地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢(shì)

1、.地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷程及發(fā)展趨勢(shì) 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(gè)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(jìn)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(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用空間三方面內(nèi)容對(duì)GIS的發(fā)展變化做了簡(jiǎn)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(shì) 1引言 美國(guó)聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會(huì)（Federal Interagency Coordinating Committee on Digital Cartography）將地理信息系統(tǒng)定義為由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)支持空間數(shù)據(jù)的

2、采集、管理、處理、建模、分析和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問(wèn)題。當(dāng)前社會(huì)各方面對(duì)地理信息的需求日益增長(zhǎng)，地理信息的用戶市場(chǎng)逐步形成，對(duì)地理信息的內(nèi)容、提供地理信息服務(wù)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(gè)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(jìn)步密切關(guān)聯(lián)，因此地理信息系統(tǒng)的發(fā)展需要愈來(lái)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(jì)60年代，進(jìn)過(guò)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(xué)和欣欣向榮的地理信息產(chǎn)業(yè)。21 GIS的產(chǎn)生地理信息系統(tǒng)首先是一種計(jì)算機(jī)系

3、統(tǒng)，因此地理信息系統(tǒng)是伴隨計(jì)算機(jī)的興起而產(chǎn)生的。20世紀(jì)50年代，計(jì)算機(jī)興起，并開(kāi)始在航空攝影測(cè)量學(xué)與地圖制圖學(xué)中應(yīng)用，政府部門對(duì)土地利用規(guī)劃與資源管理有了更高的要求，這使人們開(kāi)始有可能用電子計(jì)算機(jī)來(lái)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(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的分析來(lái)直接為管理和決策服務(wù)。這才導(dǎo)致了現(xiàn)代意義上的地理信息系統(tǒng)的問(wèn)世。到20世紀(jì)60年代，被譽(yù)為“地理信息系統(tǒng)之父”的加拿大測(cè)量學(xué)家RFTomlinson首先提出了地理信息這一術(shù)語(yǔ)，并于1971年建立了世界上第一個(gè)GI卜n11拿大地理信息系統(tǒng)(CGIS)，用于自然資源的管理和規(guī)劃。稍后，美國(guó)哈佛大學(xué)研究出SYMAP系

4、統(tǒng)軟件。這些技術(shù)地理信息系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)。22 GIS的發(fā)展歷程。20世紀(jì)60年代，地理信息系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)顯著標(biāo)志是有許多有關(guān)的組織和機(jī)構(gòu)紛紛建立。例如1966年美國(guó)成立城市和區(qū)域信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)，1969年有建立州系統(tǒng)全國(guó)協(xié)會(huì)等，這些組織和機(jī)構(gòu)的建立為傳播GIS知識(shí)、發(fā)展GIS技術(shù)起了重要的推動(dòng)作用。同時(shí)也標(biāo)志著GIS的產(chǎn)生。但由于計(jì)算機(jī)水平的限制，使得GIS帶有更多的機(jī)助制圖色彩，地學(xué)分析功能極為簡(jiǎn)單。地理信息系統(tǒng)的操作對(duì)象是空間數(shù)據(jù)，它的優(yōu)勢(shì)在于空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和有效的數(shù)據(jù)集成、獨(dú)特的地理空間分析能力、快速的空間地位搜索和復(fù)雜的空間查詢功能、強(qiáng)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)

5、展很大程度上依賴于計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)。20世紀(jì)70年代以后，隨著計(jì)算機(jī)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(chǔ)、檢索和輸出等功能不斷增強(qiáng)，地理信息系統(tǒng)也由理論雛形向?qū)嵱眯缘膽?yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)展。些發(fā)達(dá)國(guó)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(jì)80年代是地理信息系統(tǒng)普遍發(fā)展和推廣應(yīng)用的階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)行業(yè)推出了圖形工作站和PC機(jī)等性能價(jià)格比大為提高的新代計(jì)算機(jī)，為GIS普及和推廣應(yīng)用提供了硬件基礎(chǔ)。地理信息系統(tǒng)軟件的研制和開(kāi)發(fā)也取得了很大成績(jī)，涌現(xiàn)出些有代表性的GIS軟件，ArcInfo、Genamap、Microstation和Syste

6、m9等。到了20世紀(jì)90年代，隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)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(yīng)用于科學(xué)研究和政府部門等專業(yè)領(lǐng)域，而是逐步走進(jìn)了每個(gè)家庭，為人們的生活服務(wù)。它廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和豐富的信息含量，在現(xiàn)代社會(huì)生活中占據(jù)著越來(lái)越重要的作用。進(jìn)入21世紀(jì)，地理信息系統(tǒng)正在走進(jìn)千家萬(wàn)戶，逐漸進(jìn)入地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的普及階段，例如開(kāi)創(chuàng)了基于網(wǎng)絡(luò)的3GIS的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)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(guò)程，更多的面向服務(wù)，向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，同時(shí)，它也從單一的地理信息系統(tǒng)向系統(tǒng)的地理信息科學(xué)發(fā)展。3.1 GIS的集成化和開(kāi)放化目前，組件式G

7、IS和WebGIS已經(jīng)成為許多大型GIS公司產(chǎn)品的開(kāi)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(lái)。數(shù)字地球的建立更是個(gè)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(jìn)行分類，劃分為不同類型的控件，每個(gè)控件完成各自相應(yīng)的功能，各GIS控件之間以及GIS控件與其他非GIS控件之問(wèn)，通過(guò)可視化的開(kāi)發(fā)工具集成起來(lái)。因此。把龐大的GIS軟件系統(tǒng)分解成可按應(yīng)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(guò)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)環(huán)境

8、(如OLE和OpenDOC)與其它非GIS的“元件”嵌接。一旦實(shí)現(xiàn)了這一步，全世界的人都可以參與GIS的建設(shè)，完善數(shù)據(jù)庫(kù)，建立豐富的元件庫(kù)，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(yīng)該是分布式的存貯，通過(guò)分布式對(duì)象管理系統(tǒng)進(jìn)行管理。3.2 GIS的網(wǎng)絡(luò)化G1S通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)功能得以擴(kuò)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(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入。Intemet用戶可以瀏覽WebGIS站點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù)、專題地圖以及進(jìn)行各種空間檢索和空間分析，從而使GIS進(jìn)入千家萬(wàn)戶?？傊Ｋ堑乩硇畔⑾到y(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(yīng)用系統(tǒng)得以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

9、在各行各業(yè)巾得到廣泛應(yīng)用。Web GIS是GIS與Interact的有機(jī)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(yīng)用領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)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(gè)Web GIS向增強(qiáng)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(gè)Web GIS之問(wèn)的互操作研究對(duì)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(gè)非常大的市場(chǎng)，全球GIS的產(chǎn)值（包括軟件、硬件、數(shù)據(jù)和服務(wù)）已超過(guò)J33億美元。我國(guó)GIS的產(chǎn)值據(jù)初步估計(jì)，每年市場(chǎng)規(guī)模已接近千萬(wàn)美元。隨著我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快，GIS的市場(chǎng)會(huì)不斷增大。根據(jù)國(guó)際權(quán)威信息評(píng)估機(jī)構(gòu)的劃

10、分，GIS產(chǎn)業(yè)對(duì)象主要包括七個(gè)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(kāi)發(fā)與集成、咨詢與技術(shù)服務(wù)?，F(xiàn)階段，我國(guó)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(guó)已經(jīng)基本具備了研制GIS軟件的能力。在軟件開(kāi)發(fā)方面，我們也已起步，如MapGIS等具有我國(guó)版權(quán)的產(chǎn)品已經(jīng)取得了好的成績(jī)。但是，總體上我國(guó)的GIS產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與市場(chǎng)需求有較大的差距，仍然處于研究階段。在軟件的市場(chǎng)化方面，包括產(chǎn)品包裝、培訓(xùn)和維護(hù)，還沒(méi)有形成體系，這方面的工作仍有待于! GIS的共同努力。另一方面，我國(guó)!#軟件的開(kāi)發(fā)應(yīng)該參照國(guó)際上的成功做法，GIS軟件產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，盡可能開(kāi)展國(guó)際合作，使我們的產(chǎn)品進(jìn)

11、入國(guó)際市場(chǎng)，到國(guó)際市場(chǎng)去檢驗(yàn)。3.4 地理信息科學(xué)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(yīng)用，地理信息系統(tǒng)的推廣應(yīng)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(huì)與經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的能力，而地理信息系統(tǒng)技術(shù)機(jī)器應(yīng)用的進(jìn)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(xué)理論。5.結(jié)語(yǔ) 從GIS的應(yīng)用與發(fā)展可以看出，GIS不僅是技術(shù)，而且是服務(wù)，后者更重要。一方面，應(yīng)用推動(dòng)著技術(shù)的發(fā)展；另一方面，應(yīng)用決定了技術(shù)的適用性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GIS也將加速向前發(fā)展。它涉及多學(xué)科的相互影響、相互促進(jìn)、相互滲透、相互支撐，其目的就是為人類了解和保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境服務(wù)。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(wù)產(chǎn)業(yè)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)家安全、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和提高人民生活質(zhì)量做出愈來(lái)愈大的貢獻(xiàn)。 參考文獻(xiàn)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(shì)分析. 黑龍江科技信息J. 2008（18）3.李軍政 . 地理信