地理信息系統技術的發展演變

發布日期：2018-11-28 00:00 瀏覽量：11634

GIS技術隨著信息技術的不斷更新得到了日新月異的發展，先后由2D GIS發展到目前的3D GIS，由單機系統發展到分布式的系統，由簡單管理系統發展到了智能性的專家系統等。

地理信息系統(Geographic Information System，簡稱GIS)作為獲取、處理、管理和分析地理空間數據的重要工具、技術和學科，近年來在全球得到了廣泛關注和迅猛發展，在社會經濟領域的各個方面發揮著日漸重要作用。

地理信息系統的發展經歷了三個典型階段，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世紀后的快速發展階段。

在GIS軟件產業方面我國雖然比西方國家較晚，但在全球經濟、技術一體化的外部背景和政府有力推動的內部背景下，國產GIS產業在我國軟件產業中有了迅速的發展。由于國產GIS軟件發展歷史短，產業發展還不成熟，GIS軟件產業服務體系尚不健全，因此制約國產GIS軟件產業發展的瓶頸問題還很多，主要表現在缺乏龍頭企業，核心技術創新能力不強，數據共享程度低3方面。

地理信息系統技術及其發展

　　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稱為2D-GIS(二維地理信息系統)，隨著組件技術、網格計算和三維可視化技術的發展，基于圖層管理的經典2D-GIS模式已漸漸不能滿足實際工作需要。直接面向三維空間實體及其關系的新一代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)作為獨立參數來進行空間實體對象的幾何建模，其數學表示為：F=f(x，y，z)因而所建立的模型不僅可以實現三維可視化，還可以進行三維空間分析。

　　雖然經歷十幾年的發展，但到目前為止，國際上還沒有一個成熟完整的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、地質、大氣等領域)。究其原因是由于至今沒有統一、完善的可以表示復雜真三維現實世界的數據模型。此外，三維數據的實時廉價獲取;海量數據的存儲與快速處理;三維空間分析方法的開發也是3D-GIS亟待解決的問題。在這種情況下，針對不同的實際對象、工程，圍繞3D-GIS的研發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、三維空間查詢和三維可視化等等已成為GIS領域的研究熱點方向。

　　2、 WEB-GIS

　　地理信息系統本身也是一個工具，簡單的說是提供地理信息服務的工具，如果將地理信息系統這個工具與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的過程和方式，即異地、高效、便捷。網絡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，發展迅速。

　　網絡地理信息系統利用網絡拓展了GIS的使用群體，整合了空間信息資源與社會生產、城市建設、日常生活的關系，加快了地理信息產業的社會化進程。 .

　　網絡地理信息系統主要研究網絡上構建各種空間數據模型的方法，主要目的是實現網絡空間信息獲取、編輯、處理和其它專業的GIS功能。它是桌面GIS的網絡化，提供了絕大部分可以實現的GIS功能，并沒有完全凸現面向服務的主題，準確地說應該稱作是網絡GIS-system。

　　分布式計算技術、WEB服務、網格計算等新技術的出現，為GIS-system注入了強大的活力，不僅空間信息服務，龐雜的計算處理服務也能夠從Web中獲取。有的網絡GIS-system用戶不必關心或者熟悉所有的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上繳納使用滿足用戶所需要的空間數據和GIS處理功能模塊的費用，他們被稱作是“弱”Web-GIS-system用戶。這種在各種Web新技術環境下，按照用戶需求采取不同的Web技術提供“按需分配”(services-on-Demand)的開放的地理信息服務，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組件，每個組件完成不同的功能。各個GIS組件之間，以及GIS組件與其它非GIS組件之間，都可以方便地通過可視化的軟件開發工具集成起來，形成最終的GIS基礎平臺以及應用系統。

　　目前，大多數GIS軟件公司都把開發組件式軟件作為一個重要的發展戰略。

　　組件式GIS開發平臺通常可設計為三級結構：基礎組件一面向空間數據管理，提供基本的交互過程;高級通用組件一面向通用功能;行業性組件一抽象出行業應用的特定算法，固化到組件中，進一步加速開發過程。

　　4、 Mobile -GIS

　　移動地理信息系統(Mobile-GIS)又稱WAP GIS。WAP(無線應用協議，Wireless Application Protocol)是為無線設備提供Intemet服務而開發的新協議，旨在推進數據業務在移動設備上的實現。它將無線通信技術和Intemet結合起來，通過提供通用平臺把HTML的語言信息轉化為WML(wireless Markup language)描述的信息顯示在移動屏幕上。Mobile GIS是當前GIS的另一熱點，是GIS從辦公室走向野外移動作業環境的重要發展方向。

　　信息技術的應用促使地理信息系統逐漸由桌面向分布發展、二維向多維發展、傳統系統開發向組件式開發發展等，從地理信息系統的應用與發展可以看出，地理信息系統GIS不僅是技術，更是一種服務，GIS軟件是GIS信息服務產業的靈魂，如何更好地實現地理信息的傳輸、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。如何利用新的技術不斷彌補地理信息服務的不足，是促成理信息服務體系日臻完善的有效方法。