地理信息系統技術(shù)的發(fā)展演變

發(fā)布日期：2018-11-28 00:00 瀏覽量：8672

GIS技術(shù)隨著(zhù)信息技術(shù)的不斷更新得到了日新月異的發(fā)展，先后由2D GIS發(fā)展到目前的3D GIS，由單機系統發(fā)展到分布式的系統，由簡(jiǎn)單管理系統發(fā)展到了智能性的專(zhuān)家系統等。

地理信息系統(Geographic Information System，簡(jiǎn)稱(chēng)GIS)作為獲取、處理、管理和分析地理空間數據的重要工具、技術(shù)和學(xué)科，近年來(lái)在全球得到了廣泛關(guān)注和迅猛發(fā)展，在社會(huì )經(jīng)濟領(lǐng)域的各個(gè)方面發(fā)揮著(zhù)日漸重要作用。

地理信息系統的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)典型階段，依次是20世紀80年代初至80年代末的準備階段、20世紀90年代初至90年代末的形成階段、21世紀后的快速發(fā)展階段。

在GIS軟件產(chǎn)業(yè)方面我國雖然比西方國家較晚，但在全球經(jīng)濟、技術(shù)一體化的外部背景和政府有力推動(dòng)的內部背景下，國產(chǎn)GIS產(chǎn)業(yè)在我國軟件產(chǎn)業(yè)中有了迅速的發(fā)展。由于國產(chǎn)GIS軟件發(fā)展歷史短，產(chǎn)業(yè)發(fā)展還不成熟，GIS軟件產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系尚不健全，因此制約國產(chǎn)GIS軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題還很多，主要表現在缺乏龍頭企業(yè)，核心技術(shù)創(chuàng )新能力不強，數據共享程度低3方面。

地理信息系統技術(shù)及其發(fā)展

　　1、 3-D GIS

　　通常人們將以平面制圖和平面分析為主要功能的GIS稱(chēng)為2D-GIS(二維地理信息系統)，隨著(zhù)組件技術(shù)、網(wǎng)格計算和三維可視化技術(shù)的發(fā)展，基于圖層管理的經(jīng)典2D-GIS模式已漸漸不能滿(mǎn)足實(shí)際工作需要。直接面向三維空間實(shí)體及其關(guān)系的新一代GIS研究正在興起。

　　所謂3D-GIS(三維地理信息系統)，它是將三維空間坐標(x，y，z)作為獨立參數來(lái)進(jìn)行空間實(shí)體對象的幾何建模，其數學(xué)表示為：F=f(x，y，z)因而所建立的模型不僅可以實(shí)現三維可視化，還可以進(jìn)行三維空間分析。

　　雖然經(jīng)歷十幾年的發(fā)展，但到目前為止，國際上還沒(méi)有一個(gè)成熟完整的3D-GIS，現在有的系統功能也主要集中在三維可視化方面(如生物、醫學(xué)、地質(zhì)、大氣等領(lǐng)域)。究其原因是由于至今沒(méi)有統一、完善的可以表示復雜真三維現實(shí)世界的數據模型。此外，三維數據的實(shí)時(shí)廉價(jià)獲取;海量數據的存儲與快速處理;三維空間分析方法的開(kāi)發(fā)也是3D-GIS亟待解決的問(wèn)題。在這種情況下，針對不同的實(shí)際對象、工程，圍繞3D-GIS的研發(fā)議題諸如三維空間數據模型、三維拓撲數據模型、三維空間數據庫、三維空間查詢(xún)和三維可視化等等已成為GIS領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)方向。

　　2、 WEB-GIS

　　地理信息系統本身也是一個(gè)工具，簡(jiǎn)單的說(shuō)是提供地理信息服務(wù)的工具，如果將地理信息系統這個(gè)工具與WEB工具結合在一起，利用WEB尋找我們所需要的地理信息，那么我們就改變了地理信息服務(wù)的過(guò)程和方式，即異地、高效、便捷。網(wǎng)絡(luò )地理信息系統因此應運而生，而且得到了GIS研究者和使用者的青睞，發(fā)展迅速。

　　網(wǎng)絡(luò )地理信息系統利用網(wǎng)絡(luò )拓展了GIS的使用群體，整合了空間信息資源與社會(huì )生產(chǎn)、城市建設、日常生活的關(guān)系，加快了地理信息產(chǎn)業(yè)的社會(huì )化進(jìn)程。 .

　　網(wǎng)絡(luò )地理信息系統主要研究網(wǎng)絡(luò )上構建各種空間數據模型的方法，主要目的是實(shí)現網(wǎng)絡(luò )空間信息獲取、編輯、處理和其它專(zhuān)業(yè)的GIS功能。它是桌面GIS的網(wǎng)絡(luò )化，提供了絕大部分可以實(shí)現的GIS功能，并沒(méi)有完全凸現面向服務(wù)的主題，準確地說(shuō)應該稱(chēng)作是網(wǎng)絡(luò )GIS-system。

　　分布式計算技術(shù)、WEB服務(wù)、網(wǎng)格計算等新技術(shù)的出現，為GIS-system注入了強大的活力，不僅空間信息服務(wù)，龐雜的計算處理服務(wù)也能夠從Web中獲取。有的網(wǎng)絡(luò )GIS-system用戶(hù)不必關(guān)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統軟硬件，只需在Web上繳納使用滿(mǎn)足用戶(hù)所需要的空間數據和GIS處理功能模塊的費用，他們被稱(chēng)作是“弱”Web-GIS-system用戶(hù)。這種在各種Web新技術(shù)環(huán)境下，按照用戶(hù)需求采取不同的Web技術(shù)提供“按需分配”(services-on-Demand)的開(kāi)放的地理信息服務(wù)，直接的效果就是促成GIS-system向GIS-servlces的轉變。

　　3、COM-GIS

　　COM-GIS 就是采用了面向對象技術(shù)和組件式軟件的GIS系統，其基本思想是把GIS的各大功能模塊劃分為幾個(gè)組件，每個(gè)組件完成不同的功能。各個(gè)GIS組件之間，以及GIS組件與其它非GIS組件之間，都可以方便地通過(guò)可視化的軟件開(kāi)發(fā)工具集成起來(lái)，形成最終的GIS基礎平臺以及應用系統。

　　目前，大多數GIS軟件公司都把開(kāi)發(fā)組件式軟件作為一個(gè)重要的發(fā)展戰略。

　　組件式GIS開(kāi)發(fā)平臺通?？稍O計為三級結構：基礎組件一面向空間數據管理，提供基本的交互過(guò)程;高級通用組件一面向通用功能;行業(yè)性組件一抽象出行業(yè)應用的特定算法，固化到組件中，進(jìn)一步加速開(kāi)發(fā)過(guò)程。

　　4、 Mobile -GIS

　　移動(dòng)地理信息系統(Mobile-GIS)又稱(chēng)WAP GIS。WAP(無(wú)線(xiàn)應用協(xié)議，Wireless Application Protocol)是為無(wú)線(xiàn)設備提供Intemet服務(wù)而開(kāi)發(fā)的新協(xié)議，旨在推進(jìn)數據業(yè)務(wù)在移動(dòng)設備上的實(shí)現。它將無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和Intemet結合起來(lái)，通過(guò)提供通用平臺把HTML的語(yǔ)言信息轉化為WML(wireless Markup language)描述的信息顯示在移動(dòng)屏幕上。Mobile GIS是當前GIS的另一熱點(diǎn)，是GIS從辦公室走向野外移動(dòng)作業(yè)環(huán)境的重要發(fā)展方向。

　　信息技術(shù)的應用促使地理信息系統逐漸由桌面向分布發(fā)展、二維向多維發(fā)展、傳統系統開(kāi)發(fā)向組件式開(kāi)發(fā)發(fā)展等，從地理信息系統的應用與發(fā)展可以看出，地理信息系統GIS不僅是技術(shù)，更是一種服務(wù)，GIS軟件是GIS信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)的靈魂，如何更好地實(shí)現地理信息的傳輸、交互和應用的研究還在不斷深入，這是人們對地理信息的需求決定的。如何利用新的技術(shù)不斷彌補地理信息服務(wù)的不足，是促成理信息服務(wù)體系日臻完善的有效方法。