GIS的未来之我见

戴立乾，陈 娜，杨军强

(1.河南省国土资源科学研究院，河南 郑州 450053；2.河南省国土资源厅信息中心，河南郑州 450016)

GIS的未来之我见

戴立乾1，陈 娜2，杨军强2

(1.河南省国土资源科学研究院，河南 郑州 450053；2.河南省国土资源厅信息中心，河南郑州 450016)

对当前地理信息系统的发展动态进行了分析，提出了未来GIS的发展呈现出的新特点、云计算GIS的发展趋势以及GIS和人们的生活密切相关。

GIS；发展趋势；推演；云计算

1 GIS的概念

地理信息系统 (Geographic Information Systems,以下简称GIS)起萌于20世纪60年代的加拿大和美国。GIS的定义也很多，其中被广泛接受的表述为：GIS是一个能用于进行有效地搜集、储存、更新、处理、分析和显示所有形式之地理信息的计算机硬件、软件、地理数据和有关人员（用户）的有机集合[1]。

2 当前GIS的发展动态

GIS技术依托的主要工具和平台是计算机及其相关设备。近年来，随着计算机技术、信息技术和网络技术的快速发展多媒体技术、空间技术，虚拟实景、数字测绘技术、数据库技术、图像处理技术、光纤通信技术的突破性进展，为GIS技术的发展提供了先进的工具，也为GIS技术广泛、深入的应用奠定了基础[2]。

2.1 嵌入式GIS

把GIS与嵌入式技术融合在一起，形成一个嵌入式的地理空间集成平台，是当前GIS研究领域的一个重要趋势。与传统GIS技术相比较，嵌入式GIS具有跨平台、开发好、易集成、易渗透和融合好等特点，而且价格低，为地理信息技术融入其他信息技术提供了良好的技术基础。嵌入式GIS开发在测绘、智能交通、海事、国防、公安等领域都有无限广阔的应用前景，可广泛应用于军事、野外测绘、医疗、汽车导航等领域；个人汽车导航和PDA(或手机)定位服务 (LBS)的出现与发展更是将嵌入式地理信息技术深入到每个人的日常生活。

2.2 GIS与CAD融合

从使用目的来看，CAD主要偏向于制图和表达，而GIS更强调解决空间问题。CAD的图形编辑功能较强，具有较强的排版和制图能力，GIS的核心功能是空间分析。GIS比CAD的图形数据具有更强的语义，表现在：1）属性更为丰富；2）空间对象之间的拓扑关系更强；3）数据更海量。从目前主流的 CAD和 GIS厂商应用产品来看，CAD和GIS融合的趋势越来越明显，这符合应用整合的发展需求。

2.3 WebGIS

目前几乎所有的终端用户的应用程序都建立运行于网页浏览器上。回顾过去，由算法和数字技术组成的核心地理空间技术近十年中发展已经相当成熟。未来，GIS变化最大的地方将会是用户界面和数据存储模式。从该行业开始提供产品到通过网页浏览器来访问地理信息技术经历了十年之久。刚开始进展缓慢，举步维艰，然而在过去的几年里发展加快，并提高了若干个数量级。虽然目前网络还缺乏某些大型地理空间任务所必须的核心图形处理能力，如矢量图形编辑和图像处理，但是随着云计算和云存储的推广，将会极大的加速WebGIS的发展。

2.4 三维可视化GIS

近年来，GIS产业正开始步入3D模型的时代。在实际的应用中，二维GIS已不能满足我们工作的需要，如在矿山测量等应用中，需要用真三维GIS来进行分析矿藏的分布状态。3D GIS不仅能表达空间对象间的平面关系和垂向关系，而且也能对其进行三维空间分析和操作,向用户立体展现地理信息空间现象，给人以更真实的感受[3]。从行业应用上来说，3DGIS在规划、电信、旅游、应急、军事和石油行业都有了不同程度的应用。随着PC性能和网络带宽的不断提高，3DGIS会有更大的发展空间。

2.5 推演GIS

近年来，政府制定了很多应对突发事件的应急预案。要真正提高政府部门应对突发事件的反应和处置能力，进行演练是十分必要的。实战模拟演练涉及部门多、组织难度大、经费需求高，不可能成为常态的演练方式[4]。20世纪末以来，随着信息技术的进步，利用计算机系统建立推演GIS系统，直观显示突发事件地点的地形、地貌、环境、重点设施等空间信息，采用“桌面演练”的形式对预案和假定的应急行动进行推演，并根据参数的设置和回馈机制，为领导层提供直观的决策平台，通过推演者的不断推演，形成更为合理的决策已经成为GIS的主要发展方向。

3 未来GIS的发展趋势

近年来，计算机技术、3G通信网络、智能移动通信终端、数据库技术、Web2.0技术、虚拟技术、网格计算、云计算等技术的快速发展，使GIS的发展出现了新的特点。

3.1 庞大的“民众来源”数据集

GPS、互联网和移动基础设施的完善使得实时获得准确的地理信息成为可能。移动电话、电子标签、网络化的传感器，甚至一些摄像设备都可以将位置信息发布到人们生活或者工作部门的数据库中去。未来，将会有更多GIS数据来自更多的设备和记录技术，数据量的巨大是前所未有的。我们正在走进一个一切皆可被记录的时代。现在，很多手机都可以采集视频和图像，把这些记录用GPS标记一下，我们就可以得到数据量惊人的新型空间数据：具有空间参考的图片和视频。这样，任何人都可以制造空间数据。我们将看到更多的位置正确的基础设施，因为数据采集有着庞大的“民众来源”（Crowd Sourcing）。

GIS数据集空前庞大，有矢量和栅格数据（卫星影像），还有开始出现的3D数据，来自于大众消费人群的具有空间参考的图片和视频等。显然，采集了这么多有趣的数据，必将会有用户希望综合利用它们来实现很好的应用。对空间数据的重视、需求和使用会明显地增长，空间数据终将会被每一个人使用。如何有效地组织管理和利用这些数据，是对GIS产业的一项重大挑战，同时也是GIS空前发展的机遇。

3.2 云计算GIS

云计算(Cloud Computing)在GIS软件市场上具有相当大的潜力。基于云计算架构的GIS系统，可以利用云计算架构来获取海量的资源，并提供给最终用户。云计算提供了一种管理网络资源的简单而高效的机制，其分配计算任务、工作负载重新平衡、动态分配资源等，可以帮助GIS软件开发商提供不可想象的巨大资源给用户，而不用在服务器和带宽等基础设施上浪费自己的资源，更专注于具体的软件开发和应用。对于分布式GIS应用程序，尤其是非常注重应用和服务连贯性的地方，这种云计算GIS将变得越来越流行。

3.3 GIS无处不在

GIS正在迅速地渗透到“无处不在的位置”，位置要素被整合到因特网和网络结构中。基于地理空间信息的GIS将会无处不在。对实时信息的需求曾经促进了几个世纪来绘图学和几十年来GIS的繁荣，现在它又将促进地理空间技术的应用。未来，将会有一个真正的“地理空间网络”，在因特网和网络设施中，位置会像IP地址，DHCP有效载荷或URL等一样普遍。对于未来的因特网和万维网，位置将会成为比特数据流中的必要数据包。位置有效载荷编码(Location Payload Encodings)已经成为一些因特网标准的标准，例如DHCP和SIP，而且这个趋势将会继续。在IP栈这个更高的一个等级，基于网络的传感器网络，GPS移动设备和无线射频识别装置正在建立基于位置的内容。所以不仅是一些很常见的网络应用，例如地球浏览器(Google Earth Browser)可以提供简单的地理空间内容和服务，而且位置有效负载将会渗透到因特网的基础实施之中。每个小时，都有亿万个定位包可供大量的应用服务区域使用，例如：应急和位置服务，移动计算，反恐，社会网络和商务智能。

3.4 GIS概念的模糊化

GIS目前已经在深入到诸多行业，例如，刑事犯罪研究人员、房地产分析员和交通调度员已经在使用相当先进的空间技术去完成他们的工作，并且像“地理编码”这样的词汇在主流技术界正变得越来越被人所熟识。多数情况下，或许使用者自己都还不知道他们正在使用“空间信息”。随着越来越多的工作部门发现应用空间技术所能带来的效率和战略性的优势，空间技术和其他技术的整合也将逐渐发展。

从信息的角度看，“What，Where与When”（WWW）是信息组织和索引的三个基本要素。基于关键字的数据库管理和搜索技术，在最初都被设计用来解决“What”的问题，而如今，检索技术将被重构，以适应对于“Where”和“When”信息的获取。信息和通信系统，从软件到平台再到设备（如数据库、操作系统、网络、电话、电视、智能触屏等），将在关于位置的信息处理时显得更加直观和智能。任何信息，无论是空间（例如地图、图片、CAD模型等），或非空间的（例如业务逻辑、文件、新闻、博客、电子邮件、声音、照片等），都可以以空间的方式来组织。对信息的管理将迎来一种新的模式-以地理空间的模式来管理信息。从技术上来说，它要求创新和对新技术的消化吸收，如地理标记（或地理参考）以及基于位置的搜索（或挖掘）。地理标记将会帮助信息及文档实现地理空间化。虽然全球定位系统和射频定位技术已成功地用于数据采集，但今天的大部分信息和内容仍然不具有地理属性。要想使数据具有“空间索引”，普遍的和自动化的地理标记（例如，基于位置的文件解析和照片匹配等）是必需的。基于位置的搜索能解决用户关于“Where”的问题。

随着位置信息被嵌入到社会生活的各个方面时，GIS作为一门学科将会淡出历史舞台。GIS的概念将变得模糊化，空间技术将变成与其他的平台几乎天衣无缝的集成融合。GIS或许将如计算的普遍性理论之父马克o韦泽所言：“最深刻的革命性的技术是那些已然消失的技术。”

4 结 语

人类活动中80%以上的信息与地理空间位置有关，空间位置是人类生活的一个基本要素。人们需要知道自己身在何处，身边都有些什么，而这些信息又都息息相关。可以预计：在未来，无处不在的、实时的和准确的地理空间信息将会成为人们社会生活的空间信息基础设施，GIS将会无处不在。

[1] 李铁，乔轶.GIS的概念、应用及发展趋势[J].科技风，2009(02): 62

[2] 吴辛，殷耀国.GIS的发展动态与技术应用[J].科技资讯，2009 (04):3-4

[3] 陶琼，朱大明.三维GIS的发展趋势与建模分析[J].地矿测绘，2008，24(4):35-37

[4] 王东明，张华，徐永志.地震应急处置扮演训练系统研究[J].自然灾害学报，2008，17(4):137-138

[5] 英晓巍.当前计算机技术与GIS发展趋势[J].黑龙江科技信息，2009(02):83

[6] 郭宏慧.地理信息系统的应用现状和发展趋势分析[J].河北农业科学，2009，13(1):140-142

[7] 熊雯琳.云计算服务是发展趋势[N].电脑报，2009-4-20(22)

Future of GIS in M y View

by DaiLiqian

With analysis of the currentdevelopment of GIS,it setout the future development of GIS has shown new features,trend of development of Cloud Com puting GIS and GIS is closely related to people's lives.

GIS,Trend of development,Deduction,Cloud Com puting（Page:73）

P208

B

1672-4623(2011)01-0073-02

2009-11-13

戴立乾，硕士，工程师，从事遥感、GIS系统的开发研究。