

進入20世紀80年代，GIS的應用領域迅速擴大，商業化的軟件開始進入市場，其應用從基礎信息管理與規劃轉向空間決策支持分析，地理信息產業的雛形開始形成。

20世紀90年代以后，伴隨著計算機技術和網絡技術的迅猛發展，GIS的應用也日趨深化和廣泛，在國土資源、農業、氣象、環境、城市規劃等領域成為常備的工作系統。尤其是1998年前美國副總統戈爾提出“數字地球”的概念以來，GIS在全球得到了空前迅速的發展，廣泛應用于各個領域，產生了巨大的經濟和社會效益。

二、GIS的最新發展

1.日趨與計算機信息技術融合

近年來隨著計算機軟、硬件技術和通信技術的高速發展，GIS技術也得到了迅速的發展和更廣泛應用，并日趨與主流IT技術融合，成為信息技術發展的一個新方向。

2.動態、多源、多維化

最新GIS技術將逐漸擺脫先前的主要處理靜態的、二維的、數字式的地圖技術的約束，而從傳統的靜態地圖、電子地圖發展到能對空間信息進行可視化和動態分析、動態模擬，支持動態的、可視化的、交互的環境來處理、分析、顯示多維和多源地理空間數據。

其中，可視化仿真技術，能使人們在三維圖形世界中直接對具有形態的信息進行實時交互操作；虛擬現實技術以三維圖形為主，結合網絡、多媒體、立體視覺、新型傳感技術，能創造一個讓人身臨其境的虛擬的數字地球或數字城市。

先進的對地觀測技術、互操作技術、海量數據存儲和壓縮技術、網絡技術、分布式技術、面向對象技術、空間數據倉庫、數據挖掘等技術的發展都為GIS的發展和創新創造了新的手段。

3．第4代GIS技術

隨著計算機硬件性能的提高以及面向對象、網絡和數據挖掘等主流IT技術的發展，在科技部有關部門的倡導下，目前國內學術界又提出了第4代GIS技術的概念。第4代GIS技術將主要有如下特點。

支持“數字地球”或“數字城市”概念的實現，從二維向多維發展，從靜態數據處理向動態發展，具有時序數據處理能力。

基于網絡的分布式數據管理及計算、Web-GIS和B/S體系結構，用戶可以實現遠程空間數據調用、檢索、查詢、分析，具有聯機事務管理(OLTP)和聯機分析(OLAP)管理能力。

面向空間實體及其相互關系的數據組織和融合，具有矢量和遙感影像數據互動等多源數據的裝載與融合能力，多尺度比例尺數據無縫融合、互動。

三、GIS的應用及趨勢

1.GIS的應用范圍

人類的信息中有80％與地理位置和空間分布有關，所以GIS具有非常廣泛的應用。目前，GIS已經比較成熟地應用于軍事、自然資源管理、土地和城市管理、電力、電信、石油和天然氣、城市規劃、交通運輸、環境監測和保護、110和120快速反應系統等。

今后，GIS的應用將在市場分析、企業客戶關系管理、銀行、保險、人口統計、房地產開發、個人位置服務等領域得到廣泛的應用，這些領域將是GIS產業發展的新的增長點。實際上，GIS的應用將加速度地深入人們的工作和生活的各個方面。

由于地理信息在人類生活和國民經濟中的重要作用，GIS在未來的幾十年中將保持高速發展的勢頭，成為IT高科技領域的核心技術。

2.GIS與數字城市

GIS、RS（Remote Sensing，遙感）和GPS（Global Positioning System，全球衛星定位系統）技術構成了空間信息技術的主要部分，即通常所說的3S技術，其中GIS技術是核心技術。

數字城市建設包括4部分內容，即基礎設施、電子政務、電子商務及公眾信息服務。而GIS應用貫穿上述4個部分和各個層面，從城市基礎地理信息數據庫到政府空間數據共享、電子商務物流配送以及基于網絡的公眾地理信息服務，GIS都發揮著不可缺少的作用。

從具體的應用來說，GIS已經廣泛應用于構成數字城市的眾多行業，如城市規劃、城市地下管網、電力、電信、公安、消防、急救等等方面。

結語

GIS、RS、GPS等構成的空間信息技術將是未來發展最快的、最激動人心的領域之一，它結合通信及其他IT技術，為人類展現了一種全新的工作和生活模式。當利用最新的GIS技術把城市、國家乃至整個地球都高度濃縮到計算機屏幕上的時候，人類對自己的命運和未來就有了更充分的把握。