地理信息系統(tǒng)的發(fā)展概況？？？急~！?。。?！

GIS 是為解決資源與環(huán)境等全球性問(wèn)題而發(fā)展起來(lái)的技

創(chuàng)新互聯(lián)專注為客戶提供全方位的互聯(lián)網(wǎng)綜合服務(wù)，包含不限于做網(wǎng)站、成都網(wǎng)站設(shè)計(jì)、海陽(yáng)網(wǎng)絡(luò)推廣、微信平臺(tái)小程序開(kāi)發(fā)、海陽(yáng)網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷、海陽(yáng)企業(yè)策劃、海陽(yáng)品牌公關(guān)、搜索引擎seo、人物專訪、企業(yè)宣傳片、企業(yè)代運(yùn)營(yíng)等，從售前售中售后，我們都將竭誠(chéng)為您服務(wù)，您的肯定，是我們最大的嘉獎(jiǎng)；創(chuàng)新互聯(lián)為所有大學(xué)生創(chuàng)業(yè)者提供海陽(yáng)建站搭建服務(wù)，24小時(shí)服務(wù)熱線：028-86922220，官方網(wǎng)址：www.sd-ha.com

術(shù)與產(chǎn)業(yè)。上世紀(jì)60 年代中期，加拿大開(kāi)始研究建立世界上

第一個(gè)地理信息系統(tǒng)(CGIS)，隨后又出現(xiàn)了美國(guó)哈佛大學(xué)的

SYMAP 和GRID 等系統(tǒng)。自那時(shí)起，GIS 開(kāi)始服務(wù)于經(jīng)濟(jì)建設(shè)

和社會(huì)生活。在北美、西歐和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，現(xiàn)在已建立

了國(guó)家級(jí)、洲際之間以及各種專題性的地理信息系統(tǒng)。我國(guó)

GIS 的研究與應(yīng)用始于上世紀(jì)80 年代，近30 年來(lái)發(fā)展也十分

迅速，在計(jì)算機(jī)輔助繪制地圖等方面開(kāi)展了大量基礎(chǔ)性的試

驗(yàn)與研究工作，在理論、技術(shù)方法和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等方面都有了

長(zhǎng)足的進(jìn)步。

1.國(guó)外地理信息系統(tǒng)(GIS) 發(fā)展的4 個(gè)階段

（1）模擬地理信息系統(tǒng)階段

自19 世紀(jì)以來(lái)就得到廣泛應(yīng)用的地圖——模擬的圖形數(shù)

據(jù)庫(kù)和描述地理的文獻(xiàn)著作——模擬的屬性數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，

構(gòu)成了地理信息系統(tǒng)的基本概念模型。但是，這種模擬式的、

基于紙張的信息系統(tǒng)和信息過(guò)程，使得空間相關(guān)數(shù)據(jù)的存貯、

管理、量算與分析、應(yīng)用極不規(guī)范、不方便和效率低下。隨

著計(jì)算機(jī)科學(xué)的興起，數(shù)字地理信息的管理與使用成為必然。

（2）學(xué)術(shù)探索階段

上世紀(jì)50 年代，由于電子技術(shù)的發(fā)展及其在測(cè)量與制圖

學(xué)中的應(yīng)用，人們開(kāi)始有可能用電子計(jì)算機(jī)來(lái)收集、存貯和

處理各種與空間和地理分布有關(guān)的圖形和屬性數(shù)據(jù)。1956 年，

奧地利測(cè)繪部門首先利用電子計(jì)算機(jī)建立了地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)，隨

后這一技術(shù)被各國(guó)廣泛應(yīng)用于土地測(cè)繪與地籍管理。1963 年，

加拿大測(cè)量學(xué)家首先提出地理信息系統(tǒng)這一術(shù)語(yǔ)，并建立了

世界上第一個(gè)地理信息系統(tǒng)—— 加拿大地理信息系統(tǒng)

（CGIS），用于資源與環(huán)境的管理和規(guī)劃。稍后，北美和西歐

成立了許多與GIS 有關(guān)的組織與機(jī)構(gòu)，如美國(guó)城市與區(qū)域信

息系統(tǒng)協(xié)會(huì)（URISA），國(guó)際地理聯(lián)合會(huì)（IGU）地理數(shù)據(jù)收集

和處理委員會(huì)（CGDPS）等，極大地促進(jìn)了地理信息系統(tǒng)

知識(shí)與技術(shù)的傳播和推廣應(yīng)用。

（3）飛速發(fā)展和推廣應(yīng)用階段

上世紀(jì)70 年代以后，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化

與實(shí)用化，以及大型商用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的建立與使用，地理信

息系統(tǒng)對(duì)地理空間數(shù)據(jù)的處理速度與能力取得突破性進(jìn)展。

其結(jié)果是：①一些發(fā)達(dá)國(guó)家先后建立了許多專業(yè)性的土地信

息系統(tǒng)（LIS）和資源與環(huán)境信息系統(tǒng)（GIS）；②關(guān)于GIS 軟

件、硬件和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的商業(yè)公司篷勃發(fā)展。到1989 年，國(guó)際

市場(chǎng)上有報(bào)價(jià)的GIS 軟件達(dá)70 多個(gè)，并出現(xiàn)一些有代表性的

公司和產(chǎn)品。③數(shù)字地理信息的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化和商品

化。④各種通用和專用的地理空間分析模型得到深入研究和

廣泛使用，GIS 的空間分析能力顯著增強(qiáng)。⑤有關(guān)GIS 的具有

技術(shù)權(quán)威和行政權(quán)威的行業(yè)機(jī)構(gòu)和研究部門在GIS 的應(yīng)用發(fā)

展中發(fā)揮引導(dǎo)和驅(qū)動(dòng)作用。

（4）地理信息產(chǎn)業(yè)的形成和社會(huì)化地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)

上世紀(jì)90 年代以來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及國(guó)民經(jīng)濟(jì)信

息化的推進(jìn)，地理信息系統(tǒng)作為大的地理信息中心，進(jìn)入日

常辦公室和千家萬(wàn)戶之中，從面向?qū)I(yè)領(lǐng)域的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)到綜

合性城市與區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展研究，從政府行為、學(xué)術(shù)行為

發(fā)展到公民行為和信息民主，成為信息社會(huì)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。

2.國(guó)內(nèi)地理信息系統(tǒng)(GIS)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)對(duì)GIS 的研究起步較晚，但是近30 年來(lái)，在各級(jí)政

府和有關(guān)人士的大力呼吁和促動(dòng)下，我國(guó)的地理信息系統(tǒng)事

業(yè)突飛猛進(jìn)，成績(jī)巨大。我國(guó)GIS 的發(fā)展可以劃分為3 個(gè)階

段。

（1）起步準(zhǔn)備階段（1978～1985 年）

主要在概念和理論體系的引入與建立，關(guān)于遙感分析、

制圖和數(shù)字地面模型的試驗(yàn)研究，以及軟、硬件的引進(jìn)，相

應(yīng)規(guī)范的研究，局部系統(tǒng)或試驗(yàn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究，為GIS 的

全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

（2）加速發(fā)展階段（1985～1995 年）

GIS 作為一個(gè)全國(guó)性的研究與應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)行了有計(jì)劃、

有目標(biāo)、有組織的科學(xué)試驗(yàn)與工程建設(shè)，取得一定的社會(huì)經(jīng)

濟(jì)效益。主要表現(xiàn)在：①GIS 教育與知識(shí)傳播的熱浪此起彼伏，

GIS 成為空間相關(guān)領(lǐng)域的熱門話題；②GIS 建設(shè)引起各級(jí)

政府高度重視，其發(fā)展機(jī)制由學(xué)術(shù)推動(dòng)演變?yōu)檎苿?dòng)；③

部分城市和沿海地區(qū)GIS 建設(shè)率先進(jìn)入實(shí)施階段，并取得階

段性成果；④出現(xiàn)商品化的國(guó)產(chǎn)GIS 軟件、硬件品牌；出現(xiàn)

專門的GIS 的管理中心、研究機(jī)構(gòu)與公司；出現(xiàn)專門的GIS

協(xié)會(huì)，涌現(xiàn)一批GIS 專門人才；出現(xiàn)專門的刊物與展示會(huì)；

初步形成全國(guó)性的GIS 市場(chǎng)。⑤在應(yīng)用模式、行業(yè)模式和管

理方面作了有益的探索。

（3）地理信息產(chǎn)業(yè)化階段（1995－）

目前，我國(guó)GIS 的發(fā)展正處于向產(chǎn)業(yè)化階段過(guò)渡的轉(zhuǎn)折

點(diǎn)。能否借助國(guó)際大氣候的東風(fēng)，倚重國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的

大好形勢(shì)，搭乘全球信息高速公路的快車，實(shí)現(xiàn)地理信息產(chǎn)

業(yè)化和國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化，這是國(guó)內(nèi)地理信息界人士面臨的嚴(yán)

重挑戰(zhàn)和千載難逢的機(jī)遇。而在這一過(guò)程中，一方面需要探

索建立一套政府宏觀調(diào)控與市場(chǎng)機(jī)制相結(jié)合的地理信息產(chǎn)業(yè)

模式。另一方面，則要充分總結(jié)和借鑒國(guó)內(nèi)外地理信息系統(tǒng)

項(xiàng)目建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，掌握地理信息系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)向，建

立起行之有效的地理信息系統(tǒng)工程學(xué)的理論、方法與管理模

式。

（三）地理信息系統(tǒng)(GIS)的發(fā)展動(dòng)向

近年來(lái)地理信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展迅速，其主要的原動(dòng)力來(lái)

自日益廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Φ乩硇畔⑾到y(tǒng)不斷提高的要求。另

一方面，計(jì)算機(jī)科學(xué)的飛速發(fā)展為地理信息系統(tǒng)提供了先進(jìn)

的工具和手段，許多計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的新技術(shù)，如面向?qū)ο蠹夹g(shù)、

三維技術(shù)、圖象處理和人工智能技術(shù)都可直接應(yīng)用到地理信

息系統(tǒng)中。下面對(duì)當(dāng)前地理信息系統(tǒng)研究中的幾個(gè)熱點(diǎn)研究

領(lǐng)域作一介紹。

1.GIS 中面向?qū)ο蠹夹g(shù)研究

面向?qū)ο蠓椒槿藗冊(cè)谟?jì)算機(jī)上直接描述物理世界提供

了一條適合于人類思維模式的方法，面向?qū)ο蟮募夹g(shù)在GIS

中的應(yīng)用，即面向?qū)ο蟮腉IS，已成為GIS 的發(fā)展方向。這是

因?yàn)榭臻g信息較之傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)處理的一維信息更為復(fù)雜、瑣

碎，面向?qū)ο蟮姆椒槊枋鰪?fù)雜的空間信息提供了一條直觀、

結(jié)構(gòu)清晰、組織有序的方法，因而倍受重視。面向?qū)ο蟮腉IS

較之傳統(tǒng)GIS 有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)所有的地物以對(duì)象形式封裝，

而不是以復(fù)雜的關(guān)系形式存儲(chǔ)，使系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)良好、清晰；

(2)以對(duì)象為基礎(chǔ)，消除了分層的概念；(3)面向?qū)ο蟮姆诸?/p>

結(jié)構(gòu)和組裝結(jié)構(gòu)使GIS 可以直接定義和處理復(fù)雜的地物類型；

(4)根據(jù)面向?qū)ο蠛缶幾g的思想，用戶可以在現(xiàn)有抽象數(shù)據(jù)類

型和空間操作箱上定義自己所需的數(shù)據(jù)類型和空間操作方

法，增強(qiáng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)性和可擴(kuò)充性；(5)基于icon 的面向?qū)?/p>

象的用戶界面，便于用戶操作和使用。

2.時(shí)空系統(tǒng)

傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)只考慮地物的空間特性，忽略了其

時(shí)間特性。在許多應(yīng)用領(lǐng)域中，如環(huán)境監(jiān)測(cè)、地震救援、天

氣預(yù)報(bào)等，空間對(duì)象是隨時(shí)間變化的，而這種動(dòng)態(tài)變化的規(guī)

律在求解過(guò)程中起著十分重要的作用。過(guò)去GIS 忽略時(shí)態(tài)主

要是受器件的限制，也有技術(shù)方面的原因。近年來(lái)，對(duì)GIS

中時(shí)態(tài)特性的研究變得十分活躍，即所謂“時(shí)空系統(tǒng)”。

地物除了具有三維空間中的空間性質(zhì)外，如何刻畫時(shí)間

維的變化也十分重要。通常把GIS 的時(shí)間維分成處理時(shí)間維

和有效時(shí)間維。處理時(shí)間又稱數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)間或系統(tǒng)時(shí)間，它指

在GIS 中處理發(fā)生的時(shí)間。有效時(shí)間亦稱事件時(shí)間或?qū)嶋H時(shí)

間，它指在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域事件出現(xiàn)的時(shí)間。

根據(jù)處理時(shí)間和有效時(shí)間的劃分，可以把時(shí)空系統(tǒng)分為4

類：靜態(tài)時(shí)空系統(tǒng)、歷史時(shí)態(tài)系統(tǒng)、回溯時(shí)態(tài)系統(tǒng)和雙時(shí)態(tài)

系統(tǒng)。

(1)靜態(tài)時(shí)空系統(tǒng)。它既不支持處理時(shí)間，也不支持有效

時(shí)間，系統(tǒng)只保留應(yīng)用領(lǐng)域的一種狀態(tài)，比如當(dāng)前狀態(tài)。(2)

歷史時(shí)態(tài)系統(tǒng)。它只支持有效時(shí)間，這種系統(tǒng)適用于事件實(shí)

際發(fā)生的歷史對(duì)問(wèn)題求解十分重要的應(yīng)用領(lǐng)域。(3)回溯時(shí)態(tài)

系統(tǒng)。它只支持處理時(shí)間，這種系統(tǒng)適用于信息系統(tǒng)的歷史

對(duì)問(wèn)題求解十分重要的應(yīng)用領(lǐng)域。(4)雙時(shí)態(tài)系統(tǒng)。它同時(shí)支

持處理時(shí)間和有效時(shí)間。處理時(shí)間記錄了信息系統(tǒng)的歷史，

有效時(shí)間記錄了事件發(fā)生的歷史。 時(shí)空系統(tǒng)主要研究時(shí)空模

型，時(shí)空數(shù)據(jù)的表示、存儲(chǔ)、操作、查詢和時(shí)空分析。

3.地理信息建模系統(tǒng)

通用GIS 的空間分析功能對(duì)于大多數(shù)的應(yīng)用問(wèn)題是遠(yuǎn)遠(yuǎn)

不夠的，因?yàn)檫@些領(lǐng)域都有自己獨(dú)特的專用模型，目前通用

的GIS 大多通過(guò)提供進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的工具和環(huán)境來(lái)解決這一

問(wèn)題。二次開(kāi)發(fā)工具的一個(gè)主要問(wèn)題是它對(duì)于普通用戶而言

過(guò)于困難。而GIS 成功應(yīng)用于專門領(lǐng)域的關(guān)鍵在于支持建立

該領(lǐng)域特有的空間分析模型。GIS 應(yīng)當(dāng)支持面向用戶的空間分

析模型的定義、生成和檢驗(yàn)的環(huán)境，支持與用戶交互式的基

于GIS 的分析、建模和決策。這種GIS 系統(tǒng)又稱為地理信

息建模系統(tǒng)(GIMS)。GIMS 是目前GIS 研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。

GIMS 的研究有幾個(gè)值得注意的動(dòng)向。(1)面向?qū)ο笤贕IS

中的應(yīng)用。面向?qū)ο蠹夹g(shù)用對(duì)象(實(shí)體屬性和操作的封裝)、

對(duì)象類結(jié)構(gòu)(分類和組裝結(jié)構(gòu))、對(duì)象間的通訊來(lái)描述客觀世

界，為描述復(fù)雜的三維空間提供了一條結(jié)構(gòu)化的途徑。這種

技術(shù)本身就為模型的定義和表示提供了有效的手段，因而在

面向?qū)ο驡IS 基礎(chǔ)上研究面向?qū)ο蟮哪Ｐ投x、生成和檢驗(yàn)，

應(yīng)當(dāng)比在傳統(tǒng)GIS 上用傳統(tǒng)方法要容易得多。(2)基于icon

的用戶建模界面。建模過(guò)程中的對(duì)象和空間分析操作均以

icon 形式展示給用戶，用戶亦可自定義icon。用戶在對(duì)icon

的定義、選擇和操作中完成模型的定義和檢驗(yàn)。這種方法較

之AML 這類宏語(yǔ)言要方便和直觀得多。(3)GIS 與其他的模型

和知識(shí)庫(kù)的結(jié)合。這是許多應(yīng)用領(lǐng)域面臨的一個(gè)非常實(shí)際的

問(wèn)題，即存在GIS 之外的模型和知識(shí)庫(kù)如何與GIS 耦合成一

個(gè)有機(jī)整體。

4.GIS 將往高維化發(fā)展

GIS 在礦山與地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用受到很大限制的重要原因

是其在處理三維問(wèn)題上的不足?，F(xiàn)有的GIS 軟件雖然可以用

數(shù)字高程模型來(lái)處理空間實(shí)體的高程坐標(biāo)，但是由于他們無(wú)

法建立空間實(shí)體的三維拓?fù)潢P(guān)系，使得很多真三維操作難以

實(shí)現(xiàn)，因而人們將現(xiàn)有的GIS 稱為二維GIS 或2.5 維GIS。礦

山、地質(zhì)以及氣象、環(huán)境、地球物理、水文等眾多的應(yīng)用領(lǐng)

域都需要三維GIS 平臺(tái)來(lái)支持他們大量的真三維操作?？臻g

可視化技術(shù)是指在動(dòng)態(tài)、時(shí)空變換、多維的可交互的地圖條

件下探索視覺(jué)效果和提高視覺(jué)效果的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技

術(shù)，也稱虛擬環(huán)境和人工現(xiàn)實(shí)，已在游戲中成功使用。運(yùn)用

空間可視化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行地形環(huán)境仿真，真實(shí)再

現(xiàn)地景，用于交互式觀察和分析，提高對(duì)地形環(huán)境的認(rèn)知效

果，是今后三維GIS 可視化發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。四維GIS（4DGIS）

一般是指在原有的三維GIS 基礎(chǔ)上加入時(shí)間變量而構(gòu)成的

GIS。許多人認(rèn)為地質(zhì)特征是不變的，但實(shí)際上大部分地質(zhì)特

征是動(dòng)態(tài)的、變化的，不是所有地質(zhì)情況都是變化緩慢的，

水災(zāi)、地震、暴風(fēng)雨以及滑坡都會(huì)使局部地質(zhì)條件發(fā)生快速

而巨大的變化。地質(zhì)學(xué)家對(duì)4D(立體3D 加上時(shí)間第4D)的空

間——時(shí)間模型尤感興趣。但是，增加一維將帶來(lái)很大的問(wèn)

題。比如數(shù)據(jù)量的幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，致使數(shù)據(jù)的采集、存取、

處理都帶來(lái)一系列的問(wèn)題。不過(guò)，這些問(wèn)題可以在計(jì)算機(jī)技

術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及相關(guān)電子技術(shù)的發(fā)展而得到解決。因此，

如何設(shè)計(jì)4DGIS 并運(yùn)用它來(lái)描述和處理地理對(duì)象的時(shí)態(tài)特征

是一個(gè)重要的發(fā)展領(lǐng)域。

GIS技術(shù)在國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展、空間技術(shù)的日新月異及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)理論的日漸完善，GIS（Geographic Information System）技術(shù)也日趨成熟，并且逐漸被人們所認(rèn)識(shí)和接受。近年來(lái)，GIS被世界各國(guó)普遍重視，尤其是“數(shù)字地球”概念的提出，使其核心技術(shù)GIS更為各國(guó)政府所關(guān)注。目前，以管理空間數(shù)據(jù)見(jiàn)長(zhǎng)的GIS已經(jīng)在全球變化與監(jiān)測(cè)、軍事、資源管理、城市規(guī)劃、土地管理、環(huán)境研究、農(nóng)作物估產(chǎn)、災(zāi)害預(yù)測(cè)、交通管理、礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)、文物保護(hù)、濕地制圖以及政府部門等許多領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。當(dāng)前GIS正處于急劇發(fā)展和變化之中，研究和總結(jié)GIS技術(shù)發(fā)展，對(duì)進(jìn)一步開(kāi)展GIS研究工作具有重要的指導(dǎo)意義。因此，本文就目前GIS技術(shù)的研究現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行總結(jié)和分析。

1 GIS研究現(xiàn)狀及其分析

1.1 GIS研究現(xiàn)狀

世紀(jì)90年代以來(lái)，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷突破以及其它相關(guān)理論和技術(shù)的完善，GIS在全球得到了迅速的發(fā)展。在海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、表達(dá)、顯示及數(shù)據(jù)共享技術(shù)等方面都取得了顯著的成效，其概括起來(lái)有以下幾個(gè)方面[1]：①硬件系統(tǒng)采用服務(wù)器/客戶機(jī)結(jié)構(gòu)，初步形成了網(wǎng)絡(luò)化、分布式、多媒體GIS；②在GIS的設(shè)計(jì)中，提出了采用“開(kāi)放的CIS環(huán)境”的概念，最終以實(shí)現(xiàn)資源共享、數(shù)據(jù)共享為目標(biāo)；③高度重視數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與數(shù)據(jù)質(zhì)量的問(wèn)題，并已形成一些較為可行的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；④面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)已經(jīng)問(wèn)世，正在發(fā)展稱之為“對(duì)象——關(guān)系DBMS（數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)）”；⑤以CIS為核心的“3S”技術(shù)的逐漸成熟，為資源與環(huán)境工作提供了空間數(shù)據(jù)新的工具和方法；⑥新的數(shù)學(xué)理論和工具采用CIS，使其信息識(shí)別功能、空間分析功能得以增強(qiáng)等等。

在GIS技術(shù)不斷發(fā)展下，目前GIS的應(yīng)用已從基礎(chǔ)信息管理與規(guī)劃轉(zhuǎn)向更復(fù)雜的區(qū)域開(kāi)發(fā)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，與衛(wèi)星遙感技術(shù)相結(jié)合用于全球監(jiān)測(cè)，成為重要的輔助決策工具。據(jù)有關(guān)部門估計(jì)，目前世界上常用的GIS軟件己達(dá)400多種[2].國(guó)外較著名的GIS軟件產(chǎn)品有[3]：Auotodesk系列產(chǎn)品、Arc/Info、MapInfo及其構(gòu)件產(chǎn)品、Intergraph、Microstation等，還有Web環(huán)境下矢量地圖發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，如XML、GML、SVG等等。我國(guó)GIS軟件研制起步較晚，比較成熟的測(cè)繪軟件主要有南方CASS，MapGIS，GeoStar，SuperMap等。盡管現(xiàn)存的GIS軟件很多，但對(duì)于它的研究應(yīng)用，歸納概括起來(lái)有二種情況：一是利用GIS系統(tǒng)處理用戶的數(shù)據(jù)；二是在GIS的基礎(chǔ)上，利用它的開(kāi)發(fā)函數(shù)庫(kù)二次開(kāi)發(fā)用戶專用的GIS軟件。目前已成功應(yīng)用包括資源管理、自動(dòng)制圖、設(shè)施管理、城市和區(qū)域規(guī)劃、人口和商業(yè)管理、交通運(yùn)輸、石油和天然氣、教育、軍事等九大類別的一百多個(gè)領(lǐng)域。在美國(guó)及發(fā)達(dá)國(guó)家，GIS的應(yīng)用遍及環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害預(yù)測(cè)、城市規(guī)劃建設(shè)、政府管理等眾多領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，加速了GIS應(yīng)用的進(jìn)程，在城市規(guī)劃管理、交通運(yùn)輸、測(cè)繪、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮r重要的作用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1.2 當(dāng)前GIS發(fā)展存在的主要問(wèn)題

基于以上GIS技術(shù)現(xiàn)狀研究，本文分析認(rèn)為GIS技術(shù)在模型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面存在著不足，一定程度上制約了GIS技術(shù)的發(fā)展。

（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面存在的問(wèn)題

目前通用的GIS主要有矢量、柵格或兩者相加的混合系統(tǒng)，即使是混合系統(tǒng)實(shí)際上也是將兩類數(shù)據(jù)分開(kāi)存儲(chǔ)，當(dāng)需要執(zhí)行不同的任務(wù)時(shí)采用不同的數(shù)據(jù)形式。在矢量結(jié)構(gòu)方面，其缺點(diǎn)是處理位置關(guān)系（包括相交、通過(guò)、包含等）相當(dāng)費(fèi)時(shí)，且缺乏與DEM和RS直接結(jié)合的能力。在柵格結(jié)構(gòu)方面，存在著柵格數(shù)據(jù)分辨率低，精度差；難以建立地物間的拓?fù)潢P(guān)系；難以操作單個(gè)目標(biāo)及柵格數(shù)據(jù)存貯量大等問(wèn)題[4].

（2）GIS模型存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)GIS模型是按照計(jì)算機(jī)的方法對(duì)客觀世界地理空間不自然的分割和抽象，使得人們認(rèn)知地理空間的認(rèn)知模型與計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)模型不能形成良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，難以表達(dá)復(fù)雜的地理實(shí)體，更難滿足客觀世界的整體特征要求。在GIS軟件開(kāi)發(fā)中，如果語(yǔ)義分割不合理，將難以有效表達(dá)地理空間實(shí)體間的關(guān)系，這就導(dǎo)致較深層次的分析、處理操作難以實(shí)現(xiàn)。隨著GIS應(yīng)用需求領(lǐng)域的不斷開(kāi)拓及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)空間數(shù)據(jù)模型和空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，使得傳統(tǒng)的地理空間數(shù)據(jù)模型力不從心，逐漸暴露其弊端。

目前，面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型一定程度上解決了傳統(tǒng)GIS數(shù)據(jù)模型的某些不足，但是OODB（面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)）目前仍未在市場(chǎng)以及關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用方面被廣泛接受，因?yàn)镺ODB作為一個(gè)DBS還不太成熟，如缺少完全非過(guò)程性的查詢語(yǔ)言以及視圖、授權(quán)、動(dòng)態(tài)模式更新和參數(shù)化性能協(xié)調(diào)等；且OODB與RDB之間缺少應(yīng)有的兼容性，因而使得大量的已建立起來(lái)的龐大的RDB客戶不敢輕易地去選擇OODB.

（3）其他方面亟待解決的問(wèn)題

當(dāng)前，GIS正處在一個(gè)大變革時(shí)期，GIS的進(jìn)一步發(fā)展還面臨不少問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[5]：①GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的方法學(xué)問(wèn)題。在GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程中缺乏面向?qū)ο蟮恼J(rèn)知方法學(xué)和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法學(xué)的指導(dǎo)，導(dǎo)致GIS軟件系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性差；②GIS的功能問(wèn)題。當(dāng)前以數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理和查詢檢索功能為主的GIS，不能滿足社會(huì)和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展在空間分析、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、決策支持等方面的要求，直接影響到GIS的應(yīng)用效益和生命力；③三維GIS模型及可視化問(wèn)題。目前大多數(shù)GIS軟件的圖形顯示是基于二維平面的，即使是三維效果顯示也是采用DEM的方法來(lái)處理表達(dá)地形的起伏，涉及到地底下真三維的自然和人工現(xiàn)象顯得無(wú)能為力。

2 GIS未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

2.1數(shù)據(jù)管理方面

（1）多比例尺、多尺度和多維空間數(shù)據(jù)的表達(dá)[6]

對(duì)于多比例尺數(shù)據(jù)的顯示，將運(yùn)用影像金字塔技術(shù)、細(xì)節(jié)分層技術(shù)和地圖綜合等技術(shù)；而為了實(shí)現(xiàn)GIS的動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)和三維可視化，出現(xiàn)存儲(chǔ)真三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的3D GIS和真四維時(shí)空GIS，這其中涉及了空間數(shù)據(jù)的海量存儲(chǔ)、時(shí)空數(shù)據(jù)處理與分析以及快速?gòu)V域三維計(jì)算與顯示等多項(xiàng)理論與技術(shù)[7].

（2）三庫(kù)一體化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方向

空間數(shù)據(jù)庫(kù)向著真正面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型和圖形矢量庫(kù)、影像柵格庫(kù)和DEM格網(wǎng)庫(kù)三庫(kù)一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方向發(fā)展[8].這種三庫(kù)一體化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)改變了以圖層為處理基礎(chǔ)的組織方式，實(shí)現(xiàn)了直接面向空間實(shí)體的數(shù)據(jù)組織，使多源空間數(shù)據(jù)的錄入與融合成為了可能，從而為GIS與遙感技術(shù)的集成創(chuàng)造了條件。

（3）基于空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（Spatial Data warehouse）的海量空間數(shù)據(jù)管理的研究

空間數(shù)據(jù)量非常大，而且數(shù)據(jù)大都分散在政府、私人機(jī)構(gòu)、公司的各個(gè)部門，數(shù)據(jù)的管理與使用就變得非常復(fù)雜，但這些空間數(shù)據(jù)又具有極大的科學(xué)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家都比較重視空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的建立工作，許多研究機(jī)構(gòu)和政府部門都參與到空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)建立的研究工作。

（4）利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行知識(shí)發(fā)現(xiàn)

空間數(shù)據(jù)挖掘是從空間數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取隱含的知識(shí)、空間關(guān)系以及其他非顯式的包含在空間數(shù)據(jù)庫(kù)中但以別的模式存在的信息供用戶使用，這是GIS應(yīng)用的較高層次。由于目前空間數(shù)據(jù)的組織與管理仍局限于二維、靜態(tài)、單時(shí)相，且仍以圖層為處理基礎(chǔ)，因此，當(dāng)前的GIS軟件和空間數(shù)據(jù)庫(kù)還不能有效地支持?jǐn)?shù)據(jù)挖掘。

2.2技術(shù)集成方面

（1）“3S”集成

“3S”是GPS（全球定位系統(tǒng)）、RS（遙感）和GIS的簡(jiǎn)稱，“3S”集成是指將遙感、空間定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)這三種對(duì)地觀測(cè)技術(shù)有機(jī)地集成在一起。地理信息是一種信息流，RS、GPS和GIS中任何一個(gè)系統(tǒng)都只側(cè)重于信息流特征中的一個(gè)方面，而不能滿足準(zhǔn)確、全面地描述地理信息流的要求。因此，無(wú)論從物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式、地學(xué)信息的本質(zhì)特征還是“3S”各自的技術(shù)特征來(lái)說(shuō)，“3S”集成都是科技發(fā)展的必然結(jié)果。

目前，“3S”集成還僅限于兩兩結(jié)合方式，這是“3S”集成的初級(jí)和基礎(chǔ)起步階段，其核心是GIS與RS的結(jié)合。這種兩兩結(jié)合雖然優(yōu)于單一系統(tǒng)，但是仍然存在以下缺陷。將“3S”進(jìn)行集成從而形成一體化的信息技術(shù)體系是非常迫切的。這種集成包括空基“3S”集成和地基“3S”集成，即在硬件方面建立具有同步獲取涉譜數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的高重復(fù)觀測(cè)能力的平臺(tái)，而在軟件方面使GIS支持?jǐn)?shù)據(jù)封裝，同時(shí)解決圖形和圖像數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理問(wèn)題。

（2）GIS與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）是一種最有效地模擬人在自然環(huán)境中視、聽(tīng)、動(dòng)等行為的高級(jí)人機(jī)交互技術(shù)，是當(dāng)代信息技術(shù)高速發(fā)展和集成的產(chǎn)物。從本質(zhì)上說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)就是一種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)用戶接口，通過(guò)計(jì)算機(jī)建立一種仿真數(shù)字環(huán)境，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形、聲音和接觸感受，利用多種傳感設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，用戶可以如同在真實(shí)世界那樣“處理”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所產(chǎn)生的虛擬物體。將虛擬和重建逼真的、可操作的地理三維實(shí)體，GIS用戶在客觀世界的虛擬環(huán)境中能更有效的管理、分析空間實(shí)體數(shù)據(jù)。因此，開(kāi)發(fā)虛擬GIS已成為GIS發(fā)展的一大趨勢(shì)。

（3）分布式技術(shù)、萬(wàn)維網(wǎng)與GIS的結(jié)合[9]

目前，隨著Internet技術(shù)的迅猛發(fā)展，其應(yīng)用已經(jīng)深人到各行各業(yè)，作為與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的GIS也不例外，它們的結(jié)合產(chǎn)生了web GIS.當(dāng)前Web GIS系統(tǒng)已經(jīng)得到迅速的發(fā)展，到1999年1月，僅在美國(guó)出現(xiàn)的這類系統(tǒng)就有23種之多。又由于客戶端可能會(huì)采用新的應(yīng)用協(xié)議，因此也被認(rèn)為是Internet GIS.

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，分布式計(jì)算的優(yōu)勢(shì)日益凸顯，GIS與分布式技術(shù)結(jié)合也就成為必然，它們的結(jié)合即構(gòu)成了分布式CIS.它就是指利用最先進(jìn)的分布式計(jì)算技術(shù)來(lái)處理分布在網(wǎng)絡(luò)上的異構(gòu)多源的地理信息，集成網(wǎng)絡(luò)上不同平臺(tái)上的空間服務(wù)，構(gòu)建一個(gè)物理上分布，邏輯上統(tǒng)一的GIS.它與傳統(tǒng)GIS最大的區(qū)別在于它不是按照系統(tǒng)的應(yīng)用類別、運(yùn)行環(huán)境劃分的，而是按照系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分布特征和針對(duì)其中數(shù)據(jù)處理的計(jì)算特征而分類的。

（4）移動(dòng)通信技術(shù)與CIS的結(jié)合發(fā)展[10]

WAP/WML技術(shù)作為無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)，已經(jīng)顯示了其巨大的應(yīng)用前景和市場(chǎng)價(jià)值。WAP柳ML技術(shù)與GIS技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)生了移動(dòng)GIS（Mobile GIS）應(yīng)用和無(wú)線定位服務(wù)LBS（Location一basedServices）。通過(guò)WAR/WML技術(shù)，移動(dòng)用戶幾乎可以在任何地方、時(shí)間獲得網(wǎng)絡(luò)提供的各種服務(wù)。無(wú)線定位服務(wù)將提供一個(gè)機(jī)會(huì)使GIS突破其傳統(tǒng)行業(yè)的角色而進(jìn)人到主流的IT技術(shù)領(lǐng)域里。大多數(shù)的分析家都認(rèn)為，到2010年，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將成為全球數(shù)據(jù)傳送的主要途徑。GIS的未來(lái)將會(huì)由其機(jī)動(dòng)性所決定。

當(dāng)前用于地理信息交互的語(yǔ)言還不足以完成真正的“設(shè)備無(wú)關(guān)接口”的互操作。各種移動(dòng)設(shè)備對(duì)于從地理信息服務(wù)器所獲得的信息，其表現(xiàn)方式是各不相同的，用戶輸人方式也不相同。因此，對(duì)于不同的移動(dòng)設(shè)備需要一種統(tǒng)一的標(biāo)記語(yǔ)言。無(wú)線定位服務(wù)將提供一個(gè)機(jī)會(huì)使GIS突破其傳統(tǒng)行業(yè)的角色而進(jìn)人到主流的IT技術(shù)領(lǐng)域里：大多數(shù)的分析家都認(rèn)為，到2010年，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將成為全球數(shù)據(jù)傳送的主要途徑。GIS的未來(lái)將會(huì)由其機(jī)動(dòng)性所決定。

（5）GIS與決策支持系統(tǒng)（DSS）的集成[11]

決策支持系統(tǒng)（Decision Support System，簡(jiǎn)稱DSS）是以管理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、控制論、行為科學(xué)和人下智能為基礎(chǔ)，運(yùn)用信息仿真和計(jì)算手段為基礎(chǔ)，綜合利用現(xiàn)有的各種數(shù)據(jù)庫(kù)、信息和模型來(lái)輔助決策者或決策分析人員解決結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化問(wèn)題，甚至非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題的人機(jī)交互系統(tǒng)。

目前，絕大多數(shù)的GIS還僅限于圖形的分析處理，缺乏對(duì)復(fù)雜空間問(wèn)題的決策支持，而目前絕大多數(shù)的DSS則無(wú)法向決策者提供一個(gè)友好的可視化的決策環(huán)境。因此，將GIS與DSS相集成，最終形成空間決策支持系統(tǒng)（SDSS），借助GIS強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)處理分析功能，并在DSS中嵌入空間分析模塊，從而輔助決策者求解復(fù)雜的空間問(wèn)題，這是GIS應(yīng)用向較高層次的發(fā)展。其中SDSS中知識(shí)的表達(dá)、獲取和知識(shí)推理以及模型庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)三庫(kù)接口的設(shè)計(jì)是啞待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

2.3 發(fā)展歷程方面

自20世紀(jì)60年代世界上第一個(gè)GIS——加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS）問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，GIS經(jīng)歷了三個(gè)階段的發(fā)展。目前，隨著第三代互聯(lián)網(wǎng)的提出與實(shí)施，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的飛速發(fā)展，GIS即將步入第四代GIS發(fā)展階段。

第四代GIS軟件將在數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)、檢索和運(yùn)算等方面發(fā)生革命性的變革。數(shù)據(jù)組織應(yīng)該是面向空間實(shí)體的，空間位置只是實(shí)體眾多屬性中的一類，它應(yīng)和其它屬性有機(jī)地組織在一起并統(tǒng)一存放：“關(guān)系”概念和“關(guān)系運(yùn)算”應(yīng)該加以擴(kuò)充，應(yīng)該包括空間關(guān)系及其運(yùn)算；傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言應(yīng)該擴(kuò)充，把空間關(guān)系及其查詢包括在里面；以倒排表為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)索引機(jī)制應(yīng)該擴(kuò)展，建立至少包括拓?fù)潢P(guān)系在內(nèi)的新的索引機(jī)制；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制應(yīng)該適應(yīng)空間數(shù)據(jù)提取和計(jì)算的要求等。只有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)真正的一體化存儲(chǔ)和處理，才能自由地、方便地、快速地實(shí)現(xiàn)人們所期望的處理功能。在功能上，第四代GIS軟件應(yīng)該具備支持?jǐn)?shù)字地球（區(qū)域、城市）的能力，成為OS、DBMS之上的主要應(yīng)用集成平臺(tái)，它具有統(tǒng)一的海量存儲(chǔ)、查詢和分析處理能力、一定的三維和時(shí)序處理能力、強(qiáng)大的應(yīng)用集成能力和靈活的操縱能力，且具有一定的虛擬現(xiàn)實(shí)表達(dá)。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上對(duì)GIS現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的分析，可以看出，GIS作為信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，正以前所未有的速度向前發(fā)展。把握當(dāng)前GIS的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及不足，有利于人們預(yù)見(jiàn)GIS的發(fā)展趨勢(shì)，站在更高更遠(yuǎn)的角度去揚(yáng)長(zhǎng)避短，較好地促進(jìn)GIS技術(shù)的快速發(fā)展。隨著地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的建立和數(shù)字化住處產(chǎn)品在全世界的普及，GIS將深人到各行各業(yè)以至千家萬(wàn)戶，成為人們生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)和生活中不可缺少的工具和助手。

　地理信息系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

一、國(guó)外GIS的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System,GIS）是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，對(duì)空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)而建立起來(lái)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。從外部看表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)的軟硬件系統(tǒng)，而其內(nèi)涵卻是由計(jì)算機(jī)程序和地理數(shù)據(jù)組成的地理空間信息模型，是一個(gè)邏輯縮小的、高度信息化的地理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持是GIS的主要特征，使GIS得以快速、精確、綜合地對(duì)復(fù)雜的地理系統(tǒng)進(jìn)行空間定位和過(guò)程分析。

世界上第一個(gè)GIS是在1963年由加拿大測(cè)量學(xué)家R.F.托姆林森提出并建立的，稱為加拿大地理信息系統(tǒng)，主要用于自然資源的管理與規(guī)劃。稍后，美國(guó)哈佛大學(xué)研究出SY-MAP系統(tǒng)軟件。但當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平不高、存儲(chǔ)容量小、磁帶存儲(chǔ)速度慢，使得GIS帶有更多的機(jī)助制圖色彩，用于地學(xué)分析和空間數(shù)據(jù)模擬的功能極為簡(jiǎn)單。

進(jìn)入70年代以后，計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)飛速發(fā)展，尤其是大容量的存儲(chǔ)設(shè)備——硬盤的使用，為空間數(shù)據(jù)的輸入、存儲(chǔ)、檢索和輸出提供了強(qiáng)有力的手段；高性能的圖形顯示器的發(fā)展，增強(qiáng)了人機(jī)對(duì)話和高質(zhì)量圖形顯示功能，促使GIS朝著實(shí)用方向迅速發(fā)展。在此階段的標(biāo)志是一些發(fā)達(dá)國(guó)家先后建立了許多專業(yè)性的土地信息系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)70年代大約有300個(gè)系統(tǒng)投入使用，例如美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局從1970年到1976年建立了50多個(gè)信息系統(tǒng)，用于獲取和處理地質(zhì)、地理、地形和水資源信息；日本國(guó)土地理院從1974年開(kāi)始建立數(shù)字國(guó)土信息系統(tǒng)，存儲(chǔ)、處理和檢索測(cè)量數(shù)據(jù)、航空像片信息、行政區(qū)劃、土地利用、地形、地質(zhì)等信息，為國(guó)家和地區(qū)土地規(guī)劃服務(wù)；瑞典在中央、區(qū)域和城市三級(jí)建立了許多信息系統(tǒng)。一些商業(yè)公司開(kāi)始活躍起來(lái)，軟件在市場(chǎng)上受到歡迎，許多大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始重視GIS軟件設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究，成立了各種GIS研究實(shí)驗(yàn)室。

80年代是GIS普及和推廣應(yīng)用階段。隨著計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展和普及，地理信息系統(tǒng)也逐步走向成熟，并在全世界范圍內(nèi)全面地推向應(yīng)用階段，第三世界國(guó)家也開(kāi)始引進(jìn)、應(yīng)用和發(fā)展自己的地理信息系統(tǒng)。高性能微型計(jì)算機(jī)的問(wèn)世，使得微機(jī)地理信息系統(tǒng)得到了蓬勃發(fā)展，并使地理信息系統(tǒng)工具具有更高的效率、更強(qiáng)的通用性和獨(dú)立性，更少地依賴于應(yīng)用領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境，為地理信息系統(tǒng)的建立和應(yīng)用開(kāi)辟了新的途徑。GIS的應(yīng)用從解決比較簡(jiǎn)單的規(guī)劃管理問(wèn)題（如道路、輸電線等）轉(zhuǎn)為更復(fù)雜的區(qū)域開(kāi)發(fā)和決策問(wèn)題，例如土地利用、沙漠化、城市化、環(huán)境與資源評(píng)價(jià)等。隨著GIS與衛(wèi)星遙感技術(shù)的結(jié)合，GIS開(kāi)始用于全球變化與全球監(jiān)測(cè)。80年代是GIS發(fā)展具有突破性的年代，僅1989年市場(chǎng)上有報(bào)價(jià)的GIS軟件就達(dá)70多家，并涌現(xiàn)出一批有代表性的GIS軟件，如：ARC/IN-FO、MicrostationSICAD、Genamap、System9等。

進(jìn)入90年代以后，微機(jī)地理信息系統(tǒng)得到了迅猛的發(fā)展，并且性能也得到了極大加強(qiáng)，向綜合性、智能性發(fā)展。GIS已成為一種新興的確定性產(chǎn)業(yè)，投入使用的GIS系統(tǒng)，每2～3年就翻一番，GIS市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率大于35%，從事GIS的廠家超過(guò)300家。GIS已滲透到各行各業(yè)，愈來(lái)愈多的國(guó)際性會(huì)議以GIS為主題，愈來(lái)愈多的學(xué)術(shù)刊物以GIS為標(biāo)題，愈來(lái)愈多的學(xué)科，如地理學(xué)、工程學(xué)、森林學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、計(jì)算機(jī)科學(xué)、測(cè)繪學(xué)、航天遙感、礦床地質(zhì)、水資源等都把GIS作為發(fā)展方向。國(guó)家和地區(qū)性的GIS研究中心在美、英等主要西方國(guó)家中建立。

二、我國(guó)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展

我國(guó)地理信息系統(tǒng)的研制與應(yīng)用始于70年代末期，它的發(fā)展基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)制圖、計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)量地理和遙感技術(shù)。

1978～1980年為準(zhǔn)備階段，主要是進(jìn)行輿論準(zhǔn)備，正式提出倡議，開(kāi)始組建隊(duì)伍和實(shí)驗(yàn)研究。

1981～1985年為起步階段，主要是對(duì)地理信息系統(tǒng)進(jìn)行理論探索和區(qū)域性實(shí)驗(yàn)研究，并在此基礎(chǔ)上制定國(guó)家地理信息系統(tǒng)規(guī)范。1981年在四川渡口二灘進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以航空遙感資料為基礎(chǔ)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)庫(kù)模型設(shè)計(jì)；1984年開(kāi)始，國(guó)家測(cè)繪局測(cè)繪科學(xué)研究所著手組建國(guó)土基礎(chǔ)信息系統(tǒng)；1985年國(guó)家資源與環(huán)境信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室成立。

1986～1993年為初步發(fā)展階段，地理信息系統(tǒng)被列入國(guó)家“七五”攻關(guān)課題，取得了重要進(jìn)展和實(shí)際效益，形成了比較系統(tǒng)的研究計(jì)劃：研究資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，解決信息共享和系統(tǒng)兼容問(wèn)題；開(kāi)展全國(guó)性和區(qū)域性的信息系統(tǒng)的建立和應(yīng)用模式研究；研制和開(kāi)發(fā)軟件系統(tǒng)與專家系統(tǒng)，全國(guó)建成了一批數(shù)據(jù)庫(kù)、開(kāi)發(fā)了一系列的空間信息處理與制圖軟件；完成了一批綜合性、區(qū)域性和專題性的信息系統(tǒng)。

1994年以來(lái)為軟件商品化階段，在國(guó)外成熟軟件在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用的同時(shí)，帶動(dòng)了具有自主版權(quán)的國(guó)產(chǎn)地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件的的崛起，一批起點(diǎn)高、功能強(qiáng)、價(jià)格低廉的國(guó)產(chǎn)軟件相繼研制成功，并推向市場(chǎng)。為客觀地了解我國(guó)GIS基礎(chǔ)軟件的開(kāi)發(fā)水平、開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)化前景，推動(dòng)具有我國(guó)自主版權(quán)的GIS基礎(chǔ)軟件的健康發(fā)展，國(guó)家遙感中心、中國(guó)地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)、中國(guó)海外信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)從1996年開(kāi)始對(duì)國(guó)產(chǎn)GIS基礎(chǔ)軟件和專項(xiàng)應(yīng)用軟件進(jìn)行測(cè)評(píng)，從四年的測(cè)評(píng)結(jié)果來(lái)看，國(guó)產(chǎn)GIS軟件的發(fā)展情況喜人，軟件的功能、性能、品種和商品化程度都有了較大幅度的提高，完全可以在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)實(shí)際應(yīng)用，與國(guó)外優(yōu)秀GIS軟件的差距正在逐步縮小，個(gè)別領(lǐng)域已經(jīng)超過(guò)了國(guó)外GIS軟件，在微機(jī)（PC）GIS軟件和某些應(yīng)用領(lǐng)域具備了與國(guó)外軟件競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。

三、地理信息系統(tǒng)（GIS）的發(fā)展趨勢(shì)

GIS技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)取得了巨大的成就，并對(duì)社會(huì)的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)，但對(duì)人們的期望和要求來(lái)講還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，GIS的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.多媒體地理數(shù)據(jù)的管理與操作管理

在一個(gè)多種數(shù)據(jù)類型并存的混合系統(tǒng)中，如何實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的隨意操作和有效管理，這是現(xiàn)今信息媒體多元化新時(shí)代的一個(gè)突出問(wèn)題，它比單一地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的操作要復(fù)雜得多。信息資源庫(kù)包括的主要內(nèi)容有：地理數(shù)據(jù)庫(kù)、專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、圖像庫(kù)、文件庫(kù)和聲音庫(kù)等。

2.數(shù)字制圖技術(shù)

紙基地圖在任何時(shí)候都是不可能被取代的，利用數(shù)字地圖庫(kù)直接生產(chǎn)紙基地圖，即數(shù)字地圖環(huán)境下的自動(dòng)編圖的核心是數(shù)字地圖的自動(dòng)制圖綜合技術(shù)，它比屏幕顯示為目的的電子地圖的制作要復(fù)雜得多，要處理各要素之間的關(guān)系，目前仍視為一個(gè)國(guó)際性的難題。此外，還應(yīng)包括建立基于地圖數(shù)據(jù)庫(kù)和GIS技術(shù)集成的地圖生產(chǎn)系統(tǒng)。

3.“3S”集成技術(shù)

GPS（全球定位系統(tǒng)）、RS（遙感）、GIS（地理信息系統(tǒng)）產(chǎn)生的時(shí)間不一，理論基礎(chǔ)和技術(shù)特點(diǎn)也不盡一致，但它們的學(xué)科性質(zhì)是相通的，即共同研究、表達(dá)和分析地球科學(xué)信息，在逐步發(fā)展過(guò)程中構(gòu)成了相輔相成的關(guān)系，三者的結(jié)合覆蓋了信息采集、處理和分析的全過(guò)程，使GPS、RS、GIS構(gòu)成的衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)成為地球系統(tǒng)科學(xué)研究的重要手段。

4.空間可視化技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

可視化是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)，將復(fù)雜的科學(xué)現(xiàn)象或自然景觀，甚至十分抽象的概念圖形化，以便于理解現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)規(guī)律和傳播知識(shí)。虛擬現(xiàn)實(shí)也稱虛擬環(huán)境或人工現(xiàn)實(shí)，是一種由計(jì)算機(jī)生成的高級(jí)人機(jī)交互系統(tǒng)，構(gòu)成一個(gè)以視覺(jué)為主的可感知環(huán)境?？臻g可視化技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可用于制作動(dòng)態(tài)地圖、地形環(huán)境仿真、地圖設(shè)計(jì)制作等方面。

5.三維GIS和時(shí)態(tài)GIS技術(shù)

在地質(zhì)、礦山、地下水、大氣、環(huán)境等方面，人們不僅需要研究現(xiàn)象的二維分布，更需要研究其三維空間分布甚至與時(shí)間有關(guān)的時(shí)空分布特征和規(guī)律，因此，對(duì)于真三維和四維GIS的需求更加迫切，而真四維是在真三維的基礎(chǔ)上增加時(shí)間維。

6.網(wǎng)絡(luò)GIS和WWW GIS技術(shù)

由于萬(wàn)維網(wǎng)具有開(kāi)放性和友好的用戶界面，它迅速成為網(wǎng)絡(luò)信息處理和分布的主要工具。在服務(wù)器端，GIS軟件系統(tǒng)通過(guò)CGi（連接器）與萬(wàn)維網(wǎng)的HTTP（超文本傳輸協(xié)議）服務(wù)器相連；在客戶端，有萬(wàn)維網(wǎng)瀏覽器以HTML（超文本標(biāo)注語(yǔ)言）建立用戶界面。

GIS技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

GIS在資源環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用方興未艾，從技術(shù)、地理信息、經(jīng)濟(jì)社會(huì)的需求等方面分析，在該領(lǐng)域有以下趨勢(shì)及建議：

應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)端口應(yīng)有專門化，專業(yè)化方向發(fā)展，在同類型同方向的GIS數(shù)據(jù)交流共享方向提供適當(dāng)?shù)姆奖?，以解決GIS數(shù)據(jù)來(lái)源和數(shù)據(jù)質(zhì)量難以保證的問(wèn)題。

結(jié)合國(guó)家信息化推進(jìn)工作，以電子政務(wù)相關(guān)工程為基礎(chǔ)，推動(dòng)GIS在資源環(huán)境管理中的推廣應(yīng)用。

信息化建設(shè)已成為我國(guó)各級(jí) *** 及企業(yè)的重要任務(wù)，GIS在以資源、能源、生產(chǎn)、資金等空間綜合配置、優(yōu)化組合為目的的信息化建設(shè)中，可以發(fā)揮應(yīng)有的作用；結(jié)合相應(yīng)的應(yīng)用工程，推動(dòng)GIS的發(fā)展；

應(yīng)用往專業(yè)化方向發(fā)展，功能由通用管理功能轉(zhuǎn)向資源評(píng)估、監(jiān)督、跟蹤分析等專業(yè)功能方向發(fā)展。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)社會(huì)與資源環(huán)境之間的各方面的矛盾及問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，這些問(wèn)題在時(shí)間和空間上具有諸多的關(guān)聯(lián)性，分析這些問(wèn)題、提出合理的解決方案建議，需要功能更專業(yè)化的GIS軟件系統(tǒng)支持；

支持多源、多尺度、多類型集成應(yīng)用的軟件平臺(tái)工具的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

信息獲取技術(shù)的快速發(fā)展和多源化趨勢(shì)，要求資源環(huán)境方面的GIS應(yīng)能夠接收、處理及分析多種來(lái)源、多尺度的地理信息；

促進(jìn)3S技術(shù)集成應(yīng)用，推動(dòng)專業(yè)技術(shù)及軟件的發(fā)展，全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)與GIS的集成應(yīng)用已成為GIS軟件發(fā)展的趨勢(shì)之一，而這種應(yīng)用的發(fā)展是在應(yīng)用推動(dòng)的基礎(chǔ)上建立的，針對(duì)特定的應(yīng)用領(lǐng)域的集成化的GIS將成為資源環(huán)境領(lǐng)域GIS的發(fā)展方向，也是系統(tǒng)與業(yè)務(wù)結(jié)合的需要；

開(kāi)展專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)建設(shè)，結(jié)合資源環(huán)境各領(lǐng)域的需求，開(kāi)發(fā)多種專業(yè)化的GIS，如針對(duì)性生態(tài)保護(hù)區(qū)、生態(tài)功能區(qū)、地下水、生物資源等領(lǐng)域的專業(yè)性GIS軟件與管理系統(tǒng)。

國(guó)內(nèi)GIS現(xiàn)狀和對(duì)策

地理信息系統(tǒng)技術(shù)是一門綜合性的技術(shù)，它的發(fā)展是與地理學(xué)、地圖學(xué)、攝影測(cè)量學(xué)、遙感技術(shù)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)科學(xué)、信息技術(shù)等有關(guān)學(xué)科的發(fā)展分不開(kāi)的。

GIS的發(fā)展可分為四個(gè)階段：第一個(gè)階段是初始發(fā)展階段，20世紀(jì)60年代世界上第一個(gè)GIS系統(tǒng)由加拿大測(cè)量學(xué)家R.F.Tomlison提出并建立，主要用于自然資源的管理和規(guī)劃；第二個(gè)階段是發(fā)展鞏固階段，20世紀(jì)70年代由于計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是大容量存儲(chǔ)設(shè)備的使用，促進(jìn)了GIS朝實(shí)用的方向發(fā)展，不同專題、不同規(guī)模、不同類型的各具特色的地理信息系統(tǒng)在世界各地紛紛付諸研制，如美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、瑞典和日本等國(guó)對(duì)GIS的研究都投入了大量的人力、物力和財(cái)力；第三個(gè)階段是推廣應(yīng)用階段，20世紀(jì)80年代，GIS逐步走向成熟，并在全世界范圍內(nèi)全面推廣，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，并與衛(wèi)星遙感技術(shù)結(jié)合，開(kāi)始應(yīng)用于全球性的問(wèn)題，這個(gè)階段涌現(xiàn)出一大批GIS軟件，如ARC/INFO，GENAMAP，SPANS，MAPINFO，ERDAS，Microstation等；第四個(gè)階段是蓬勃發(fā)展階段，20世紀(jì)90年代，隨著地理信息產(chǎn)品的建立和數(shù)字化信息產(chǎn)品在全世界的普及，GIS成為確定性的產(chǎn)業(yè)，并逐漸滲透到各行各業(yè)，成為人們生活、學(xué)習(xí)和工作不可缺少的工具和助手。

地理信息系統(tǒng)的研制與應(yīng)用在我國(guó)起步較晚，雖然歷史較短，但發(fā)展勢(shì)頭迅猛。

我國(guó)GIS的發(fā)展可分為三個(gè)階段。

第一階段從1970年到1980年，為準(zhǔn)備階段，主要經(jīng)歷了提出倡議、組建隊(duì)伍、培訓(xùn)人才、組織個(gè)別實(shí)驗(yàn)研究等階段。

機(jī)械制圖和遙感應(yīng)用，為GIS的研制和應(yīng)用做了技術(shù)和理論上的準(zhǔn)備。

第二階段從1981年到1985年，為起步階段，完成了技術(shù)引進(jìn)、數(shù)據(jù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究、空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、數(shù)據(jù)處理和分析算法及應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)等環(huán)節(jié)，對(duì)GIS進(jìn)行了理論探索和區(qū)域性的實(shí)驗(yàn)研究。

第三個(gè)階段從1986年到2013年，為初步發(fā)展階段，我國(guó)GIS的研究和應(yīng)用進(jìn)入有組織、有計(jì)劃、有目標(biāo)的階段，逐步建立了不同層次、不同規(guī)模的組織機(jī)構(gòu)、研究中心和實(shí)驗(yàn)室。

GIS研究逐步與國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)生活需求相結(jié)合，并取得了重要進(jìn)展和實(shí)際應(yīng)用效益。

主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：（1）制定了國(guó)家地理信息系統(tǒng)規(guī)范，解決信息共享和系統(tǒng)兼容問(wèn)題，為全國(guó)地理信息系統(tǒng)的建立做準(zhǔn)備。

（2）應(yīng)用型GIS發(fā)展迅速。

（3）在引進(jìn)的基礎(chǔ)上擴(kuò)充和研制了一批軟件。

（4）開(kāi)始出版有關(guān)地理信息系統(tǒng)理論、技術(shù)和應(yīng)用等方面的書籍，設(shè)立了地理信息系統(tǒng)專業(yè)，培養(yǎng)了大批人才，并積極開(kāi)展國(guó)際合作，參與全球性地理信息系統(tǒng)的討論和實(shí)驗(yàn)。

在科技部等國(guó)家有關(guān)部門的大力組織和支持下，國(guó)產(chǎn)GIS基礎(chǔ)軟件開(kāi)發(fā)工作取得了重要進(jìn)展，出現(xiàn)了一批GIS高技術(shù)企業(yè)，開(kāi)發(fā)出了較為成熟的國(guó)產(chǎn)GIS軟件，如MapGIS、GeoStar、CityStar、SuperMap、MapEngine、GROW等，并形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

這些國(guó)產(chǎn)GIS軟件以較高的性價(jià)比，打破了國(guó)外GIS軟件對(duì)我國(guó)市場(chǎng)的壟斷，有力促進(jìn)了我國(guó)地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展。

這些年，GIS技術(shù)在我國(guó)得到了廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用面從傳統(tǒng)的城市規(guī)劃、土地利用、測(cè)繪、環(huán)境保護(hù)、電力、電信、減災(zāi)防災(zāi)等領(lǐng)域滲透到礦產(chǎn)資源調(diào)查、海洋資源調(diào)查與管理等各方面，取得了豐碩的成果和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

當(dāng)前，國(guó)家有關(guān)部門正逐步將GIS嵌入到電子政務(wù)系統(tǒng)中。

隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，GIS技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。

GIS系統(tǒng)正朝著專業(yè)或大型化、社會(huì)化方向不斷發(fā)展著。

“大型化”體現(xiàn)在系統(tǒng)和數(shù)據(jù)規(guī)模兩個(gè)方面；“社會(huì)化”則要求GIS要面向整個(gè)社會(huì)，滿足社會(huì)各界對(duì)有關(guān)地理信息的需求，簡(jiǎn)言之就是“開(kāi)放數(shù)據(jù)”、“簡(jiǎn)化操作”，“面向服務(wù)”，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)乃至系統(tǒng)之間的完全共享和互動(dòng)。

下面我們從地理信息系統(tǒng)技術(shù)角度來(lái)討論和分析當(dāng)前GIS的相關(guān)技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)。

1.1 空間信息的獲取、處理與交換地理空間數(shù)據(jù)是GIS的血液，構(gòu)建和維護(hù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)是一項(xiàng)復(fù)雜、工作量巨大的工程，它包括：數(shù)據(jù)的獲取、校驗(yàn)和規(guī)范化、結(jié)構(gòu)化處理、數(shù)據(jù)維護(hù)等過(guò)程。

GIS處理的數(shù)據(jù)對(duì)象是空間對(duì)象，有很強(qiáng)的時(shí)空特性，獲取數(shù)據(jù)的手段及數(shù)據(jù)的形式也復(fù)雜多樣。

獲取數(shù)據(jù)的基本方式有：野外全站儀平板測(cè)量、GPS測(cè)量、室內(nèi)地圖掃描數(shù)字化、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、從遙感影像進(jìn)行目標(biāo)測(cè)量和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。

這些獲取技術(shù)已基本成熟。

同時(shí)，空間數(shù)據(jù)也具有很強(qiáng)的時(shí)效性，不同的空間數(shù)據(jù)必須進(jìn)行周期不等的數(shù)據(jù)更新維護(hù)，空間數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、及時(shí)、完整是實(shí)現(xiàn)GIS應(yīng)用系統(tǒng)價(jià)值的前提基礎(chǔ)。

空間數(shù)據(jù)維護(hù)往往涉及跨部門、跨行業(yè)的多種數(shù)據(jù)格式和多種數(shù)據(jù)類型的大量數(shù)據(jù)，提供有效的空間數(shù)據(jù)編輯更新手段是當(dāng)前亟待解決的一個(gè)重要課題。

基于上述信息獲取技術(shù)，在過(guò)去的二十年間，國(guó)家有關(guān)部委和行業(yè)部門已經(jīng)積累了大量原始數(shù)字化數(shù)據(jù)和相應(yīng)資料，建立了1100多個(gè)大、中型數(shù)據(jù)庫(kù)以及大量的各類數(shù)字化地理基礎(chǔ)圖、專題圖、城市地籍圖等。

國(guó)家測(cè)繪局已經(jīng)完成了全國(guó)l：100萬(wàn)、 1：25萬(wàn)基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)以及全國(guó)七大江河數(shù)字地形模型的建設(shè)，并啟動(dòng)了全國(guó)l：5萬(wàn)，部分省份1：1萬(wàn)基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)。

這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有力促進(jìn)了GIS技術(shù)的廣泛應(yīng)用，進(jìn)而產(chǎn)生了大量的GIS數(shù)據(jù)。

但由于地理信息系統(tǒng)軟件大多采用不同的空間數(shù)據(jù)模型，以及它們?cè)诘乩韺?shí)體上的認(rèn)識(shí)差異，使得所積累的數(shù)據(jù)難以轉(zhuǎn)換和共享（即使能夠數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，也會(huì)產(chǎn)生信息的丟失），從而形成一個(gè)個(gè)新的數(shù)據(jù)孤島。

制訂數(shù)據(jù)交換的格式標(biāo)準(zhǔn)已成為大家的共識(shí)。

一些國(guó)家和組織已經(jīng)在進(jìn)行這方面的工作，并定義了一些數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，如SDTS，OpenGIS聯(lián)盟制訂的GML，另外一些公認(rèn)的數(shù)據(jù)格式如DXF，Shapefile和MIF文件格式等正逐漸成為數(shù)據(jù)交換的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)也在“九五”期間制定了地球空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)。

但是由于人們對(duì)空間信息認(rèn)識(shí)和研究成果的制約，還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的地理數(shù)據(jù)模型，因此建立實(shí)用的數(shù)據(jù)交換格式和信息標(biāo)準(zhǔn)將是一個(gè)長(zhǎng)期、復(fù)雜過(guò)程。

1.2 空間數(shù)據(jù)的管理空間數(shù)據(jù)的管理涉及到二個(gè)方面的內(nèi)容：空間數(shù)據(jù)模型和空間數(shù)據(jù)庫(kù)。

空間數(shù)據(jù)模型刻畫了現(xiàn)實(shí)世界中空間實(shí)體及其相互間的聯(lián)系，它為空間數(shù)據(jù)的組織和空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)提供了基本的方法。

因此，空間數(shù)據(jù)模型的研究對(duì)設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)和發(fā)展新一代GIS系統(tǒng)起著舉足輕重的作用。

在GIS中與空間信息有關(guān)的信息模型有三個(gè)，即基于對(duì)象(要素)(Feature)的模型、場(chǎng)(Field)模型以及網(wǎng)絡(luò)(Network)模型。

GIS基礎(chǔ)軟件平臺(tái)的研制和應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一直沿用這三種空間數(shù)據(jù)模型，但這些模型在空間實(shí)體間的相互關(guān)系及其時(shí)空變化的描述與表達(dá)、數(shù)據(jù)組織、空間分析等方面均有較大的局限性，難以滿足新一代GIS基礎(chǔ)軟件平臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展的要求。

主要表現(xiàn)為：（1） 僅能表達(dá)空間點(diǎn)、線、面目標(biāo)間極為有限的簡(jiǎn)單拓?fù)潢P(guān)系，且這些拓?fù)潢P(guān)系的生成與維護(hù)耗時(shí)費(fèi)力；（2） 難以有效地表達(dá)現(xiàn)實(shí)三維空間實(shí)體及其相互關(guān)系；（3） 適于記錄和表達(dá)某一時(shí)刻空間實(shí)體性狀及相互間關(guān)系靜態(tài)分布，難以有效地描述和表達(dá)空間實(shí)體及其相互間關(guān)系的時(shí)空變化；（4） 沒(méi)有考慮異地、異構(gòu)、異質(zhì)空間數(shù)據(jù)的互操作和分布式“對(duì)象”處理等問(wèn)題。

針對(duì)上述不足，時(shí)空數(shù)據(jù)模型、三維數(shù)據(jù)模型、分布式空間數(shù)據(jù)管理、GIS設(shè)計(jì)的CASE工具等研究已成為當(dāng)前國(guó)際上GIS空間數(shù)據(jù)模型研究的學(xué)術(shù)前沿。

本文題目：GIS技術(shù)在國(guó)外現(xiàn)狀 簡(jiǎn)述gis的國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷程
路徑分享：http://www.sd-ha.com/article14/dohjcde.html

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