地理信息系統(tǒng)簡述

杜佳慧　劉詩元

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)技術(shù)也在不斷的成熟和改進(jìn)當(dāng)中。地理信息系統(tǒng)在硬件以及計(jì)算機(jī)軟件的支持作用之下，對空間物體的定位分布狀態(tài)進(jìn)行描述、分析、管理、檢索、采集以及儲存等多種功能。本文對地理信息系統(tǒng)的概念進(jìn)行了簡述，并對GIS技術(shù)目前的應(yīng)用領(lǐng)域以及未來發(fā)展所面臨的問題進(jìn)行了分析，最后對GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)的未來發(fā)展做出了展望。

關(guān)鍵詞：地理信息；GIS；應(yīng)用領(lǐng)域；問題

1.引言

美國于1996開始成立并開放了地理信息系統(tǒng)聯(lián)合會（Open Gis Consortium，OGC），地理信息系統(tǒng)聯(lián)合會的目的在于利用其提出的開放地理數(shù)據(jù)的互相操作規(guī)范（OGIS）來提供出一個能夠分布式的訪問并獲得地理信息數(shù)據(jù)以及獲取地理信息數(shù)據(jù)的分析和處理能力的軟件的初始框架。因此，自此以后許許多多的軟件開發(fā)商就能夠通過對該規(guī)范所敘述和規(guī)定的公共結(jié)構(gòu)模型來實(shí)現(xiàn)并且實(shí)用其相互操作的功能。直接到目前為止，OGIS規(guī)范已經(jīng)具有其初始的規(guī)模，并且許許多多的軟件開發(fā)商也都先后發(fā)出聲明表示出對此規(guī)范的支持態(tài)度。在我國，一些比較戰(zhàn)略性眼光的某些GIS軟件開發(fā)商也始終對OGIS保持著十分密切的關(guān)注，并且有些軟件開發(fā)商已經(jīng)在該規(guī)范的要求之下開始行動研發(fā)一些基礎(chǔ)性的GIS軟件了。

2.簡述GIS應(yīng)用領(lǐng)域以及其存在的問題

地理信息系統(tǒng)是指在硬件支持以及在計(jì)算機(jī)軟件的支持作用之下，對空間物體的定位分布狀態(tài)進(jìn)行描述、分析、管理、檢索、采集以及儲存，同時還能夠?qū)εc空間物體相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并且能夠回答并且解釋出用戶的問題，以上述功能為主要任務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)就是地理信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)的主要功能是：對地理信息的空間數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)管理以及數(shù)據(jù)分析、對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并制圖等任務(wù)。地理信息系統(tǒng)由軟件、硬件以及數(shù)據(jù)和用戶這個主要組成部分有機(jī)結(jié)合而成，目前世界上各國都對地理信息系統(tǒng)投入了比較大的研究工作，自從八十年代以來，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，地理信息技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展，其監(jiān)測分析的手段日益先進(jìn)，GIS技術(shù)也越來越成熟起來。

GIS技術(shù)是以實(shí)際應(yīng)用為主要目標(biāo)的一種地理信息的產(chǎn)業(yè)，并且GIS技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)普及到社會市場上的各行各業(yè)當(dāng)中，在人們的生活當(dāng)中也是隨處可見，因此GIS技術(shù)已經(jīng)融入到了千家萬戶。筆記本電腦、手機(jī)電子地圖等等多種隨處可見的設(shè)備，都少不了GIS技術(shù)的植入。GIS在公眾生活當(dāng)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為：人們的衣食住行往往都在一定程度之上不離開GIS技術(shù)的幫助作用，我們出行的時候需要準(zhǔn)確知道自己的方位，因此要用到GIS的定位技術(shù)，在外出行的時候，餐廳、路線、酒店等等，都能夠通過GIS技術(shù)得到準(zhǔn)確的定位。GIS技術(shù)在生產(chǎn)建設(shè)方面的應(yīng)用主要表現(xiàn)為：我國是一個農(nóng)業(yè)大國，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的建設(shè)當(dāng)中，需要通過遙感技術(shù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)信息等的傳輸過程，并且還需要對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和處理、數(shù)據(jù)入庫并對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行接收，對GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對人工報送的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、接收以及處理，由此建立的農(nóng)業(yè)信息庫就離不開地理信息技術(shù)。地理信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的作用很大，對于一些水旱災(zāi)害的預(yù)防以及對病蟲災(zāi)害的防治等多種動態(tài)的監(jiān)測活動以及一些可視化的分析，對于防洪抗旱以及多種農(nóng)業(yè)資源的利用和相關(guān)水利資源設(shè)施的建設(shè)等，都具有比較重要的意義。GIS技術(shù)在城市管理方面的作用主要表現(xiàn)為：由于城市的管理以及規(guī)劃是GIS技術(shù)的一個相當(dāng)重要的應(yīng)用領(lǐng)域，因此，在大規(guī)模城市的建設(shè)當(dāng)中，怎么樣能夠保證綠地面積的合理筆記或者是綠化區(qū)域的合理分布與布置，如果保證基礎(chǔ)設(shè)計(jì)建設(shè)的科學(xué)性，如何保證公共設(shè)施的建設(shè)，學(xué)校的建設(shè)，或者是運(yùn)動場所的建設(shè)以及服務(wù)設(shè)施的建設(shè)等能夠在一定的利用面積之內(nèi)保證其最大的服務(wù)面積，這都需要借助GIS技術(shù)來進(jìn)行評估和實(shí)現(xiàn)。同時，GIS技術(shù)也能夠應(yīng)用于環(huán)境的評估、資源的調(diào)查、災(zāi)害的預(yù)測以國土的管理和郵電通訊、軍事以及公安、交通運(yùn)輸以及水利和電力方面、農(nóng)業(yè)和牧業(yè)方面以及商業(yè)金融等等領(lǐng)域，幾乎涉及了各行各業(yè)。

3. 淺析GIS現(xiàn)在面臨的問題

GIS對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從其本質(zhì)上來講，是屬于三維連續(xù)分布的數(shù)據(jù)模式。但是由于目前GIS的最主要的應(yīng)用范圍仍在是對地球表面上的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，因此大部分的GIS平臺都能夠?qū)c(diǎn)、線以及面這三類空間物體提供技術(shù)支持，卻不能都對曲面體進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理。由于三維GIS數(shù)據(jù)的采集以及數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)分析、顯示等功能都比二維GIS數(shù)據(jù)要復(fù)雜的多，因此對曲面物體的應(yīng)用也要困難許多。有一些GIS計(jì)算機(jī)軟件試圖通過建立出比較復(fù)雜的數(shù)字高程模型來進(jìn)行對地形的起伏變化等形態(tài)做出表達(dá)，但是一旦涉及到地上以及地下的三維景觀或者人工的景觀，就顯得力不從心，只能夠?qū)⑽矬w先對地球表面進(jìn)行投影，在對其二維投影進(jìn)行進(jìn)一步的分析和處理，因此最終實(shí)際上還是利用了二維空間的處理模式來實(shí)現(xiàn)的。必然，利用二維的方式來對三維的空間進(jìn)行秒描述一定會出現(xiàn)精度不高、誤差較多、不能夠準(zhǔn)確反應(yīng)和表達(dá)出三維的數(shù)據(jù)信息等多種問題。因此，三維GIS的研究工作仍在不斷的進(jìn)行當(dāng)中，研究的重點(diǎn)主要集中在了圖能利用數(shù)字表面模型或者斷面以及柱狀的實(shí)物體等來進(jìn)行設(shè)計(jì)、優(yōu)化以及實(shí)現(xiàn)，同時加入了可視化技術(shù)，運(yùn)行可視化技術(shù)使得信息的表達(dá)更加直觀，另外對于三維系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)以及功能設(shè)計(jì)方面的研究也在持續(xù)進(jìn)行當(dāng)中。地理信息系統(tǒng)描述的地理對象一般都具有時間屬性，即通常所說的時態(tài)，因此，隨著時間的推移，所觀測的地理信息對象的多種特征都會隨之發(fā)生一定的變化，同時這種變化可能是微小的，也可能是巨大的。因此，目前大多數(shù)的地理信息系統(tǒng)都不能夠很好的應(yīng)對這種變化，因此，如何才能夠合理的設(shè)計(jì)并運(yùn)用思維的GIS系統(tǒng)過來對地理信息進(jìn)行描述，對地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對所觀測的對象的時態(tài)特征進(jìn)行分析，這也是GIS未來需要重點(diǎn)研究的熱點(diǎn)內(nèi)容之一。目前而言，GIS系統(tǒng)正在經(jīng)歷著一個大型的變革時期，其進(jìn)一步的發(fā)展道路上仍然會遇到許許多多的問題，例如：GIS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的方法問題、GIS軟件的可靠性問題、GIS系統(tǒng)的功能問題、三維GIS系統(tǒng)模型問題以及GIS系統(tǒng)的可視化問題。總的來說，GIS系統(tǒng)仍然具有非常廣闊的發(fā)展空間，因此，未來仍然需要對其進(jìn)行完善和不斷的改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]湯國安.楊昕.ArcGIS 地理信息系統(tǒng)空間分析實(shí)驗(yàn)教程[M].科學(xué)出版社.

[2]湯國安.楊昕.ArcGIS 地理信息系統(tǒng)空間分析實(shí)驗(yàn)教程[M].科學(xué)出版社.

作者簡介：

杜佳慧（1997.03.08-） 女，漢族，新疆省伊寧縣，身份證號：654121199703080047，本科生，研究方向：地理信息科學(xué)

劉詩元（1997.05.14-）女，漢族，河南省鞏縣，身份證號：410311199705144526，本科生，研究方向：地理信息科學(xué)