地理信息系統的應用與發展前景

從20世紀60年代以來，隨著網絡信息技術等先進技術的不斷發展，地理信息系統有了很廣泛的應用，并逐漸趨于社會化應用，已成為人們各種活動中不可缺少的系統。本文簡要闡述了地理信息系統的相關概念，簡單介紹其幾項基本的功能，從地理信息系統的發展出發，對地理信息系統的應用以及發展前景進行分析。

所謂地理信息系統主要通過地理空間數據，建立地理模型并進行分析，實現對地理的研究的一種計算機技術系統。其包含的學科比較廣泛，涉及了計算機科學、信息科學、地理學等為一體的新興學科。其功能的全面與系統性，從多維度的地理信息為人們研究與解決地理、環境、災害、規劃等重大問題提供所需的信息資源。地理信息系統作為計算機程序與地理數據組成的地理空間模型，它將客觀世界模型化的空間數據，用戶可在模型中對空間數據進行分析與預測，方便管理與決策。另外，地理信息系統通過硬軟件的結合，使得該系統功能比較多，并有了很廣泛的應用。

地理信息系統的相關概念

地理信息系統又被稱為GIS，該系統主要通過地理空間數據對地理信息進行收集、儲存并分析處理。地理信息系統經空間的邏輯可擴展至形象思維，而隨著人們對地理信息系統的理解逐漸加深，其內涵在不斷的豐富，從不同的角度來看其內涵所包含的內容也是各不相同的。第一，從技術上來說，地理信息系統是通過計算機軟件與硬件的支持，并進行管理、分析與顯示空間數據的信息技術系統。第二，從學科上說，地理信息系統作為一門新興的交叉學科，主要以測繪學、地理學以及統計學為基礎，又通過計算機硬件與軟件技術、遙感技術等先進技術支持。第三，從用途上來說，地理信息系統作為一個工具箱，主要包括了采集、存儲、管理、處理分析以及現實空間數據等。

我國地理信息系統的發展概況

我國的地理信息系統起步比較晚，但發展速度卻非常快，在經過40多年的研究開發與使用，我國的地理信息系統逐漸趨于成熟。在我國對其發展的概況來看，可將其分為三個階段：一是起步階段，20世紀70年代初，我國開始將電子計算機應用到測量、繪圖等領域中。而在這階段，國家測繪機研究出了地形測量與航空攝影城圖等，為地理信息系系統的發展奠定了基礎。且在這一階段，確立了地理信息系統概念，并逐漸開展了對地理系信息系統的研究與人才培養。二是科研試驗階段。從20世紀80年代開始，我國重視對遙感技術的發展與應用，地理信息系統進入科研試驗的階段。此階段遙感應用研究所成立，成為專門研究地理信息系統的機構。在此階段，我國對制定了空間數據的規范化與標準化，建成了空間數據庫，對數據進行處理與分析并對應用軟件進行開發等作為這一階段研究實驗的內容。另外，對地理信息系統的設計與應用也進行研究，主要包括了資源以及環境等方面。三是全面發展階段。從20世紀90年代初，我國社會主義市場經濟的不斷深入，地理信息系統對各行各業的發展都起到了重要作用，特別是經濟開發區的經濟發展、土地的利用以及外資企業的引進，都成為促進該系統不斷發展的關鍵因素。我國對該系統的研究和開發非常重視，并作為國家重要的科研項目，無論是對其理論上的研究，還是在其運用建設上都在積極開展中。國家對該系統的技術研究、人才培養、軟件平臺等各方面都有很大進步。另外，我國對該系統的科研與開發投入了許多資金以及人力資源，使其在國內有了更大的發展空間。

地理信息系統的基本功能

數據采集與錄入

這項功能實際就是在數據處理系統中將系統外的初始數據錄入至系統內，并將這些數據轉變為系統內便于處理的格式。對于數據的錄入來說，方法有許多種，比較常見的有圖形數據、測量數據等錄入方法。

數據管理

數據管理主要是將數據通過某種形式記載于計算機里或者是其外面的存儲介質上。數據的存儲與數據文件的組織密度有很大聯系，最重要的就是要形成記載的邏輯順序，也就是明確儲存的位置，從而有利于提升數據的存儲以及提取，此數據管理一般適用于商業上的數據庫軟件管理。對于地理信息系統來說，數據管理是該系統的關鍵所在。

空間查詢與分析

該系統中的空間查詢與分析是其的核心功能，主要完成數據的運算、檢索搜尋以及綜合處理分析等。其中的數據檢索搜尋，一般是從數據庫中進行的，查詢和獲得所需要的有關數據信息。綜合處理分析是則有助于加強該系統進行有效評價、管理等能力。

空間決策

此功能是結合空間分析中的各種手段，使空間數據的處理與轉換更加方便，并便于找出深層的空間數據關系，以圖文方式進行體現出來，并為現實的地理信息系統的應用提供科學的依據。空間決策支持解決了對復雜空間問題決策的有效支持能力，拓展了地理信息系統空間數據的各項具體功能。

地理信息系統的應用

現階段對于地理信息系統的相關軟件種類很多，對于地理信息系統的研究應用主要分為兩方面：一種是通過地理信息系統來處理用戶的數據；另一種是通過函數庫二次研發出用戶所用的地理信息系統軟件。而地理信息系統在多年應用下，其被應用于各領域中。隨著我國社會經濟的快速發展，也加快了地理信息系統的應用，其在各領域的應用中發揮著重要作用，并取得良好的社會與經濟效益。下面簡要概括該系統在我國各領域的應用狀況。

資源的清查

資源的清查是該系統最為基礎的職能，其主要就是將各途徑獲取的數據集中在一起，并通過系統統計與大范圍分析功能，依據邊際與屬性特點，便于原始數據的快速體現，并為資源的合理使用、開發以及有效管理提供重要依據。

城市規劃

該系統將城市數據信息進行匯集，有助于城市開展區域的規劃和開發。在此系統中對城市規劃，其內容主要對城鎮的規劃、對建設用地適宜性進行有效評估、城市環境質量分析以及交通方面的規劃等。而在該系統中實現城市規劃，主要使用該系統中的空間檢索以及多種信息的處理分析等方式來完成。

土地調查endprint

由于土地調查數據所涉及的方面較為廣泛，主要有土地的地理方位、面積大小以及土地類型等。土地調查運用該系統，主要實現對土地數據進行分析處理，然后將結果提供需要的用戶，實現對土地的科學有效的使用與管理。

交通應用

交通領域結合該系統，主要實現對加通道路的規劃、測繪、設計等。在該系統中，將空間及屬性數據進行處理分析。交通領域結合該系統還可實現對交通路段的監控、地形分析以及道路優化等。該系統中的空間分析能力，為交通領域提供了便捷的服務。另外，將交通地理系信息系統與各信息處理分析軟件進行結合，還可實現對道路交通的進行規矩，有助于對基礎設施方面的管理與控制。

通信業的應用

通信所需的各種資源與地理信息有著很緊密的關系，通信技術的發展離不開地理信息的運用。通信資源管理系統結合該系統后，促進了通信系統的規劃預算、工程預算、運行維護等計算機管理的一體化進程。此外運用地理信息系統可對通信市場進行評估和掌控，有效降低成本，提升經濟效益。此外，地理信息系統具有通信行業地動態規劃所需要的大量數據，還可以為網絡的創建進行資源分析，并保證通話質量等。

醫療衛生的應用

就目前該系統在醫療衛生領域中的運用來看，其主要牽涉到了兩個方面的內容，一方面是該系統與流行病的研究；另一方面就是地理系統與醫療設施分布。地理信息系統與流行病研究主要實現流行病相關數據的可視化，并對其進行空間數據的分析處理，通過構建模型的方式進行深入探究。該系統在與醫療設施上的結合，主要完成對醫療設施的規劃，通過鬼系統所搜集的數據，將其分析并分類，對社區診所的選址等都有很重要的作用。此外，也可將這兩個方面進行相融，然后運用該系統，可創建空間決策系統，可有效掌握流行病的分布狀況以及醫療設施的分布等，實現可視化了解。還可以對流行病感染人群進行掌控，對流行病的防控也起到很大的作用。

災害監測中的應用

災害監測通過地理信息系統與遙感遙測數據技術，可對森林火災、洪水災情以及洪水淹沒損失等災害進行有效監測。通過遙感遙測數據與實際統計數據，然后利用地理信息系統進行災情發布，實現對疾病的檢測、重點基礎設施保護、應急指揮與管理以及災害損失估算等，在抗震救災中發揮著重要作用。

軍事國防中的應用

在現代軍事戰爭中，3S技術的不斷開發，其主要運用于軍事戰略構思以及戰術安排等方面。可在該系統的以及遙感遙測數據的綜合分析下，再利用先進的全球定位系統，實現對攻擊目標的確認。

地理信息系統的發展前景

開放地理信息系統研究

開放地理信息系統是通過最新的技術以及商業模式，保證地理信息的互用性，避免非互用性對其他行業所產生的負面影響。美國早前成立了開放地理信息系統協會，主要為了創建美國國內與全球范圍的信息基礎設施，便于人們自由使用以及處理地理信息。還對未進入地理信息處理的行業開辟開拓新的地理信息處理環境，為社會帶來新的商業利益與商業模式。而地理信息上。計算機生產商、電訊公司以及高等院校等都參與開放地理信息系統的研究，促進軟件以及新商業途徑的出現于發展。

地理信息系統的網絡化

計算機技術對地理信息系統的發展有著巨大的推動作用。網絡技術將數據庫在地理位置上進行分布呈現，可促使數據庫在區域內就可實現自我更新、管理以及維護等。網絡的開放性特征使分布的數據庫實現共享。此外，萬維網的發展為地理信息系統數據提供更廣泛的發布、獲取與查詢等方面的路徑。地理數據可依據地理位置等進行查找，也可以直接在網上進行數據的管理，通過模型模擬而形成新的數據結果。而目前網絡結合地理信息系統仍存在一定的問題，地理信息系統巨大的數據容量會使網絡寬帶無法滿足地理數據傳輸的能力。另外，網絡在地理信息系統中的有效應用，都是需要不斷探究的問題，很多網絡技術在地理信息系統中實現商業化以及實用化仍有一定距離，還需要研究與實驗才可實現。

地理信息系統構件化

組件技術在近些年已經進入成熟應用的階段，而在這種技術影響下，軟件系統作為相互協同工作的集中對象，并未所有對象提供特定服務與消息，便于對象間的相互了解。地理信息系統的構件化，使用適宜的地理信息系統的功能，以組件的形式供應給開發人員，并形成了一定的優勢，比如地理信息系統的構件化與傳統地理信息系統相比，價格上更便宜且靈活性更強。構件化的地理信息系統可集中提供空間數據管理的能力，實現與數據庫系統的有效連接，從而用戶得到性能價格比以及開發地理信息應用系統。同時，VB/VC等都成為地理信息系統比較好的開發工具，且發揮著各自不同的優點。

結合云計算技術

在地理信息系統的網絡化以及云計算技術的不斷發展下，地理信息系統的功用也在不斷延伸，并對此系統的性能有了更高的要求。為實現資源的有效整合以及滿足地理信息系統的需求，可結合云計算技術來實現。當前，地理信息系統軟件平臺都推出了云服務功能，為該系統與云計算技術的融合的發展提供了重要的基礎。

結論

地理信息系統的發展，在各行各業中都發揮著重要的作用。要對此系統技術進行不斷探究和開發，結合當前先進的各項技術，促使地理信息系統能夠更好地服務于用戶、社會以及經濟，取得更大的社會效益以及經濟效應。

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（作者簡介：楊邦，助理工程師，山東恒道信息技術有限公司鄭州分公司，研究方向為地理信息系統與地圖制圖技術。）endprint