地理信息系统的应用现状及发展趋势
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【摘要】随着计算机技术的快速发展，地理信息系统(GIS)技术日趋成熟，并在国防、城市规划、交通运输等关键领域发挥了重要作用。文章对GIS的相关问题进行了探讨。介绍了GIS的概念，分析了当前GIS的应用方向，并提出了GIS今后的发展趋势。
【关键词】地理信息系统 应用现状 发展趋势
中图分类号：C922 文献标识码：A 文章编号：
我国的地理信息系统则经历了20世纪70年代的准备阶段、80年代的试验起步阶段和其后的发展阶段，现在正处于持续发展、形成行业和走向产业化的阶段。地理信息系统的发展之迅猛、应用之广泛是其他地学学科不能望其项背的，目前几乎已经应用到所有涉及空间信息分析处理的领域中。
一、地理信息系统概述
地理信息系统(Geographical Information System，简称GIS)是2O世纪60年代创立并发展起来的一门新兴技术。它集地图学、测绘学、遥感学、环境学、空间科学、信息科学、管理科学及计算机科学于一体，是现代分析和处理海量地理数据的一种重要技术。不同的部门与应用领域，对GIS的定义也不尽相同。这些定义有的侧重于GIS的技术内涵，有的则强调GIS的应用功能。不论侧重那个方面，GIS实现地球系统科学研究工作的总体思路都是利用现代科技手段获取地球信息、利用数学方法进行各种信息之间的转换、预测和验证。实施这一思路的核心是计算机技术，基本技术是数据库、地图可视化及空间分析，主要研究内容是地球系统内的信息流，并以资源环境为主要研究和服务对象。这是GIS不同定义的共性。与其它信息系统相比，其强大之处是能处理空间分布数据。它将空间数据与属性数据结合起来，经现代计算机技术分析、处理之后，结果以图、表或曲线等形式反映出来，提高了人们的认识能力和信息处理能力，为科学管理和决策提供了重要手段。
地理信息系统的基本特性
所有的相关信息均按特定的坐标系统进行严格的坐标定位，对空间数据和属性数据进行统一的存储和管理。
将多源的空问数据和统计数据进行分级分类、规范化和标准化，并进行标准化编码，使其适应计算机输入输出的要求，便于进行社会经济和自然资源、环境要素之间的对比和相关分析。
具有图形与数据双向查询检索的基本功能。即，既可实现图形查属性，又可实现属性查图形，并可提供用户需要的空间分析数据。
向用户提供空间数据多因素空间分析、复合评价、预测预报和模拟优化等技术手段。
应用现状
GIS的应用范围十分广泛，凭借其博才取胜和运筹帷幄的优势，它已成为国家宏观决策和区域多目标开发的重要技术工具。
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。
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(通过分析土地利用图、地形图以及现有道路网等多种空间数据，定出公路最终线向)、道路管理，主要是指动态分段管理(在数据库中记录道路的每种属性的起点到道路原点的距离，并不是真将道路切断存储，适合于动态的分析)、流量和路径分析(包括道路网络分析和最短路径寻找等)。
3、灾害的评估、预测与防治。主要指自然灾害和人为作用所造成灾害影响的评估与防治，利用GIS技术，对灾害进行监测、评估、预报、抗灾及应急救援、灾害保险、灾后恢复等工作。例如1986~1996年，美国利用GIs技术，先后进行了加利福尼亚、哥伦比亚和克罗拉多等地的地质灾害评价和灾害致损的风险性评估工作。该国还于1 989年在核废料处理地点选择过程中，利用GIS系统综合分析了棱废料处理场所对水文、人口、交通以及保存条件等因素的基本要求，为有关部门决策提供依据。
4、GIS在城市规划、城市管理中的应用。城市规划与管理涉及到大量的组成要素，包括人口、交通、资源、环境、经济、金融等，利用GIS数据库管理将这些信息纳入城市的统一系统中，通过GIS功能进行城市和区域多目标的开发和规划。国外城市GIS已十分普遍，近几年，我国( IS技术在城市建设电取得了一定的成效。我国目前已有近500个大小不等的城市，大城市数量居世界前列，许多城市如北京、上海、天津、深圳、已经建立了较为完善的城市GIS管理系统，其他城市如常州、海口、沙市、洛阳等也开始筹建城市GIS，为提高城市管理水平，促进城市发展起到巨大作用。
5、GIS应用于在水文与水利方面。利用GIS可以研究河流治理、水污染、洪水安全保障等问题。GIS技术与传统方法相比，具有信息量大、速度快、思维可视化等优点，利用水情信息、水库信息、雨量信息含沙量信息等，可有效解决水文模型研究中长期以来存在数量不足和信息量不丰富的问题，丰富了水文地质研究内容，提高了水文模型的预报和估算精度。我国这方面的应用研究主要有黄土高原小流域动态监测信息系统研究，河流域区域治理和开发信息。
四、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、GIS与虚拟现实技术结合。虚拟现实技术是一种十分逼真的模拟人在自然环境中视、听、动等行为的人机交互系统，它通过专用设备，使用户的视、听、触等生理官能在计算机生成的三维仿真虚拟环境中感受周围的虚拟物体，使用户有身临其境之感。葡时，虚拟现实技术是对多媒体技术的进一步完善与发展，它能将世界空间信息通过虚拟环境得到更真实的反映与显现。目前虚拟现实技术已在军事、教育、艺术等领域得以应用。
GIS的可视化。随着GIS应用领域的不断扩大，普及程度不断提高，人们对GIS的操作界面和结果的可理解性，提出了越来越高的要求。可视化技术是改善操作界面、提高结果可理解性的有效手段。可视化就是运用计算机图形图象处理技术，将复杂的科学现象或规律，甚至十分抽象的概念图形化，使人们便于理解现象、发现规律。因此，可视化技术在GIS中的应用，一直是GIS开发人员和技术专家们所关心的问题。
随着计算机软硬件技术、网络技术、多媒体技术、通讯技术的发展，必将推动GIS的发展。众所周知，GIS已成为“数字地球” 的核心技术，不仅如此，它必将进入各行各业乃至千家万户，为人们生产、生活、学习和工作提供地理信息服务。
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