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GIS技术的研究现状及未来发展趋势

摘要:GIS是随着计算机技术发展而形成的一门新兴技术,其应用程度和范围也
随之渗透、延伸,得到了人们的广泛关注。该文综述了地理信.息的发展现状,从多个
角度分析当前GIS技术发展存在的不足,并在此基础上研究分析了GIS技术的未来
发展趋势。

关键词:GIS研究现状发展趋势

0引言

随着计算机技术的飞速发展、空间技术的日新月异及计算机图形学理论的日渐
完善,GIS(GeographicInformationSystem技术也日趋成熟,并且逐渐被人们所认识和
接受。近年来,GIS被世界各国普遍重视,尤其是“数字地球”概念的提出,使其核心技
术GIS更为各国政府所关注。目前,以管理空间数据见长的GIS已经在全球变化与
监测、军事、资源管理、城市规划、土地管理、环境研究、农作物估产、灾害预
测、交通管理、矿产资源评价、文物保护、湿地制图以及政府部门等许多领域发
挥着越来越重要的作用。当前GIS正处于急剧发展和变化之中,研究和总结GIS技
术发展,对进一步开展GIS研究工作具有重要的指导意义。因此,本文就目前GIS技
术的研究现状及未来发展趋势进行总结和分析。

1GIS研究现状及其分析

1.1GIS研究现状

世纪90年代以来,由于计算机技术的不断突破以及其它相关理论和技术的完善,
GIS在全球得到了迅速的发展。在海量数据存储、处理、表达、显示及数据共享
技术等方面都取得了显著的成效,其概括起来有以下几个方面[1]:①硬件系统采用
服务器/客户机结构,初步形成了网络化、分布式、多媒体GIS;②在GIS的设计
中,提出了采用“开放的CIS环境”的概念,最终以实现资源共享、数据共享为目标;
③高度重视数据标准化与数据质量的问题,并已形成一些较为可行的数据标准;④

面向对象的数据库管理系统已经问世,正在发展称之为“对象--关系DBMS(数据库
管理系统”⑤;以CIS为核心的“3S”技术的逐渐成熟,为资源与环境工作提供了空
间数据新的工具和方法;⑥新的数学理论和工具采用CIS,使其信息识别功能、空
间分析功能得以增强等等。

在GIS技术不断发展下,目前GIS的应用已从基础信息管理与规划转向更复杂
的区域开发、预测预报,与卫星遥感技术相结合用于全球监测,成为重要的辅助决
策工具。据有关部门估计,目前世界上常用的GIS软件己达400多种[2].国外较著
名的GIS软件产品有[3]:AuoTODesk系列产品、ARC/Info、MapInfo及其构件产
品、Intergraph、Microstation等,还有Web环境下矢量地图发布的标准和规范,如
XML、GML、SVG等等。我国GIS软件研制起步较晚,比较成熟的测绘软件主
要有南方CASS,MapGIS,GeoStar,SuperMap等。尽管现存的GIS软件很多,但对于
它的研究应用,归纳概括起来有二种情况:一是利用GIS系

统处理用户的数据;二是在GIS的基础上,利用它的开发函数库二次开发用户专
用的GIS软件。目前已成功应用包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区
域规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的
一百多个领域。在美国及发达国家,GIS的应用遍及环境保护、灾害预测、城市规
划建设、政府管理等众多领域。近年来,随着我国经济建设的迅速发展,加速了GIS
应用的进程,在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业等领域发挥r重要的
作用,取得了良好的经济效益和社会效益。

1.2当前GIS发展存在的主要问题

基于以上GIS技术现状研究,本文分析认为GIS技术在模型、数据结构等方面
存在着不足,一定程度上制约了GIS技术的发展。

(1数据结构方面存在的问题

目前通用的GIS主要有矢量、栅格或两者相加的混合系统,即使是混合系统实
际上也是将两类数据分开存储,当需要执行不同的任务时采用不同的数据形式。在
矢量结构方面,其缺点是处理位置关系(包括相交、通过、包含等相当费时,且缺乏
与DEM和RS直接结合的能力。在栅格结构方面,存在着栅格数据分辨率低,精度
差;难以建立地物间的拓扑关系;难以操作单个目标及栅格数据存贮量大等问题
[4]。

(2GIS模型存在的问题

传统GIS模型是按照计算机的方法对客观世界地理空间不自然的分割和抽象,
使得人们认知地理空间的认知模型与计算机中的数据模型不能形成良好的对应关
系,难以表达复杂的地理实体,更难满足客观世界的整体特征要求。在GIS软件开
发中,如果语义分割不合理,将难以有效表达地理空间实体间的关系,这就导致较深
层次的分析、处理操作难以实现。随着GIS应用需求领域的不断开拓及计算机技
术的迅速发展,对空间数据模型和空间数据结构提出了更高的要求,使得传统的地理
空