GIS的应用与发展的探讨

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fuqinfeng
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  摘要:文章通过对GIS的概念进行阐述,对当前GIS的研究状况和应用方向进行了分析,并提出了GIS今后的发展趋势。
  关键词:地理信息;GIS;应用;发展
  中图分类号:C952文献标识码: A
  引言
  GIS以地理空间数据库为基础,交叉了地理学、测量学、计算机科学以及地图学等多门学科,通过采用地理模型分析方法将多种空间的和动态的地理信息适时提供给工作人员,为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。现阶段,GIS的应用领域在不断扩大,甚至已延伸到了企业信息化的过程中。
  一、地理信息系统概述
  GIS的全称是地理信息系统,这是一种特定的十分重要的空间信息系统,它是一个在计算机硬件、软件支持下,对整个或部分地球表层空间中的地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、模拟、分析、显示和描述的系统,兼具“工具”、“资源”和“学科”三大属性。其“工具”属性是指为人们采用数字形式表示和分析现实空间世界提供了一系列空间操作和分析方法;“资源”属性是指将单一分散的数据资料和科学积累集成起来,成为研究和解决空间问题所需的综合信息资源。“学科”属性是指其有着相对独特的研究对象和技术体系,正在逐步地发展形成一门关于空间信息处理分析的科学技术。
  经过了近半个世纪的发展,GIS理论与技术已经相当成熟,并且得到了广泛的应用。在资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、交通运输、水利电力、农林牧业等领域,GIS的作用和贡献十分显著。
  二、地理信息系统的发展现状
  地理信息系统发展是从60年代的探索时期,70年代的发展时期,80年代趋于成熟,到90年代开始普及与应用,然后逐渐步入用户时代。社会对GIS的认识普遍提高,需求大幅度增加,GIS已经成为许多机构(特别是政府决策部门)必备的工作系统。GIS理论和技术得到了迅速发展,尤其是GIS、RS(遥感)和GPS(全球定位系统)结合的3S技术,有力地推动了GIS的发展。RS是GIS重要的数据源,GPS为GIS则提供了空间定位信息,GIS利用这些数据和信息完成管理和分析功能。
  目前,GIS在我国逐渐得到了普及应用,服务领域不断扩展,也获得了广泛的认可。但从技术实现方面看,大多数的GIS都是在现有的成熟技术上进行的开发,对新技术的追求力度还远远不够。例如,GIS开发者大多关注于如何实现空间查询,或者如何提高查询效率,但是却忽视了从查询结果中用户能得到什么样的结果,对用户有什么帮助,这时,GIS开发者是否可以借助智能专家系统来深入分析查询结果,提供更有价值的信息。再者,从数据可视化方面看,GIS开发者可能更多地追求传统的矢量和栅格数据的调度与展示,但是却也忽视了多媒体、动画、三维、虚拟现实等这些更现代的表现形式,以及多点触控、光电感应和重力感应这些逐渐兴起的操控方式。最后,从系统应用方面看,大多数GIS还不能够真正做到面向市场的企业级GIS,功能实现上也往往是常规的大众化的应用功能,没有能够从用户角度出发来完成某一领域内的深层次开发。
  三、地理信息系统的应用
  1、GIS在资源环境管理中的应用
  资源清查是地理信息系统最基本的职能。利用GIS的分析和统计功能,提供资源环境管理的各种基本信息,并通过对应用模型的建立,为政府的决策提供依据和帮助。该系统通过收集耕地面积、湿地分布面积、季节洪水覆盖面积、土壤类型、专题图件信息、卫星遥感数据信息,建立了潜在的威斯康星地区的土壤侵蚀模型,据此,探讨了土壤恶化的激励,提出了合理的改良方案,达到对土壤资源保护的目的。
  2、GIS在道路交通管理中的应用
  近年来,GIS在交通方面的应用得到了广泛的重视,并形成了专门的交通地理信息系统GIS-T,以满足道路交通管理方面的要求。GIS在交通管理方面的应用主要有路廊设计、道路管理,主要是指动态分段管理、流量和路径分析。
  3、GIS在城市规划中的应用
  通过地理信息系统将城市数据信息归并到一个统一的系统中,然后进行城市与区域的开发和规划,包括城镇总体规划、城市建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公共设施配置,以及城市环境的动态检测等。这些功能的实现是以地理信息系统的空间搜索方法、多种信息的叠加处理和一系列分析软件加以保证。
  4、GIS在灾害监测中的应用
  利用地理信息系统,借助遥感遥测数据,可以有效地进行森林火灾的预测预报、洪水灾情监测和洪水淹没损失的估算,为球在抢险和防洪决策提供及时准确的信息。如在地震灾害中利用遥感遥测数据和实地统计数据,通过GIS技术建立灾情发布系统,在疾病监测、重点基础设施保护、应急指挥与管理、移动和车载制图、资源跟踪和管理、灾害损失估计以及相关信息的发布等功能的实现,为抗震救灾做出相应的贡献。
  5、GIS在医疗卫生中的应用
  地理信息系统在医疗卫生中的应用主要包括两个方面:一方面是GIS与流行病研究;另一方面是GIS与医疗设施分布。其中GIS与流行病研究主要是应用于对流行病的数据可视化、空间数据分析以及流行病模型的建立。GIS与医疗设施分布中,应用于医疗设施规划,通过分析由调查统计获得的数据,并对其进行社会经济分类,然后建造合理的小社区诊所。GIS在医疗卫生中的另一个重要应用就是将上述两个方面结合起来,建立空间决策支持系统。该系统包括对流行病分布情况、医疗设施的分布情况进行可视化表达,以及对感染人群的流向等方面的控制,为流行病的防控提供决策支持。
  6、GIS在军事和国防中的应用
  现代战争的一个基本特点就是与“3S”技术的紧密结合,从战略构思到战术安排各个环节。通过遥感遥测等手段获得数据,然后利用地理信息系统对获得的数据进行分析和处理,再结合全球定位系统对目标攻击点进行定位。
  四、地理信息系统的发展趋势
  1、GIS网络化
  对于GIS的发展,计算机网络技术是起到质变作用的重要技术。万维网的发展给GIS数据在更大范围内的发布、出版、获取和查询提供了有效可行的途径。网络浏览器的使用从视觉上给提供和使用地理数据的人们带来了方便。地理数据不仅可以按照地理位置、专题内容、生产机构、使用价格等进行搜索,甚至可以直接在网上进行数据的各类空间操作,使用网络提供的各类模型进行模拟,直接产生新的数据结果,真正地实现“网络就是计算机”这一新的概念模式。
  2、GIS标准化
  GIS发展到今天这个规模,能够在各种领域得到使用,使人们不断意识到软件、硬件、数据等要素进行必要的标准化才能实现更有效、更广泛地对GIS的使用。其中内容可能包括GIS的各个组成部分、各个操作过程、各种数据类型、软件硬件系统等。标准化真正实现将使人们能在一个共同理解的基础上共享信息和资源。
  3、数据商业化
  地理数据的开发、更新和维护既费时又费力,在GIS界曾经有认同结果,GIS硬件、软件和数据的造价比是1︰10︰100,所以如何更有效地生产和维护地理数据将会是GIS未来面对的主要挑战之一。
  4、系统专门化
  目前,GIS软件和系统还是作为一个整体独立存在。许多软件提供全面的GIS功能,可以在任何一种需要GIS的部门使用,没有具体专业领域的限制;而从使用机构的角度来看,很多机构都只需要GIS软件中的部分功能。软件的部件见化是这个趋势的前兆,也为GIS软件的专业化做了必要的准备。将来的各类应用系统中,GIS可能会作为一个必备的部件存在。
  5、GIS全球化
  网络技术的发展缩小了世界的空间,使人与人之间的距离也缩短了。在这个环境里,GIS越来越发展成为一种有效的工具来帮助人们了解他们所生存和依赖的自然条件状况和社会变化状况。GIS的标准化也将进一步促进它在国际范围内的推广和使用。
  6、GIS大众化
  GIS不仅在国际舞台上已经越来越受到人们重视,甚至在人们日常生活中也起到了越来越重要的作用。在GIS界有人曾经说过,全球80%的人都离不开GIS,所以GIS的大众化是不可避免的。
  结束语
  近年来,随着GIS(地理信息系统)理论与技术的不断发展,GIS的应用日益广泛,其在地学学科中大规模的应用和全面发展,同时也涉及到所有空间信息分析处理的领域中。因此,着重对地理信息系统的应用与发展进行研究是非常重要的。
  参考文献
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