地理信息系統(tǒng)綜述

鄧基偉 閆麗娟

摘 要：近年來，計算機技術(shù)在社會中廣泛應(yīng)用，地理信息系統(tǒng)（即GIS）得到迅速發(fā)展。GIS是集計算機、測繪、地理、數(shù)學(xué)等科學(xué)為一體的綜合性技術(shù)。隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，該技術(shù)也在不斷地更新，并在軍事領(lǐng)域中發(fā)揮不可或缺的作用?；诖?，文章闡述了GIS應(yīng)用開發(fā)技術(shù)的發(fā)展歷程，重點對GIS技術(shù)在軍事中的應(yīng)用情況進行分析，提出了必要的參考。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；GIS技術(shù)；研究熱點

中圖分類號：P208 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）20-0061-02

Abstract： In recent years， computer technology has been widely used in society， and Geographic Information System （GIS） has been developed rapidly. GIS is a comprehensive technology which integrates computer， surveying and mapping， geography， mathematics and other sciences. With the rapid development of social economy， the technology is constantly updated and plays an indispensable role in the military field. Based on this， this paper expounds the development course of GIS application development technology， focuses on the analysis of the application of GIS technology in the military， and puts forward the necessary reference.

Keywords： Geographic Information System（GIS）； GIS technology； research focus

GIS技術(shù)是一種空間信息系統(tǒng)，主要依托于先進的計算機技術(shù)，可以對地表（大氣層）空間里與地理分布相關(guān)的信息加以采集與管理。因其具有良好的數(shù)據(jù)處理、顯示、描述等性能而在社會諸多領(lǐng)域得到大量應(yīng)用。例如，在軍事作戰(zhàn)指揮、軍事導(dǎo)航、軍事地理及測繪中具有廣闊的發(fā)展空間。

1 GIS應(yīng)用開發(fā)技術(shù)的發(fā)展歷程

1.1 集成GIS

在早期開發(fā)GIS的時候，因受到技術(shù)因素的制約，GIS技術(shù)僅僅可以提供某種功能的模塊，且每個模塊間缺乏應(yīng)有的協(xié)調(diào)性。所以，此時的GIS軟件應(yīng)用尚且不夠完善。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，各個GIS模塊開始呈現(xiàn)集成化發(fā)展趨勢，并構(gòu)成了大容量的GIS軟件包，這標志著GIS步入集成GIS（即Integrated GIS）時期。此時期的 GIS主要包括Arc/info， GenaMap等軟件。GIS技術(shù)已經(jīng)集各GIS模塊的功能，發(fā)展成為獨立完善的信息系統(tǒng)，具有非常強大的空間分析、數(shù)據(jù)輸入、圖形處理等功能。因為單純對原有較為分散的GIS模塊加以初步集成，集成GIS與其他應(yīng)用技術(shù)的集成難以實現(xiàn)，這也是GIS發(fā)展中的關(guān)鍵問題。

1.2 模塊GIS

與集成GIS相近，模塊GIS也是對GIS依據(jù)相關(guān)的功能進行模塊的劃分，且各個模塊必須在相同的基礎(chǔ)環(huán)境狀態(tài)下有效地運行，然而，模塊GIS可以根據(jù)實際的工程應(yīng)用情況，有針對性地細分GIS技術(shù)，既緩解了研發(fā)工作的難度，又更好地滿足客戶的具體需求，這也是與前者的顯著差異?？墒?，無論是集成GIS，還是模塊GIS技術(shù)二者均不能和管理信息系統(tǒng)（MIS專業(yè)應(yīng)用模型）進行綜合高效地運用。

1.3 核心型GIS

核心型GIS提供有效解決與MIS綜合高效應(yīng)用的問題的全新思路，即對于數(shù)據(jù)庫管理標準高的客戶，可以通過MIS開發(fā)軟件實現(xiàn)GIS的應(yīng)用。在微軟公司的操作系統(tǒng)里，可以運用高級編程語言研發(fā)GIS應(yīng)用系統(tǒng)，通過相關(guān)的接口（API）對系統(tǒng)提供的GIS各項功能進行訪問。例如：核心型GIS某些動態(tài)的鏈接庫，不同DLL功能能夠重新組合，極大地增強了客戶應(yīng)用的便捷性。同時，應(yīng)當注意的是，核心型GIS提供的組件一般在底層，系統(tǒng)研發(fā)工作的難度較大。

1.4 組件型GIS

組件型GIS把GIS系統(tǒng)內(nèi)部的各項功能進行分解，成為許多不同功能的組件，把可視化界面與接口進行正確組合以后即可進行實際應(yīng)用。組件型GIS是新興的一種GIS軟件，相比以往的GIS技術(shù)主要具有以下優(yōu)點：其一，能夠無縫集成各類應(yīng)用分析模型和GIS技術(shù)功能；其二，不需要特定的開發(fā)語言，僅需系統(tǒng)最基本的功能函數(shù)，依據(jù)微軟公司的ActiveX空間要求對接口進行研發(fā)，二次研發(fā)十分簡單便捷；其三，具有靈活封裝與定制功能；其四，方便客戶選擇，節(jié)約研發(fā)軟件的資本投入；其五，GIS性能更加優(yōu)越，有利于進一步升級。同時，組件型GIS技術(shù)在設(shè)計規(guī)劃與研發(fā)過程中還需要注意以下幾個問題：（1）功能與接口設(shè)計不但要達到GIS軟件研發(fā)的相關(guān)標準，而且還要充分體現(xiàn)該款軟件的優(yōu)點；（2）在對組件力度與接口進行設(shè)計的時候，需要竭力做到系統(tǒng)功能的發(fā)揮、組件靈活性、客戶需求之間的平衡。

1.5 萬維網(wǎng)GIS

萬維網(wǎng)GIS是GIS技術(shù)與WWW（即World Wide Web）有機結(jié)合的產(chǎn)物，在Internet網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的采集、儲存、分析、處理、顯示、應(yīng)用功能。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，萬維網(wǎng)GIS技術(shù)能夠有效地利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)顯示相關(guān)的地理信息，客戶在瀏覽器中進行信息的搜索，即可得到GIS的數(shù)據(jù)與有關(guān)服務(wù)。這項技術(shù)是一種分布式的地理信息模型，通常包括四部分。與以往的GIS技術(shù)相比，萬維網(wǎng)GIS的桌面系統(tǒng)操作簡單，且應(yīng)用性能較高。與以往的GIS技術(shù)相比，主要具有以下優(yōu)點：其一，查詢范圍廣泛，客戶能夠?qū)崟r地搜索多個處于不同地域服務(wù)器的最新信息；其二，平臺的獨立性較好；其三，系統(tǒng)研發(fā)成本偏低，工作效率高；其四，操作簡單，易于應(yīng)用與推廣。同時，Web GIS也具有相應(yīng)的缺陷：例如：異構(gòu)空間信息很難進行互操作；跨平臺操作受到較多因素的影響；海量信息的傳輸效率有待提升；對其他資源的利用率不足等。

2 地理信息系統(tǒng)在軍事中的應(yīng)用分析

現(xiàn)如今，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為二十一世紀重要支柱型產(chǎn)業(yè)——信息產(chǎn)業(yè)的重要構(gòu)成，在社會中得到廣泛的應(yīng)用，如軍事制圖、測繪、資源管理等方面，特別在許多國家的軍事系統(tǒng)里發(fā)揮重要的作用。早在1995年，GIS技術(shù)已經(jīng)滲透于世界軍事領(lǐng)域，具體應(yīng)用ARC/INFO地理信息技術(shù)的國家與地區(qū)主要有加拿大、英國、美國、埃及、意大利及澳大利亞等。

軍用地理信息系統(tǒng)可以為提供多種軍事功能，例如：制作數(shù)字地圖、軍事導(dǎo)航、復(fù)雜地理環(huán)境的勘探、構(gòu)建三維可視化空間地理模型等?？傊瑤缀醺采w了所有的軍事領(lǐng)域。相比于民用GIS系統(tǒng)而言，軍用GIS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其一，可以為多層指揮部門的需求提供服務(wù)；其二，可以對不同機構(gòu)的應(yīng)用提供信息支持；其三，可以采集、儲存、分析、處理大規(guī)模的地理空間的相關(guān)地理信息。其四，可以集成很多不同種類的數(shù)據(jù)，為軍事應(yīng)用提供服務(wù)。

軍用GIS技術(shù)的基本應(yīng)用模型可通過一個立方體加以表述。其中，立方體的前側(cè)面依據(jù)相關(guān)的層次對各級層的指揮部門進行描述；上側(cè)面設(shè)置了各種兵種日常需要的服務(wù)與功能，右側(cè)面描述了各種軍事行動類型。這樣，沿著以上三個側(cè)面的不同直線，可以切出若干個小立方體，參見下圖：

該圖可以反映某個依托于GIS技術(shù)的軍事應(yīng)用。GIS技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用具體如下：第一，指揮作戰(zhàn)。不管是指揮者的決策制定，還是進行單兵作戰(zhàn)，均需要相關(guān)的領(lǐng)導(dǎo)者對實際戰(zhàn)場的發(fā)展態(tài)勢與地理環(huán)境擁有較為系統(tǒng)、深刻、全面的了解。GIS技術(shù)有效地克服了以往紙質(zhì)地圖制作時間長、誤差大等缺陷，既可以結(jié)合實際戰(zhàn)場上官兵對不同需求，精準地提供相應(yīng)的水文、地形以及其他有關(guān)數(shù)據(jù)，又能夠動態(tài)性、實時性地對戰(zhàn)事狀況加以分析，為指揮人員預(yù)測未來戰(zhàn)場態(tài)勢，作出正確決策部署等提供必要的參考?，F(xiàn)階段，英國、美國、瑞典等已經(jīng)將GIS系統(tǒng)有效地應(yīng)用于實際的作戰(zhàn)指揮工作中。例如：英國的TACISYS系統(tǒng)，可以提供地理信息的分析功，為指揮作戰(zhàn)提供重要支持。第二，軍事情報。情報在戰(zhàn)爭中發(fā)揮至關(guān)重要的功能，因此，相關(guān)工作人員可以利用GIS系統(tǒng)，對軍事情報進行集成，讓指揮人員更加詳細地掌握對方的方位、行動及部署，并對其行動/武器系統(tǒng)可能給我方帶來的影響做出科學(xué)的分析與預(yù)測，有利于我方制定行之有效的作戰(zhàn)方案。第三，軍事導(dǎo)航。利用電子地圖與GPS系統(tǒng)，能夠?qū)?zhàn)車、單兵、飛機、艦船做出精準定位與跟蹤，發(fā)揮重要的導(dǎo)航功能。這點已經(jīng)在英美等發(fā)達國家的陸?？疹I(lǐng)域得到成功的應(yīng)用。GIS系統(tǒng)能夠有效地對飛機的運行軌跡、導(dǎo)彈的襲擊路徑加以確定。第四，地址選擇?？梢猿浞掷肎IS技術(shù)的空間信息分析功能，對軍事裝備的部署進行選址，例如：選擇火炮的炮位、雷達、通信站位置，正確地選擇隱蔽場所、休整地點、機場的位置。第五，模擬演練。通過GIS系統(tǒng)，尤其是三維可視化的軟件，能夠?qū)?zhàn)場地形進行真實的模擬，有利于作戰(zhàn)部隊更好地了解戰(zhàn)場地形。此外，GIS系統(tǒng)還能夠輔助軍人對抗演練、作戰(zhàn)演習(xí)、指揮決策等業(yè)務(wù)技能的模擬練習(xí)，有利于提升整體軍事作戰(zhàn)水平。

3 結(jié)束語

總之，隨著社會的進步與科技的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)在我國農(nóng)業(yè)、交通、軍事、地質(zhì)等諸多領(lǐng)域獲得比較成熟的應(yīng)用。新時期，很多發(fā)達國家不斷展開了軍事戰(zhàn)略的調(diào)整行動，將軍隊發(fā)展重心逐漸轉(zhuǎn)向高新科技的建設(shè)方面，部隊的信息化發(fā)展已經(jīng)成為重要的發(fā)展趨勢。GIS系統(tǒng)作為軍事信息系統(tǒng)的重要構(gòu)成，有效地彌補了紙質(zhì)地圖保管難、誤差大、制作時間長等缺陷，附加的強大功能在軍事領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷突破，地理信息系統(tǒng)還會在軍事領(lǐng)域中擁有廣闊的發(fā)揮空間。

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