地理信息系統的開發技術、現狀及發展趨勢

鄧趙輝 隨州職業技術學院電教中心 湖北隨州 441300

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地理信息系統的開發技術、現狀及發展趨勢

鄧趙輝 隨州職業技術學院電教中心 湖北隨州 441300

【文章摘要】

地理信息系統（GIS）是隨著信息技術的發展而形成的多學科領域交叉互動的學科，并成為一種主要的信息產業。如今信息技術以前所未有的速度快速發展，GIS的應用也不斷深入和擴大，GIS正處于急劇變化與發展之中。

【關鍵詞】

地理信息系統；信息技術；發展趨勢

0　引言

近年來，隨著地理信息系統（GIS）、遙感（RS）、全球定位系統（GPS）的迅速發展，“數字地球”的應用領域也越來越廣，深入到社會生活的方方面面。

隨著多媒體技術、空間技術、虛擬技術、數字測繪技術、數據倉庫技術、計算機圖形技術、三維圖形芯片、大容量光盤技術及光纖通訊技術的突破性發展，為GIS技術的廣泛、深入應用展示了更加光明的前景。目前GIS主要總體上呈現網絡化、開放性、虛擬現實、集成化、空間多維性等發展趨勢。

1　什么是GIS

GIS是以獲取、采集、組織、存儲、檢索、管理、分析、描述和應用整個或部分地球表面與空間和地理分布有關的數據的計算機系統。從計算機的角度看，GIS是由軟件、硬件、數據和用戶（應用模型）組成。GIS的處理對象是有關的地理分布數據，也就是空間數據，為了能對這些空間數據進行定位、定性和定量的描述，決定了GIS要對空間數據按統一地理坐標進行編碼，這是GIS與其他信息系統的不同之處。

2　我國GIS的發展現狀

目前，我國GIS已廣泛地應用于農業、環境、資源、石油、電力、土地、交通、公安、急救、航空、市政管理、城市規劃、經濟咨詢、災害損失預測、投資評價、政府管理和軍事等與地理坐標相關的幾乎所有領域。

GIS在科學界、技術界和商業界，在社會、經濟和管理部門全面發展和推廣應用，其標志為：投入使用的GIS系統，每2-3年翻一番；GIS市場的年增長率為35%以上，目前從事GIS的廠家數目急增，主要廠家年銷售量增長均在100%以上；越來越多的地區性和國際性會議以GIS為主題，討論GIS理論及各種應用；越來越多的學術刊物和論文采用GIS為標題；越來越多的學科將GIS作為其發展方向加以強調；越來越多的大學增加關于GIS的課程，對GIS感興趣的人越來越多。總之，包括GIS在內的信息技術正不斷滲入到各行各業，并將徹底改變人們的工作方式、生活環境。

3　GIS開發技術及其在農業中的應用

3.13S技術的結合與集成

3S技術指的是全球定位系統（GPS）、遙感技術（RS）、地理信息系統（GIS），是空間技術、遙感技術、人造衛星測量定位技術與計算機技術、通信技術和控制技術互相滲透、互相推動而發展起來的。3S技術的結合與集成充分體現了學科發展從細分走向綜合的規律。GIS發展的重要趨勢是與GPS和RS的集成，從而構成實時的，動態的GIS。GPS 為GIS的快速定位和更新提供手段，RS為GIS不斷注入“燃料”，反過來又可利用GIS支持從遙感影像數據中自動提取語義和非語義信息。3S技術整體結合所構成的系統是高度自動化、實時化的GIS系統。

通過收集農作物、土壤、水分的反射率、發射能力、介電常數、紋理的特征來獲取農業信息。其中，GIS系統是3S技術在農業應用中的關鍵部分，利用遙感信息和非遙感農業信息建立農業數據庫，并建立各種農作物生長信息模型，進一步分析農業中的各種問題。GPS主要是用來確定農作物的精確位置，如在土壤肥力測定及確定最佳施肥方案時，首先可利用RS技術獲取待測地塊的圖像等數據進行響應的技術處理后，再利用GPS及GIS技術在建立農田土壤肥力資料和產量與施肥的對應關系變量模型的基礎上，將農田按幾個平方米為單位進行變量施肥和預測，在此基礎上，針對具體地塊的具體情況對其進行因地制宜的施肥及病蟲害綜合管理，從而達到最佳的投入與產出比。

3.2虛擬技術

所謂虛擬技術是指在計算機數據庫的基礎上，建立一個能精確反應起初的物理性質及動態行為的人造環境。在這個環境中，科技工作者通過各種虛擬現實工具可以實時地與客觀對象進行各種交互。虛擬技術包括三維實時圖形顯示技術、三維定位跟蹤技術和觸覺、嗅覺等傳感技術，高速、復雜的計算機技術及人類工程學（包括自然語言理解、語音識別、圖像識別等智能技術）。如Google Earth是一款Google公司開發的虛擬地球儀軟件，它把衛星照片、航空照相和GIS布置在一個地球的三維模型上。

3.3網絡及多媒體技術

計算機網絡系統是指以共享資源為目的，利用現代通信手段將地域上分散的多個獨立的計算機系統、終端數據設備與中心服務器、控制系統連接起來，對網上信息進行開發、獲取、傳播、加工、再生和利用的綜合設備體系。因此，利用網絡可以將最新的技術及研究成果發布到全球的每一個角落。實現信息的跨地域、跨時空的實時傳送。多媒體技術是一種集聲、像、圖、文、通訊等為一體，并以最直觀的方式表達和感知信息，以形象化的、可觸摸（觸屏）的甚至聲控對話的人機界面交互信息處理的技術。應用多媒體技術對GIS的系統結構、系統功能及應用模式的設計產生極大的影響，使得GIS的表現形式更豐富，更靈活，更友好。

多媒體地理信息系統（MGIS）將文字、圖形（圖像）、聲音、色彩、動畫等技術融為一體，為GIS應用開拓了新的領域和廣闊的前景。它不僅能為社會經濟、文化教育、旅游、商業、決策管理和規劃等提供生動、直觀、高效的信息服務，而且將使電腦技術真正走進人類社會生活。多媒體技術在GIS領域的深入應用，乃至出現具有良好集成能力的MGIS是技術發展的必然。

4　GIS開發技術的發展方向

隨著GIS理論發展和諸多領域的迫切需要，GIS將向如下7個方向發展：

（1）數據標準化：互操作地理信息系統；

（2）空間多維化：多維動態地理信息系統；

（3）結構部件化：組件式地理信息系統；

（4）民用微型化：嵌入式地理信息系統；

（5）系統智能化：智能地理信息系統；

（6）平臺網絡化：網絡地理信息系統；

（7）應用社會化：數字地球這一發展將通過現代通訊等技術使GIS進一步與信息高速公路相接軌。

5　展望

GIS的開發技術并不是孤立的，而是相互影響、相互促進，它涉及多學科的相互滲透、相互支撐。其目的就是促進地理信息產業的建設與發展，更好地為人類了解和保護人類賴以生存的環境服務。

面對今天信息技術的快速發展，面對GIS充滿生機與活力的前景，我們應該進一步面向世界、抓住機遇、探索規律、促進GIS技術與產業的發展。可以預見，隨著計算機技術的發展，信息高速公路的建成，一個以GIS為平臺，以信息高速公路為紐帶的“數字地球”，必將為人類信息交流與共享提供一種全新的方式。

【參考文獻】

［1］李建松.地理信息系統原理［M］.武漢：武漢大學出社，2006，8.

［2］賈裙.GIS綜合集成應用開發技術研究［D］.國防科學技術大學，2007，11.

［3］施坤景.地理信息系統（GIS）的發展現狀［J］.科技資訊，2008，3∶62.