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地理信息系统技术的发展演变

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2018-11-28


      GIS技术随着信息技术的不断更新得到了日新月异的发展,先后由2D GIS发展到目前的3D GIS,由单机系统发展到分布式的系统,由简单管理系统发展到了智能性的专家系统等。


地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)作为获取、处理、管理和分析地理空间数据的重要工具、技术和学科,近年来在全球得到了广泛关注和迅猛发展,在社会经济领域的各个方面发挥着日渐重要作用。


地理信息系统的发展经历了三个典型阶段,依次是20世纪80年代初至80年代末的准备阶段、20世纪90年代初至90年代末的形成阶段、21世纪后的快速发展阶段。


在GIS软件产业方面我国虽然比西方国家较晚,但在全球经济、技术一体化的外部背景和政府有力推动的内部背景下,国产GIS产业在我国软件产业中有了迅速的发展。由于国产GIS软件发展历史短,产业发展还不成熟,GIS软件产业服务体系尚不健全,因此制约国产GIS软件产业发展的瓶颈问题还很多,主要表现在缺乏龙头企业,核心技术创新能力不强,数据共享程度低3方面。

 

地理信息系统技术及其发展


  1、 3-D GIS

  通常人们将以平面制图和平面分析为主要功能的GIS称为2D-GIS(二维地理信息系统),随着组件技术、网格计算和三维可视化技术的发展,基于图层管理的经典2D-GIS模式已渐渐不能满足实际工作需要。直接面向三维空间实体及其关系的新一代GIS研究正在兴起。

 

  所谓3D-GIS(三维地理信息系统),它是将三维空间坐标(x,y,z)作为独立参数来进行空间实体对象的几何建模,其数学表示为:F=f(x,y,z)因而所建立的模型不仅可以实现三维可视化,还可以进行三维空间分析。

 

  虽然经历十几年的发展,但到目前为止,国际上还没有一个成熟完整的3D-GIS,现在有的系统功能也主要集中在三维可视化方面(如生物、医学、地质、大气等领域)。究其原因是由于至今没有统一、完善的可以表示复杂真三维现实世界的数据模型。此外,三维数据的实时廉价获取;海量数据的存储与快速处理;三维空间分析方法的开发也是3D-GIS亟待解决的问题。在这种情况下,针对不同的实际对象、工程,围绕3D-GIS的研发议题诸如三维空间数据模型、三维拓扑数据模型、三维空间数据库、三维空间查询和三维可视化等等已成为GIS领域的研究热点方向。

 

  2、 WEB-GIS

  地理信息系统本身也是一个工具,简单的说是提供地理信息服务的工具,如果将地理信息系统这个工具与WEB工具结合在一起,利用WEB寻找我们所需要的地理信息,那么我们就改变了地理信息服务的过程和方式,即异地、高效、便捷。网络地理信息系统因此应运而生,而且得到了GIS研究者和使用者的青睐,发展迅速。

 

  网络地理信息系统利用网络拓展了GIS的使用群体,整合了空间信息资源与社会生产、城市建设、日常生活的关系,加快了地理信息产业的社会化进程。 .

 

  网络地理信息系统主要研究网络上构建各种空间数据模型的方法,主要目的是实现网络空间信息获取、编辑、处理和其它专业的GIS功能。它是桌面GIS的网络化,提供了绝大部分可以实现的GIS功能,并没有完全凸现面向服务的主题,准确地说应该称作是网络GIS-system。

 

  分布式计算技术、WEB服务、网格计算等新技术的出现,为GIS-system注入了强大的活力,不仅空间信息服务,庞杂的计算处理服务也能够从Web中获取。有的网络GIS-system用户不必关心或者熟悉所有的GIS-system功能和操作方法,也不需要整套的地理信息系统软硬件,只需在Web上缴纳使用满足用户所需要的空间数据和GIS处理功能模块的费用,他们被称作是“弱”Web-GIS-system用户。这种在各种Web新技术环境下,按照用户需求采取不同的Web技术提供“按需分配”(services-on-Demand)的开放的地理信息服务,直接的效果就是促成GIS-system向GIS-servlces的转变。

 

  3、COM-GIS

  COM-GIS 就是采用了面向对象技术和组件式软件的GIS系统,其基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个组件,每个组件完成不同的功能。各个GIS组件之间,以及GIS组件与其它非GIS组件之间,都可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来,形成最终的GIS基础平台以及应用系统。

 

  目前,大多数GIS软件公司都把开发组件式软件作为一个重要的发展战略。

  组件式GIS开发平台通常可设计为三级结构:基础组件一面向空间数据管理,提供基本的交互过程;高级通用组件一面向通用功能;行业性组件一抽象出行业应用的特定算法,固化到组件中,进一步加速开发过程。

 

  4、 Mobile -GIS

  移动地理信息系统(Mobile-GIS)又称WAP GIS。WAP(无线应用协议,Wireless Application Protocol)是为无线设备提供Intemet服务而开发的新协议,旨在推进数据业务在移动设备上的实现。它将无线通信技术和Intemet结合起来,通过提供通用平台把HTML的语言信息转化为WML(wireless Markup language)描述的信息显示在移动屏幕上。Mobile GIS是当前GIS的另一热点,是GIS从办公室走向野外移动作业环境的重要发展方向。

 

  信息技术的应用促使地理信息系统逐渐由桌面向分布发展、二维向多维发展、传统系统开发向组件式开发发展等,从地理信息系统的应用与发展可以看出,地理信息系统GIS不仅是技术,更是一种服务,GIS软件是GIS信息服务产业的灵魂,如何更好地实现地理信息的传输、交互和应用的研究还在不断深入,这是人们对地理信息的需求决定的。如何利用新的技术不断弥补地理信息服务的不足,是促成理信息服务体系日臻完善的有效方法。


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