地理信息系统的开发技术、现状及发展趋势

邓赵辉 随州职业技术学院电教中心 湖北随州 441300



地理信息系统的开发技术、现状及发展趋势

邓赵辉 随州职业技术学院电教中心 湖北随州 441300

【文章摘要】

地理信息系统（GIS）是随着信息技术的发展而形成的多学科领域交叉互动的学科，并成为一种主要的信息产业。如今信息技术以前所未有的速度快速发展，GIS的应用也不断深入和扩大，GIS正处于急剧变化与发展之中。

【关键词】

地理信息系统；信息技术；发展趋势

0　引言

近年来，随着地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、全球定位系统（GPS）的迅速发展，“数字地球”的应用领域也越来越广，深入到社会生活的方方面面。

随着多媒体技术、空间技术、虚拟技术、数字测绘技术、数据仓库技术、计算机图形技术、三维图形芯片、大容量光盘技术及光纤通讯技术的突破性发展，为GIS技术的广泛、深入应用展示了更加光明的前景。目前GIS主要总体上呈现网络化、开放性、虚拟现实、集成化、空间多维性等发展趋势。

1　什么是GIS

GIS是以获取、采集、组织、存储、检索、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据的计算机系统。从计算机的角度看，GIS是由软件、硬件、数据和用户（应用模型）组成。GIS的处理对象是有关的地理分布数据，也就是空间数据，为了能对这些空间数据进行定位、定性和定量的描述，决定了GIS要对空间数据按统一地理坐标进行编码，这是GIS与其他信息系统的不同之处。

2　我国GIS的发展现状

目前，我国GIS已广泛地应用于农业、环境、资源、石油、电力、土地、交通、公安、急救、航空、市政管理、城市规划、经济咨询、灾害损失预测、投资评价、政府管理和军事等与地理坐标相关的几乎所有领域。

GIS在科学界、技术界和商业界，在社会、经济和管理部门全面发展和推广应用，其标志为：投入使用的GIS系统，每2-3年翻一番；GIS市场的年增长率为35%以上，目前从事GIS的厂家数目急增，主要厂家年销售量增长均在100%以上；越来越多的地区性和国际性会议以GIS为主题，讨论GIS理论及各种应用；越来越多的学术刊物和论文采用GIS为标题；越来越多的学科将GIS作为其发展方向加以强调；越来越多的大学增加关于GIS的课程，对GIS感兴趣的人越来越多。总之，包括GIS在内的信息技术正不断渗入到各行各业，并将彻底改变人们的工作方式、生活环境。

3　GIS开发技术及其在农业中的应用

3.13S技术的结合与集成

3S技术指的是全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS），是空间技术、遥感技术、人造卫星测量定位技术与计算机技术、通信技术和控制技术互相渗透、互相推动而发展起来的。3S技术的结合与集成充分体现了学科发展从细分走向综合的规律。GIS发展的重要趋势是与GPS和RS的集成，从而构成实时的，动态的GIS。GPS 为GIS的快速定位和更新提供手段，RS为GIS不断注入“燃料”，反过来又可利用GIS支持从遥感影像数据中自动提取语义和非语义信息。3S技术整体结合所构成的系统是高度自动化、实时化的GIS系统。

通过收集农作物、土壤、水分的反射率、发射能力、介电常数、纹理的特征来获取农业信息。其中，GIS系统是3S技术在农业应用中的关键部分，利用遥感信息和非遥感农业信息建立农业数据库，并建立各种农作物生长信息模型，进一步分析农业中的各种问题。GPS主要是用来确定农作物的精确位置，如在土壤肥力测定及确定最佳施肥方案时，首先可利用RS技术获取待测地块的图像等数据进行响应的技术处理后，再利用GPS及GIS技术在建立农田土壤肥力资料和产量与施肥的对应关系变量模型的基础上，将农田按几个平方米为单位进行变量施肥和预测，在此基础上，针对具体地块的具体情况对其进行因地制宜的施肥及病虫害综合管理，从而达到最佳的投入与产出比。

3.2虚拟技术

所谓虚拟技术是指在计算机数据库的基础上，建立一个能精确反应起初的物理性质及动态行为的人造环境。在这个环境中，科技工作者通过各种虚拟现实工具可以实时地与客观对象进行各种交互。虚拟技术包括三维实时图形显示技术、三维定位跟踪技术和触觉、嗅觉等传感技术，高速、复杂的计算机技术及人类工程学（包括自然语言理解、语音识别、图像识别等智能技术）。如Google Earth是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件，它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。

3.3网络及多媒体技术

计算机网络系统是指以共享资源为目的，利用现代通信手段将地域上分散的多个独立的计算机系统、终端数据设备与中心服务器、控制系统连接起来，对网上信息进行开发、获取、传播、加工、再生和利用的综合设备体系。因此，利用网络可以将最新的技术及研究成果发布到全球的每一个角落。实现信息的跨地域、跨时空的实时传送。多媒体技术是一种集声、像、图、文、通讯等为一体，并以最直观的方式表达和感知信息，以形象化的、可触摸（触屏）的甚至声控对话的人机界面交互信息处理的技术。应用多媒体技术对GIS的系统结构、系统功能及应用模式的设计产生极大的影响，使得GIS的表现形式更丰富，更灵活，更友好。

多媒体地理信息系统（MGIS）将文字、图形（图像）、声音、色彩、动画等技术融为一体，为GIS应用开拓了新的领域和广阔的前景。它不仅能为社会经济、文化教育、旅游、商业、决策管理和规划等提供生动、直观、高效的信息服务，而且将使电脑技术真正走进人类社会生活。多媒体技术在GIS领域的深入应用，乃至出现具有良好集成能力的MGIS是技术发展的必然。

4　GIS开发技术的发展方向

随着GIS理论发展和诸多领域的迫切需要，GIS将向如下7个方向发展：

（1）数据标准化：互操作地理信息系统；

（2）空间多维化：多维动态地理信息系统；

（3）结构部件化：组件式地理信息系统；

（4）民用微型化：嵌入式地理信息系统；

（5）系统智能化：智能地理信息系统；

（6）平台网络化：网络地理信息系统；

（7）应用社会化：数字地球这一发展将通过现代通讯等技术使GIS进一步与信息高速公路相接轨。

5　展望

GIS的开发技术并不是孤立的，而是相互影响、相互促进，它涉及多学科的相互渗透、相互支撑。其目的就是促进地理信息产业的建设与发展，更好地为人类了解和保护人类赖以生存的环境服务。

面对今天信息技术的快速发展，面对GIS充满生机与活力的前景，我们应该进一步面向世界、抓住机遇、探索规律、促进GIS技术与产业的发展。可以预见，随着计算机技术的发展，信息高速公路的建成，一个以GIS为平台，以信息高速公路为纽带的“数字地球”，必将为人类信息交流与共享提供一种全新的方式。

【参考文献】

［1］李建松.地理信息系统原理［M］.武汉：武汉大学出社，2006，8.

［2］贾裙.GIS综合集成应用开发技术研究［D］.国防科学技术大学，2007，11.

［3］施坤景.地理信息系统（GIS）的发展现状［J］.科技资讯，2008，3∶62.