互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)發(fā)展簡史

天津市濱海新區(qū)規(guī)劃和國土資源地理信息中心 張 順

互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)發(fā)展簡史

天津市濱海新區(qū)規(guī)劃和國土資源地理信息中心 張 順

WebGIS是Internet技術(shù)應(yīng)用于GIS開發(fā)的產(chǎn)物。WebGIS，即互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，以互聯(lián)網(wǎng)為環(huán)境，以Web頁面作為GIS軟件的用戶界面，把Internet和GIS技術(shù)結(jié)合在一起，為各種地理信息應(yīng)用提供GIS功能。

互聯(lián)網(wǎng)；地理信息；簡史

1.WebGIS的發(fā)展

事物的時空特性為人們認識世界提供了更深的廣度和寬度，信息技術(shù)的飛速發(fā)展帶動了全社會對空間信息的需求，空間信息將成為國家乃至全球信息流中的重要組成部分，并逐漸發(fā)展成為當(dāng)今社會最基本的信息服務(wù)之一，這對地理信息系統(tǒng)(Gis)的發(fā)展提出了更新、更高的要求。

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，尤其是Intemet的出現(xiàn)，從根本上改變了人們的生活和工作方式。WWW以其友好的用戶界面迅速崛起，使計算機的應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)發(fā)生了變革，因此將現(xiàn)代信息技術(shù)和以計算機網(wǎng)絡(luò)為依托的分布式處理策略引入到GIS中就成為必然?；赪WW環(huán)境的WebGIS應(yīng)用特別適合空間數(shù)據(jù)所具有的類型繁多、數(shù)據(jù)量大、分布廣等特點和多維、動態(tài)的應(yīng)用分析需求，而且易與其它應(yīng)用集成，它為GIS提供了一個新的標準計算平臺，使GIS在走向開放的過程中向前邁了一大步。因此，WebGIS將是今后GIS軟件發(fā)展的主要趨勢。

2 GIS綜述

2.1 基本概念

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)是六十年代開始迅速發(fā)展起來的地理信息學(xué)(Geometics)研究技術(shù)。按照1998年美國國家地理信息與分析中心的定義，GIS是一種為了獲取、存儲、檢索、分析和顯示空間定位數(shù)據(jù)而建立的計算機化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是多種學(xué)科交叉的產(chǎn)物，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、管網(wǎng)、電信、電力、水利、金融證券、企業(yè)管理、房地產(chǎn)以及旅游等領(lǐng)域。

2.2 發(fā)展歷史

縱觀Gis的歷史，大致可以劃分為如下四個階段：

(1)60年代為地理信息系統(tǒng)初創(chuàng)階段。這一階段以加拿大第一個地理信息系統(tǒng)(CGIS)建成為標志。該階段的GIS開發(fā)以使用基礎(chǔ)計算機語言為特征，即直接在計算機硬件平臺上進行開發(fā)。

(2)70年代至80年代中期，為地理信息系統(tǒng)的鞏固發(fā)展期。這一時期，隨著計算機技術(shù)迅速發(fā)展，專業(yè)化人才不斷增加，政府的需求加大，出現(xiàn)了專業(yè)化的GIS軟件平臺。美國環(huán)境系統(tǒng)研究所(ESRI)便成立于1969年。

(3)80年代中期至90年代初期，這一階段是GIS技術(shù)在全世界范圍迅速普及和發(fā)展的時期。專業(yè)平臺開發(fā)工作并入軟件開發(fā)產(chǎn)業(yè)，軟件平臺完全市場化，咨詢公司，軟件制造商大量涌現(xiàn)，并提供系列專業(yè)性服務(wù)，商業(yè)化的實用系統(tǒng)不斷進入市場。

(4)80年代中期至90年代初期，這一階段是GIS技術(shù)在全世界范圍迅速普及和發(fā)展的時期。專業(yè)平臺開發(fā)工作并入軟件開發(fā)產(chǎn)業(yè)，軟件平臺完全市場化，咨詢公司，軟件制造商大量涌現(xiàn)，并提供系列專業(yè)性服務(wù)，商業(yè)化的實用系統(tǒng)不斷進入市場。

2.3 萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(WebGIS)

近年來，Internet/Intranet 發(fā)展迅速，利用Internet技術(shù)在Web上發(fā)布空間數(shù)據(jù)提供給用戶瀏覽和使用是GIS發(fā)展的必然趨勢。從WWW的任何一個節(jié)點，Internet用戶可以瀏覽WebGIS站點中的空間數(shù)據(jù)，以及制作專題地圖，進行各種空間檢索和空間分析，這就是基于WWW的地理信息系統(tǒng)(WebGIS)。

目前，很多專業(yè)廠商都提供了WebGIS的解決方案，比如：MapInfo公司的MapInfo ProServer和MapXtreme、ESRI的Internet Map Server(IMS)for ArcView & MapObjects等等。

3.WebGIS的現(xiàn)狀

WebGIS可以簡單定義為在頂temet上的GIS，它是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和WWW技術(shù)，完善和擴展傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)功能的一門新技術(shù)。

目前的應(yīng)用：

3.1 WebGIS的各種應(yīng)用

WebGIS在軍事方法的應(yīng)用，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及社會、軍事對GIS應(yīng)用需求的增加,利用Internet技術(shù)在Web上發(fā)布地理信息,以供用戶瀏覽、查詢并獲取所需的空間信息和應(yīng)用成為GIS發(fā)展的必然趨勢，順應(yīng)這一發(fā)展要求出現(xiàn)了Web GIS。各部隊可以在各自網(wǎng)站上建立以本部隊所轄范圍為底圖的WebGIS系統(tǒng)，可以向其它部隊提供地圖信息發(fā)布、瀏覽、查詢、路徑的選擇等服務(wù)。同時，我們可以將企業(yè)的形象宣傳利用網(wǎng)絡(luò)通過WebGIS技術(shù)，使大家能夠方便的在網(wǎng)絡(luò)上搜索到企業(yè)的信息；生態(tài)森林方面的數(shù)據(jù)分析；產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟方面。產(chǎn)業(yè)集群化是全球經(jīng)濟發(fā)展的趨勢。而WebGIS與VR技術(shù)的出現(xiàn)能有效獲取、積累、整合、發(fā)布、搜尋商貿(mào)信息的服務(wù)平臺，是拓展企業(yè)電子商務(wù)空間，擴大產(chǎn)業(yè)整體影響的基礎(chǔ)和關(guān)鍵；

水生動物監(jiān)測方面。隨著我國水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模的擴大、集約化養(yǎng)殖程度的提高以及外來污染的影響，水產(chǎn)養(yǎng)殖動物病害日益嚴重。于專業(yè)技術(shù)人員的數(shù)量偏少，許多病害不能得到及時準確的診斷治療，而將信息技術(shù)與水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)相結(jié)合則可有效地解決這一矛盾。

3.2 WebGIS在其它方面的應(yīng)用

WebGIS在電信、旅游、軍事、教育、商業(yè)、城市規(guī)劃、城市管理、新聞媒體、智能交通、110報警服務(wù)、在線政府公共信息服務(wù)等領(lǐng)域應(yīng)用也非常廣泛，如統(tǒng)計分析、房地產(chǎn)、油氣管理、土地和地籍管理、智能交通管理、跟蹤污染和疾病的傳播區(qū)域、商業(yè)選址、市場調(diào)查、移動通訊、民用工程、城市管道管理等。

4.WebGIS的發(fā)展趨勢

4.1 服務(wù)理念，從數(shù)據(jù)服務(wù)到信息處理服務(wù)

隨著Internet、分布式計算以及計算圖形學(xué)的飛速發(fā)展，開發(fā)基于Internet的3維GIS系統(tǒng)已成為可能。這三種技術(shù)的有力結(jié)合，為地理信息系統(tǒng)開創(chuàng)了一個新的時代，促使WebGIS的概念由地理“數(shù)據(jù)服務(wù)”提高到“地理信息處理服務(wù)”的新階段。地理信息服務(wù)(GIServices)的概念是地理信息系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。

4.2 網(wǎng)格GIS

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正經(jīng)歷著Internet—web一網(wǎng)格的發(fā)展歷程。網(wǎng)格技術(shù)已逐漸成為新一代計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的主流。在基于網(wǎng)格技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用更強調(diào)網(wǎng)上各種資源的共享與互操作性，這種發(fā)展趨勢對當(dāng)前各種形式的GIS(包括WebGIS)必將產(chǎn)生越來越深刻的影響。

4.3 虛擬地理環(huán)境

所謂“虛擬地理環(huán)境”是指用計算機技術(shù)來生成一個逼真的三維視覺、聽覺、觸覺或嗅覺等感覺世界，讓用戶可以從自己的視點出發(fā)，利用自然的技能和某些設(shè)備對這一生成的虛擬世界客體進行瀏覽和交互考察。這一定義強調(diào)的是：逼真的感覺、自然的交互、個人的視點及迅速的響應(yīng)。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VirtualReality)提供的可視化，不只是一般幾何型體(目標)的空間顯示，還可對獲取的有關(guān)目標地理信息予以可視化。在地理信息系統(tǒng)中，結(jié)合三維可視化技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，完全再現(xiàn)目標地理環(huán)境的真實情況，而不必親自到達現(xiàn)場，對于現(xiàn)代戰(zhàn)爭以及“繪制”行星地貌都是一種高效實用的手段。

4.4 多源數(shù)據(jù)訪問

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開放的空間數(shù)據(jù)交換格式是目前普遍追求的目標。GML+SVG方式是今后的發(fā)展方向。GML(GeographyMarkupLanguage)是由OpenGIS聯(lián)盟制定的基于XML的對地理信息(包括地理特征的幾何屬性)的傳輸和存儲的編碼規(guī)范，SVG(ScalahieVectorGraphics)是可伸縮的矢量圖形，是用來描述二維圖形的XML語言。應(yīng)用GML和SVG可以克服傳統(tǒng)WebGIS的很多缺點。GML可以用來交換GIS數(shù)據(jù)，而SVG可以用來方便瀏覽GIS數(shù)據(jù)。兩者可以互相補充，使WebGIS的功能更加豐富，開發(fā)更加簡單，實現(xiàn)更加容易。

4.5 智能化的GIS

目前GIS的大部分應(yīng)用都處于輸出信息為客戶提供輔助決策支持的階段，缺乏知識處理、主動學(xué)習(xí)和推理的能力，而客戶需要的卻不僅僅是信息，還有針對某種問題的知識或智能解決方案?？蛻粝Ｍ谂cGIS的交互過程中，GIS能通過知識學(xué)習(xí)和積累逐步了解客戶的習(xí)慣、需求等，不斷實現(xiàn)優(yōu)化以便提供個性化的服務(wù)。因此，基于知識的GIS智能化研究是今后一個很重要的方向。

[1]李旭.WEBGIS開發(fā)方法的研究[M].河南大學(xué).

[2]陳魯皖.GIS在軍事方面的應(yīng)用探討[D].西南科技大學(xué).

張順（1981—），女，助理工程師，研究方向：計算機系統(tǒng)管理與應(yīng)用。