地理信息系統(tǒng)的發(fā)展前景

由于地理信息系統(tǒng)與快速發(fā)展的數(shù)據(jù)中心、互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系密切，所以形成以地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代信息技術(shù)體系大有希望。筆者從GIS系統(tǒng)技術(shù)內(nèi)涵及系統(tǒng)應(yīng)用兩方面入手，分析了地理信息系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，展望了GIS技術(shù)的廣闊的發(fā)展前景。

一、地理信息系統(tǒng)的概念

地理信息系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為GIS，是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，依靠計(jì)算機(jī)硬件的支持，對(duì)空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、模擬、分析、顯示，運(yùn)用地理模型的分析方法，提供多種空間及動(dòng)態(tài)地理信息，為地理研究決策提供服務(wù)建立起來(lái)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。目前，GIS的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，有礦產(chǎn)資源開發(fā)、環(huán)境污染與治理、城市規(guī)劃與管理、天氣預(yù)報(bào)、防災(zāi)減災(zāi)以及公共交通與管理等領(lǐng)域。

二、地理信息系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.系統(tǒng)技術(shù)方面

地理信息技術(shù)的發(fā)展具有網(wǎng)絡(luò)化、智能化以及集成化的特點(diǎn)，依據(jù)GIS技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展情況，可以總結(jié)出地理信息技術(shù)的三個(gè)發(fā)展階段：第一個(gè)階段是桌面工具時(shí)代；第二個(gè)階段是網(wǎng)絡(luò)地圖展示時(shí)代；第三個(gè)階段是Web 2.0時(shí)代。從平臺(tái)的轉(zhuǎn)變我們可以看出，GIS的工作平臺(tái)由單機(jī)向網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境的轉(zhuǎn)變，不僅實(shí)現(xiàn)了通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布、下載、瀏覽信息，還實(shí)現(xiàn)了以Web為基礎(chǔ)的GIS查詢與分析。Web2.0與Web 1.0相比，交互性更強(qiáng)，用戶集內(nèi)容使用者和內(nèi)容提供者與一體。系統(tǒng)集成化使GIS軟件具有多種不同功能，成為可以實(shí)現(xiàn)自我軟件管理的組件，使數(shù)據(jù)能在系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間自由流動(dòng)。

2.系統(tǒng)應(yīng)用方面

GIS應(yīng)用呈現(xiàn)出企業(yè)化、社會(huì)化、全球化、大眾化等特點(diǎn)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從面向?qū)I(yè)技術(shù)領(lǐng)域服務(wù)向社會(huì)化地理信息服務(wù)的轉(zhuǎn)變。GIS通過(guò)與RS、GPS的進(jìn)一步結(jié)合，可以進(jìn)入更多的宏觀與微觀領(lǐng)域并形成新的產(chǎn)業(yè)，大大推動(dòng)GIS的應(yīng)用，使GIS轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，更好地為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步服務(wù)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展以及企業(yè)信息化水平的提高，包括企業(yè)GIS系統(tǒng)在內(nèi)的企業(yè)內(nèi)部信息化建設(shè)，以企業(yè)內(nèi)部應(yīng)用為目的的業(yè)務(wù)系統(tǒng)取得了較快發(fā)展。企業(yè)GIS可以在一個(gè)單位的多個(gè)部門得到應(yīng)用，通過(guò)建立一個(gè)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)資源共享，共同為企業(yè)多種業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供空間數(shù)據(jù)和服務(wù)，為企業(yè)不同部門提供空間信息。

三、地理信息系統(tǒng)的發(fā)展前景

1.開放GIS研究

開放GIS通過(guò)采用新技術(shù)和商業(yè)方式達(dá)到提高地理信息處理的互用性，減少非互用性對(duì)工業(yè)界、教育界、藝術(shù)界的負(fù)面作用。美國(guó)開放式GIS協(xié)會(huì)以建立全國(guó)和全球范圍信息基礎(chǔ)設(shè)施為目標(biāo)，以方便人們自由使用地理信息和自由處理地理信息；甚至為當(dāng)前還未進(jìn)入地理信息處理的產(chǎn)業(yè)開辟新的地理信息處理市場(chǎng)，為社會(huì)帶來(lái)新的商業(yè)模式和商業(yè)利益。這其中包括：地理信息處理商、計(jì)算機(jī)生產(chǎn)者、系統(tǒng)整合者、電訊公司，甚至高等院校都加入了此協(xié)會(huì)，形成了軟件規(guī)范及新的商業(yè)途徑。

2.GIS網(wǎng)絡(luò)化

計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)GIS發(fā)展起的作用是巨大的。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使數(shù)據(jù)庫(kù)在地理位置上以分布式的方式而存在，這樣的存在方式使得數(shù)據(jù)庫(kù)可以進(jìn)行局部生產(chǎn)、更新、管理、維護(hù)。網(wǎng)絡(luò)的開放性特點(diǎn)又使分布的數(shù)據(jù)庫(kù)可以共享使用。萬(wàn)維網(wǎng)的發(fā)展為GIS數(shù)據(jù)提供了更大范圍的發(fā)布、出版、獲取、查詢途徑。地理數(shù)據(jù)不僅可以根據(jù)地理位置、專題內(nèi)容、使用價(jià)格進(jìn)行查詢，還可以直接在網(wǎng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的各種操作，使用網(wǎng)絡(luò)提供的模型模擬，產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)結(jié)果。遺憾的是，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)在GIS上還有一定的局限性：一方面，鑒于GIS龐大的數(shù)據(jù)容量導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)寬帶不具備滿足地理數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?；另一方面，如何使網(wǎng)絡(luò)有效應(yīng)用于GIS中，仍然是需要探索的難題，許多技術(shù)在GIS領(lǐng)域與商業(yè)化、實(shí)用化還有差距，仍處在研究和實(shí)驗(yàn)階段。

3.GIS構(gòu)件化

組件技術(shù)是近二十年興起的面向?qū)ο蠹夹g(shù)進(jìn)入到成熟的實(shí)用化階段。組件技術(shù)概念模式下，軟件系統(tǒng)被當(dāng)作相互協(xié)同工作的對(duì)象集合，并且每個(gè)對(duì)象都可以提供特定服務(wù)、發(fā)出特定消息，以便其他對(duì)象了解。組件式GIS系統(tǒng)通過(guò)適當(dāng)抽象GIS功能，通過(guò)組件形式提供給開發(fā)者，會(huì)有傳統(tǒng)GIS工具無(wú)法企及的優(yōu)點(diǎn)（如：組件式GIS系統(tǒng)價(jià)格便宜、小巧靈活）。在組件模型中，各組件可以實(shí)現(xiàn)與自己關(guān)系最緊密的系統(tǒng)功能。組件化GIS平臺(tái)具有集中提供空間數(shù)據(jù)管理的能力，與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)靈活連接，使用戶可以取得較好的性能價(jià)格比或者開發(fā)GIS應(yīng)用系統(tǒng)。這樣，VB、VC、Notes等都可以直接成為GIS的優(yōu)秀開發(fā)工具，并且能充分發(fā)揮它們各自的優(yōu)點(diǎn)。

4.與云計(jì)算技術(shù)有效結(jié)合

隨著GIS技術(shù)的不斷網(wǎng)絡(luò)化以及云計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)的需求也在不斷擴(kuò)展，并對(duì)GIS系統(tǒng)平臺(tái)的性能提出了更高的要求。為了對(duì)現(xiàn)有的資源進(jìn)行整合，以更高的性能滿足GIS系統(tǒng)平臺(tái)的需求，需要推進(jìn)云計(jì)算技術(shù)與GIS的快速結(jié)合。目前，國(guó)內(nèi)外大型地理信息系統(tǒng)軟件平臺(tái)都推出了云服務(wù)功能，且已經(jīng)成為了發(fā)展中的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

新世紀(jì)不僅是知識(shí)創(chuàng)新的信息社會(huì)，還是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的信息科學(xué)技術(shù)時(shí)代。GIS作為一種重要的信息系統(tǒng)，越來(lái)越受到人們的重視。了解GIS技術(shù)，可以幫助我們解決如城市管理、預(yù)測(cè)自然災(zāi)害等社會(huì)問題。筆者認(rèn)為，GIS技術(shù)的研究在今后幾十年將有突破性的進(jìn)展，并將在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、資源管理領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。

（作者單位：河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院）