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1、一、 GIS及其简史讲评GIS是计算机科学、地理学、测量学和地图学等多门学科的交叉，它是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。从表现形式来看，GIS表现为计算机软硬件系统，其核心是管理、计算、分析地理坐标位置信息及相关位置上属性信息的数据库系统。它表达的是空间位置及所有与位置相关的信息，所以，GIS又是地球空间实体的再现和综合，其信息的基本表达形式是各种二维或三维电子地图。因此，GIS也可简单定义为“用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统”。GIS最早起源于20世纪60年代“要把地图
2、变成数字形式的地图，便于计算机处理分析”这样的目的。1963年，加拿大测量学家R.FTomlinson首先提出了GIS这一术语，并建成世界上第一个GIS(加拿大地理信息系统CGIS)，用于自然资源的管理和规划。那时的GIS注重于空间数据的地学处理。20世纪70年代以后，随着计算机软硬件水平的提高，以及政府部门在自然资源管理、规划和环境保护等方面对空间信息进行分析、处理的需求，GIS得到了巩固和发展。进入20世纪80年代，GIS的应用领域迅速扩大，商业化的软件开始进入市场，其应用从基础信息管理与规划转向空间决策支持分析，地理信息产业的雏形开始形成。20世纪90年代以后，伴随着计算机技术和网络技术
3、的迅猛发展，GIS的应用也日趋深化和广泛，在国土资源、农业、气象、环境、城市规划等领域成为常备的工作系统。尤其是1998年前美国副总统戈尔提出“数字地球”的概念以来，GIS在全球得到了空前迅速的发展，广泛应用于各个领域，产生了巨大的经济和社会效益。我国GIS的发展自20世纪80年代初开始，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，经历了准备(19801985年)、发展(19851995年)、产业化(1996年以后)3个阶段。尤其是近年来，国内出现了不少优秀的国产GIS软件。二、 GIS的最新发展讲评1.日趋与计算机信息技术融合近年来随着计算机软、硬件技术和通信技术的
4、高速发展，GIS技术也得到了迅速的发展和更广泛应用，并日趋与主流IT技术融合，成为信息技术发展的一个新方向。GIS发展的动力一方面来自于日益广泛的应用领域对GIS不断提高的要求；另一方面，计算机科学的飞速发展为GIS提供了先进的工具和手段。许多计算机领域的新技术，如面向对象技术、三维技术、图像处理和人工智能技术都可直接应用到GIS中；同时，由于空间技术的迅猛发展，特别是遥感技术的发展，提供了地球空间环境中不同时相的数据，使GIS的作用日渐突出，GIS不断升级并能提供存储、处理和分析海量地理数据的环境。组件式GIS技术的发展，使之可以与其他计算机信息系统无缝集成、跨语言使用，并提供了无限扩展的数
5、据可视化表达形式。2.动态、多源、多维化最新GIS技术将逐渐摆脱先前的主要处理静态的、二维的、数字式的地图技术的约束，而从传统的静态地图、电子地图发展到能对空间信息进行可视化和动态分析、动态模拟，支持动态的、可视化的、交互的环境来处理、分析、显示多维和多源地理空间数据。其中，可视化仿真技术，能使人们在三维图形世界中直接对具有形态的信息进行实时交互操作；虚拟现实技术以三维图形为主，结合网络、多媒体、立体视觉、新型传感技术，能创造一个让人身临其境的虚拟的数字地球或数字城市。先进的对地观测技术、互操作技术、海量数据存储和压缩技术、网络技术、分布式技术、面向对象技术、空间数据仓库、数据挖掘等技术的发展
6、都为GIS的发展和创新创造了新的手段。3第4代GIS技术随着计算机硬件性能的提高以及面向对象、网络和数据挖掘等主流IT技术的发展，在科技部有关部门的倡导下，目前国内学术界又提出了第4代GIS技术的概念。第4代GIS技术将主要有如下特点。支持“数字地球”或“数字城市”概念的实现，从二维向多维发展，从静态数据处理向动态发展，具有时序数据处理能力。基于网络的分布式数据管理及计算、Web-GIS和B/S体系结构，用户可以实现远程空间数据调用、检索、查询、分析，具有联机事务管理(OLTP)和联机分析(OLAP)管理能力。面向空间实体及其相互关系的数据组织和融合，具有矢量和遥感影像数据互动等多源数据的装载
7、与融合能力，多尺度比例尺数据无缝融合、互动。具有统一的海量数据存储、查询和分析处理能力、基于空间数据的数据挖掘和强大的模型支持能力。具有与其他计算机信息系统的整体集成能力。例如与MIS、ERP、OA等各种企业信息化系统的无缝集成；微型、嵌入式GIS与各种掌上终端设备集成，如PDA、手机、GPS接收设备等。具有虚拟现实表达及自适应可视化能力，针对不同的用户出现不同的用户界面及地图和虚拟现实效果。三、 GIS的应用及趋势讲评1.GIS的应用范围人类的信息中有80与地理位置和空间分布有关，所以GIS具有非常广泛的应用。目前，GIS已经比较成熟地应用于军事、自然资源管理、土地和城市管理、电力、电信、石
8、油和天然气、城市规划、交通运输、环境监测和保护、110和120快速反应系统等。今后，GIS的应用将在市场分析、企业客户关系管理、银行、保险、人口统计、房地产开发、个人位置服务等领域得到广泛的应用，这些领域将是GIS产业发展的新的增长点。实际上，GIS的应用将加速度地深入人们的工作和生活的各个方面。由于地理信息在人类生活和国民经济中的重要作用，GIS在未来的几十年中将保持高速发展的势头，成为IT高科技领域的核心技术。2.GIS与数字城市GIS、RS（RemoteSensing，遥感）和GPS（GlobalPositioningSystem,全球卫星定位系统）技术构成了空间信息技术的主要部分，即通
9、常所说的3S技术，其中GIS技术是核心技术。城市是人类活动最活跃的环节，GIS技术的应用集中体现在城市应用中。近2年来，数字城市已经成为国内信息化的热点问题，而且还有持续升温趋势。而以GIS为核心的空间信息技术是数字城市的核心应用技术，它与无线通信、宽带网络和无线网络日趋融合在一起，为城市生活和商务提供了一种立体的，多层面的信息服务体系。数字城市建设包括4部分内容，即基础设施、电子政务、电子商务及公众信息服务。而GIS应用贯穿上述4个部分和各个层面，从城市基础地理信息数据库到政府空间数据共享、电子商务物流配送以及基于网络的公众地理信息服务，GIS都发挥着不可缺少的作用。从具体的应用来说，GIS
10、已经广泛应用于构成数字城市的众多行业，如城市规划、城市地下管网、电力、电信、公安、消防、急救等等方面。3.GIS与企业信息化GIS技术在企业整个商务过程中都能发挥重要的作用（如图1）。以GIS为核心的空间信息技术可以无缝集成到企业信息化的整体业务平台中，与企业的财务系统、销售系统、工作流管理系统、客户关系管理系统等融合，并且在底层数据库层面上实现数据的相互调用。当建立在网络架构上时则可以实现远程和分布式计算（如图2）。4.GIS与人们的生活近几年来，随着GSM移动通信技术的发展，GIS的应用范围迅速扩展到人们的日常生活中。集成GIS、GPS、GSM的技术已开始广泛应用于车辆安全防范系统和调度系
11、统，为人们提供车辆反劫防盗、报警、道路指引、医疗救护以及在此系统平台基础上扩展各种电子商务增值服务。以医疗救护为例(如图3)，当患者向监控中心请求急救时，监控中心可以从GIS电子地图上查看到患者的具体位置，并同时搜索最近的急救车辆，让最近的车辆前去接患者。患者进入救护车后，监控中心可以通过双向通话功能，指导救护车上的医生实施救护治疗，同时通过GIS的最优路径功能，给救护车指引道路，使其以最快的速度到达医院或急救中心。而在救护车行进的过程中，患者的家属可以通过互联网立即上网查询救护车的行进位置及患者的状态信息。通过GIS，并结合GPS和GSM无线通信及网络，使患者、家属、救护车及医生之间建立了无缝沟通体系，最终使患者能得到快速、及时的治疗。如果在车辆移动目标、家居固定点目标、重点保护单位甚至路灯上都安装了GPS、GSM或其他无线通信设备，那么我们在城市生活中，无论是开车、行走或者是在单位、在家里，都可以通过由GIS、GPS、互联网以及无线通信技术构成的综合服务系统获得急救、报警和各种商务服务，真正使我们处于立体的、全方位的数字化生活中，体验数字空间高科技价值。
