全空间地理信息系统展望

全空间地理信息系统展望

发表时间：2018-04-03T14:58:41.560Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第31期作者：吴茜邹春梅

[导读] 地理信息系统的应用范围不断拓宽，不仅在灾害与应急中有所应用，在生命健康与卫生管理中也多次出现。

四川省冶金地质勘查局测绘工程大队四川成都 610212

摘要：地理信息系统的应用范围不断拓宽，不仅在灾害与应急中有所应用，在生命健康与卫生管理中也多次出现，经过多年发展已经成为我国信息发展中重要组成部分。可见，地理信息系统具有重要作用。

关键词：全空间；地理信息系统；展望

伴随着科学技术的发展，GIS技术得以快速发展，并在人们的现实生活中发挥着重要作用，全空间地理信息系统也在这种情况下发展起来，并渗透到人们的实际生活中。因此，对于全空间地理信息系统的研究也在不断增多，基于此，有必要对全空间地理信息系统展开研究。

一、全空间地理信息系统之地球与宇宙

在地理信息系统出现的最初阶段，主要在测绘与地理科学中应用，其关注重点是人们生活与工作地表空间，在应用地理信息系统的过程中需要得到信息资源的支持。在国家经济快速发展的今天，地理信息系统的应用范围也在不断扩大，从最开始的测绘与地理科学扩大到现在的环境科学等领域，随着地理地理信息系统在这些领域中的应用，不仅有效增强了空间数据分析与处理能力，还强化了制图效果。以地理信息系统在医学领域中的应用为例，它的应用使得人体健康与生态环境联系在一起，如很多癌症的出现则与环境污染有直接关系，环境受到污染以后，人们的生活环境便发生变化，很多原本对人体有益的物质被污染物扼杀，取而代之的是对人体有害的物质，人类长期生活在这样的环境中身体内部就会生病，再加上得不到及时治疗便会转化为癌症。同样，在犯罪心理学的研究上也应用了大量的地理信息系统，随着地理信息系统在犯罪分析中的应用，相关工作人员可以大致分析出犯罪环境特征，并获得有价值的犯罪时空线索，进而为案件的侦破提供良好意见。由此可见，地理信息系统的应用范围正在不断扩大，已经从地球表面扩大到宇宙，如对于月球的研究就应用了地理信息系统，不仅了解了月球表面所分布的岩石数据，还能够推理出月球的演化情况，这些信息的获得对人类探知月球有着十分重要的意义。

二、从宏观空间到微观空间

现代GIS所应用的范围主要集中于低速运动的宏观空间，基本上服从于牛顿力学规律。但作为一门空间科学，或一种空间思维体系，现代GIS同样可以推广应用到小尺度、甚至是微型空间，如人体空间、体育竞技场空间。当前，地理信息系统与生命科学的交叉融合，使得面向人体管理、生命微循环等现象与问题可以利用GIS来描述、分析和模拟。由此，人体地理信息系统（Human GIS）应该成为发展方向。人体地理信息系统的空间坐标系是由一个主坐标系和若干局部坐标系构成的综合坐标系。在此三维坐标体系下，以人体解剖理论为指导，采用面向对象的方法，将人体分解为若干具有独立功能的机体，每一个功能机体可以进一步分解为若干子部分，从而可以构建一个数字人体；以东方人体经络理论和西方人体微循环理论为指导，构建各功能机体的有机联系，从而建立人体循环系统。在此基础上，可以将日常体检和医疗检查的各种资料集成，形成一个完整的人体健康数据系统，为身体健康诊断和治疗方案的制定等提供较为系统的科学数据支撑。建立每一个人的人体GIS系统，将是一项巨大而长远的任务。足球、篮球、排球等体育竞技场空间是一个在有限时空范畴内人与人高度交互的空间，可以将GIS的空间观点用于描述和模拟这些竞技运动，发展体育竞技GIS系统（Sports GIS），服务于体育训练和体育游戏活动。

三、全空间地理信息系统之室内与室外

在科学技术的带动下，各种各样的网络技术出现在人们生活，随着网络技术的发展，人与人之间的距离被无形缩小。通过研究发现，在地理信息系统的作用下，人们所关注的事物在不断扩大。在建设地理信息系统的应保证将人们每天80%的室内空间作为主要关注点，尤其是在室内空间表达的过程中一定要加大对即将出现问题的关注，以便做好详细且周到的分析，在实际建设中还要注意与室内小巧物品管理机制的联系，并借助该机制顺利与室外相连接。对于室内地理信息系统来说，已经成为现代地理信息系统主要发展方向，只要在必要技术的作用下，基本可以实现全面连接，且实现精密管理。不仅如此，随着室内地理信息系统的应用，还可以将管理空间向水下与地下延伸，这样不仅可以不断提升现代社会安全系数，还能给人们营造良好的生活氛围，让人们更好的享受生活。如为实现安全设计，强化安全保障，商场经常会将每个房间都作为一个管理点，这时就需要应用到地理信息系统，在该系统的作用下，可以有效弥补当下不足，同时也能为做好管理工作奠定基础，这也是避免安全事故发生的有效方式。

四、全空间地理信息系统之小数据与大数据

地理信息系统是一门具有处理与分析相结合的学科。现阶段，大数据时代已经到来，并成为现代科学主要方向，越来越多的人也逐渐加大了对大数据的关注。现代地理信息系统所面临的社会环境正在发生变化，既遇到了机遇也遇到了挑战。通过研究发现，在地理信息系统中最重要的是大数据空间解析，它所关注的是数据中所包含的显性与隐性知识，意在借助多元空间实现表达，并在大数据空间化的作用下完成重构，这样不仅可以更好的完成空间映射，还能很好的完成数据分析。要了解全空间地理信息系统中的小数据与大数据，应从以下几方面入手：第一，从理论分析角度讲，其主要关注点在于分析物理空间与人类空间之间的关系，注重多元空间的表达与规划，在网络技术的影响代，多元化大数据不断出现，并以各种不同的形式展示出来，这样一来就实现了大数据空间协同表达，尤其是可靠性评价逐渐增多。第二，从大数据空间统计分析角度讲，做好大数据区域总量估算采样，实现样本评价已经成为一项十分重要的内容，这时就需要加大对样本规模与质量的关注。如在随机分布与正态分布中，离不开理论推导的应用，在这一内容中经常需要将带有瑕疵的样本应用其中，用于计算均值、方差等，这时就需要对瑕疵样本中的样本量等进行研究，并在以模拟数据为主的内容上构建合适的模型，再在实际时空要素的作用下实现地理数据分布实验。第三，从时空地理数据分析角度讲，主要是为了进一步实现大数据时空关联，强化陆地表层曲面模型建设。对于多元空间体系来说，正确识别其中的关键因子，需要得到地理系统认识体系的支持，在该体系的作用下可以将大数据划分成两个部分，一部分为空间平稳，另一部分为空间非平稳，同时，区域参量空间也会在这种情况下形成。第四，从网络数据分析角度讲，发展大数据的异构在时空轨迹上主要有表达模型与距离测度两种，其中前者可以离散时空轨迹等。总的来说，在研究测度并不相同的情况下，轨迹距离在某种程度上也会出现差异，这时就需要结合实际情况构建合适的模型，并利用人流等进行时空轨迹分析与检验。第五。从大数据