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关键词:地理 信息 软件
一、背景
地理信息系统(Geographical Information System,GIS)是一种决策支持系统,它具有信息系统的各种特点。地理信息系统与其它信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理代码,地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。在地理信息系统中,现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象,这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个组成部分。
地理信息系统是一门多技术交叉的空间信息科学,它依赖于地理学、测绘学、统计学等基础性学科,又取决于计算机硬件与软件技术、航天技术、遥感技术和人工智能与专家系统技术的进步与成就。此外地理信息系统又是一门以应用为目的的信息产业,它的应用可深入到各行各业。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系,包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等,用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程,解决复杂的规划、决策和管理问题。
二、常用地理信息系统软件介绍
当前,常用的地理信息系统(GIS)软件主要有以下几种:
(1) MapInfo软件
MapInfo系统是美国MapInfo公司研制的地理信息系统软件。从1986年推出第一个DOS版本MapInfo V1.0到20世纪90年代初的Windows版本MapInfo V3.0,其产品逐渐变得成熟,并很快流行起来。1995年和1998年分别推出MapInfo Professional V4.0和V5.0,使这个产品趋于完善。MapInfo是美国MapInfo公司的桌面地理信息系统软件,是一种数据可视化、信息地图化的桌面解决方案。它依据地图及其应用的概念、采用办公自动化的操作、集成多种数据库数据、融合计算机地图方法、使用地理数据库技术、加入了地理信息系统分析功能,形成了极具实用价值的、可以为各行各业所用的大众化小型软件系统。MapInfo 含义是“Mapping + Information(地图+信息)”即:地图对象+属性数据。
经历了近20年时间,MapInfo公司成为全球最大的100家软件公司之一。产品行销58个国家和地区,有22种语言的版本,超过30万个正式用户。该产品在1990后进入我国,经过十几年的发展,已经在诸多领域得到广泛应用。
(2) Arc/Info软件
Arc/Info UNIX/NT版(以下简称Arc/Info)是ESRI公司系列产品中最经典、功能最强大的专业GIS产品。现在已经用于全球范围6000多个重要机构和组织中,在我国也拥有150多个用户(截至1995年)。Arc/Info的第一个产品完成于1978年,主要在小型机上运行。1996年底,ESRI公司又把工作站版Arc/Info的全部模块移植到MS Windows NT之上,使工作站环境下的Arc/Info软件功能全部在微机上实现。1999年底推出基于Windows NT上的Arc/Info8.0,添加了ArcGeodataBase,Arctoolbook和ArcMap等功能。 中国3S吧
(3) GeoStar软件
GeoStar是武汉吉奥信息工程公司开发的地理信息系统软件。GeoStar系列软件最独特的特征在于矢量数据、属性数据、影像数据,DEM数据高度集成。
(4)MapGIS系列软件
MAPGIS 是武汉中地数码科技有限公司开发的,新一代面向网络超大型分布式地理信息系统基础软件平台。
系统采用面向服务的设计思想、多层体系结构,实现了面向空间实体及其关系的数据组织、高效海量空间数据的存储与索引、大尺度多维动态空间信息数据库、三维实体建模和分析,具有TB级空间数据处理能力、可以支持局域和广域网络环境下空间数据的分布式计算、支持分布式空间信息分发与共享、网络化空间信息服务,能够支持海量、分布式的国家空间基础设施建设。 系统具有以下特点:
采用分布式跨平台的多层多级体系结构,采用面向“服务”的设计思想。具有面向地理实体的空间数据模型,可描述任意复杂度的空间特征和非空间特征,完全表达空间、非空间、实体的空间共生性、多重性等关系。
三、地理信息系统的发展趋势
1.GIS数据的共享和开放
在中国,数据问题是限制GIS发展的突出问题。GIS的研究对象和基础是数据,离开数据,GIS也就失去了价值。尽管我国GIS取得了辉煌的成就,但从应用来看,GIS的发展规模和普及程度都与发达国家存在着明显的差距。尤其是在民用和经济领域,GIS的应用更为落后。目前,我国GIS的应用范围很窄,大多集中在一些政府部门和科研机构所承担的大型项目中,社会普及率很低,对整个社会生产力发展的促进作用还不明显。这种情况与我国在GIS研究领域所取得的国际地位极不相称。造成这种现象的原因很多,但主要原因是GIS数据的保密性。随着大量GIS数据的共享和开放,GIS将在各个领域中发挥强大的功能,更好地为人民生活和经济发展服务。
2.GIS软件开发的产业化及市场化
近几十年来,我国GIS技术得到了长足的发展,GIS基础软件技术支持得到了全面加强。目前,我国已形成了一批具有自主知识产权的GIS软件品牌,如MapGIS、SuperMap、GeoStar等,并在较多领域内得到应用。但总体上看,中国GIS市场尚处于初始发展阶段,规模偏小,空间分布不均衡,产业化及市场化程度还不够。GIS软件应用及开发主要集中在高校及科研机构,也有不少政府部门自己成立新的部门,承担自己系统的设计、开发和维护。在市场环境中,与ArcGIS或MapInfo这样的产业化公司相比,这些机构和单位也许有较强的开发能力,但在市场拓展及售后服务方面则相形见绌,而市场及服务对于软件产品的成功是非常重要的。为进一步发展中国GIS软件产业,我们在产业化及市场化方面还有很多工作要做。
[关键词]地理信息;GIS;现状;展望
中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)01-0180-01
前言:
地理信息系统作为传统科学与现代信息技术相结合的产物,在发达国家已经成为现代管理决策的重要组成部分,并广泛应用在军事、地质、旅游等不同领域。在我国,虽然地理信息系统得到了较快发展,但是相对于发达国家还存在较大差距,在未来还有广阔的发展空间。
一、地理信息系统(GIS)发展现状及特点
地理信息系统的发展一共分为四个阶段,包括:起始阶段(上世纪60年代)、发展阶段、推广应用阶段、社会普及阶段。上个世纪60年代,加拿大测量学家 Roger F. Tomlinson 首次提出了地理信息系统这一概念,并与他人合作建立了加拿大地理信息系y,用于自然资源的管理,标志着全球首个地理信息系统的诞生。至70年代,随着电子计算机技术的快速发展,不少发达国家开始重视并逐步建立地理信息系统,到了80年代,地理信息系统进入大发展时期,出现了专业制造商,地理信息系统开始面向市场。从上个世纪90年代开始,由于地理信息系统的不断完善,加之社会对地理信息系统的需求大增,地理信息系统得到了空前的发展和应用。
目前,地理信息信息GIS软件多达400余种。国外较为流行的有ARC/INFO、MAP/INFO、TIGRIS等;国内应用较广的有MAP/GIS、SUPERMAP等。GIS当前的发展方向是产业化,并且已经应用在多个领域,具有以下四个方面的特点:
一是三维GIS的出现和应用。随着三维理论和技术的发展成熟,二维GIS在描述现实世界时二维投影的不足被三维GIS所克服,当前,三维GIS已经由以前的科研展示或只能于某一特定领域使用,进步到了全面应用和易用阶段。国内外近年来涌现出了大量三维GIS软件,例如,Google Earth、iTelluro、GeoGlobe等。
二是组件式GIS。由组件式GIS采用了组件式软件和面向对象技术,将GIS各大功能模块之下的每个组件与非GIS组件集成,并由此形成了GIS基础平台及应用系统,其功能和使用便捷性得到了进一步的提升和发挥。这一技术上的进步代表了GIS当今的发展潮流。在全球较为著名的有:美国环境研究所 ESRI 推出的MapObjects1.2 、美国 MapInfo 公司推出的 MapX3.0等。除此之外,还有中国科学院地理科学与资源研究所的 ActiveMap。
三是WebGIS 。WebGIS是通过整合w w w技术、GIS技术及数据库技术,所建立的网络GIS。WebGIS的优点很多,一是功能多,可以使用通用型的浏览器进行查询和浏览,降低客户的技术与经济负担;二是具备良好的可扩展性,能够在WEB中与其他信息服务进行集成,可以灵活的进行GIS应用;三是可以实现一次编成,多处运行,WEBGIS这种跨平台的特性能够基于JAVA技术之上实现。
四是移动GIS。集GIS、GPS、移动通信技术于一身的系统即为移动GIS。移动GIS基于移动互联网为支撑,以北斗、GPS或移动基站为定位手段,以平板电脑或者智能手机为移动终端,成为GIS、WEBGIS之后新的技术热点,其在野外数据采集、定位、移动办公等方面的便利性和高效性,能够满足政府机构、企事业单位或个人在这方面的需求。
二、地理信息系统(GIS)发展趋势和存在的问题
(一) 未来地理信息系统(GIS)的发展方向
第一,网络化。就是在因特网上实现GIS的全面应用,包括网上,网上数据互操作,网上数据采集,网上数据管理与安全等,互联网GIS是当前GIS的一个重要发展方向;第二,标准化。目前,GIS软件采用的是不同的空间数据格式,在地理数据的组织上也表现出很大的差异性,所以只有在对地理信息系统的硬件、软件以及数据等进行标准化之后,才能实现GIS在更大范围内的有效应用;第三,商业化。主要指GIS在未来的数据商业化,数据既是GIS研究的对象,也是GIS的基础,因此,数据构成了GIS的核心价值,数据在商业应用中的价值使得GIS商业化成为未来的一大发展趋势;第四,系统多元化。目前不少企事业单位或个人购买GIS软件,由于其系统的独立性和不可分割性,只能把整个软件一起买下,但是在应用和需求上,其实只是需要其中的一部分功能,造成了一定程度的浪费。在未来,这种情况可能因为GIS仅作为各类专业系统中的某一部分存在而发生改变;第五,全球化、企业化、大众化。随着全球科学技术和GIS自身的高速发展,GIS可能会随着互联网的普及而大量应用于政府、企业或个人,最终成为国民经济和人民群众日常生活中不可或缺的一个部分;第六,系统集成化。未来GIS可能会和其他信息系统或服务系统进行整合,可以理解为在其他服务系统中融入GIS服务,也可以理解为在GIS中扩展其他信息服务,总之,这种整合了多种信息服务功能的集成化系统将是GIS发展的一个新方向;第七,结构组件化。如果将GIS看作是一个庞大的系统,那么这个系统在未来可以根据应用需要而分解成为各个GIS“元件”,通过对这些“元件”按照新需求进行组合,搭建成为新的系统,将为GIS的应用提供更大的便利,而这一目标,正是当前GIS研究的新方向。
(二) 当前存在的问题
不可否认,近年来,我国在地理信息系统研究上已经取得了很大的进步,其发展成果也非常惊人,在当前,GIS已经得到了非常广泛的应用。但是同时,也只有正视地理信息系统在发展中存在的问题,才能实现GIS更快更好的发展:第一,认识上的问题。当前,我国国内对于GIS的应用还局限在地质等领域,还停留在“点”上,从“面”上看,应用度还不够高,这说明我国政府对于GIS的重视程度还不够,在宏观上缺乏对GIS的战略规划,难以把GIS的建设推向一个新的高度;第二,人才问题。GIS作为现代科技的产物,要求具备一定数量的高端技术人才,才能推动其发展,从我国现状来看,不光高端技术人才缺乏,涉及GIS的从业人员数量也不足;第三,数据质量问题。由于采集的一些第一手数据还存在一定不确定性,另外数据更新速度还不够快,导致数据质量难以控制,给GIS建库带来了一定困难,成为当前制约GIS发展的瓶颈;第四,安全问题。互联网作为GIS传输的载体,在给数据传输带来便利的同时,也造成了GIS数据在安全上的问题,从目前情况来看,通过互联网传输GIS数据,其保密性还不够高;第五,网络建设对GIS的限制。其限制因素有,低带宽的网速无法为GIS的快速普及和应用提供保障,同时,网络及其附属产品的费用也会影响GIS的网上应用。
三、地理信息系统(GIS)发展前景展望
(一)GIS的高维化发展
GIS从以前的二维向现在的三维,最终会向多维的方向发展。例如,四维GIS指的是在三维GIS基础上加入时间维,或者是指在三维GIS基础上加入地形特征而构成。四维GIS在一些特殊情况下的应用可以为GIS的应用提供更为广泛的空间,在军事上,由于水灾、地震、滑坡等因素的影响,可能使局部地质条件在短时间内突然发生巨变,从而使得军事决策随之改变,四维GIS由于能够提供地形地貌条件,使得这些信息的获得具有更大的真实性和便利性。
(二) GIS的网络化、智能化与集成化发展
在未来,结合了专家系统、神经网络、遗传算法等技术的GIS,将会体现出更高的智能化特性,将更为广泛的应用于人们的日常生活之中,为解决城市规划、交通运输、生态环保等问题发挥更大更重要的作用。
四结束语:
地理信息系统在当前已经得到了快速的发展,其产业化发展方向已经形成,随着互联网的进一步普及以及相关技术的提高,地理信息系统在将来会朝着网络化、智能化、集成化的方向发展,将会更为广泛的应用于军事、国民经济以及人们的日常生活之中,深刻的影响着人们获取信息的方式。
参考文献:
[1]江彬,周荣福,许保瑞,徐海林,郑睿博,吴向楠.地理信息系统的应用及发展趋势[J].中国高新技术企业,2010(15):61-62.
关键词 计算机技术 GIS 信息化
中图分类号:TP3 文献标识码:A
GIS是地理信息系统的简称,它是由地理学、计算机科学、遥感测绘学、城市科学、环境科学、地球科学、空间科学、信息和管理组成的一种综合性学科。GIS通过计算机应用技术与地理空间分布数据的有机结合,在地球科学、工程设计、环境科学以及国防和经济领域为城市建设、企业发展以及国民经济发展提供管理和决策数据。
1 GIS技术的发展历程
上世纪六十年代,GIS技术首先在美国与加拿大出现,各国也相继投入了大量的精力对其进行研究,八十年代末,计算机技术的发展进一步推动了GIS 的发展,随着地理信息处理和分析技术的不断发展,GIS开始应用在资源、环境、电力、石油、国土资源、航空、急救、公安、城市建设和管理、灾害控制、国防军事以及其他与地理信息相关的各个领域。近年来,随着信息技术和计算机技术的进一步发展,数字地球模式开始走上历史舞台,GIS也在不断的深入和扩大中提出了新的挑战。
2计算机技术对GIS的发展有何影响
计算机是GIS技术的基础平台,并在其他相关设备的辅助下完成工作的。在计算机技术的推动下,空间技术、多媒体技术、数字测绘技术、虚拟实景技术、数据存储技术、以及计算机图形使三维处理技术飞速发展,航天技术的发展也对GIS的发展提供了极大的帮助,卫星互联网的建立彻底消除了数据通讯的限制,通过遥感卫星还可以对地面信息进行高光谱、高分辨率观测,短周期遥感卫星还可以提供对地实时扫描。所有这些技术的发展都为GIS更加广泛的应用创造了可能。但是当前的GIS已经不能完全满足数字时代和信息时代的要求,需要更进一步的发展。这就要求GIS有更加开放化、网络化、集成化以及空间多维化的功能特征。
3 GIS发展趋势
3.1开放式GIS的开放性
开放式的GIS是基于计算机技术和通讯技术下,根据不同的行业需求而建立的地理信息系统。不同的地理信息系统软件可以通过开放式GIS实现不同数据库中的信息共享。因此,现代化的数字信息技术要求GIS必须具备可互操作性、可扩展性、技术公开性、可移植性等特点。可互操作性是指不同的系统软件之间可以实现信息的无障碍交换;可扩展性是指GIS系统可以在不同的硬件设备上运行,硬件平台的性能决定了GIS的性能,并具备空间数据的分析处理能力;技术公开性则是指系统的源代码以及使用规范对用户完全公开;可移植性是指系统可以在不同的计算机上随时运行而不需要进行修改。
3.2虚拟GIS的虚拟现实
将虚拟现实技术与GIS相结合,就形成了虚拟GIS。当前社会的信息技术高速发展,催生出VR技术的发展,也就是虚拟现实技术,它可以完全模仿人在各种环境中的行为,实现人与计算机的信息交换。虽然现在还没有真三维可视化的软件系统,但是虚拟环境技术的发展,必将促进GIS的进一步完善。届时用户可以在计算机上自行处理真三维虚拟环境数据,更加有效地分析和管理空间实体。
3.3GIS与多媒体技术发展
在计算机平台上,将声音、图像、文字以及通讯有机的组合在一起,把信息用最直接的方式表达出来,给人最为直接的感知,这就是多媒体技术。多媒体技术的发展及广泛应用极大地促进了GIS的系统结构和功能的提升,彻底改变了GIS的应用模式。MGIS即多媒体地理信息系统可以运用更为丰富和灵活的表现形式将图文、声像和色彩等融合在一起,使GIS的应用领域和前景更为广阔。所以,在GIS领域运用多媒体技术是GIS 技术发展的必然,甚至会出现有更好集成能力的MGIS。
3.4集成化与3S技术的结合
地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)与全球定位系统(GPS)统称为3S技术。集成化技术与3S技术的结合是科学单独的细分学科向综合化发展的必然结果。全球定位系统(GPS)与遥感技术(RS)的综合集成是GIS发展的必然趋势,这种集成化的结果就是形成动态的实时GIS。GIS依靠GPS进行快速的定位和更新,又依靠遥感技术进行多光谱和多时相测绘,GIS还可以为GPS和RS提供语义和非语义的遥感影像数据信息。
4结语
当前社会,数字化信息技术飞速发展,计算机技术的发展和信息网络的形成为GIS即地理信息系统提供了更为广阔的发展空间,数字地球模式的出现使GIS成为人类生活中必不可少的信息服务平台,GIS也将为人类社会的发展提供全新的信息交流和共享方式。
参考文献
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[4] 段成刚. 试论计算机技术与GIS发展趋势[J]. 大众文艺(理论), 2008(10).
关键词:地理信息系统(GIS);3S系统集成技术;数字地理空间框架;数字城市
中图分类号:F291.1 文献标识码:A 文章编号:
一、 地理信息系统的发展简史
地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是以采集、存储、管理、描述地球表面及空间和地理信息的计算机系统,也是一种分析和处理海量地理数据的通用技术。
20世纪60年代初,加拿大测量学家Roger F.Tomlinson首先提出地理信息系统这一术语,并成功地建立了世界上第一个地理信息系统——加拿大地理信息系统(CGIS),用于资源与环境的管理和规划;稍后,北美和西欧成立了许多与GIS有关的组织与机构,如美国城市与区域信息系统协会(URISA)、国际地理联合会(IGU)地理数据收集和处理委员会(CGDPS)等等,这些组织与机构的建立极大地促进了地理信息系统知识与技术的传播和推广应用。
7O年代以后,由于计算机技术的迅速发展以及大型商用数据库系统的建立与使用,地理信息系统对地理空间数据的处理速度与能力取得突破性进展,其应用领域也在迅速扩大,从资源管理、环境规划到应急响应,从商业服务、区域划分到政治选取分区等,涉及到了许多不同的学科和领域。与此同时,世界上很多国家也相应制订了一些适用于本国地理信息系统的发展规划,并成立了一批政府性、学术性的机构来研究和发展地理信息系统.这段时间是地理信息系统全面发展的阶段。
进人9O年代,随着互联网技术的飞速发展以及国民经济信息化的不断推进, GIS开始逐步向网络地理信息系统(WebGIS)方向转化。WebGIS是将网络技术与地理信息系统二者有机地结合起来,充分发挥网络大范围传输的优势,来扩展地理信息系统的应用性能和服务空间。一个普通的地理信息系统用户只要熟悉网络,就可从Internet的任一节点上浏览WebGIS站点中的各种地理空间数据和属性数据,进行地理空间分析,并通过Internet实现地图和数据等资料的交互传输。
二、数字地球与数字城市
数字地球(Digital Earth)是近年来空间信息化发展过程中的重要概念,其定义为通过信息网络,人们能够任意造访地球上的某一地区,链接、调用大量的地理信息,使整个地球处于信息网之中。将地球上的信息数字化、标准化、智能化、网络化,成为人们可以共享的数据库。数字地球的概念最先由美国副总统戈尔于1998年在美国加利福尼亚科学中心演讲时提出,其实质是以地球为对象,以地理坐标为依据,具有多分辨率、海量和多种数据的融合,具有空间化、数字化、网络化、智能化和可视化特征的虚拟地球,是由计算机、数据库和通讯应用网络进行管理的应用系统。
“数字地球”是全球最大的信息化发展战略,很多国家和地区提出了具体的数字化战略。“数字城市”战略成为我国城市现代化发展过程中一个非常重要的计划。所谓数字城市,是充分利用数字化信息处理技术和通信网络技术,将城市的信息资源加以整合利用。数字城市是物质城市在数字化网络空间的再现和反映。数字城市具有全面模拟和仿真物质城市、以及网络化、智能化、互动等超越物质城市的特征。
三、 3S系统集成技术
3S是GPS(全球定位系统)、RS(遥感)、GIS(地理信息系统)的统称。GPS是Global Positionning System 的缩写,即全球定位系统。国际上普遍使用的是由美国政府所主导运用的卫星测位系统。该系统由距离地面20,200公里的24颗卫星组成测地网络,对地表面任何一点、线、多边形都可以进行全天候、高精度的定位、定性和定时。定位是通过三维坐标系统进行的。在定位的同时,通过地面的GPS信号接收器,记载物体的基本属性和测量时间,进行定性和定时,并且将其和位置信息转换成数字式信息进行存储和输出。
遥感技术利用物体具有的发射、反射与吸收电磁波的特性探测物体的质地和空间形状。早期的遥感探测主要是通过航空摄影来探测物体,二十世纪六十年代后,随着人造卫星技术的迅速发展,用于遥感探测的电磁波波段范围不断扩大,即从原来较单调的宽波段向微波、多波段扩展。遥感技术已经具备全天候对地实时高精度监测的功能。与GPS相互结合可以更加全面准确地把握地表景观的状态,并且为地理信息系统提供信息源。
GIS作为空间数据库管理系统,能够保存、管理从GPS、RS以及其它渠道获得的景观物质客体的空间与属性数据(空间数据包括矢量数据和栅格数据),通过叠加、邻近、网络分析认识和评价客体景观状态和景观作用过程的规律,预测景观发展变化和影响,数字模拟和展示虚拟现实。
四、数字地理空间框架的建设
国际上遥感、地理信息系统、全球定位系统等技术迅猛发展,我国国民经济信息化建设进程的加快和电子政务建设的全面铺开,对测绘保障能力和服务质量提出了新的要求,以区域地理空间框架为基础的“数字城市”地理信息共享平台的建设,为测绘事业迎来了一个难得的发展战略机遇。在数字地理空间框架建设的基础上,通过实行新的科学管理方法,使城市管理的区域达到精细化、管理部件的内容数字化,管理事件的处置精确化。实现城市管理由粗放型到集约型的转变,进而全面提高城市管理的效率、质量和水平。
数字城市以地理空间框架为定位基准,集成城市自然、社会、经济、人文、环境等综合信息,基于网络基础设施实现城市信息的广泛共享。数字城市地理空间框架既是一城市的空间基础信息平台,也是国家空间数据基础设施的基本组成部分。
“数字北海地理空间框架建设”项目于2007年获得国家测绘局批准纳入“国家测绘局数字区域地理空间框架建设示范工程”计划的第二批试点城市,完成了基础地理信息数据库管理系统、地理信息公共平台、三维城市系统等建设,于2011年9月通过国家级验收。“数字北海地理空间框架建设”,建成多尺度、多数据源、海量空间数据存储的数字北海基础地理信息数据库及管理系统,实现了从基础地理信息数据库到地理信息公共平台数据提取、加工、实体化处理以及电子地图制作的技术流程,完成了版、政务版、公众版地理信息公共平台数据的制作。实现了在线调用、零码组装、在线服务、二三维联动、二次开发和运维管理等服务方式,通过政务网为市政府和各部门提供地理信息服务。完成了三维数字城市地理信息系统建设,建立了基于市国土资源局电子政务的国土资源应用示范平台、北海市旅游信息管理应用示范平台,搭建了公众服务示范平台,实现了面向政府、部门与公众的地理信息服务。该项目的建成,形成北海市唯一、权威、通用的地理信息公共平台。
五、未来地理信息系统发展前景的展望
1.空间数据库的全面更新
GIS的空间数据分为图形数据和属性数据两种,一般的系统中都是将二者分开存储,即用矢量数据或栅格数据存储图形数据,而用关系数据库来存储属性数据,最后通过统一的标识码将二者连接起来,这样做虽然在数据的完整性、并发控制、完全恢复机制等方面具有一定的优势,但是无法实现图形与属性之间的双向查询。目前,一种利用扩展关系可以同时存储图形数据和属性数据的空间数据库Oracle Spatial正在研究当中,预计不久的将来,就可以实现在统一的数据库及统一的用户界面下进行数据的检索统计与分析的功能,来进一步加强地理信息系统数据整体的结合,从而带来空间数据库系统的全面更新。
2.高速率、高带宽的网络地理信息系统的普及
对于WebGIS来说,由于涉及到大容量图形数据的传输,过慢的网速将严重地限制其发展,增加带宽、提高网速成了WebGIS向前发展的一个亟待解决的问题。目前,在局域网方面,已经有一些高速网络技术被研制出来并投入使用,其中一个典型的例子就是新的ATM技术。它是在旧有的ATM技术经过改进之后,应用到WebGIS中,这项技术不仅可以为WebGIS提供高达622 Mb/s的传输速率,而且还可以根据用户的需要来分配带宽,因此特别适合于多媒体数据的传输。此外,FDDI技术的不断完善,不但可以支持从PC机到超级计算机范围的联网,而且在容错性和稳定性方面也具有了明显优势。在广域网方面,相关的技术也在不断地更新。
关键词 Web GIS 构建方案 技术 应用
中图分类号:TP393 文献标识码:A
0引言
GIS是地理信息系统(Geographic Information System)的简称,是一种在计算机软硬件支持下的空间数据输入、存储、检索、运算、显示、更新和综合分析的应用技术系统。经过三代软件的改进,形成了图像处理功能强大、支持大型数据库的信息系统平台。目前,最具代表性的新技术有:互联网GIS(Web GIS)、虚拟现实GIS(VR GIS)、组件GIS(COM GIS)等。Web GIS作为GIS的一大分支,本文将在理解该技术基本概念和特点的基础上,重点探讨基于各类构建方案的新应用。
1 Web GIS概述
21世纪是信息的时代,互联网技术的飞速发展正在改变着整个世界,互联网技术与诸多领域相互交融,成为了当今世界最大的信息网络。在此背景下,互联网技术为GIS提供了一种崭新的地理信息载体,开创了GIS与互联网相融合的重大革新。
互联网地理信息系统(Web GIS)是一种基于互联网平台、客户端运行于互联网上的地理信息系统,是地理信息系统基于互联网技术的新扩展。Web GIS通过互联网来连接多个主机、数据库以及终端来组成系统,具备服务端为客户端提供服务、客户端获取有效信息的功能结构。
Web GIS在结构上属于分布式地理信息系统模型,通过互联网可有效地实现分布式地理信息处理。主要由浏览器、服务器、编辑器、信息四部分组成。其中,浏览器可用于服务器连接点上各种地理信息数据读取;服务器可用于浏览器与服务器之间的交互;编辑器可用于各类空间数据的编辑与显示;信息直接提供数据库访问功能,空间网络化的关键部分。
2 Web GIS主要特点
与传统桌面或局域网GIS技术相比,简单来说,Web GIS是一种基于Web的GIS技术,具有以下主要技术优势:
(1)支持互联网标准。Web GIS支持互联网网络通信标准,可以实现与各种数据连接的功能,具有结构上的优越性,是实现所有需求的保证。
(2)分布式服务体系结构。该结构可在客户端和服务器端活跃执行进程,显著降低了宽带要求提高系统性能,有效平衡处理负荷。
(3)高效利用空间数据资源。该技术可充分调用GIS数据库,将其转换为自身所能使用的数据。同时将数据分散存储,对于降低负荷、加快访问速度、减少成本有很大帮助。
3 Web GIS构建方案
Web GIS具有开放的服务器和客户端结构,这使得客户端可以同时获取服务器端硬件资源和互联网数据资源等。依据属性数据的逻辑位置,可将Web GIS划分为服务器端和客户端两种解决方案。对于服务器端解决方案,主要是由服务器完成复杂的数据库任务,通过网络传输给客户端并显示出来;对于客户端解决方案,服务器通过发送客户程序来实现与用户的简单交互,操作方便灵活,但处理大型数据库能力有限。
目前,常见的Web GIS系统开发方法有:利用通用网关接口(CGI)技术构建系统;利用服务器端应用程序接口构建系统;利用plug-in插件技术构建系统;利用ActiveX控件和DCOM组件对象模型构建系统;利用Java编程语言构建系统。前两类构建方案主要运行于服务器平台,后面三类构建方案运行于客户端。基于上述五种技术方法构建的Web GIS系统平台在许多领域获得了很好的应用。
4 Web GIS的应用
由于Web GIS的重要性以及提供的巨大商机,地理信息系统软件商纷纷推出了各自的系统版本,且更新周期非常快。虽然各个软件生产商推出的Web GIS平台的实现技术不同,但是它们的体系结构和系统组织基本是一致的,都是由GIS浏览器、Web服务器、GIS服务器、数据库四部分组成。
其中国外具有代表性的Web GIS平台有ESRI公司的Internet Map Server(ArcIMS)平台、MapInfo公司的MapXtreme平台、Autodesk公司的Autodesk公司的Autodesk MapGuide平台、Intergraph公司的GeoMedia Web Map平台。国内以武汉吉奥公司的GeoSurf平台和国家遥感应用工程技术研究中心的地网GeoBeans平台最具代表性。
总之,Web GIS成功开拓了地理信息资源研究的新领域,有效提高了地理信息的共享化程度,为地理信息工作者们开辟了有效途径,是地理信息系统软件发展的必然趋势。
参考文献
[1] 梁红莲,刘登忠.GIS应用现状及发展趋势探讨[J].物探化探计算技术,2001(1).