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

超過(guò)10余年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)領(lǐng)先，服務(wù)至上的經(jīng)營(yíng)模式，全靠網(wǎng)絡(luò)和口碑獲得客戶，為自己降低成本，也就是為客戶降低成本。到目前業(yè)務(wù)范圍包括了：網(wǎng)站設(shè)計(jì)、成都做網(wǎng)站，成都網(wǎng)站推廣，成都網(wǎng)站優(yōu)化，整體網(wǎng)絡(luò)托管，小程序開(kāi)發(fā)，微信開(kāi)發(fā)，APP應(yīng)用開(kāi)發(fā)，同時(shí)也可以讓客戶的網(wǎng)站和網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷和我們一樣獲得訂單和生意！

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(mén)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(mén)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(mén)，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(mén)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。

GIS數(shù)據(jù)有哪些有哪些采集方式

1、矢量化：紙質(zhì)地圖掃描后，進(jìn)行配準(zhǔn)投影及數(shù)字化處理

2、測(cè)量：導(dǎo)出全站儀等測(cè)量?jī)x器采集的點(diǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行內(nèi)業(yè)成圖處理

3、GPS采集：利用GPS接收機(jī)或RTK技術(shù)采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行內(nèi)業(yè)成圖處理

4、遙感影像解譯：利用衛(wèi)星影像，數(shù)據(jù)預(yù)處理，進(jìn)行影像自動(dòng)分類識(shí)別或人工解譯提取信息

5、航測(cè)或雷達(dá)數(shù)據(jù)：利用航拍的衛(wèi)片或利用雷達(dá)數(shù)據(jù)，提取信息

基于ArcGis的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)采集處理方法研究

1 引言

為專題或應(yīng)用型GIS（如電力GIS、電信GIS和城市網(wǎng)格化管理系統(tǒng)等）采集數(shù)據(jù)是目前測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域。與GIS數(shù)據(jù)采集最密切的測(cè)繪技術(shù)是數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)，它們的最大區(qū)別是，前者在采集地理實(shí)體幾何數(shù)據(jù)的同時(shí)，還要調(diào)查其屬性信息。 另外，為了保證采集數(shù)據(jù)的可靠性和完整性，為GIS采集的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)和進(jìn)一步的處理才能進(jìn)入GIS，一方面地理實(shí)體的空間位置、幾何形狀和一些屬性信息等需要參照地理底圖才能檢驗(yàn)其正確性，例如某些地理實(shí)體與周?chē)乩硪氐南鄬?duì)位置關(guān)系是否正確等；另一方面有些地理實(shí)體的幾何圖形和屬性信息需要參照地理底圖才能確定，例如一些地理實(shí)體的幾何圖形需要參照周?chē)乩硪夭拍芾L制完整，有些地理實(shí)體的位置描述等不便編碼的屬性信息需要參照地理底圖才能較好地確定；有些地理信息則需要直接從地理底圖上采集?？梢?jiàn)，GIS數(shù)據(jù)采集是一項(xiàng)遠(yuǎn)比數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)復(fù)雜的工作，因此，根據(jù)專題或應(yīng)用型GIS的特點(diǎn)和要求，研究其數(shù)據(jù)采集技術(shù)具有重要的意義。

目前，為電力GIS、電信GIS和城市網(wǎng)格化管理系統(tǒng)等GIS采集數(shù)據(jù)最常用的方法是，用全站儀或GPS采集地理實(shí)體的空間數(shù)據(jù)，同時(shí)填寫(xiě)地理實(shí)體的屬性信息表，這種方法速度慢且容易出錯(cuò)，所以工作效率低下。另外，考慮到AUTO CAD具有較強(qiáng)的圖形繪制和編輯功能，目前大部分?jǐn)?shù)字化測(cè)圖內(nèi)業(yè)處理工作都是在基于AUTO CAD開(kāi)發(fā)的軟件下進(jìn)行的，本文參照數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)提出了基于AUTO CAD數(shù)字化采集GIS數(shù)據(jù)的方法。其工作流程如表1所示：

表1：基于AUTO CAD數(shù)字化采集GIS數(shù)據(jù)的工作流程

第一步

外業(yè)采集數(shù)據(jù)

外業(yè)采集

第二步

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入AUTO CAD

內(nèi)業(yè)處理

第三步

檢查與處理數(shù)據(jù)

第四步

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)出AUTO CAD

該方法需要解決以下3個(gè)問(wèn)題：一是地理實(shí)體屬性信息的編碼，二是實(shí)體信息在AUTO CAD圖形數(shù)據(jù)庫(kù)中的存放方法，三是數(shù)據(jù)從AUTO CAD轉(zhuǎn)入GIS的方法。

2 屬性編碼

地理實(shí)體的屬性信息是用來(lái)描述地理實(shí)體的屬性（如名稱、質(zhì)量、數(shù)量和等級(jí)等）特征的信息[1]，這些屬性信息可以分為數(shù)字的（如描述實(shí)體各種數(shù)量屬性的面積、長(zhǎng)度等）和文字的（如實(shí)體的名稱、性質(zhì)等），其中文字的屬性信息又可分為可編碼的（如實(shí)體的性質(zhì)和質(zhì)量）與不可編碼的（如宗地的四至等實(shí)體的位置描述信息），在文字形式的屬性信息中，可編碼的屬性信息占大多數(shù)。

在為GIS采集數(shù)據(jù)時(shí)，為了避免填寫(xiě)實(shí)體屬性信息調(diào)查表，便于進(jìn)行數(shù)字化調(diào)查，需要把實(shí)體可編碼的屬性信息進(jìn)行編碼（不可編碼的屬性信息可在內(nèi)業(yè)處理時(shí)參照地理底圖和已調(diào)查的屬性信息確定），這也是GIS管理地理信息的要求。編碼的實(shí)質(zhì)就是把文字形式的屬性信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字編碼（代碼）以便于計(jì)算機(jī)處理，也是GIS定性查詢信息的主要依據(jù)和手段[1]。

本文以城市部件調(diào)查為例介紹實(shí)體屬性信息編碼的方法。屬性編碼除了遵循“科學(xué)性、唯一性、完整性、可擴(kuò)充性、適用性和規(guī)范性”等一般的原則外，應(yīng)該盡可能減少代碼的位數(shù)，以便于記憶和外業(yè)使用。例如，城市部件的歸屬或管理部門(mén)可參照表1進(jìn)行編碼。

表2 城市部件歸屬部門(mén)代碼表

序號(hào)

單位類別

大類

單位編碼

專業(yè)部門(mén)名稱

1

行政機(jī)關(guān)

1

01

城管大隊(duì)

…

…

2

事業(yè)單位

2

01

園林綠化局

…

…

3

企業(yè)單位

3

01

自來(lái)水公司

…

…

為了節(jié)省計(jì)算機(jī)空間，有時(shí)可將兩個(gè)屬性聯(lián)合起來(lái)進(jìn)行編碼，用一位數(shù)字表示兩個(gè)屬性。例如，部件的狀態(tài)和現(xiàn)勢(shì)性是指現(xiàn)狀使用情況，分完好、破損、占用、丟失四種情況填寫(xiě)?，F(xiàn)勢(shì)性則是指部件在使用還是廢棄了，可參照下表編制代碼。

表3 部件現(xiàn)勢(shì)性與狀態(tài)代碼表

現(xiàn)勢(shì)性

狀態(tài)

編碼

顏色

在用

完好

1

紅色

在用

破損

2

黃色

在用

丟失

4

青色

在用

占用

6

紫色

作廢

破損

3

綠色

作廢

丟失

5

藍(lán)色

作廢

占用

7

白色

作廢

完好

8

灰色

外業(yè)調(diào)查時(shí)在測(cè)量部件位置的同時(shí)，可用如下代碼格式確定其屬性信息

GIS行業(yè)的未來(lái)前景如何？

GIS技術(shù)目前應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用前景發(fā)布日期：2008-02-21 12:55:08 發(fā)布人：《數(shù)字社區(qū)＆智能家居》2007年12月刊 　 目前應(yīng)用領(lǐng)域

1.資源管理：要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域，解決農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域各種資源（如土地、森林、草場(chǎng)）分布、分級(jí)、統(tǒng)計(jì)、制圖等問(wèn)題。主要回答“定位”和“模式”兩類問(wèn)題。

2.資源配置：城市中各種公用設(shè)施、救災(zāi)減災(zāi)中物資的分配、全國(guó)范圍內(nèi)能源保障、糧食供應(yīng)等到機(jī)構(gòu)的在各地的配置等都是資源配置問(wèn)題。GIS在這類應(yīng)用中的目標(biāo)是保證資源的最合理配置和發(fā)揮最大效益。

3.城市規(guī)劃和管理：空間規(guī)劃是GIS的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，城市規(guī)劃和管理是其中的主要內(nèi)容。例如，在大規(guī)模城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學(xué)校、公共設(shè)施、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所、服務(wù)設(shè)施等能夠有最大的服務(wù)面(城市資源配置問(wèn)題)等。

4.土地信息系統(tǒng)和地籍管理：土地和地籍管理涉及土地使用性質(zhì)變化、地塊輪廓變化、地籍權(quán)屬關(guān)系變化等許 多內(nèi)容，借助GIS技術(shù)可以高效、高質(zhì)量地完成這些工作。

5.生態(tài)、環(huán)境管理與模擬：區(qū)域生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、污染物削減分配的決策支持、環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策支持、環(huán)保設(shè)施的管理、環(huán)境規(guī)劃等。

6.應(yīng)急響應(yīng)：解決在發(fā)生洪水、戰(zhàn)爭(zhēng)、核事故等重大自然或人為災(zāi)害時(shí)，如何安排最佳的人員撤離路線、并配備相應(yīng)的運(yùn)輸和保障設(shè)施的問(wèn)題。

7.地學(xué)研究與應(yīng)用：地形分析、流域分析、土地利用研究、經(jīng)濟(jì)地理研究、空間決策支持、空間統(tǒng)計(jì)分析、制圖等都可以借助地理信息系統(tǒng)工具完成。ArcInfo系統(tǒng)就是一個(gè)很好的地學(xué)分析應(yīng)用軟件系統(tǒng)。

8.商業(yè)與市場(chǎng)：商業(yè)設(shè)施的建立充分考慮其市場(chǎng)潛力。例如大型商場(chǎng)的建立如果不考慮其他商場(chǎng)的分布、待建區(qū)周?chē)用駞^(qū)的分布和人數(shù)，建成之后就可能無(wú)法達(dá)到預(yù)期的市場(chǎng)和服務(wù)面。有時(shí)甚至商場(chǎng)銷售的品種和市場(chǎng)定位都必須與待建區(qū)的人口結(jié)構(gòu)(年齡構(gòu)成、性別構(gòu)成、文化水平)、消費(fèi)水平等結(jié)合起來(lái)考慮。地理信息系統(tǒng)的空 間分析和數(shù)據(jù)庫(kù)功能可以解決這些問(wèn)題。

9.基礎(chǔ)設(shè)施管理：城市的地上地下基礎(chǔ)設(shè)施(電信、自來(lái)水、道路交通、天然氣管線、排污設(shè)施、電力設(shè)施等)廣泛分布于城市的各個(gè)角落、且這些設(shè)施明顯具有地理參照特征的。它們的管理、統(tǒng)計(jì)、匯總都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。

選址分析：根據(jù)區(qū)域地理環(huán)境的特點(diǎn)，綜合考慮資源配置、市場(chǎng)潛力、交通條件、地形特征、環(huán)境影響等因素，在區(qū)域范圍內(nèi)選擇最佳位置，是GIS的一個(gè)典型應(yīng)用領(lǐng)域，充分體現(xiàn)了GIS的空間分析功能。

網(wǎng)絡(luò)分析：建立交通網(wǎng)絡(luò)、地下管線網(wǎng)絡(luò)等的計(jì)算機(jī)模型，研究交通流量、進(jìn)行交通規(guī)則、處理地下管線突發(fā)事件(爆管、斷路)等應(yīng)急處理。警務(wù)和醫(yī)療救護(hù)的路徑優(yōu)選、車(chē)輛導(dǎo)航等也是GIS網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用的實(shí)例。

可視化應(yīng)用：以數(shù)字地形模型為基礎(chǔ)，建立城市、區(qū)域、或大型建筑工程、著名風(fēng)景名勝區(qū)的三維可視化模型，實(shí)現(xiàn)多角度瀏覽，可廣泛應(yīng)用于宣傳、城市和區(qū)域規(guī)劃、大型工程管理和仿真、旅游等領(lǐng)域。

分布式地理信息應(yīng)用：隨著網(wǎng)絡(luò)和Internet技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)行于Intranet或Internet環(huán)境下的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用類型，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)地理信息的分布式存儲(chǔ)和信息共享，以及遠(yuǎn)程空間導(dǎo)航。

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GIS的應(yīng)用前景

目前GIS的研究和應(yīng)用都處在一個(gè)高速發(fā)展的階段。在國(guó)外GIS技術(shù)已被各級(jí)政府部門(mén)和企業(yè)界廣泛認(rèn)知和采用。尤其是在北美、歐洲、日本和澳大利亞等國(guó)家和地區(qū)，GIS市場(chǎng)已經(jīng)基本形成。GIS數(shù)據(jù)公司和軟件公司比較多，他們?cè)贕IS系統(tǒng)建立和空間數(shù)據(jù)的使用方面已有了一套比較規(guī)范和成熟作法。在我國(guó)GIS技術(shù)也正被越來(lái)越多的政府部門(mén)和大型企業(yè)所采用。雖然起步較晚，但是有后發(fā)優(yōu)勢(shì)，可以少走彎路，以比較高的起點(diǎn)開(kāi)展GIS的理論研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)用工作。

未來(lái)若干年空間數(shù)據(jù)采集和GIS技術(shù)將會(huì)有新的更大的發(fā)展，從而給城市空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)和GIS應(yīng)用增添新的生命力。以信息高速公路和計(jì)算機(jī)寬帶高速網(wǎng)為代表的國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施（NII）的建設(shè)、高分辨率衛(wèi)星影像技術(shù)的實(shí)用化、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量和空間定位技術(shù)的發(fā)展以及超大容量、高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的發(fā)展將給城市空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)和GIS應(yīng)用帶來(lái)巨大積極效用。新的數(shù)據(jù)獲取與更新技術(shù)的發(fā)展、新數(shù)據(jù)形式的應(yīng)用、數(shù)據(jù)共享政策及其實(shí)施、國(guó)家多尺度空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)以及數(shù)字地球和數(shù)字城市的建設(shè)都將大大改善我國(guó)城市空間數(shù)據(jù)的狀況。

GIS技術(shù)的一些最新發(fā)展（如WebGIS、OpenGIS、ComGIS、3D GIS、TGIS等）將在城市得到實(shí)際應(yīng)用，從而提高GIS系統(tǒng)應(yīng)用的水平。城市GIS將進(jìn)一步由技術(shù)推動(dòng)轉(zhuǎn)向應(yīng)用牽引。面向應(yīng)用將是GIS的生命，GIS與其它技術(shù)的集成將成為主流，應(yīng)用系統(tǒng)的質(zhì)量將穩(wěn)步提高，用戶的意識(shí)和行動(dòng)將更有利于GIS的發(fā)展，應(yīng)用將向深層次和大眾化兩極發(fā)展。

21世紀(jì)我國(guó)的城市將會(huì)有更大的發(fā)展，城市的發(fā)展將給城市GIS技術(shù)帶來(lái)新的機(jī)遇。城市GIS雖然面臨挑戰(zhàn)，但未來(lái)無(wú)限光明。由于GIS本身的特點(diǎn)，過(guò)去建立起來(lái)的城市GIS系統(tǒng)的實(shí)際效益在未來(lái)幾年將會(huì)逐步顯示出來(lái)，人們的認(rèn)識(shí)會(huì)進(jìn)一步提高，城市GIS的生命力將愈加旺盛，并將會(huì)發(fā)揮應(yīng)有的、符合其特點(diǎn)的作用，GIS也將真正走向產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化。

網(wǎng)站題目：目前gis數(shù)據(jù)采集新技術(shù) 目前gis數(shù)據(jù)采集新技術(shù)是什么
URL標(biāo)題：http://jinyejixie.com/article26/dophecg.html

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