2023年7月1日发(作者：)

GIS的发展和前景

GIS技术的迅猛发展使得有更多的人在接触和使用她。就在几年前GIS还是一个陌生的名词，而今，电子地图、基于Internet的公共多媒体导购导游系统，汽车GPS自导航系统等等，这一切都使地理信息的需求激增。本学期我们专业开设了《地理信息系统》这门课程，通过对这门课程的学习，我学到了很多知识，以下是我对GIS的理解。

1. GIS的概念

GIS(Geography Information System，地理信息系统)，是一种决策支持系统，它具有信息系统的各种特点。有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。是融合计算机图形和数据库于一体，存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机地结合起来，根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户，满足城市建设、工程勘测、施工及人们对空间信息的要求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。其中GIS中“地理”的概念并非指地理学，而是广义地指地理坐标参照系统中的坐标数据、属性数据以及以此为基础而演义出来的知识。

2. GIS具有以下三个方面的特征：

第一，具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性。

第二，由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。

第三，计算机系统的支持是GIS的重要特征，因而使得GIS能以快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。

3. GIS的发展过程

3.1 国外GIS的发展

（1）GIS的开拓期（60年代）：1963年，加拿大测量学家son首先提出了GIS这一术语，并建立了世界上第一个实用的GIS——加拿大地理信息系统（C GIS），用于自然资源的管理和规划。 这一时期，GIS发展的另一显著标志，是许多有关的组织和机构纷纷建立，例如1966年美国成立城市和区域信息系统协会(URISA)，1969年又建立州信息系统全国协会(NASIS)，国际地理联合会(1GU)于1968年设立了地理数据收集和处理委员会(C GDSP)。这些组织和机构的建立，对于传播GIS的知识和发展GIS的技术，起了重要的指导作用。

（2）GIS的巩固发展期（70年代）：由于计算机技术及其在自然资源和环境环境数据处理中的应用，促使GIS迅速发展。

（3）GIS技术大发展时期（80年代）：由于大规模和超大规模集成电路的问世，推出了第四代计算机，特别是微型计算机和远程通讯传输设备的出现为计算机的普及应用创造了条件，加上计算机网络的建立，使地理信息的传输时效得到极大的提高。GIS的应用领域迅速扩大，从资源管理、环境规划到应急反应，从商业服务区域划分到政治选举分区等，涉及到了许多的学科与领域。

（4）GIS的应用普及时代（90年代）：国家级乃至全球性的GIS已成为公众关注的问题，例如GIS已列入美国政府制定的“信息高速公路”计划，美国副总统戈尔提出的“数字地球”战略也包括GIS。毫无疑问，GIS将发展成为现代社会最基本的服务系统。

推荐精选 3.2 国内GIS的发展

20世纪70年代末80年代初，中国开始研究与应用地理信息系统，以1980年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个GIS研究室为标志。中国的GIS研究与应用大体分3个阶段：

（1）第一阶段，从1978～1980年为准备阶段，是GIS软件从无到有、从原型到产品的阶段。主要是舆论准备，队伍组建，开始GIS的启蒙研究。由于各种条件，包括自身理论和实现技术的不成熟和IT 技术的限制，这一阶段的GIS软件存在许多不足，其基本技术特点为:

①以图层作为处理的基础：当时GIS系统中空间数据的主要来源是纸质地图的数字化，在GIS的数据模型中，图层处于中心地位。定义某一地理轮廓，在此范围内的相关(专题)空间数据组成图层，同一图层的空间数据存放在一个文件之中。空间定位与量算以图廓范围内的平面笛卡尔坐标系为基础，操作局限于当前图层内。利用计算机技术可以计算空间实体之间的拓扑关系，实现同一区域内各种专题数据的叠置、影响区域分析(缓冲) 和线状实体的路径分析。但是，各类查询与计算只能在同一图层中进行。

②以系统为中心：当时的GIS软件空间数据各自有自己的数据格式，自成系统，不同的GIS系统基本上没有联系。与其他的软件工具，例如MRP软件、CAD软件等在数据和程序上不存在集成关系。

③单机、单用户：由于IT 技术的限制，当时的GIS系统只能在单机上运行，尽管在后期X 协议和X 终端已经普遍使用，但由于不能描述空间数据及其操作，这时的GIS软件无法实现分时操作模式。

④全封闭结构，支持二次开发能力非常弱：当时的GIS只提供功能极其有限的供查询和计算的自定义语言，与数据库、通用的编程语言没有建立联系。用户只能按照已经开发好的应用系统功能接口操作，或者联机地、一步一步地完成自己预定的计算任务，而无法连贯地、批量地实现复杂的自定义应用功能。

⑤在主要实现技术上，以文件系统来管理空间数据与属性数据：GIS中的数据分为空间数据和属性数据两类。空间数据描述空间实体的地理位置及其形状；属性数据则描述相应空间实体有关的应用信息。由于当时数据库管理系统只能管理结构化数据，对空间数据这样的非结构化数据无法进行定义、管理与操纵，GIS软件只能在文件系统中自行定义空间数据结构及其操纵工具。 由于最初关系型DBM S不够成熟与普及，对属性数据这样的结构化数据，也放在文件系统中进行管理，空间数据、属性数据两者之间通过标识码建立联系。

⑥应用领域基本上集中在资源与环境领域的管理类应用。

（2）第二阶段，从1981～1985年为起步阶段，是GIS软件成熟和应用快速发展的时期。主要对GIS进行理论探索和区域性实验研究，并制定国家GIS的规范，并进行信息采集、数据库模型设计。1985年国家资源与环境信息系统实验室成立。这一阶段，GIS软件作为一种软件工具，理论与技术已经基本成熟。由于其具备空间数据操纵能力，在应用中受到青睐，应用领域迅速扩展。这个时期，网络技术已经成熟并广泛应用，巨大的应用前景也对GIS软件提出了各种各样的要求，GIS软件实现技术得到了迅速发展。但是，GIS的基本技术体系仍然没有发生根本的变化，其技术特点为:

①以图层作为处理基础：由于空间数据模型没有根本的变化，以图层为处理基础的模式依然没有变化。对属性数据的查询可以在数据库范围内进行，但对空间数据的操作仍然限制在同一图层之内。在GIS应用系统事先定义的应用功能以外，大量的应用问题求解只能采用人工的步进操作方式。

②引入网络技术，多机、多用户：由于这一阶段网络技术已经成熟，应用范围迅速扩大，GIS软件也转向多用户和Client/Server 结构。但是，由于空间数据组织和存储模式没有根本变化，Client与Server的关系基本上属于空间数据文件下载和回送的关系，基本的空间数据处理功能在Client端实现。其是一种推荐精选 典型的推荐精选 “胖Client”类型。Server只作空间数据的服务器使用，以N FS 技术为基础，只能实现一种Device-Shared的C/S结构。

③以系统为中心：GIS应用系统仍然是自成体系，不同系统之间空间数据的交换能力有所提高， 并以数据转换为主要手段。由于属性数据利用商用DBM S来管理，因此可以利用标准的结构化查询语言来进行操纵，通过属性的综合查询结果显示相应的空间图形，数据操纵能力有所增强。另一方面，可以以属性数据库为纽带与其他系统建立联系，与其他系统的集成能力略有增强，但仍然比较弱。

④支持二次开发的能力有所增强：由于通用编程语言的编程环境逐渐完善，GIS提供的应用编程接口(API)可以嵌入应用系统的程序，例如，系统定义的GIS功能程序可以以库函数的形式出现， 通过“Include”方式供应用程序调用。这一阶段的GIS系统支持二次开发的能力有所增强，但灵活性仍受到较大的限制。

⑤以商用DBM S管理属性数据，但空间数据：仍用文件系统管理这一阶段的GIS软件用商用DBM S 管理属性数据，但仍用文件系统管理空间数据，空间实体位置与其属性通过标识码建立联系。这样，就可以利用商用DBM S提供的强大数据管理功能，数据管理能力大有提高，特别是为建立空间数据库的工作提供了许多方便，建库能力大有提高。但是，涉及空间数据的管理与操纵仍然无法利用商用DBM S提供的强大功能。

⑥应用领域开始有较大范围的扩展，但基本上是管理类应用：引入空间数据的优越性越来越为人们所认识，GIS的应用范围迅速从资源环境领域向外扩展。城市规划与公用设施管理；电力、电信管理；交通管理等许多领域成为GIS应用的新热点。规划、布点、选址、路由选择等分析决策应用开始出现，但基本上还是以管理类应用为主。

（3）第三阶段，是从1986年到1990年，为全面发展阶段，GIS的研究被列入我国“七五”攻关课题，并且作为一个全国性的研究领域，已逐步和国民经济建设相结合，并取得了重要进展和实际应用效益。 这一阶段IT技术的突出进步是网络技术特别是Internet在全球的普及以及面向对象软件方法论和支撑技术的成熟，为GIS软件的技术进步注入了新的活力。GIS逐渐渗透到人类生活的各个方面，迎来了GIS应用高速扩展的时期。大量的应用要求驱使GIS软件技术快速发展，开始具备作为应用集成平台的能力。其基本技术特点为:

①仍然以图层为处理的基础，但面临不断演化虽然空间数据的存储引入了新的技术，但空间数据模型仍然没有很显著的变化。商用DBM S (如Oracle、Info rmix、DB2、SQL SERVER等) 相继实现了对空间数据的管理，尽管还不够完善，空间数据的管理手段还是有了明显的提高。但是，由于DBM S对空间数据的操纵手段还比较原始和初等，加上GIS在设计思想上没有突破地图的限制；适合空间数据处理的中间件相当缺乏，因此以图层为处理基础的局面并没有得到根本的变革，Client端上空间处理仍然以图层下载为主要桥梁。但是，随着GIS应用的多样化，以图层处理为基础所带来应用上的不便与弊端为越来越多的人们所认识， 新的处理模式正在酝酿与试探之中。

②引入了Internet技术，开始向以数据为中心的方向过渡，实现了较低层次的(浏览型或简单查询型)的B/S 结构由于Internet技术和Web技术的成熟与大规模普及应用，GIS开始面向传统行业和广大民众，并逐渐向以数据为中心的方向过渡。Web GIS走向成熟，已经成为GIS应用的一种重要方式，空间信息应用的B/S 结构已经出现。但是，由于对空间数据的操纵手段比较弱，难以实现复杂的一体化操作。目前这类系统基本上是浏览型或功能相对简单的查询型系统。完全操作型的系统尚未出现。推荐精选 ③开放程度大幅度增加，组件化技术改造逐步完成面向对象软件方法论的成熟，体现面向对象的软件开发工具逐渐普及。其中最突出的是软插件技术，软件系统组件化已经成为一种趋势。国外主要的GIS软件在20世纪90年代中期开始进行组件化改造，并在20世纪末相继完成。这样，GIS软部件可以与主要的跨平台编程工具结合，作业控制语言可以在软部件基础上组织复杂应用，GIS软部件也可以作为各种应用软件的功能部件出现。至此，GIS软件的开放性大幅度提高， 融入了主流软件，实现了跨平台运行的夙愿。

④逐渐重视元数据问题，空间数据共享、服务共享和GIS系统互连技术不断发展GIS软件的广泛应用，空间数据和GIS服务功能的共享提到了重要的议事日程。属性数据的共享由于ODBC的出现已经解决，不同GIS系统之间空间数据的共享已经不满足于数据的互相转换，空间数据的元数据问题受到越来越多的关注，

GIS功能标准化的问题也倍受重视，不同GIS系统之间互操作成为突出的问题。 开放GIS组织(ODC)提出了开放地理信息规范(OPEN GIS)，旨在解决空间数据的继承、共享以及地理操作的分布与共享，对GIS开发平台提出了更高的要求。可以预计，各类空间数据引擎、适应多种GIS软件的功能代理会在较短的时间内出现。OPEN GIS(应该还会有改善和提高)就像ODBC之于数据库，将成为空间数据操作的统一标准。

⑤实现空间数据与属性数据的一体化存储和初步的一体化查询，并将不断完善第三代GIS软件实现了用商用DBM S实现空间数据和属性数据的一体化存储和初步的一体化查询提高了，空间数据的操纵能力。多源空间数据仓库技术也将在未来两三年内逐渐成熟。但是，由于目前对空间关系的理解和表达形式还没有一个完整的、确定的框架，空间信息的完整性、一致性研究有待深入，目前的空间数据、属性数据一体化查询语言还比较初等，表达能力还比较弱，完善和提高尚需时日。

⑥应用领域迅速扩大，应用深度不断提高，开始具有初步的分析决策能力：随着GIS应用需求的急剧扩大，大量的LBS(Location Best Service)应用为GIS注入了新的活力，开拓了广阔的市场；GIS进入AM/ FM领域导致出现异步更新的协同工作环境。各类分析决策需求、甚至三维应用要求也摆在应用开发的面前。

第三代GIS软件一般将此类应用问题放在应用层面来解决，在没有探索出一种公共模型的情况下，这种做法不失为有用之道。但是，这必然是就事论事，缺乏一般性。在数据挖掘已经广泛使用的今天，完整意义下的空间数据挖掘还没有出现， 更多的是对属性数据进行挖掘，辅以简单的空间显示。

自20世纪90年代起，地理信息系统步入快速发展阶段。执行地理信息系统和遥感联合科技攻关计划，强调地理信息系统的实用化、集成化和工程化，力图使地理信息系统从初步发展时期的研究实验、局部应用走向实用化和生产化，为国民经济重大问题提供分析和决策依据。

4. GIS存在的问题以及原因

4.1 目前GIS软件存在的主要共性问题包括：

(1)以图层为处理的基础，处理能力，尤其是大范围、跨图幅区域灵活处理能力较弱。由于目前GIS软件不能实现跨图幅的计算，多图幅的空间运算必须首先将涉及的图幅拼成一个新的图幅后才能进行，批量运算的能力大受限制。

(2)二维的空间数据组织与管理，限制了应用范围。目前GIS空间数据模型及其操作的设计在空间上是面向平面二维结构的，实质上并没有三维处理的能力。实际应用中对出现的三维问题或是针对具体问题通过在属性数据中定义附加数据项针对具体问题进行处理，或是采用三维实体表面造型的方法解决类如地形地貌的表现问题，处理能力非常有限。推荐精选 (3)静态、单时相空间数据组织与管理，限制了分析决策事务的实现。GIS延续了地图处理的模式，只能处理单时相的空间数据，虽然可以有一定的地域分析处理能力，但对于涉及空间数据挖掘，例如切片、钻取等以探索动态的变化趋势寻求发展规律等分析决策事务显得无能为力。

(4)空间数据尺度割裂，单一比例尺数据处理，不同尺度空间数据的互动关系弱。比例尺是地图的基本属性，GIS沿袭处理地图的模式，只能进行单一比例尺空间数据的处理，甚至将为地图出版而进行的地球表面投影平面化处理结果作为空间对象存储的基础。不同尺度的空间数据之间基本上没有互动关系，同时， 也将长期以来困扰地图处理的许多问题带入了GIS。

(5)基本上以系统为中心，不同系统之间壁垒比较分明，数据共享与服务共享困难。在三十多年的时间里，形成了许多GIS软件，他们在不同的环境中独自发展，有自己的文化背景、领域背景和技术背景，形成了自己的数据模型和功能组织结构。虽然在功能闭包和问题描述能力方面大同小异，但实际操作上差别甚大，加上内部空间数据组织互相保密，形成了不同的壁垒，为数据共享和服务共享增加了许多困难。

(6)影象数据管理与处理能力弱， 跟不上大规模快速数据获取技术的发展。 目前，大部分GIS软件处理矢量空间数据的能力较强，但影象数据的处理能力很弱，空间实体的识别和处理几乎不能自动进行。影象数据在GIS中基本上只能起到表面覆盖和场景渲染的作用，没有两者之间的互动关系，其不能形成一体化处理的能力。

(7)空间事务处理组织能力弱。由于对空间实体之间的关系缺乏完整的描述框架，在GIS空间数据模型与组织方面存在不少问题。事务处理时空间实体的封锁粒度甚难把握，基本上采用图层封锁的办法，难以组织有效的原子事务和嵌套事务机制，直接影响了GIS复杂应用的操作难度。

4.2 对GIS存在问题的分析

上述问题的出现有其必然的原因。总的说来，一是GIS理论与软件技术发展的历史较短，作为一类应用软件，技术发展往往滞后软件主流技术一段时间；二是空间数据和空间关系相当复杂，缺乏完善的模型，其组织和处理要比目前大多数应用软件困难得多，其中许多方面目前还没有找到有效的方法。 就具体原因而言，主要表现在以下几个方面:

(1)处理方式停留在面向过程，而不是面向问题。主要表现在缺乏形式化的模型表达手段，涉及空间数据处理的程序综合研究甚少，提供的工具以面向过程为主。

(2)多用户条件下空间数据的同步处理机制尚未形成，由于空间数据结构的复杂性，实现上使用了大量的指针类型，在跨机参数传递上存在许多困难，不仅不能实现真正意义上的协同工作，甚至连传统意义上的RPC也没有实现。

(3)空间数据模型与组织面向地图，而不是面向客观存在的空间实体及其时空关系。在GIS中，作为一个整体的地球表面被人为地分割成许多相对独立的经投影变换后的平面部分，引起了一系列处理上的困难。

(4)空间数据与属性数据的联系薄弱，仅仅通过标识码实现，难以体现复杂的时空关系，适应管理但不适应分析与决策。

(5)对影象数据的数据结构问题研究不够，对于整体存储，存储的方式、手段过于简单，基本上无法建立有效的索引机制，导致矢量、影象数据之间无法建立有效的联系手段及互动关系。推荐精选 (6)虽然使用了商用DBM S管理空间数据，但空间数据查询能力不强，空间数据和属性数据的联合操纵能力弱。

(7)不同尺度空间数据之间基本上没有联系，缺乏相互之间的互动机制。

(8)各类标准缺乏。

5. GIS的应用

5.1 GIS在农业中的应用

在我国，从20世纪80年代中期开始，GIS技术就被应用于农业领域，从国土资源决策管理、农业资源信息、区域农业规划、粮食流通管理与粮食生产辅助决策到农业生产潜力研究、农作物估产研究、区域农业可持续发展研究、农用土地适宜性评价、农业生态环境监测、基于GPS和GIS的精细农业信息处理系统研究等，都取得了很大的成绩，一些研究成果直接应用于农业生产，取得了很大的经济效益。随着GIS理论的产生发展以及方法和技术的成熟，在农业领域的应用也逐步深入。从技术角度看，GIS在我国农业资源与环境领域中的应用进展主要体现在四个方面：

(1)作为农业资源调查的工具，建立了农业资源地理数据库，实现空间数据库的浏览、检索等，利用GIS绘制农业资源分布图和产生正规的报表。

(2)作为农业资源分析的工具，GIS技术已不限于制图和空间数据库的简单查询，而是以图形及数据的重新处理等分析工作为特征，用于各种目标的分析和重新导出新的信息，产生专题地图和进行地图数据的叠加分析等。

(3)作为农业生产管理的工具，主要是建立了各种模型和拟订各种决策方案，直接用于农业生产。 (4)作为农业管理的辅助决策工具，利用了GIS的模型功能和空间动态分析以及预测能力，并与专家系统、决策支持系统及其它的现代技术（如RS和GPS）有机结合，便于我国农业生产的管理和辅助决策。

5.2 GIS在林业中的应用

林业生产领域的管理决策人员面对着各种数据，如林地使用状况、植被分布特征、立地条件、社会经济等许多因子的数据，这些数据既有空间数据又有属性数据，对这些数据进行综合分析并及时找出解决问题的合理方案，借用传统方法不是一件容易的事，而利用GIS方法却轻松自如。

社会经济在迅速发展，森林资源的开发、利用和保护需要随时跟上经济发展的步伐，掌握资源动态变化，及时做出决策就显得异常的重要。常规的森林资源监测，从资源清查到数据整理成册，最后制定经营方案，需要的时间长，造成经营方案和现实情况不相符。这种滞后现象势必出现管理方案的不合理，甚致无法接受。利用GIS就可以完全解决这一问题，及时掌握森林资源及有关因子的空间时序的变化特征，从而对症下药。

林业GIS就是将林业生产管理的方式和特点溶入GIS之中，形成一套为林业生产管理服务的信息管理系统。以减少林业信息处理的劳动强度，节省经费开支，提高管理效率。GIS在林业上的应用过程大致分为三个阶段:

(1)作为森林调查的工具：主要特点是建立地理信息库，利用GIS绘制森林分布图及产生正规报表。GIS的应用主要限于制图和简单查询。

(2)作为资源分析的工具：已不再限于制图和简单查询，而是以图形及数据的重新处理等分析工作为特征，用于各种目标的分析和推导出新的信息。

(3)作为森林经营管理的工具：主要在于建立各种模型和拟定经营方案等，直接用于决策过程。 三个推荐精选 阶段反映了林业工作者对GIS认识的逐步深入。推荐精选 5.3 GIS在土地资源中的应用

GIS技术最初在土地资源开发与管理上的应用主要是土地利用现状调查和城镇地籍调查图件和属性数据的存储、查询等管理工作等，基本上没有数据的空间分析及其它决策功能。随着技术的不断发展，目前在土地科学中的应用主要包括了土地评价工作（土地的适宜性或多宜性评价、土地的生产潜力评价、土地持续利用评价、城市地价评估、耕地地价评价等），土地利用规划（包括土地利用总体规划、土地利用多目标规划），土地利用与土地覆被现状分类与制图，以及土地利用与土地覆被动态监测。

6. GIS的发展趋势

6.1 GIS与Internet/Intranet的结合与应用

Internet改变了我们的世界。当前，Internet/Intranet正以惊人的速度膨胀和发展，Internet己不仅仅是一种单纯的技术手段，它己演变成为一种经济方式----网络经济。现代人们的生活当中己离不开Internet。大量的应用正由传统的C/S方式(客户机/服务器)向B/S方式(浏览器/服务器)转移，GIS技术也是如此。GIS技术和Internet技术的融合，形成一种新的技术，我们称之为WebGIS。和传统的基于C/S的相比，WebGIS有如下优点：

（1）更广泛的访问范围。客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上的最新数据，Internet/Intranet所特有的优势大大方便了GIS的数据管理，使分布式的多数据源的数据管理和合成更易于实现。

（2）平台独立性无论服务器/客户机是何种机器。无论WebGIS服务器端使用何种软件，由于使用了通用的Web浏览器，用户就可以透明地访问WebGIS数据，在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析，实现远程异构数据的共享。

（3）降低系统成本。普通GIS在每个客户端都要配备昂贵的专业GIS软件，而用户使用的经常只是一些最基本的功能，这实际上造成了极大的浪费。WebGIS在客户端通常只需使用Web浏览器(有时还要加一些插件)，其软件成本与全套专业GIS相比明显要节省得多。另外，由于客户端的简单性而节省的维护费用也很可观。

（4）更简单的操作。要广泛推广应用GIS，使GIS系统为广大的普通用户所接受，而不仅仅局限于少数受过专门培训的专业用户，就要降低对系统操作的要求。通用的Web浏览器无疑是降低操作难度的最好选择。

现在，WebGIS得到越来越广泛的应用。应用方向分为两大类，一类为基于lnternet的公共信息在线服务，为公众提供交通、旅游、餐饮娱乐、房地产、购物等与空间信息有关的信息服务。在国内外的站点上己有了成功的应用，提供了大量的与空间位置有关的各种信息服务。例如，查一下离你所在位置最近的有哪些酒店、餐馆、公交车站等等，甚至还能告诉你酒店的价格是多少，餐馆里有什么特色菜;或告诉你从中关村到天安门的公交路线怎么走，需要坐哪些车，而这些车站在哪里。这些服务看似简单，但与我们的日常生活息息相关，不可缺少。WebGIS的另外一类应用为基于lntranet的企业内部业务管理。如帮助企业进行设备管理、线路管理以及安全监控管理等等。随着企业lntranet应用的深入和发展，基于lntranet的WebGIS应用会有越来越多的市场，也是未来的发展方向。

6.2 基于数据库技术的海量空间数据管理

GIS技术的瓶颈之一就是如何解决海量空间数据管理问题。对于一个城市级的GIS系统，其数据量极其巨大，一般达到GB的数据量级。和传统的基于文件的管理方式相比，利用面向对象的大型数据库技术推荐精选 能够有效地解决这一问题。

在面向对象的空间数据库中，海量地图数据的使用变得更加简单:只需建立单一图层，不必再进行分幅处理。如果用户原来的数据源是分幅的，可将其全部存储到一个图层中，数据库将自动对其进行拼接和索引处理，可形成一个完整的图层。应用时，在客户端只需极少量的编程(实际上只是指定数据源)，就可实现对数据库里数据的动态显示。数据库会根据当前地图客户端的显示视野，自动将此范围内的图形检索出来，送到客户端显示。因此，即使在服务器端的数据是GB级的，在服务器端的数据量却仅是几十到上百K的数量级，大大减轻了客户端系统的配置需求，并减轻了网络流量，可通过一般的网络(甚至远程)客户端进行访问。推荐精选 利用数据库，可建立一种真正的Client/Server结构的空间信息系统，不仅解决了海量数据的存储和管理等问题，也解决了多用户编辑、数据完整性和数据安全机制等许多问题，给GIS的应用带来更广阔的前景。

6.3 高分辨率遥感影象、GIS、GPS的结合

现在，高分辨率的遥感影象己逐渐应用到商业领域当中，最高精度可以达到一米左右。高分辨率遥感影象意味着人们在数据采集和数据更新上的一场革命。在传统的地图数据采集过程中，人们是采用手工作业方式，这要耗费大量的人力和物力。而且数据更新的日期很长。但是，利用卫星拍摄的高分辨率的遥感影象，人们可以迅速得到几个月前甚至几天前的最新更新数据，成本要降低十几倍，数据更加真实准确。高分辨率的遥感影象在商业领域有很多应用，如国土资源统计，灾害评估，自然环境监测、城建规划等各个领域。

以GIS为核心的3S(Raster、GIS、GPS)集成，使得人们能够实时地采集数据、处理信息、更新数据以及分析数据。GIS已发展成为具有多媒体网络、虚拟现实技术以及数据可视化的强大空间数据综合处理技术系统。遥感是实时获取和动态处理空间信息，对地观测和分析的先进技术系统，是为GIS提供准确可靠信息源和实时更新数据的重要保证。全球定位系统(GPS)，主要是为遥感实时数据定位，提供空间坐标，以建立事实数据库。故可作为数据的空间坐标定位，并能进行数据实时更新。

上述系统各自独立，又可平行运行。它们之间的集成，不仅实现了互补，而且产生了强大的边缘效应，将极大地增强以GIS为核心的综合体系的功能。

6.4三维仿真与虚拟现实

三维GIS是许多应用领域的基本要求。三维和二维相比，能够帮助人们更加准确真实地认识我们的客观世界。以前的三维显示只能应用在大型的主机和图形工作站上，在极少数的部门如地震预测、石油勘探、航空视景模拟器中得到应用，成本很高。随着计算机技术的发展，硬件成本不断降低，一台普通的PC机就可以很轻松地进行真三维显示和分析。以前的GIS大多提供了一些较为简单的三维显示和操作功能，但这与真三维表示和分析还有很大差距.现在三维GIS可以支持真三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库，解决了三维空间操作和分析问题。

6.5无线通讯与GIS的结合

无线通讯改变了人们的生活和工作方式。随着无线通讯技术的发展，特别是Web技术的应用，使无线通信技术与GIS技术以及lnternet技术的结合成为可能，形成一种新的技术----无线定位技术(Wire Less

Location Technology)。因此也衍生一种新的服务，即无线定位服务(Wire Less Location

推荐精选 Service)。无线定位技术的应用很广泛。利用这种技术，人们用手机就可以查询到自己所在的位置。再利用GIS的空间查询分析功能，查到自己所关心的信息。

（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）

推荐精选