GIS的发展趋势：(整理自李德仁院士的文章,与大家共享)

GIS的发展趋势：（整理自李德仁院士的文章，与大家共享）GIS的发展趋势:1、概念的发展(1)上世纪60年代提出地理信息系统，现阶段地理信息科学、空间信息科学(SIS)，正经历着GIS概念从局部到一般，从单一研究向综合研究的方向发展;(2)GIS从开始的一种技术(计算机应用系统)已经成为一门有自己独特研究领域、科学问题和研究方法的科学。

2、基础数据结构的发展(1)经历了栅格数据结构、矢量数据结构这两个阶段，目前发展到面向对象的数据模型和多库一体化(现阶段以影像库、矢量库和DEM库为代表)的数据结构;(2) 传统的GIS系统转向以GIS应用为前台、以具有空间数据存储功能的大型关系数据库(Oracle8.i)为后台数据管理的模式3、表达技术的发展(1)传统的静态、二维数据表达向多比例尺、多尺度、动态多维和实时三维可视化方向发展;(2)真四维时空GIS是目前GIS理论的研究热点之一;(3)基于金字塔的多比例尺空间数据库，在不同尺度上实时显示空间数据是目前的主要空间数据表达方法;(4)基于多库一体化的3D可视化技术发展迅速。

4、处理技术的发展(1)空间分析技术是GIS理论研究的核心问题之一，数据挖掘和知识发现、数据融合等新理论和新方法不断引入;(2)从GIS数据库从挖掘知识以支持遥感图像解译，是遥感图像自动解译的反向之一。

但空间数据挖掘的一系列问题仍出于理论研究阶段;(3)从各异质、异源GIS数据库中获取数据以作决策分析，是空间数据融合主要研究内容之一，和数据挖掘一样，尚处于理论研究阶段5、网络GIS、联邦数据库和互操作的发展(1)随着计算机网络技术的发展，GIS已成为网络上的分布式异构系统;(2)不同组织、不同部门维护和使用的数据库既相互独立又相互联系，促使联邦数据库和互操作的迅速发展;(3)互操作意味着不同数据库中数据的直接共享、GIS功能的共享以及网络上不同GIS站点之间的协同工作;(4)目前兴起的LBS和MLS，基于位置的服务和移动定位服务突出反映了这种发展6、理论基础的发展(1)GIS从技术到科学突出的标志是其理论框架的发展，可望在不久的将来形成地球空间信息学的理论框架;(2)现阶段可以从七个方面进行地球空间信息学的理论研究: 基准问题研究;信息标准研究;时空变化研究;空间信息认知研究;空间信息不确定性研究;定量化反演研究;空间信息可视化和表达研究关于GIS的发展:GIS(Geography Information System，地理信息系统)技术的迅猛发展使得有更多的人在接触和使用她。

就在几年前GIS还是一个陌生的名词，而今，电子地图、基于Internet的公共多媒体导购导游系统，汽车GPS自导航系统等等，这一切都使地理信息的需求激增。

GIS是融合计算机图形和数据库于一体，存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机地结合起来，根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户，满足城市建设、工程勘测、施工及人们对空间信息的要求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。

GIS的上述特点使之成为与传统的分析方法炯然不同的解决问题的先进工具，作为现代社会必不可缺少的基础设施，渗入到我们生产生活的每一环节。

在全球协作的信息时代，85%以上的决策数据与空间位置相关。

面对包罗万象的信息，传统方法局限于枯燥无味的数据处理和表现，缺乏直观性和决策可视化。

而GIS能够帮助人们将电子表格和数据库中无法看到的数据之间的模式和发展趋势以图形的形式清晰直观地表现出来，进行空间可视化分析，实现数据可视化、地理分析与主流应用的有机集成，从而满足决策多维性的需求。

GIS可以将晦涩抽象的数据表格变为清晰简明的彩色地图，帮助专业人员进行决策;寻找地域分布规律，时空变化的趋势和轨迹;优化线路，进行资源调度和管理。

GIS正在改变着工程技术人员的观察、收集、发布和利用信息的固有模式及方法，使地理数据更多地服务于人类活动，也为我们带来了更多的方便和前所未有的机遇。

GIS作为计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的一种边缘性学科，其发展与其它学科的发展特别是计算机技术的发展密切相关。

近年来GIS技术发展迅速，其主要的原动力来自日益广泛的应用领域对地理信息系统不断提高的要求。

另一方面，计算机科学及网络技术的飞速发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段，许多计算机领域的新技术，如Internet技术、面向对象的数据库技术、三维技术、图像处理和人工智能技术都可直接应用到GIS中.下面我们对当前GIS最新发展趋势作一介绍:、GIS与Internet/Intranet的结合与应用 1Internet改变了我们的世界。

当前，Internet/Intranet正以惊人的速度膨胀和发展，Internet己不仅仅是一种单纯的技术手段，它己演变成为一种经济方式----网络经济。

现代人们的生活当中己离不开Internet。

大量的应用正由传统的C/S方式(客户机/服务器)向B/S方式(浏览器/服务器)转移，GIS技术也是如此。

GIS技术和Internet技术的融合，形成一种新的技术，我们称之为WebGIS。

和传统的基于C/S的相比，WebGIS有如下优点:(1)更广泛的访问范围。

客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上的最新数据，Internet/Intranet所特有的优势大大方便了GIS的数据管理，使分布式的多数据源的数据管理和合成更易于实现。

(2)平台独立性无论服务器/客户机是何种机器。

无论WebGIS服务器端使用何种软件，由于使用了通用的Web浏览器，用户就可以透明地访问WebGIS数据，在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析，实现远程异构数据的共享。

(3)降低系统成本。

普通GIS在每个客户端都要配备昂贵的专业GIS软件，而用户使用的经常只是一些最基本的功能，这实际上造成了极大的浪费。

WebGIS在客户端通常只需使用Web浏览器(有时还要加一些插件)，其软件成本与全套专业GIS相比明显要节省得多。

另外，由于客户端的简单性而节省的维护费用也很可观。

(4)更简单的操作。

要广泛推广应用GIS，使GIS系统为广大的普通用户所接受，而不仅仅局限于少数受过专门培训的专业用户，就要降低对系统操作的要求。

通用的Web浏览器无疑是降低操作难度的最好选择。

目前，WebGIS在Internet/Intranet上的应用为典型的三层结构。

三层结构包括客户机、应用服务器、Web服务器、数据库服务器。

这种方式又称瘦客户机系统。

瘦客户机系统是指在客户机端没有或者有很少的应用代码。

在以往的终端和主机的体系结构中。

所有系统都是瘦客户机系统。

现在随着Internet技术以及Java、ActiveX技术的出现，瘦客户机系统又重新出现。

客户机负责数据结果的显示，用户请求的提交。

地图应用服务器和Web服务器负责响应和处理用户的请求。

而数据库服务器负责数据的管理工作。

所有的地图数据和应用程序都放在服务器端，客户端只是提出请求，所有的响应都在服务器端完成，只需在服务器端进行系统维护即可，客户端无须任何维护，大大降低了系统的工作量。

现在，WebGIS得到越来越广泛的应用。

应用方向分为两大类，一类为基于lnternet的公共信息在线服务，为公众提供交通、旅游、餐饮娱乐、房地产、购物等与空间信息有关的信息服务。

在国内外的站点上己有了成功的应用，提供了大量的与空间位置有关的各种信息服务。

例如，查一下离你所在位置最近的有哪些酒店、餐馆、公交车站等等，甚至还能告诉你酒店的价格是多少，餐馆里有什么特色菜;或告诉你从中关村到天安门的公交路线怎么走，需要坐哪些车，而这些车站在哪里。

这些服务看似简单，但与我们的日常生活息息相关，不可缺少。

WebGIS的另外一类应用为基于lntranet的企业内部业务管理。

如帮助企业进行设备管理、线路管理以及安全监控管理等等。

随着企业lntranet应用的深入和发展，基于lntranet的WebGIS应用会有越来越多的市场，也是未来的发展方向。

2基于数据库技术的海量空间数据管理GIS技术的瓶颈之一就是如何解决海量空间数据管理问题。

对于一个城市级的GIS系统，其数据量极其巨大，一般达到GB的数据量级。

和传统的基于文件的管理方式相比，利用面向对象的大型数据库技术能够有效地解决这一问题。

在面向对象的空间数据库中，海量地图数据的使用变得更加简单:只需建立单一图层，不必再进行分幅处理。

如果用户原来的数据源是分幅的，可将其全部存储到一个图层中，数据库将自动对其进行拼接和索引处理，可形成一个完整的图层。

应用时，在客户端只需极少量的编程(实际上只是指定数据源)，就可实现对数据库里数据的动态显示。

数据库会根据当前地图客户端的显示视野，自动将此范围内的图形检索出来，送到客户端显示。

因此，即使在服务器端的数据是GB级的，在服务器端的数据量却仅是几十到上百K的数量级，大大减轻了客户端系统的配置需求，并减轻了网络流量，可通过一般的网络(甚至远程)客户端进行访问。

利用数据库，可建立一种真正的Client/Server结构的空间信息系统，不仅解决了海量数据的存储和管理等问题，也解决了多用户编辑、数据完整性和数据安全机制等许多问题，给GIS的应用带来更广阔的前景。

3高分辨率遥感影象、GIS、GPS的结合现在，高分辨率的遥感影象己逐渐应用到商业领域当中，最高精度可以达到一米左右。

高分辨率遥感影象意味着人们在数据采集和数据更新上的一场革命。

在传统的地图数据采集过程中，人们是采用手工作业方式，这要耗费大量的人力和物力。

而且数据更新的日期很长。

但是，利用卫星拍摄的高分辨率的遥感影象，人们可以迅速得到几个月前甚至几天前的最新更新数据，成本要降低十几倍，数据更加真实准确。

高分辨率的遥感影象在商业领域有很多应用，如国土资源统计，灾害评估，自然环境监测、城建规划等各个领域。

以GIS为核心的3S(Raster、GIS、GPS)集成，使得人们能够实时地采集数据、处理信息、更新数据以及分析数据。

GIS已发展成为具有多媒体网络、虚拟现实技术以及数据可视化的强大空间数据综合处理技术系统。

遥感是实时获取和动态处理空间信息，对地观测和分析的先进技术系统，是为GIS提供准确可靠信息源和实时更新数据的重要保证。

全球定位系统(GPS)，主要是为遥感实时数据定位，提供空间坐标，以建立事实数据库。

故可作为数据的空间坐标定位，并能进行数据实时更新。

上述系统各自独立，又可平行运行。

它们之间的集成，不仅实现了互补，而且产生了强大的边缘效应，将极大地增强以GIS为核心的综合体系的功能。

4三维仿真与虚拟现实三维GIS是许多应用领域的基本要求。