对计算机技术与GIS 发展趋势的研究与探讨

王为民

随着信息技术，尤其是计算机技术的快速发展、数字地球的提出与实施，以及GIS 的应用深度的不断深入和广度的扩大，GIS 正处于急剧变化与发展之中，并对GIS 提出了许多新的要求。一方面，计算机的进步、信息网的发展和利用等技术上的突破，使得以数字形式表示信息更加容易，另一方面，地理信息仍滞后于其它更适合于以数字形式表示的信息，例如数字和文本。因此，地理信息的使用，又存在一定的困难和障碍，如果这些障碍能够妥善解决，GIS 的应用将会取得突飞猛进的发展。本文就目前地理信息系统的热点问题进行介绍、分析和总结。

一、计算机技术对GIS 发展趋势的影响

GIS 技术依托的主要工具和平台是计算机及其相关设备。进入90 年代以来，随着计算机技术的发展,计算机其微处理器的处理速度愈来愈快性能价格比更高；其存储器能实现将大型文件映射至内存的能力,并且能存储海量数据。此外,随着多媒体技术、空间技术、虚拟实景、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、大容量光盘技术及宽频光纤通讯技术的突破性进展，特别是消除数据通讯瓶颈的卫星互联网的建立，以及能够提供接近实时对地观测图象的高分辨、高光谱、短周期遥感卫星的大量发射，这些为GIS 技术的广泛、深入应用展示了更加光明的前景。同时,也使当前的GIS 已不能满足信息时代、数字时代的要求，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。

二、网络化——网络GIS

计算机网络技术的最新发展推动着当代GIS 技术的快速更新和发展，使得在因特网上实现GIS 应用日益引起人们的关注，建立万维网GIS(WWWW GIS 或Web GIS)是近年来GIS 研究领域的一个热门话题。Web GIS 或互联网地理信息系统（Internet GIS）是当前GIS 的一个重要发展方向。

目前，WWWGIS 的建设面临四个方面的挑战：网上数据发布、网上数据互操作、网上数据采掘和网上数据管理及安全性。与传统的GIS 相比，Web GIS 具有以下特点：(1)适应性强Web GIS 是基于互联网的，因而是全球的，能够在不同的平台运行。(2)应用面广网络功能将使Web GIS 应用到整个社会，真正实现GIS 的无所不能，无处不在。(3)现实性强 地理信息的实时更新在网上进行，人们能得到最新信息和最新动态。(4)维护社会化 数据的采集、输入、空间信息的分析与发布将是在社会协调下运作，对其维护将是社会化，减少重复的劳动。

网络GIS 可实现网上发布、浏览、下载，实现基于Web 的GIS查询和分析。尽管目前已有多家国内外公司推出Web GIS,总地来说，Web GIS 尚处在试验研究阶段，其最终目标是应能实现GIS 与WWW 技术的有机结合，GIS 通过WWW 成为大众使用的技术和工具。

三、开放性——开放式GIS

开放式地理信息系统（Open GIS）是指在计算机和通信环境下，根据行业标准和接口（Interface）所建立起来的地理信息系统。它不仅使数据能在应用系统内流动，还能在系统间流动。Open GIS 是为了使不同的地理信息系统软件之间具有良好的互操作性，以及在异构分布数据库中实现信息共享的途径。为此，Open GIS 要具有下列特点：(1)互操作性：不同地理信息系统软件之间连接、信息交换没有障碍。(2)可扩展性：硬件方面，可在不同软件、不同档次的计算机上运行，其性能和硬件平台的性能成正比；软件方面增加新的地学空间数据和地学数据处理功能。(3)技术公开性：开放的思想主要是对用户公开，公开源代码及规范说明是重要的途径之一。

四、虚拟现实——虚拟GIS

虚拟GIS 就是GIS 与虚拟现实技术（Virtual Reality）的结合。VR 技术是当代信息技术高速发展，并与其他技术集成的产物，是一种最有效地模拟人在自然环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术。这种模拟具有三个最基本的特征，即Immersion(沉浸)-Interaction(交互)-Imagina-tion(构想)。 由于技术的限制，目前还未能开发出适用于遥感和GIS 用户需要的真3 维可视化的数据分析软件包。GIS 与虚拟环境技术相结合，将虚拟环境带入GIS 将使GIS 更加完美。GIS 用户在计算机上就能处理真3 维的客观世界的虚拟环境中将能更有效地管理，分析空间实体数据。目前虚拟GIS（VGIS）的研究主要集中在虚拟城市。

五、集成化——3S 技术的结合

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）。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全球定位系统（GPS）和遥感（RS）的集成，从而构成实时的，动态的GIS。