說(shuō)說(shuō)地理信息系統那些久遠的發(fā)展歷史

發(fā)布日期：2018-12-19 00:00 瀏覽量：9594

地理信息系統（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有時(shí)又稱(chēng)為“地學(xué)信息系統”。是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數據進(jìn)行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統。

一、地理信息系統的分類(lèi)

地理信息系統按其范圍大小可以分為全球的、區域的和局部的三種。通常GIS主要研究地球表層的若干個(gè)要素的空間分布，屬于2～2．5維GIS，布滿(mǎn)整個(gè)三維空間建立的GIS，才是真三維GIS。一般也常常將數字位置模型（2維）和數字高程模型（1維）的結合稱(chēng)為2＋1維或3維，加上時(shí)間坐標的GIS稱(chēng)為4維GIS或時(shí)態(tài)GIS。

二、地理信息系統的基本功能

1.數據采集與編輯功能：包括圖形數據采集與編輯和屬性數據編輯與分析。

2.地理數據庫管理系統的基本功：包括數據庫定義、數據庫的建立與維護、數據庫操作、通訊功能等。

3.制圖功能：根據 GIS的數據結構及繪圖儀的類(lèi)型，用戶(hù)可獲得矢量地圖或柵格地圖。地理信息系統不僅可以為用戶(hù)輸出全要素地圖，而且可以根據用戶(hù)需要分層輸出各種專(zhuān)題地圖，如行政區劃圖、土壤利用圖、道路交通圖、等高城圖等等。還可以通過(guò)空間分析得到一些特殊的地學(xué)分析用圖，如坡度圖、坡向圖、剖面圖等等。

4.空間查詢(xún)與空間分析功能：包括拓撲空間查詢(xún)、緩沖區分析、疊置分析、空間集合分析、地學(xué)分析。

5.地形分析功能：包括數字高程模型的建立、地形分析。

三、再來(lái)了解一下久遠的發(fā)展歷史

古往今來(lái)，幾乎人類(lèi)所有活動(dòng)都是發(fā)生在地球上，都與地球表面位置（即地理空間位置）息息相關(guān)，隨著(zhù)計算機技術(shù)的日益發(fā)展和普及，地理信息系統以及在此基礎上發(fā)展起來(lái)的“數字地球”“數字城市”在人們的生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。

1.5萬(wàn)年前，在拉斯考克（Lascaux）附近的洞穴墻壁上，法國的獵人畫(huà)下了他們所捕獵動(dòng)物的圖案。與這些動(dòng)物圖畫(huà)相關(guān)的是一些描述遷移路線(xiàn)和軌跡的線(xiàn)條和符號。這些早期記錄符合了現代地理資訊系統的二元素結構，即一個(gè)圖形文件對應一個(gè)屬性數據庫。

18世紀地形圖繪制的現代勘測技術(shù)得以實(shí)現，同時(shí)還出現了專(zhuān)題繪圖的早期版本，例如：科學(xué)方面或人口普查資料。

20世紀60年代早期，在核武器研究的推動(dòng)下，計算機硬件的發(fā)展導致通用計算機“繪圖”的應用。1967年，世界上第一個(gè)真正投入應用的地理信息系統由聯(lián)邦林業(yè)和農村發(fā)展部在加拿大安大略省的渥太華研發(fā)。羅杰?湯姆林森博士開(kāi)發(fā)的這個(gè)系統被稱(chēng)為加拿大地理信息系統（CGIS），用于存儲，分析和利用加拿大土地統計局收集的數據，并增設了等級分類(lèi)因素來(lái)進(jìn)行分析。

20世紀80年代和90年代產(chǎn)業(yè)成長(cháng)刺激了應用了GIS的UNIX工作站和個(gè)人計算機飛速增長(cháng)。至20世紀末，GIS在各種系統中的迅速增長(cháng)使得其在相關(guān)的少量平臺已經(jīng)得到了鞏固和規范。并且用戶(hù)開(kāi)始提出了在互聯(lián)網(wǎng)上查看GIS數據的概念，這要求數據的格式和傳輸標準化。

四、強大的空間分析功能應用于統計服務(wù)，可以提高統計服務(wù)質(zhì)量

空間分析能力是GIS的主要功能，也是GIS與計算機制圖軟件相區別的主要特征?？臻g分析是從空間物體的空間位置、聯(lián)系等方面去研究空間事物，以及對空間事物做出定量的描述?？臻g分析需要復雜的數學(xué)工具，其中最主要的是空間統計學(xué)、圖論、拓撲學(xué)、計算幾何等，其主要任務(wù)是對空間構成進(jìn)行描述和分析，以達到獲取、描述和認知空間數據；理解和解釋地理圖案的背景過(guò)程；空間過(guò)程的模擬和預測；調控地理空間上發(fā)生的事件等目的。

移動(dòng)GIS是通過(guò)與流動(dòng)裝置結合，地理資訊系統可以為用戶(hù)提供即時(shí)的地理信息。一般汽車(chē)上的導航裝置都是結合了衛星定位設備（GPS）和地理資訊系統（GIS）的復合系統；在香港曾經(jīng)很流行的地圖王，則是一套可以安裝在PDA或手提電話(huà)上的即時(shí)地圖系統。汽車(chē)導航系統是地理資訊系統的一個(gè)特例，它除了一般的地理資訊系統的內容以外，還包括了各條道路的行車(chē)及相關(guān)信息的數據庫。這個(gè)數據庫利用矢量表示行車(chē)的路線(xiàn)、方向、路段等信息，又利用網(wǎng)絡(luò )拓撲的概念來(lái)決定最佳行走路線(xiàn)。地理數據文件（GDF）是為導航系統描述地圖數據的ISO標準。汽車(chē)導航系統組合了地圖匹配、GPS定位和來(lái)計算車(chē)輛的位置。地圖資源數據庫也用于航跡規劃、導航，并可能還有主動(dòng)安全系統、輔助駕駛及位置定位服務(wù)等高級功能。汽車(chē)導航系統的數據庫應用了地圖資源數據庫管理。

地理信息系統由于有著(zhù)強大的圖像功能和空間分析能力，在統計分析工作中有著(zhù)廣泛的應用前景。

——地理信息系統支持跨區域分析，實(shí)現了傳統數據庫匯總數據無(wú)法實(shí)現的分析。隨著(zhù)跨行政區域的連片經(jīng)濟區，如：科技園區，特色工業(yè)、農業(yè)產(chǎn)品經(jīng)濟區，沿高速公路、高速鐵路經(jīng)濟帶等的發(fā)展，對環(huán)繞跨經(jīng)濟區域的統計信息和統計分析隨之增長(cháng)，而傳統統計制度下的統計報表無(wú)法滿(mǎn)足這種要求。統計地理信息系統信息系統的空間分析功能可以實(shí)現對任一區域信息進(jìn)行分析，相對哪些區域進(jìn)行分析，就用鼠標圈住哪些區域。

——地理信息系統使統計分析更加直觀(guān)和生動(dòng)，實(shí)現人機互動(dòng)。傳統的統計服務(wù)方式主要是提供統計分析報告，統計分析報告的表達方法主要有三種，即文字、表格、統計圖。這三種方法的載體主要是紙質(zhì)的統計報告，是靜態(tài)的。閱讀者只能閱讀報告寫(xiě)作者提供的報告，只能接收寫(xiě)作者提供的信息和觀(guān)點(diǎn)。地理信息系統強大的網(wǎng)絡(luò )分析功能，可以極大地改變傳統統計服務(wù)方式，充分滿(mǎn)足信息需要者對統計信息的需求。地理信息系統后臺可以把各種基層信息、分組信息、區域信息通過(guò)模塊來(lái)反映，使用者根據自己的意愿和需要選擇模塊，可立即得到各種分組數據、并隨著(zhù)所選數據不同即時(shí)得到相應的統計表、統計圖，以及區域空間展示效果。

——地理信息系統可以整合信息資源提高統計分析效率。在大數據時(shí)代，任何一個(gè)社會(huì )經(jīng)濟現象都是多種因素多種信息共同影響和作用的結果。地理信息系統有著(zhù)強大的數據融合能力，統計地理信息系統可以整合各級各專(zhuān)業(yè)數據信息，使統計分析可以立足于全國各級各專(zhuān)業(yè)的整個(gè)信息平臺上，從更長(cháng)遠的縱向和更廣闊的橫向，通覽各級各專(zhuān)業(yè)數據發(fā)展變化情況，極大地減少查閱歷年年鑒和統計資料的工作，提高統計分析效率。

地理信息系統自20世紀60年代誕生以來(lái)，已經(jīng)大踏步應用于環(huán)境保護、土地管理、道路交通等諸多領(lǐng)域。由于統計數據顯著(zhù)的空間特征，將地理信息系統應用于統計工作必將發(fā)揮更大的作用。

廣泛應用于普查和名錄庫建設，是統計發(fā)展過(guò)程中一次里程碑式的進(jìn)步

在地理信息系統已廣泛應用于國內外諸多行業(yè)和領(lǐng)域的時(shí)代背景下，統計地理信息系統的建設將顯著(zhù)改進(jìn)統計工作方法、改變統計服務(wù)方式，是統計發(fā)展過(guò)程中一次里程碑式的進(jìn)步。

——地理信息系統應用于普查，保證調查單位的不重不漏。衡量普查工作質(zhì)量的主要標志有兩個(gè)方面，即普查的全面性和準確性。全面性首先表現為調查對象的不重不漏，準確性首先表現為調查單位的真實(shí)存在。為了確保調查單位的不重不漏和真實(shí)存在，以往普查的主要措施是各級普查機構包括國家、省、市、縣、社區（鄉鎮）通過(guò)多次和反復的實(shí)地檢查和抽查，耗費大量的人力、物力、財力和時(shí)間。地理信息系統應用于普查可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )有效控制和監督普查過(guò)程，減少實(shí)地核查次數，確保調查單位的不重不漏和真實(shí)存在。

——地理信息系統應用于名錄庫管理工作，保證名錄庫中單位增減變動(dòng)的真實(shí)可靠。名錄庫管理工作不僅是各級政府及時(shí)掌握單位增減變動(dòng)的需要，也肩負著(zhù)為下一次普查奠定基礎的重任。因而把地理信息系統應用于名錄庫管理工作，將更加有力地保證單位增減的真實(shí)可靠。地理信息系統應用于名錄庫管理，要求名錄庫中的全部單位都有自己的空間位置信息，特別是單位的增減變動(dòng)，首先是空間位置信息的增減變動(dòng)，當統計人員能夠提供每一個(gè)新增單位空間位置信息，則保證了基本單位名錄庫中每個(gè)單位的真實(shí)可靠。