地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢

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1、地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷程及發(fā)展趨勢 摘要：地理信息系統(tǒng)作為一種以采集、貯存、管理、分析和描述整個地球表面與地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)，與人類生存、地區(qū)的發(fā)展和進步密切關(guān)聯(lián)，本文從GIS的產(chǎn)生、GIS的發(fā)展現(xiàn)況及GIS未來的發(fā)展趨勢和應用空間三方面內(nèi)容對GIS的發(fā)展變化做了簡單的介紹和闡述。 關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng) GIS 發(fā)展歷程 發(fā)展趨勢 1．引言 美國聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會（Federal Interagency Coordinating Committee on Digital Cartography）將地理信息系統(tǒng)定義為由計算機硬件、軟件和不同的方法組

2、成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設計來支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、建模、分析和顯示，以便解決復雜的規(guī)劃和管理問題。當前社會各方面對地理信息的需求日益增長，地理信息的用戶市場逐步形成，對地理信息的內(nèi)容、提供地理信息服務的方式和地理信息人才等方面的需求不斷提高。地理信息系統(tǒng)作為一種以采集、貯存、管理、分析和描述整個地球表面與地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)，與人類生存、地區(qū)的發(fā)展和進步密切關(guān)聯(lián)，因此地理信息系統(tǒng)的發(fā)展需要愈來愈多的重視。 2. GIS的產(chǎn)生和發(fā)展歷程 地理信息系統(tǒng)萌芽于20世紀60年代，進過了40年的發(fā)展歷程，成為一門成熟的地理信息技術(shù)、具有生命力的地理信息科學和欣欣向榮的地理信息產(chǎn)業(yè)。

3、2．1 GIS的產(chǎn)生 地理信息系統(tǒng)首先是一種計算機系統(tǒng)，因此地理信息系統(tǒng)是伴隨計算機的興起而產(chǎn)生的。20世紀50年代，計算機興起，并開始在航空攝影測量學與地圖制圖學中應用，政府部門對土地利用規(guī)劃與資源管理有了更高的要求，這使人們開始有可能用電子計算機來收集、存貯、處理各種與空間和地理分布有關(guān)的圖形和有屬性的數(shù)據(jù)，并通過計算機對數(shù)據(jù)的分析來直接為管理和決策服務。這才導致了現(xiàn)代意義上的地理信息系統(tǒng)的問世。到20世紀60年代，被譽為“地理信息系統(tǒng)之父”的加拿大測量學家RF．Tomlinson首先提出了地理信息這一術(shù)語，并于1971年建立了世界上第一個GI卜n11拿大地理信息系統(tǒng)(CGIS)，用于自

4、然資源的管理和規(guī)劃。稍后，美國哈佛大學研究出SYMAP系統(tǒng)軟件。這些技術(shù)地理信息系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)。 2．2 GIS的發(fā)展歷程。 20世紀60年代，地理信息系統(tǒng)發(fā)展的一個顯著標志是有許多有關(guān)的組織和機構(gòu)紛紛建立。例如1966年美國成立城市和區(qū)域信息系統(tǒng)協(xié)會，1969年有建立州系統(tǒng)全國協(xié)會等，這些組織和機構(gòu)的建立為傳播GIS知識、發(fā)展GIS技術(shù)起了重要的推動作用。同時也標志著GIS的產(chǎn)生。但由于計算機水平的限制，使得GIS帶有更多的機助制圖色彩，地學分析功能極為簡單。 地理信息系統(tǒng)的操作對象是空間數(shù)據(jù)，它的優(yōu)勢在于空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和有效的數(shù)據(jù)集成、獨特的地理空間分析能力、快速的空間地位搜索和復雜

5、的空間查詢功能、強大的圖形生成和空間決策支持功能，因此，地理信息系統(tǒng)的發(fā)展很大程度上依賴于計算機硬件和軟件技術(shù)。20世紀70年代以后，隨著計算機硬件和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，使得空間數(shù)據(jù)的錄入、存儲、檢索和輸出等功能不斷增強，地理信息系統(tǒng)也由理論雛形向?qū)嵱眯缘膽孟到y(tǒng)進行發(fā)展?！┌l(fā)達國家先后建立了許多不同規(guī)模、不同專題、不同類型的土地信息系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)。 20世紀80年代是地理信息系統(tǒng)普遍發(fā)展和推廣應用的階段。這一時期，計算機行業(yè)推出了圖形工作站和PC機等性能價格比大為提高的新—代計算機，為GIS普及和推廣應用提供了硬件基礎(chǔ)。地理信息系統(tǒng)軟件的研制和開發(fā)也取得了很大成績，涌現(xiàn)出—些有代表性

6、的GIS軟件，ArcInfo、Genamap、Microstation和System9等。 到了20世紀90年代，隨著個人計算機的發(fā)展和數(shù)字化信息產(chǎn)品在全世界的普及，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)不僅僅應用于科學研究和政府部門等專業(yè)領(lǐng)域，而是逐步走進了每個家庭，為人們的生活服務。它廣泛的應用領(lǐng)域和豐富的信息含量，在現(xiàn)代社會生活中占據(jù)著越來越重要的作用。進入21世紀，地理信息系統(tǒng)正在走進千家萬戶，逐漸進入地理信息系統(tǒng)應用的普及階段，例如開創(chuàng)了基于網(wǎng)絡的 3．GIS的發(fā)展趨勢 當前，GIS軟件的發(fā)展經(jīng)歷了從早期的功能處理模塊，發(fā)展到組件式的GIS和WebGIS的過程，更多的面向服務，向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，同時

7、，它也從單一的地理信息系統(tǒng)向系統(tǒng)的地理信息科學發(fā)展。 3.1 GIS的集成化和開放化 目前，組件式GIS和WebGIS已經(jīng)成為許多大型GIS公司產(chǎn)品的開發(fā)方向。組件式GIS的最大好處是能夠使GIS功能嵌入其他軟件，或?qū)⑵渌浖δ芤氲紾IS來。數(shù)字地球的建立更是—個極為龐大的工程，需要全世界各地的人們參與。組件式GIS是GIS技術(shù)與COM技術(shù)的結(jié)合，是一種面向?qū)ο蠹夹g(shù)和構(gòu)件式技術(shù)的GIS軟件。其基本思想是：把GIS的各種功能模塊進行分類，劃分為不同類型的控件，每個控件完成各自相應的功能，各GIS控件之間以及GIS控件與其他非GIS控件之問，通過可視化的開發(fā)工具集成起來。因此。把龐大的GI

8、S軟件系統(tǒng)分解成可按應用需要組裝成“定做系統(tǒng)”的GIS“元件”，怎樣將這些GIS“元件”通過標準的系統(tǒng)環(huán)境(如OLE和OpenDOC)與其它非GIS的“元件”嵌接。一旦實現(xiàn)了這一步，全世界的人都可以參與GIS的建設，完善數(shù)據(jù)庫，建立豐富的元件庫，用戶可根據(jù)需要拼裝調(diào)用。這種組件式的GIS的各元件或數(shù)據(jù)應該是分布式的存貯，通過分布式對象管理系統(tǒng)進行管理。 3.2 GIS的網(wǎng)絡化 G1S通過互聯(lián)網(wǎng)功能得以擴展，真正成為一種大眾使用的工具。從互聯(lián)網(wǎng)的任意一個節(jié)點進入。Intemet用戶可以瀏覽WebGIS站點中的空間數(shù)據(jù)、專題地圖以及進行各種空間檢索和空間分析，從而使GIS進入千家萬戶?？傊?。

9、它是地理信息系統(tǒng)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的一種革命性的新技術(shù)，使基于地圖(圖形、圖像)的應用系統(tǒng)得以通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各行各業(yè)巾得到廣泛應用。Web GIS是GIS與Interact的有機結(jié)合，是Intemet在GIS領(lǐng)域的延伸，極大地拓展了GIS技術(shù)的研究和應用領(lǐng)域。經(jīng)過幾年的發(fā)展，Web GIS已經(jīng)積累了豐富的構(gòu)造方法和構(gòu)造模型。單個Web GIS向增強空間分析功能、處理分布式的多源數(shù)據(jù)方向發(fā)展。多個Web GIS之問的互操作研究對于構(gòu)建數(shù)字地球尤為重要。 3.3 GIS的產(chǎn)業(yè)化 GIS是一個非常大的市場，全球GIS的產(chǎn)值（包括軟件、硬件、數(shù)據(jù)和服務）已超過J33億美元。我國GIS

10、的產(chǎn)值據(jù)初步估計，每年市場規(guī)模已接近千萬美元。隨著我國信息產(chǎn)業(yè)化進程的加快，GIS的市場會不斷增大。根據(jù)國際權(quán)威信息評估機構(gòu)的劃分，GIS產(chǎn)業(yè)對象主要包括七個方面：硬件、軟件、數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、電子數(shù)據(jù)、遙感信息獲取與處理、系統(tǒng)開發(fā)與集成、咨詢與技術(shù)服務。 現(xiàn)階段，我國GIS產(chǎn)品主要集中于軟件和數(shù)據(jù)。從技術(shù)角度看，我國已經(jīng)基本具備了研制GIS軟件的能力。在軟件開發(fā)方面，我們也已起步，如MapGIS等具有我國版權(quán)的產(chǎn)品已經(jīng)取得了好的成績。但是，總體上我國的GIS產(chǎn)品開發(fā)與市場需求有較大的差距，仍然處于研究階段。在軟件的市場化方面，包括產(chǎn)品包裝、培訓和維護，還沒有形成體系，這方面的工作仍有待于

11、! GIS的共同努力。另一方面，我國!"#軟件的開發(fā)應該參照國際上的成功做法，GIS軟件產(chǎn)品的開發(fā)，盡可能開展國際合作，使我們的產(chǎn)品進入國際市場，到國際市場去檢驗。 3.4 地理信息科學的發(fā)展 目前在全球范圍內(nèi)，地理信息系統(tǒng)以前所未有的發(fā)展速度在科技界和企業(yè)界推廣應用，地理信息系統(tǒng)的推廣應用大大提高了人類處理和分析有關(guān)地球資源、環(huán)境、社會與經(jīng)濟數(shù)據(jù)的能力，而地理信息系統(tǒng)技術(shù)機器應用的進一步發(fā)展必須依托于基礎(chǔ)理論的研究，這就需要大力的發(fā)展地理信息科學理論。 5.結(jié)語 從GIS的應用與發(fā)展可以看出，GIS不僅是技術(shù)，而且是服務，后者更重要。一方面，應用推動著技術(shù)的發(fā)展；另一

12、方面，應用決定了技術(shù)的適用性。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，GIS也將加速向前發(fā)展。它涉及多學科的相互影響、相互促進、相互滲透、相互支撐，其目的就是為人類了解和保護人類賴以生存的環(huán)境服務。將形成自身的理論體系和技術(shù)體系，而且將形成天地一體化的空間信息服務產(chǎn)業(yè)，為國民經(jīng)濟建設、國家安全、社會可持續(xù)發(fā)展和提高人民生活質(zhì)量做出愈來愈大的貢獻。 參考文獻 1.黃杏元，馬勁松 .地理信息系統(tǒng)概論[M]. 北京：高等教育出版社，2008 2.程躍，白云. GIS的發(fā)展及趨勢分析. 黑龍江科技信息[J]. 2008（18） 3.李軍政 . 地理信息技術(shù)的發(fā)展與應用 . 陜西地質(zhì)[J]. 2004,22（1） 4.李德仁 . 論21世紀遙感與GIS的發(fā)展.武漢大學學報(信息科學版)[N]. 2003,28(2) 5. 龔健雅， 賈文玨等. 從平臺GIS到跨平臺互操作GIS的發(fā)展.武漢大學學報（信息科學版）[N].2004,29(11) 6. 劉海新， 劉惠德等.移動GIS的發(fā)展及其應用.地理空間信息[J].2005,3(4)