gis技術(shù)

1、1 GIS定義 地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System)，GIS是六十年代開始迅速發(fā)展起來的地理學(xué)研究技術(shù)，是多種學(xué)科交叉的產(chǎn)物。 GIS是在計算機硬、軟件環(huán)境的支持下，對空間數(shù)據(jù)進行采集、存取、編輯、處理、分析和顯示的計算機應(yīng)用系統(tǒng) 。 用戶使用GIS時，面對的是空間數(shù)據(jù)組成的客觀世界的一個抽象模型。它比地圖所表達的自然世界模型更為豐富和靈活，用戶可以按應(yīng)

2、用的目的觀測這個現(xiàn)實世界模型的各方面的內(nèi)容，也可以提取這個模型所表達現(xiàn)象的各種空間尺度指標(biāo)，更為重要的是，它可以將自然發(fā)生或人為規(guī)劃的過程加在這個數(shù)據(jù)模型上，取得自然過程的分析和預(yù)測的信息，用于管理和決策。,GIS技術(shù),GIS的基本概念可以從下面幾個方面來把握：(1)GIS的物理外殼是計算機化的技術(shù)系統(tǒng)，它又由若干個相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)構(gòu)成，如數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和分析子系統(tǒng)、圖像處理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)產(chǎn)品輸出子系統(tǒng)等，這些

3、子系統(tǒng)的優(yōu)劣、結(jié)構(gòu)直接影響著GIS的硬件平臺、功能、效率、數(shù)據(jù)處理的方式和產(chǎn)品輸出的類型。(2) GIS的操作對象是空間數(shù)據(jù)，即點、線、面、體這類有三維要素的地理實體。空間數(shù)據(jù)的最根本特點是每一個數(shù)據(jù)都按統(tǒng)一的地理坐標(biāo)進行編碼，實現(xiàn)對其定位、定性和定量的描述、這是GIS區(qū)別于其它類型信息系統(tǒng)的根本標(biāo)志，也是其技術(shù)難點之所在。(3)GIS的技術(shù)優(yōu)勢在于它的數(shù)據(jù)綜合、模擬與分析評價能力，可以得到常規(guī)方法或普通信息系統(tǒng)難以得到的重要信息，

4、實現(xiàn)地理空間過程演化的模擬和預(yù)測。,(4) GIS與測繪學(xué)和地理學(xué)有著密切的關(guān)系。大地測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術(shù)為GIS中的空間實體提供各種不同比例尺和精度的定位數(shù)；電子速測儀、GPS全球定位技術(shù)、解析或數(shù)字?jǐn)z影測量工作站、遙感圖像處理系統(tǒng)等現(xiàn)代測繪技術(shù)的使用，可直接、快速和自動地獲取空間目標(biāo)的數(shù)字信息產(chǎn)品，為GIS提供豐富和更為實時的信息源，并促使GIS向更高層次發(fā)展。地理學(xué)是GIS的理論依托。有的學(xué)者

5、斷言，“地理信息系統(tǒng)和信息地理學(xué)是地理科學(xué)第二次革命的主要工具和手段。如果說GIS的興起和發(fā)展是地理科學(xué)信息革命的一把鑰匙，那么，信息地理學(xué)的興起和發(fā)展將是打開地理科學(xué)信息革命的一扇大門，必將為地理科學(xué)的發(fā)展和提高開辟一個嶄新的天地”。GIS被譽為地學(xué)的第三代語言——用數(shù)字形式來描述空間實體。,從GIS的外部來看，它表現(xiàn)為計算機軟硬件系統(tǒng)；從功能上看，GIS----獲取、存取、編輯、處理、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的系統(tǒng)；從內(nèi)容上看，G

6、1S---一個包含了計算機軟、硬件、地理數(shù)據(jù)和專業(yè)人員的系統(tǒng)。GIS---數(shù)字制圖技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的結(jié)合；GIS---一種以采集、存儲、管理、分析和描述整個或部分地球(包括大氣層在內(nèi))空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)；,GIS具有以下三個方面的特征： ①具有采集、管理、分析和輸出多種地理實間信息的能力，具有空間性和動態(tài)性；②以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有區(qū)域空間分析、多要素綜合分析和動

7、態(tài)預(yù)測能力，產(chǎn)生高層次的地理信息；③由計算機系統(tǒng)支持進行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計算機程序模擬常規(guī)的或?qū)ｉT的地理分析方法，作用于空間數(shù)據(jù)，產(chǎn)生有用信息，完成人類難以完成的任務(wù)。 地理信息統(tǒng)從外部來看，它表現(xiàn)為計算機軟硬件系統(tǒng)；而其內(nèi)涵是由計算機程序和地理數(shù)據(jù)組織而成的地理空間信息模型，是一個邏輯縮小的、高度信息化的地理系統(tǒng)。,,(1)數(shù)據(jù)輸入、預(yù)處理(2)數(shù)據(jù)編輯(3)數(shù)據(jù)存儲與管理(4)數(shù)據(jù)查詢與檢索(5)數(shù)據(jù)分析(

8、6)數(shù)據(jù)顯示與結(jié)果輸出(7)數(shù)據(jù)更新,2 GIS的功能,(1)數(shù)據(jù)輸入、預(yù)處理 空間數(shù)據(jù)只有加工為適合的形式才能被GIS利用，將空間數(shù)據(jù)輸入計算機的過程稱為數(shù)字化。最新掃描技術(shù)使大規(guī)模自動數(shù)字化成為可能，中小型作業(yè)仍可使用手工數(shù)字化；GIS軟件提供強大的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，可從CAD(DMG文件格式)、文本、關(guān)系數(shù)據(jù)庫等各種形式轉(zhuǎn)人數(shù)據(jù)。,(2)數(shù)據(jù)編輯 數(shù)據(jù)編輯主要包括屬性編輯和圖形編輯。屬性編輯主要與數(shù)據(jù)庫管理結(jié)

9、合在一起完成。圖形編輯主要包括拓撲關(guān)系建立、圖形編輯、圖形整理、圖幅拼接、圖形變換、投影變換、誤差校正等功能。,(3)數(shù)據(jù)存儲與管理 數(shù)據(jù)存儲就是將數(shù)據(jù)以某種格式記錄在計算機內(nèi)部或外部存貯介質(zhì)上。其存儲方式與數(shù)據(jù)文件的結(jié)構(gòu)相關(guān)，關(guān)健在于建立記錄的邏輯順序。GIS既能采用普通文件結(jié)構(gòu)構(gòu)造數(shù)據(jù)，又能通過大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行有效嚴(yán)格的組織管理。在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，不同表格間通過主碼與外碼相互連接，提供GIS高度的可擴展性和靈

10、活的配置能力。,(4)數(shù)據(jù)查詢與檢索 數(shù)據(jù)查詢與檢索就是指從數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)庫或存儲裝置中，查找和選取所需數(shù)據(jù)。其中查詢是指根據(jù)用戶提出的問題．確定查找方向和步驟，從而得到需要的信息；檢索是指從數(shù)據(jù)文件中，提取所需要的數(shù)據(jù)。,(5)數(shù)據(jù)分析 GIS能分析所定區(qū)域內(nèi)的各種現(xiàn)象和過程。這一分析功能可在系統(tǒng)操作運算功能的支持下或建立專門的分析軟件來實現(xiàn)，包括信息采集與分析、統(tǒng)計分析、多要素綜合分析等。,(6)數(shù)據(jù)顯示與結(jié)

11、果輸出 數(shù)據(jù)顯示就是中間處理過程和最終結(jié)果的屏幕顯示，包括圖形數(shù)據(jù)的數(shù)字化與編輯以及操作分析過程的顯示。通常以人機對話方式來選擇顯示的對象與形式，如數(shù)據(jù)顯示、統(tǒng)計圖形顯示、空間數(shù)據(jù)的圖形圖像顯示等。結(jié)果輸出有專題地圖、圖表、數(shù)據(jù)、表格、報告等多種類型。屏幕顯示也是結(jié)果輸出的一個方面。輸出設(shè)備有顯示器、彩色繪圖儀、打印機等。,(7)數(shù)據(jù)更新 數(shù)據(jù)更新就是以新的數(shù)據(jù)項或記錄來替換數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫中相對應(yīng)的數(shù)據(jù)項或記錄

12、。它是通過刪除、修改、再插入等一系列操作來實現(xiàn)的。數(shù)據(jù)庫應(yīng)具有更新能力。數(shù)據(jù)更新是地理信息系統(tǒng)建立地理數(shù)據(jù)的時間序列，滿足動態(tài)分析的前提。數(shù)據(jù)更新分全面更新和局部更新兩種。數(shù)據(jù)更新的關(guān)鍵在于建立遙感與地理信息系統(tǒng)的接口，提高不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的精度和效率，以及提高遙感數(shù)據(jù)的幾何精度和分類精度。,3 GIS軟件平臺 含義：GIS軟件平臺是專門為GIS的建立和開發(fā)而研制的通用軟件系統(tǒng)，是一組系統(tǒng)化的具有GIS基本功能的

13、軟件包。 例如美國環(huán)境系統(tǒng)研究所的ARC／INFO、澳大利亞GENASYS公司開發(fā)的GENAMAP、中國地質(zhì)大學(xué)開發(fā)的MAPGIS等。,分類：GIS軟件平臺按其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一般有以下3種類型：矢量型：指基于多邊型的，以X，Y坐標(biāo)對來表示空間數(shù)據(jù)的點、線和面等圖形的GIS。柵格型：指基于網(wǎng)格的，以二維數(shù)組來表示空間各象元特征的GIS?；旌闲停褐甘噶繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并存的GIS。,4 GIS應(yīng)用系統(tǒng)一般來說，GIS應(yīng)用

14、系統(tǒng)通常可從以下幾種角度來劃分：以研究對象的性質(zhì)和內(nèi)容分類以研究區(qū)的區(qū)域范圍分類以系統(tǒng)用途分類,(1)以研究對象的性質(zhì)和內(nèi)容分類綜合性地理信息系統(tǒng)：按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)存儲、管理一定范圍內(nèi)的各種自然和社會經(jīng)濟綜合數(shù)據(jù)的地理信息系統(tǒng)。如加拿大國家地理信息系統(tǒng)，中國自然環(huán)境綜合信息系統(tǒng)等。專題性地理信息系統(tǒng)：具有有限目標(biāo)和專業(yè)特點的地理信息系統(tǒng)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)項的選擇和操作功能設(shè)計是為特定的目的服務(wù)，如紅壤資源信息系統(tǒng)、土地資源信息系統(tǒng)、水資

15、源管理信息系統(tǒng)、農(nóng)作物估產(chǎn)信息系統(tǒng)等。,(2)以研究區(qū)的區(qū)域范圍分類全球性地理信息系統(tǒng)：這種系統(tǒng)研究區(qū)域范圍往往涉及全球范圍。如全球人口資源地理信息系統(tǒng)。區(qū)域性地理信息系統(tǒng)：主要以區(qū)域綜合研究和全面的信息服務(wù)為目標(biāo)，可以有不同的規(guī)模，如國家級的、省級的、市(地)級和縣級等相各不相同級別行政區(qū)服務(wù)的區(qū)域信息系統(tǒng)，也可以按自然分區(qū)或以流域為單位的區(qū)域信息系統(tǒng)。如加拿大國家信息系統(tǒng)、我國黃河流域信息系統(tǒng)等。,(3)以系統(tǒng)用途分類

16、城市信息系統(tǒng)；資源調(diào)查與評價信息系統(tǒng)；規(guī)劃信息系統(tǒng)；輔助決策信息系統(tǒng)等。,完整的GIS應(yīng)包括4個主要部分：GIS的硬件設(shè)備GIS的軟件數(shù) 據(jù)GIS人員,5 地理信息系統(tǒng)的基本構(gòu)成,磁帶/光盤,遙感/GPS,掃描儀,數(shù)字化儀,工作站,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,服務(wù)器,繪圖儀,電子地圖,PC/NC,,,,,,,,,,,,,,Intranet,Internet,輸入設(shè)備 處理設(shè)備

17、 輸出設(shè)備 GIS硬件設(shè)備配置,,(1)GIS的硬件設(shè)備GIS的硬件設(shè)備構(gòu)成GIS的物理外殼。其配置一般包括以下幾個部分,計算機主機：它可以是單機，也可以組成計算機網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)。數(shù)據(jù)輸入設(shè)備：用于將系統(tǒng)所需要的各種數(shù)據(jù)輸入計算機，并將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字化數(shù)據(jù)。 通常有數(shù)字化儀、掃描儀、圖像處理系統(tǒng)、GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))接收機、解析和數(shù)字?jǐn)z影測量儀等，它們將以圖形、圖像、文件、

18、報表等不同形式顯示數(shù)據(jù)的分析處理結(jié)果。,數(shù)據(jù)存儲設(shè)備：主要指存儲數(shù)據(jù)的磁盤、磁帶、光盤及相應(yīng)的驅(qū)動設(shè)備。數(shù)據(jù)輸出設(shè)備：它包括圖形終端顯示設(shè)備、繪圖儀、打印機、可擦寫光盤以及多媒體輸出裝置等。數(shù)據(jù)通訊傳輸設(shè)備：包括網(wǎng)卡、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連線及其他網(wǎng)絡(luò)專門設(shè)施。GIS可以通過網(wǎng)絡(luò)交流信息或共享數(shù)據(jù)。,GIS的軟件是指GIS運行所必需的各種程序，它們構(gòu)成GIS的核心部分，關(guān)系到GIS的功能。這些軟件通常由4部分組成：計算機系統(tǒng)軟件G

19、IS系統(tǒng)軟件應(yīng)用分析程序其他支持軟件,(2)GIS的軟件,計算機系統(tǒng)軟件:主要指為用戶使用計算機提供方便的程序系統(tǒng)，包括操作系統(tǒng)、匯編系統(tǒng)、編譯程序、診斷程序、庫程序等。這些是GIS正常運行所必需的。GIS系統(tǒng)軟件：指GIS基本功能軟件包，以完成對數(shù)據(jù)進行采集、加工、存儲、管理、 分析、查詢、顯示再現(xiàn)和與用戶接口。應(yīng)用分析程序：這是系統(tǒng)開發(fā)人員或用戶為某種特定應(yīng)用任務(wù)而開發(fā)的程序，對系統(tǒng)功具有擴充作用。應(yīng)用程序作用于地理專題數(shù)據(jù)

20、或區(qū)域數(shù)據(jù)，構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的具體內(nèi)容，這是用戶最為關(guān)心的真正用于地理分析的部分，也是從空間數(shù)據(jù)中提取地理信息的關(guān)鍵。用戶進行系統(tǒng)開發(fā)的大部分工作是開發(fā)應(yīng)用程序，而應(yīng)用程序的水平在很大程度上決定著系統(tǒng)的優(yōu)劣和成敗。其他支持軟件：用于對GIS系統(tǒng)軟件提供支撐或功能上的一些補充。包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、計算機圖形軟件包等。,數(shù)據(jù)是GIS的管理內(nèi)容和操作對象。它是指以地球表面空間位置為參照，描述自然、社會和經(jīng)濟的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)

21、可以是數(shù)字、文字、表格、圖像和圖形等。它們由系統(tǒng)研制者通過數(shù)字化儀、掃描儀、鍵盤、磁帶機或其他輸人設(shè)備輸入到GIS中，也可以通過其他系統(tǒng)的通訊接口直接輸入GIS。GIS正是通過對這些數(shù)據(jù)的采集、管理、分析，提取其信息內(nèi)容構(gòu)成信息模型，根據(jù)用戶的要求來模擬現(xiàn)實世界，其相應(yīng)的區(qū)域信息包括位置信息、屬性信息和空間關(guān)系等。,(3)數(shù) 據(jù),GIS是一個動態(tài)的地理模型，是一個復(fù)雜的人---機系統(tǒng)。僅僅有系統(tǒng)硬件、軟件和數(shù)據(jù)還構(gòu)不成一個完整

22、的GIS。它必須處于相應(yīng)的機構(gòu)或組織環(huán)境內(nèi)，需要人進行系統(tǒng)組織、管理、維護和數(shù)據(jù)更新、系統(tǒng)擴充等工作。因此，系統(tǒng)的管理、維護和使用人員是GIS中的重要構(gòu)成因素。這里GIS人員既包括從事GIS系統(tǒng)開發(fā)的專業(yè)人員，也包括采用GIS完成日常工作的終端用戶。,(4)GIS人員,6 GIS應(yīng)用 (1)測繪與地圖制圖地理信息系統(tǒng)技術(shù)源于計算機輔助制圖。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)與遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)在測繪界的廣泛應(yīng)用，為測

23、繪與地圖制圖帶來了一場革命性的變化。(2)資源管理資源清查是地理信息系統(tǒng)最基本的職能，這時系統(tǒng)的主要任務(wù)是將各種來源的數(shù)據(jù)匯集在一起，并通過系統(tǒng)的統(tǒng)計和覆蓋分析功能，按多種邊界和屬性條件，提供區(qū)域多種條件組合形式的資源統(tǒng)計和進行原始數(shù)據(jù)的快速再現(xiàn)。如，美國資源部和威斯康星州合作建立了以治理土壤侵蝕為主要目的的多用途專用的土地GIS。該系統(tǒng)通過收集耕地面積、濕地分布面積、季節(jié)性洪水覆蓋面積、土壤類型、專題圖件信息、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)等信息，

24、建立了潛在威斯康星地區(qū)的土壤侵蝕模型，據(jù)此，探討了土壤惡化的機理，提出了合理的改良土壤方案，達到對土壤資源保護的目的。,(3)城鄉(xiāng)規(guī)劃城市與區(qū)域規(guī)劃中要處理許多不同性質(zhì)和不同特點的問題，它涉及資源、環(huán)境、人口、交通、經(jīng)濟、教育、文化和金融等多個地理變量和大量數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理有利于將這些數(shù)據(jù)信息歸并到統(tǒng)一系統(tǒng)中，最后進行城市與區(qū)域多目標(biāo)的開發(fā)和規(guī)劃，包括城鎮(zhèn)總體規(guī)劃、城市建設(shè)用地適宜性評價、環(huán)境質(zhì)量評價、道路交通規(guī)劃、公共

25、設(shè)施配置，以及城市環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測等。這些規(guī)劃功能的實現(xiàn)，是以地理信息系統(tǒng)的空間搜索方法、多種信息的疊加處理和一系列分析軟件(回歸分析、投入產(chǎn)出計算、模糊加權(quán)評價、0-l規(guī)劃模型、系統(tǒng)動力學(xué)模型等)加以保證的。例如：北京某測繪部門以北京市大比例尺地形圖為基礎(chǔ)圖形數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上綜合疊加地下及地面的八大類管線(包括上水、污水、電力、通訊、燃氣、工程管線)以及測量控制網(wǎng)，規(guī)劃路等基礎(chǔ)測繪信息，形成一個測繪數(shù)據(jù)的城市地下管線信息系統(tǒng)。從而實現(xiàn)了

26、對地下管線信息的全面的現(xiàn)代化管理。為城市規(guī)劃設(shè)計與管理部門、市政工程設(shè)計與管理部門、城市交通部門與道路建設(shè)部門等提供地下管線及其它測繪部門的查詢服務(wù)。,(4)災(zāi)害監(jiān)測利用地理信息系統(tǒng)，借助遙感遙測的數(shù)據(jù)，可以有效地用于森林火災(zāi)的預(yù)測預(yù)報、洪水災(zāi)情監(jiān)測和洪水淹沒損失的估算，為救災(zāi)搶險和防洪決策提供及時準(zhǔn)確的信息。(5)環(huán)境保護利用GIS技術(shù)建立城市環(huán)境監(jiān)測、分析及預(yù)報信息系統(tǒng)；為實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測與管理的科學(xué)化自動化提供最基本的條件；在

27、區(qū)域環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價過程中，利用GIS技術(shù)的輔助，實現(xiàn)對整個區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量進行客觀地、全面地評價，以反映出區(qū)域中受污染的程度以及空間分布狀態(tài)；在野生動植物保護中的應(yīng)用，世界野生動物基金會采用GIS空間分析功能，幫助世界最大的貓科動物改變它目前瀕于滅種的境地。都取得了很好的應(yīng)用效果。,(6)國防現(xiàn)代戰(zhàn)爭的一個基本特點就是“三S”技術(shù)被廣泛地運用到從戰(zhàn)略構(gòu)思到戰(zhàn)術(shù)安排的各個環(huán)節(jié)。它往往在一定程度上決定了戰(zhàn)爭的成敗。如海灣戰(zhàn)爭期間，美國國防

28、制圖局為戰(zhàn)爭的需要在工作站上建立了GIS與遙感的集成系統(tǒng)，它能用自動影像匹配和自動目標(biāo)識別技術(shù)，處理衛(wèi)星和高空偵察機實時獲得的戰(zhàn)場數(shù)字影像，及時地將反映戰(zhàn)場現(xiàn)狀的正射影影像疊加到數(shù)字地圖上，數(shù)據(jù)直接傳送到海灣前線指揮部和五角大樓，為軍事決策提供24小時的實時服務(wù)。(7）宏觀決策支持地理信息系統(tǒng)利用擁有的數(shù)據(jù)庫，通過一系列決策模型的構(gòu)建和比較分析，為國家宏觀決策提供依據(jù)。例如系統(tǒng)支持下的土地承載力的研究，可以解決土地資源與人口容量的規(guī)

29、劃?？傊?，地理信息系統(tǒng)正越來越成為國民經(jīng)濟各有關(guān)領(lǐng)域必不可少的應(yīng)用工具，相信它的不斷成熟與完善將為社會的進步與發(fā)展作出更大的貢獻。,隨著計算機和信息技術(shù)的發(fā)展，GIS迅速地發(fā)展變化著。同時，隨著人類需求的增長，GIS的應(yīng)用也將越來越廣泛，越來越深入。從總的系統(tǒng)角度看GIS的發(fā)展方向從系統(tǒng)內(nèi)部的角度看GIS的發(fā)展趨勢,7 GIS的發(fā)展趨勢,（1）從總的系統(tǒng)角度看GIS的發(fā)展方向GIS標(biāo)準(zhǔn)化GIS網(wǎng)絡(luò)化 GIS全球化

30、GIS大眾化GIS數(shù)據(jù)商業(yè)化,(a)GIS標(biāo)準(zhǔn)化 在21世紀(jì)初的5～10年是GIS界的主要標(biāo)準(zhǔn)化制定時期。隨著GIS的不斷發(fā)展，人們不斷意識到，只有對軟件、硬件和數(shù)據(jù)進行必要的標(biāo)準(zhǔn)化，才能更有效、廣泛地使用GIS。GIS的標(biāo)準(zhǔn)化將在國際、國家、省、市、縣和機構(gòu)范圍內(nèi)多層次地進行，其內(nèi)容可能包括到GIS的各個組成部分、各個操作過程、各種數(shù)據(jù)類型、軟硬件系統(tǒng)等等。其中數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化是關(guān)鍵，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化使GIS市場從單純的系統(tǒng)驅(qū)動轉(zhuǎn)向

31、數(shù)據(jù)驅(qū)動，意味著支持GIS工作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)交換格式的標(biāo)準(zhǔn)化，提供GIS工作基礎(chǔ)數(shù)據(jù)接口的標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化的真正實現(xiàn)將使人們能在一個共同基礎(chǔ)之上共享信息和資源。,(b)GIS網(wǎng)絡(luò)化 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對GIS的發(fā)展能起到質(zhì)變作用。它的發(fā)展使以往很多難以完成的事情得以實現(xiàn)，例如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得數(shù)據(jù)庫在地理位置上以分布式的方式存在，這樣做，各個數(shù)據(jù)庫可以局部地進行生產(chǎn)、更新、維護和管理。而網(wǎng)絡(luò)又使這些分布在局部的數(shù)據(jù)庫相互之間可以連接起來實現(xiàn)

32、共享使用。高速度的數(shù)據(jù)傳輸使得數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)傳輸能夠快速地實現(xiàn)。萬維網(wǎng)的發(fā)展給GIS數(shù)據(jù)在更大范圍內(nèi)的發(fā)布、出版、獲取和查詢提供了有效可行的途徑。地理數(shù)據(jù)不僅可以按照地理位置、專題內(nèi)容、生產(chǎn)機構(gòu)、使用價格等進行自動搜索，甚至可以直接在網(wǎng)上進行數(shù)據(jù)的各類空間操作，使用網(wǎng)絡(luò)提供的各類模型進行模擬，直接產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)結(jié)果，真正地實現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)就是計算機”這一新的概念模式。,(c)GIS全球化 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使得世界空間縮小，人們之間的關(guān)系

33、更加緊密；世界經(jīng)濟的發(fā)展也在要求人們建立一個更穩(wěn)定、和諧的環(huán)境。在這個環(huán)境中GIS越來越成為一種有效的工具來幫助他們所生存和依賴的自然條件狀況和社會變化狀況。目前世界各國都在積極地發(fā)展和使用GIS、制定有關(guān)地理信息的政策、開展國家的GIS項目。,(d)GIS大眾化 GIS不僅在國際舞臺上已經(jīng)越來越受到人們重視，甚至在人們?nèi)粘Ｉ钪幸苍跐撘颇馗淖冎藗兊纳?。以往人們需要使用地圖來定向、定位和導(dǎo)航，而現(xiàn)在地圖已經(jīng)存儲在數(shù)據(jù)

34、庫中；從一個地點到另一個地點的最佳路線輕而易舉地就可以使用GIS系統(tǒng)得到；到一個新地方，GIS可以作最好的向?qū)АＳ腥嗽?jīng)預(yù)測，GIS發(fā)展的將來就是“沒有”GIS，意思是，當(dāng)GIS發(fā)展到人人都使用，它已經(jīng)成為人們生活和工作不可分離的一部分時，則人們就不必知道它是一種叫做“GIS”的技術(shù)了。,(e)數(shù)據(jù)商業(yè)化 目前，一場數(shù)據(jù)大戰(zhàn)正在不斷地進行著?？臻g數(shù)據(jù)已經(jīng)被作為一種商品，在普通零售商店都可以買到。許多軟件生產(chǎn)商，甚至將通用的

35、數(shù)據(jù)，例如行政邊界、水系網(wǎng)絡(luò)、道路網(wǎng)絡(luò)、郵政編碼邊界、人口分布、環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)等隨GIS軟件的購買而免費贈送。 從國家來考慮，數(shù)據(jù)實際上是國家的一種資源。數(shù)據(jù)被電子化以后，這種資源更有使用價值。它可以幫助政府了解國家各種自然和人文資源的狀況，輔助制定各類重要決策。 數(shù)據(jù)的商業(yè)化使得這些數(shù)據(jù)不斷地、快速地得到開發(fā)、更新，同時根據(jù)市場要求，更合理地分配人力和財力資源來對最為需要的數(shù)據(jù)進行生產(chǎn)。,(2)從

36、系統(tǒng)內(nèi)部的角度看GIS的發(fā)展趨勢空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)自動輸入技術(shù) 與遙感技術(shù)的進一步結(jié)合 GIS的智能化 GIS應(yīng)用模型開發(fā) 加強GIS教育,(a)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)管理 傳統(tǒng)的柵格和矢量結(jié)構(gòu)各有特點，目前傾向于兩種結(jié)構(gòu)并存。需要設(shè)計高效的柵格一矢量相互轉(zhuǎn)換算法來支持柵格和矢量統(tǒng)一的系統(tǒng)。特別是適用于微機地理信息系統(tǒng)更具有特殊意義。滿足建立大規(guī)模實用系統(tǒng)的需要，圖形空間數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)也在

37、發(fā)展?？臻g數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研制，包括邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計和適合于地理實體表示的物理存儲結(jié)構(gòu)的研究正在從理論走向?qū)嵱?；一種面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型由于更適合定義復(fù)雜的地理實體和對復(fù)雜事物的直接操作而被接受，實用的語言界面正在開發(fā)。,(b)數(shù)據(jù)自動輸入技術(shù) 圖形和屬性數(shù)據(jù)的輸人歷來是GIS建立的一個“瓶頸”，自動輸入技術(shù)的發(fā)展將最終解決這個問題。GIS自動輸入包括對屬性表格的掃描和識別、圖形掃描和追蹤、拓撲關(guān)系的自動生成、圖例符號的自動標(biāo)識等

38、。,(c)與遙感技術(shù)的進一步結(jié)合 GIS與遙感結(jié)合主要采用兩種方式:一種是通過軟件接口完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)換，將圖像處理的結(jié)果輸入GIS，或?qū)IS專題信息傳人遙感圖像處理系統(tǒng)進行信息復(fù)合及輔助信息分類；另一種是將GIS與遙感處理系統(tǒng)組成一個統(tǒng)一的軟件系統(tǒng)，以完成信息復(fù)合、交互查詢、自動分類、更新等GIS功能。這是GIS與遙感結(jié)合的高級形式。,(d)GIS的智能化 以專家經(jīng)驗式知識為基礎(chǔ)的GIS，具有更

39、強的分析和表達復(fù)雜地學(xué)問題的能力，引起了普遍重視。這種系統(tǒng)并不十分完善，主要是由于GIS所面臨問題的復(fù)雜性，以及地理專家知識還沒有計算機化，智能化的GIS代表著一個令人鼓舞的重要發(fā)展方向。,(e)GIS應(yīng)用模型開發(fā) 應(yīng)用模型不足，是阻礙GIS實用化的原因之一， 目前應(yīng)用模型的開發(fā)已受到較大的重視。比較引人注目的是：①引進空間化的數(shù)理統(tǒng)計和系統(tǒng)分析方法；②通過實例研究，建立專業(yè)模型，如水土流失、森林火災(zāi)預(yù)報、土地評價、

40、旅游資源評價、環(huán)境污染評價等，作為模型工具提供用戶使用。在GIS應(yīng)用中，應(yīng)用模型是聯(lián)系GIS應(yīng)用系統(tǒng)與常規(guī)專業(yè)研究的紐帶，模型的建立絕不是純數(shù)學(xué)或技術(shù)性的問題、它必須以廣泛深入的專業(yè)知識為基礎(chǔ)。專業(yè)研究深入程度決定了所建模型的質(zhì)量與效果。事實上正是地理模型把GIS應(yīng)用系統(tǒng)和常規(guī)專業(yè)研究緊密地結(jié)合在一起了。因此，應(yīng)用模型是今后研究的重點和發(fā)展的主要方向之一。,(f)加強GIS教育 為了發(fā)展和推廣GIS應(yīng)用系統(tǒng)，必須采取