基于計算機技術的GIS技術研究

張 冉,張麗娟

(泰山職業技術學院,山東 泰安 271000)

0 引言

近年來,隨著“數字地球”概念的提出和科學技術的不斷發展,GIS技術在工程建設、地質勘探和交通運輸等多個領域都得到了廣泛的應用,其應用深度和廣度均與日俱增,同時,各行各業新的發展也給GIS技術的應用水平提出了更高的要求。由此,GIS技術將融入更多的計算機技術,以更好實現其應用目標。顯然,有必要對基于GIS技術的計算機技術作進一步的研究。

1 GIS技術概述

1.1 GIS技術的概念

GIS(Geograpic Information System)技術又稱為地理信息系統,其屬于一種專業性較強的管理系統,能夠對各種地理信息進行集中儲存、編輯操作和顯示。在該系統中,包括硬件系統和軟件系統兩部分,硬件系統主要用于地理信息數據的采集、儲存和輸出;軟件系統則用于對數據信息的分析。目前,GIS技術已經在農業、林業、交通、土地資源管理和環境監測等多個領域都發揮著重要的作用。

1.2 GIS技術的發展

GIS技術最早始于加拿大的研究人員,發現GIS技術需要基于計算機處理技術,才能有效提高其工作效率和質量,GIS技術的效果與計算機技術水平有著顯著的關聯。在早期的GIS技術中,普遍存在著功能不夠全面、數據信息處理速度不高等問題。在實際應用中,GIS技術不僅與計算機技術緊密結合,還與GPS技術相結合,實現對GIS系統信息的實時監測和分析,為用戶提供可能存在或即將產生的情況,為用戶的后續工作和決策提供重要的依據。

電子計算機正在朝著微型化和智能化的方向不斷發展,能夠在較短時間內處理大量數據信息,同時也能對多項內容進行智能化分析,并對相關數據信息在未來一階段內的變動情況進行合理預判,為后續環節提供決策,這大大提高了用戶使用GIS技術的滿意度,讓GIS數據信息更具有效性[1]。

2 計算機技術對GIS技術發展的影響

2.1 推進GIS技術的網絡化

通過融入互聯網技術,GIS技術能夠對目標區域的地理數據信息實現更高效的采集,并有效降低了傳統模式下數據采集和處理的錯誤率。具體來看,在互聯網技術的加持下,GIS技術實現網絡化以后具備了以下兩個特點:一是GIS技術的適應性更加廣泛,在不同的領域都有著更加優異的表現;二是GIS技術更具實踐性,能夠根據實際需要,更新和共享現有的地理數據信息,為有關部門的工作提供更好的支持。

2.2 推進GIS技術更具開放包容性

GIS技術已經在很多國家和地區都得以推廣應用,但應用GIS技術的國家和地區的工作人員在文化和自身素質水平上都存在著明顯的差異,對GIS技術通常有著不同的理解認知,這也必然會影響到GIS技術的應用效果。為此,可通過互聯網實現各國工作人員的技術經驗交流,幫助部分國家和地區的工作人員解決對GIS技術的理解認知程度不足的問題,體現GIS技術的開放包容的特征。

2.3 推進GIS技術的“虛擬化”

隨著計算機技術的進一步發展,GIS技術也呈現出更為明顯的“虛擬化”趨勢。特別是通過與虛擬現實技術的融合,其能夠對各種生物的語言和行為動作進行模擬,使得GIS技術更為直觀。目前虛擬現實技術仍處于發展階段,要在部分立體三維模型中實現有效的模擬。這就需要通過計算機技術的結合應用,讓GIS技術實現對地理空間的分析和管理功能。

2.4 提高GIS技術的數據安全性

在應用GIS技術的過程中,會產生大量的重要數據,這些數據通常需要進行增加和替換,才能使這些數據發揮重要作用。GIS技術所采集到的數據的壽命較為有限,必須定期對其進行備份和歸檔才能確保數據的有效性。為實現針對GIS數據的存儲,就需要應用計算機技術中的數據庫技術,創建專門的數據庫和數據備份軟件,并采用GIS數據特定的數據規則,使用LAN Free方式對GIS數據進行備份和整理[2]。

為了進一步提高GIS數據的安全性,異地災備工作是一個不可或缺的環節,其目的是避免不可抗力因素帶來的數據損失和破壞。在對GIS數據進行異地災備時,仍需采用最先進的計算機存儲設備,提高數據儲存的安全系數,避免數據損壞且無法及時恢復問題的產生。

3 當前基于計算機技術的幾種新型GIS技術

3.1 網絡化的WebGIS技術

Web GIS技術與傳統GIS技術的主要不同點在于,其融入了計算機網絡中的信息瀏覽、信息上傳和下載等功能,確保用戶能夠快速查詢和分析GIS數據信息庫中的內容,這也使得用戶檢索信息的范圍進一步擴大。相對于傳統GIS技術而言,Web GIS技術的適應性和應用范圍都得到進一步拓展,避免了傳統GIS技術模式下信息檢索的煩瑣步驟[3]。Web GIS技術細分為被動式和主動式兩種,其中,被動式的Web GIS技術主要基于CGI和Server API兩種技術加以實現,其優勢在于開發率較高,但其對服務器性能要求較高,且信息檢索時間相對較長,實用性受到一定的限制;主動式的Web GIS技術則不采用服務器進行信息處理與檢索,而將相關的程序代碼發送到客戶端,與客戶實現交互,這種模式下,工作效率相對于被動式更高,因此主動式的Web GIS技術應用占比近年來也在不斷上升。

3.2 虛實結合的VR-GIS技術

這種技術主要是將VR技術與GIS技術相結合,利用VR技術的“虛擬現實”功能,將GIS系統中的數據信息進行“成像化”處理,讓GIS系統中的數據轉變為虛擬現實環境,將抽象的數據形象化處理,方便用戶更為直觀地判斷工程問題和分析處理方法[4]。

3.3 多項技術集成的“3S”技術

這種技術是GPS技術、RS技術和傳統GIS技術的結合體,其兼具這3種技術的功能和優勢,讓傳統的GIS技術更加實時化和動態化。在多種技術的加持下,自主進行地理數據信息的采集、處理和更新,同時借助人工智能技術,也能夠自動對采集到的數據進行分析,為用戶的后續決策提供重要的支持。

3.4 結合3D空間技術的GIS技術

3D空間技術能夠以GIS系統中的數據信息為基礎,對這些信息進行建模處理,為用戶提供更直觀的空間數據,實現對各種工程領域的精準規劃和分析。目前這項技術主要基于3D GIS二次開發工具加以實現,通過該工具即可實現3D GIS技術的各項功能。目前,3D GIS技術的開發工具已經相對成熟,開發人員可根據實際需要,選用Terra Vista,Skylinc,Terra in View或是VR Map等工具來實現開發目標。

4 未來GIS技術的發展趨勢展望

4.1 發展速度進一步加快

GIS技術經過幾十年的發展,已經成為服務全球受眾的新發展體系,特別是其與計算機技術深度融合后,GIS數據信息的價值也顯著提升。同時,GIS技術的發展速度將進一步加快,空間技術和數字技術等要素將有更多融入,這有助于擴大GIS技術的用戶群體,優化用戶體驗,促進GIS技術的進一步成熟發展。

4.2 計算機技術加持的GIS技術將更具“數據實用性”

未來的GIS技術將不局限于工程領域的應用,而是在公眾當中有著更為廣泛的應用,且公眾對于GIS技術也會有更大程度的依賴,這些需求都會推動GIS技術的進一步成熟完善。以比例尺為例,當前GIS技術數據和圖像的融合多以二維為主,三維所占的比例不高,其分析應用地圖數據的能力還有著較大的提升空間。預計,未來的GIS技術中,三維模式的比例將顯著提升,并朝著四維技術模式趨勢不斷發展,不僅能夠存儲更多的信息,而且能夠為公眾帶來更加真實的體驗,幫助用戶直觀感受抽象的數據信息[5]。

從數據結構的角度分析,預計未來的GIS技術將整合計算機數據庫技術中的柵格庫、DEM格網庫等多元結構,進一步提高其穩定性。在這一發展趨勢下,GIS數據中相對較為模糊的部分也將得到清晰化處理,各種分散的GIS數據信息將得到有效整合,為遙感技術的應用創造良好的條件。同時,未來的GIS技術也將通過更多應用空間關系,將既有的地理信息實施空間數據庫式轉化存儲,從而更深層次地挖掘已有的數據信息,從而使用戶獲得更直接的信息路徑。這還能改變當前數據信息靜態化管理模式,進而向動態管理模式發展。

5 結語

通過各種計算機技術的融入,GIS技術能夠得到更加有效的應用,為各個領域的發展做出更大貢獻。當然,目前的GIS技術仍存在著一些不足之處,其發展空間仍然較為廣闊。為此,研究人員需要對GIS技術和計算機技術等進行更為深入的研究,推進GIS技術的不斷發展,使之創造出更大的社會效益和科技效益。