地理信息系统的基本技术与发展动态
地理信息系统概论
硬件集成
20% 5%
GIS 软件 销售
20% 30%
培训咨 询服务
15% 100%
应用系 统开发
15% 35%
根据一份调查资料表明，1990 年我国软件销售额只有 2.2 亿元，1998 年提高到约 150 亿元。近几年系统集成商获得的利润当中将有 50%来自于应用软件的销售。
地理信息系统是IT的支柱性产业
2。现代定义：地理信息系统是空间数据的管理系统。
地理信息系统之 要义
…一切信息都可 图形化
地理信息系统（GIS）是什么？
空间数据
属性数据
Name Address Town St. Zip
G
GIS
IS
是 空间数据和属性数据的综合体
能让你轻易找到工业园5英里内 和20年以上年轮属性的所有桥梁
GIS的数据采集功能
地理信息系统概论
课程大纲
•地理信息系统的概念与原理 •地理信息系统的构成 •地理信息系统的作用 •地理信息系统的数据结构 •地理信息系统的效益评估方法 •地理信息系统的历史与发展趋势
•地理信息系统的基本概念与原理
地理信息系统是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影。
GIS的定义
1。历史定义：地理信息系统是以地理空间数据为基础，在计算机软 硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、模拟、分 析和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的 地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系 统。地理信息系统从外部看，它表现为计算机软硬件系统，其内涵 是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，是一个 逻辑缩小的高度信息化的地理系统。信息的流动及信息流动的结果， 完全由计算机程序的运行和数据的交换来仿真，地理学家可以在GIS 的支持下，提取地理系统的不同侧面、不同层次的空间和时间特征 信息，也可以快速模拟自然过程的演变和思维过程，取得地理预测 和实验的结果，选择优化方案，避免错误的决策。
地理信息系统概念及发展趋势
一、地理信息系统概念地理信息系统（Geographic Information System，GIS）有时又称为“地学信息系统”。
它是一种特定的十分重要的空间信息系统。
它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
一个单纯的经纬度坐标只有置于特定的地理信息中，代表为某个地点、标志、方位后，才会被用户认识和理解。
用户在通过相关技术获取到位置信息之后，还需要了解所处的地理环境，查询和分析环境信息，从而为用户活动提供信息支持与服务。
地理信息系统是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理（简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析）。
GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。
地理信息系统（GIS）与全球定位系统(GPS)、遥感系统(RS)合称3S系统。
二、地理信息技术的发展趋势1.网络化发展计算机网络技术发展迅速，在推进地理信息系统发展方面发挥着十分重要的作用。
现如今，构建万维网地理信息系统受到社会各界的广泛关注，WedGIS 或互联网GIS 是地理信息系统技术发展的重要方向。
网络GIS具有网上发布、浏览以及下载等功能，当前，基于Web的GIS技术处于研发中，发展目标是将GIS技术和Web技术进行有效结合，使得GIS能通过WWW成为可供大众使用的工具。
2. 开放性开放式地理信息系统开放式地理信息系统即OpenGIS，在计算机环境以及通信环境中，通过应用各个行业不同标准和接口构建新型地理信息系统，可实现系统之间内部数据的流动。
开放式地理信息系统可使得不同地区地理信息系统进行有效联系和互动，同时，在异构分布数据库中，还可有效实现数据共享，可被应用于各类产业中，服务领域广泛。
地理信息系统的基本技术与发展动态
地理信息系统的基本技术与发展动态地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是将地理空间信息与数据处理技术相结合，用于存储、管理、分析、查询和显示地理数据的系统，被广泛应用于自然资源管理、城市规划、交通运输、环境保护、土地利用、国防安全等领域。
GIS技术的发展可以追溯到20世纪60年代，随着计算机硬件和软件的不断发展，GIS系统的应用越来越普及和广泛，成为了现代社会信息化建设的重要组成部分，未来发展前景潜力巨大。
GIS系统的基本技术包括地理空间数据采集、处理与管理技术、空间分析处理技术和图形显示技术。
地理空间数据采集主要使用GPS、遥感和数字测图等技术获取地理空间数据；地理空间数据处理与管理主要使用空间数据库管理系统（Spatial Database Management System，SDMS）、空间数据压缩与索引等技术实现地理空间数据的管理和处理。
空间分析处理技术包括地理空间分析、地理模拟和模型构建等技术，可以对地理空间数据进行分析和模拟，帮助人们理解真实世界；图形显示技术则包括符号化、地图设计和地图绘制等技术，可以将数据进行图形化显示。
GIS系统的发展动态则体现在以下几方面：一是多种技术的融合。
随着计算机技术、遥感技术、GPS技术、无线通信技术的不断进步，GIS系统中涉及到的数据获取、处理、分析和显示技术也越来越多样化，多种技术的融合将为GIS系统的发展带来更多的选择和灵活性。
二是云计算技术的应用。
随着互联网技术的不断进步和信息交互的日益便捷，GIS系统的跨平台、异地数据共享、在线服务等需求越来越强烈，云计算技术可以实现GIS系统的在线服务和动态扩展，已成为GIS系统发展的重要趋势。
三是开放的数据共享和应用。
GIS系统中涉及到大量的地理数据，在数据开放和共享方面的需求明显，各地政府和其他机构也在积极推动数据的共享和开放，这将促进GIS系统的交互和集成，支持更广泛的应用。
地理信息系统的发展动态
２ 地理信 息 系统 的发展方 向
１９ 年 ， ９ ８ 时任美 国副 总统 的 Ａ ｏｅ在《 数字 Ｉ ｒ Ｇ “ 用传 统的手工处理方式显然 是不行 的 ， 需要借 助计 算机处理 、 分析 空 间数 据 ， 后 通 过计 算 机 输 出 一 系 地球 ” — 理 解 ２ 最 — １世 纪 我 们 这 颗 星 球 》 演讲 中 首 的 数 （ ｅＤ ｇｔ ｒｈ Ｄ 的 ａＥ 列结 果 ， 为决 策 过程 的有 用 信息 ， 就 产 生 了 最 早 次提 出 了 “ 字 地 球 ” Ｔｈ ｉｉ ｌ ａｔ ， Ｅ） 概 作 这
数据融合技 术 、 时空分析技术 。
关键词 ： Ｓ 数据融 合 ； ｏ 时空分析 ＧＩ； Ｌ Ｄ；
中图分 类号 ： ２ ８ Ｐ ０ 文献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：０ １ １ ７ ２ ０ ）４ ０ ９—０ １０ —８ ０ （０ ２ ０ —０ １ ６
１ 、地 理信息 系统 的发展历 史
２０ ０ ２年 １ 月 １
地 理 信 息 系统 的发 展 动 态
闵连 权
（ 息工程大学测绘 学院 ， 信 河南 郑州 ４ ｏ ５ ） ５ ０ ２
摘要 ： 文 回顾 了地理信息 系统 的发展 历史 ， 析 ＧＩ 发展 趋势 ， ３ ＧＩ 、 Ｓ ＮＳ—ＧＩ、 ｂ 该 分 Ｓ的 即 Ｄ Ｓ ＴＧＩ 、 Ｓ ｗｅ —ＧＩ 、 ｏ — Ｓ Ｃｍ ＧＩ、 ｗｎ—ＧＩ ＳＯ Ｓ等是 ＧＩ Ｓ的重要发展方 向， 并阐述 了 ＧＩ Ｓ的面 向对象 技术 、 时空数据 和属性数据 的集成 技术 、 空间
维普资讯
地 理 学 与 国 土 研 究
Ｇｅ ｇ ａ ｈ ｎ ｒｉ ｒ ｌ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｐ ｙ ａ ｄ Ｔｅ ｒｔ ｉ ｅ ｒ ｈ ｏ ａ Ｒｅ
GIS的功能以及发展趋势
GIS的功能GIS经过多年的发展，在技术上和应用上都越来越成熟。
已经有较为统一的功能体系。
1、数据采集和输入功能。
主要包含了空间数据和属性数据，GIS需要提供这两类数据的输入功能。
空间数据的表达可以采用栅格和矢量两种形式。
空间数据表现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向以及几何拓扑关系。
其输入方式有数字扫描仪、数字元花仪、键盘、商业数据、数字拷贝等。
属性数据输入方式主要有键盘输入、数据库获取、存储介质获取等方式。
2、数据编辑与处理功能。
数据编辑主要包括图形编辑和属性编辑。
属性编辑主要与数据库管理结合在一起完成，图形编辑主要包括拓扑关系建立、图形编辑、图形整饰、图幅拼接、图形变换、投影变换、误差校正等功能。
3、数据的存储与管理。
数据的有效组织与管理，是GIS系统应用成功与否的关键。
主要提供空间与非空间数据的存储、查询检索、修改和更新的能力。
矢量数据结构、光栅数据结构、矢栅一体化数据结构是存储GIS的主要数据结构。
数据结构的选择在相当成都上决定了系统所能执行的功能。
数据结构确定后，在空间数据的存储与管理中，关键是确定应用系统空间与属性数据库的结构以及空间与属性数据的连接。
目前广泛使用的GIS软件大多数采用空间分区、专题分层的数据组织方法，用GIS管理空间数据，用关系数据库管理属性数据。
4、空间查询与分析功能。
空间查询与分析是GIS的核心，是GIS最重要的和最具有魅力的功能，也是GIS有别于其他信息系统的本质特征。
地理信息系统的空间分析可分为三个层次的内容：空间检索：包括从空间位置检索空间物体及其属性、从属性条件检索空间物体;空间拓扑叠加分析：空间的特征（点、线、面或图像）的相交、相减、合并等，以及特征属性在空间上的连接；空间模型分析：如数字地形高程分析、BUFFER分析、网络分析、三维模型分析、多要素综合分析及面向专业应用的各种特殊模型分析等。
5、可视化表达与输出。
中间处理过程和最终结果的可视化表达是GIS的重要功能之一。
地理信息系统的应用现状及发展趋势
地理信息系统的应用现状及发展趋势【摘要】随着计算机技术的快速发展，地理信息系统(GIS)技术日趋成熟，并在国防、城市规划、交通运输等关键领域发挥了重要作用。
文章对GIS的相关问题进行了探讨。
介绍了GIS的概念，分析了当前GIS的应用方向，并提出了GIS今后的发展趋势。
【关键词】地理信息系统应用现状发展趋势我国的地理信息系统则经历了20世纪70年代的准备阶段、80年代的试验起步阶段和其后的发展阶段，现在正处于持续发展、形成行业和走向产业化的阶段。
地理信息系统的发展之迅猛、应用之广泛是其他地学学科不能望其项背的，目前几乎已经应用到所有涉及空间信息分析处理的领域中。
一、地理信息系统概述地理信息系统(Geographical Information System，简称GIS)是2O世纪60年代创立并发展起来的一门新兴技术。
它集地图学、测绘学、遥感学、环境学、空间科学、信息科学、管理科学及计算机科学于一体，是现代分析和处理海量地理数据的一种重要技术。
不同的部门与应用领域，对GIS的定义也不尽相同。
这些定义有的侧重于GIS的技术内涵，有的则强调GIS的应用功能。
不论侧重那个方面，GIS实现地球系统科学研究工作的总体思路都是利用现代科技手段获取地球信息、利用数学方法进行各种信息之间的转换、预测和验证。
实施这一思路的核心是计算机技术，基本技术是数据库、地图可视化及空间分析，主要研究内容是地球系统内的信息流，并以资源环境为主要研究和服务对象。
这是GIS不同定义的共性。
与其它信息系统相比，其强大之处是能处理空间分布数据。
它将空间数据与属性数据结合起来，经现代计算机技术分析、处理之后，结果以图、表或曲线等形式反映出来，提高了人们的认识能力和信息处理能力，为科学管理和决策提供了重要手段。
地理信息系统的基本特性所有的相关信息均按特定的坐标系统进行严格的坐标定位，对空间数据和属性数据进行统一的存储和管理。
将多源的空问数据和统计数据进行分级分类、规范化和标准化，并进行标准化编码，使其适应计算机输入输出的要求，便于进行社会经济和自然资源、环境要素之间的对比和相关分析。
地理信息系统(GIS)发展现状及展望
地理信息系统（GIS）发展现状及展望地理信息系统（GIS）是指利用计算机硬件和软件技术来收集、存储、管理、分析、显示和传输地理空间数据的一种系统。
GIS系统能够帮助人们更好地理解和管理地理空间信息，对于城市规划、自然资源管理、环境保护、农业生产、应急救援等领域都具有重要意义。
随着科技的不断进步和应用范围的不断拓展，GIS系统在各行各业都得到了广泛的应用，同时也在不断发展与创新。
本文将从GIS发展现状和未来展望两个方面进行探讨。
一、GIS发展现状1. 技术水平不断提高随着计算机技术和软件技术的不断发展，GIS的技术水平也在不断提高。
目前，GIS系统已经实现了从二维到三维的空间数据表示，实现了对遥感影像、地理数据的自动化处理和分析，实现了对地理数据的实时监控和动态更新。
这些技术的不断提高，使GIS系统在数据处理和分析的效率、精度和能力方面都得到了极大的提升。
2. 应用范围不断扩大GIS系统的应用范围也在不断扩大。
除了传统的城市规划、自然资源管理和环境保护领域，GIS系统现在还被广泛应用于物流运输、市场分析、农业生产、气象预测、城市管理等多个领域。
在全球范围内，GIS系统也被越来越多的国家和地区所采用，用于国土测绘、国土规划、国土安全等国家重大项目的实施。
3. 数据共享和开放在GIS系统的发展过程中，数据共享和开放的趋势也日益明显。
越来越多的地理空间数据和地理信息资源得到了数字化和电子化，并通过各种网络平台进行了共享和开放。
这种趋势不仅方便了用户获取和使用地理空间信息，也促进了地理信息资源的整合和利用，推动了GIS系统的发展和应用。
1. 人工智能与GIS的融合未来，人工智能技术将会与GIS系统相结合，实现空间大数据的深度挖掘和分析。
通过人工智能技术，GIS系统将能够更准确地识别和分析地理空间数据，为城市规划、交通管理、自然灾害预警、环境保护等提供更有效的决策支持。
2. 虚拟现实技术与GIS的整合随着虚拟现实技术的不断进步，GIS系统也将会与虚拟现实技术进行整合。
地理信息技术
根据遥感平台高度，可分为地面遥感、 航空遥感和航天遥感；根据传感器类型， 可分为光学遥感、微波遥感和激光雷达 遥感等。
遥感数据获取与处理
数据获取
通过卫星、飞机等遥感平台搭载传感器，对地物进行周期性或 实时观测，获取多光谱、高分辨率的遥感影像数据。
数据处理
包括辐射定标、大气校正、几何校正、图像增强等步骤，以消 除数据获取过程中产生的误差和噪声，提高数据质量和可用性。
发展历程
地理信息技术经历了从传统的地图制作和测量，到数字化地图和地理信息系统 （GIS）的发展，再到如今大数据、云计算、人工智能等技术的融合应用。
应用领域及意义
应用领域
城市规划、环境保护、资源管理、 灾害监测与预警、农业、交通、旅 游等众多领域。
意义
地理信息技术对于提高决策的科学 性、促进可持续发展、加强国际交 流与合作等方面具有重要意义。
数字地球
以地球为对象，以地理坐标 为依据，具有多分辨率、海 量数据和多种数据的融合， 可用多媒体和虚拟技术进行 多维表达，具有空间化、数 字化、网络化、智能化和可 视化特征的技术系统。
02
地理信息系统（GIS）
GIS基本原理与功能
01
02
03
空间数据模型
基于点、线、面等地理要 素构建空间数据模型，实 现地理现象的空间表达。
数据存储
采用文件或数据库方式存 储空间数据和属性数据， 支持高效的数据访问和共 享。
空间分析与应用实例
城市规划与管理
利用GIS进行城市用地规划、交 通规划、环境规划等，提高城市
规划的科学性和有效性。
自然资源管理
GIS在林业、农业、水利等领域 的应用，实现自然资源的动态监 测和可持续利用。
地理信息系统(GIS)发展趋势综述
地理信息系统(GIS)发展趋势综述摘要:地理信息系统(GIS)是随着计算机技术发展而形成的一门新兴技术,计算机技术正以前所未有的速度迅速发展,GIS应用程度和应用范围随之深入扩大,正处于急剧变化与发展之中。
本文结合当前信息技术发展的特点,分析GIS的发展趋势及其主要功能。
关键词:地理信息系统(GIS)网络GIS开放式GIS虚拟GIS地理信息系统(GIS,GeographicInformationSystem)是以采集、存储、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间地理分布有关的数据信息的计算机系统。
它由硬件、软件、数据和用户有机结合而成。
它的主要功能是实现地理空间数据的采集、编辑、管理、分析、统计与制图等。
GIS始于60年代的加拿大与美国,尔后各国相继投入了大量的研究工作;自80年代末以来,特别是随着计算机技术的迅速发展,地理信息的处理、分析手段日趋先进,GIS技术日臻成熟,已广泛地应用于城市规划、市政管理、政府管理、环境、资源、交通、公安、灾害预测、经济咨询、投资评价和军事等与地理信息相关的几乎所有领域。
随着信息技术尤其是计算机技术的快速发展、数字地球(DigitalEarth)的提出与实施,以及GIS应用程度的不断深入和应用范围的逐渐扩大,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。
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。
GIS技术依托的主要平台是计算机及其相关设备。
进入90年代以来,计算机核心部件CPU的处理速度愈来愈快、性能价格比更高;其存储器可实现将大型文件映射至内存的能力,且能存储海量数据。
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、计算机图形技术以及三维图形芯片、大容量光盘技术与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像的高分辨、高光谱、短周期遥感卫星的大量发射,所有这些为GIS技术的广泛、深入应用展示了更加光明的前景。
地理信息行业计算机技术的发展现状及前景
技术与检测Һ㊀地理信息行业计算机技术的发展现状及前景王端涛摘㊀要:随着经济社会的快速发展ꎬ现代地理信息产业发生了巨大的变化ꎮ一方面ꎬ计算机技术特别是ＧＰＵ㊁大数据处理㊁机器学习㊁深度学习㊁虚拟现实等技术的发展ꎬ极大地促进了现代地理信息产业的发展ꎻ另一方面ꎬ随着人们生活质量的提高ꎬ人们对地理信息产业所提供服务的需求越来越多样化和要求越来越高ꎬ因此ꎬ现代地理信息产业越来越复杂ꎬ面临着越来越多的挑战ꎮ文章论述了计算机技术在地理信息产业中的应用ꎬ并简要分析了当前地理信息产业中主要计算机技术的未来发展趋势ꎮ关键词:地理信息行业ꎻ计算机技术ꎻＧＩＳ一㊁地理信息产业计算机技术引进地理信息产业数据采集中采集的数据是最大的地理信息数据源之一ꎮ面对如此之多的地理数据ꎬ地理信息产业需要利用大数据处理技术对初始数据进行清理和筛选ꎬ以减少后续数据分析量ꎬ提高数据处理效率ꎮ在地理信息产业的计算机技术中ꎬ地理信息的海量数据流主要是基于大数据处理技术进行分析和处理的ꎬ其中包括云计算等先进的数据处理技术ꎬ可以有效提高地理信息产业的数据处理效率ꎮ大数据处理通过云计算模式提供虚拟的计算机资源ꎬ云计算技术动态地分配和部署数据ꎻ它以分布式方式处理数据ꎬ通过网络将多台计算机连接在一起ꎬ并用相应的计算机程序调整大规模数据处理ꎻ分布式存储将数据分别保存到多台计算机的节点上ꎬ以减少单台计算机的数据存储容量ꎬ减轻计算机的存储负载ꎮ利用大数据处理技术对地理信息数据进行精确的区分㊁管理㊁协调和存储ꎬ使其成为地理信息产业计算机技术的热点课题ꎬ有助于地理信息产业的快速发展ꎮ二㊁计算机多媒体技术的应用(一)多媒体数据管理在计算机多媒体技术应用过程中ꎬ要充分发挥地理信息数据的作用ꎬ就必须做好数据管理工作ꎮ因此ꎬＧＩＳ中存在着空间数据库数据过多的问题ꎬ在使用过程中需要对海量数据进行有效的处理ꎮ在多媒体数据的管理中ꎬ要想显著提高ＧＩＳ的应用水平ꎬ就必须做好不同数据类型的协调工作ꎮ目前ꎬ我国使用的ＧＩＳ软件主要实现空间对象的静态描述ꎬ各种空间信息的动态表达能力相对较弱ꎬ难以满足各行业对ＧＩＳ的具体需求ꎮ只有时空数据才能用来构建动态ＧＩＳꎮ在多媒体数据管理过程中ꎬ可以利用动画技术动态播放地理信息ꎬ满足人们对时空数据模型的特定需求ꎮ(二)在属性数据库中的应用为了充分发挥ＧＩＳ的作用ꎬ在建立ＧＩＳ模型的过程中还可以积极利用属性数据库来编辑和发挥ＧＩＳ数据ꎮ在此过程中ꎬ还可以实现各种地理文件信息和数据流信息的合理应用ꎬ并可以通过多媒体文件直接实现数据回放和编辑ꎬ这对后续ＧＩＳ的操作和控制也具有重要意义ꎮ因此ꎬ信息技术在属性数据库中的合理应用对我国ＧＩＳ的进一步发展具有重要意义ꎮ(三)计算机多媒体技术的应用优势计算机多媒体技术跟地理信息系统的结合也是我国地理信息系统发展的必然趋势ꎬ通过计算机多媒体技术的应用还具备有以下应用优势:首先ꎬ通过技术的集成和应用ꎬ实现信息资源的科学管理ꎮ通过多媒体技术的应用ꎬ可以实现地理信息资源的管理和播放ꎬ大大提高地理信息的表达能力ꎮ其次ꎬ通过多媒体技术的有效整合ꎬ丰富地理信息的表现形式ꎬ进一步提高信息内容的丰富性ꎬ在多个行业取得良好的应用效果ꎮ最后ꎬ将计算机多媒体技术直接演化为销售示范信息系统ꎬ使其服务范围除地理信息领域外ꎬ还可应用于许多不同类型的领域ꎮ例如ꎬ地理信息系统可以为旅游系统的建设打下良好的基础ꎬ帮助游客做出最佳的路线ꎬ从而最大限度地发挥地理信息数据的有效性ꎮ三㊁地理信息产业中计算机技术的发展趋势(一)高效储存和及时性目前ꎬ地理信息产业数据呈现爆发式增长态势ꎬ大致包括以下几个方面:一是卫星数据㊁轨道数据㊁地图数据等各类数据量不断增长ꎬ各种信息采集设备不断采集各种数据ꎮ二是随着现代测绘技术的发展ꎬ各类测绘设备性能得到提高ꎬ地理信息处理效率提高ꎬ各项数据增速逐年加快ꎮ第三ꎬ随着平板电脑㊁智能手表等智能终端的普及和基于网络地图的应用的增多ꎬ基于位置服务的数据量不断增加ꎬ数据类型也越来越多样化ꎮ这一趋势使得当前的分布式存储技术面临着巨大的挑战ꎮ更高效的分布式存储技术使得使用较少的存储节点来存储更多的数据成为未来的研究方向ꎮ基于历史数据的处理会有一定的滞后性ꎮ实时数据处理是大数据处理技术发展的必然趋势ꎮ(二)数据集成与智能化地理信息数据不同于其他行业的数据ꎮ它不仅包含了拓扑㊁距离㊁方向等空间信息ꎬ而且具有空间自相关特性ꎮ一旦与其他行业的数据进行整合ꎬ就可以获得更多有价值的信息ꎮ除了旅游旅游㊁城市规划等与空间位置直接相关的应用外ꎬ基于空间位置的商店选址㊁顾客轨迹行为分析等间接相关领域也必将得到快速发展ꎮ根据给定的地理数据ꎬ智能识别和自动推荐将是机器学习和深度学习在地理信息产业中的主要应用方向ꎮ四㊁结束语计算机技术在地理信息产业中的不断发展ꎬ实现了数据的高效存储和精确性以及地图的虚拟实时刷新ꎬ使地理信息产业为人们的生产㊁生活㊁学习和工作提供了更好的服务和帮助ꎮ参考文献:[１]许夕存.地理信息行业计算机技术的发展现状及前景[Ｊ].建筑工程技术与设计ꎬ２０１９(８):４７６４. [２]和瑞凯ꎬ周怀鲲.地理信息的现状及发展趋势[Ｊ].科技致富向导ꎬ２０１９(６):１４５ꎬ２０６.作者简介:王端涛ꎬ男ꎬ山东省枣庄市ꎬ研究方向:地理信息ꎮ３４１。
地理信息系统概述
二、地理信息
地理信息属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起 的，这是地理信息区别于其它类型信息的最显著的标志。 地理信息还具有多维结构，即在二维空间的基础上实现多专 题的第三维结构。 地理信息的时序特征十分明显，因此可以按照时间尺度将地 理信息划分为超短期的（如台风、地震）、短期的（如江河 洪水、秋季低温）、中期的（如土地利用、作物估产）、长 期的（如城市化、水土流失）、超长期的（如地壳变动、气 候变化）等。
第二节 地理信息系统的基本概念
一、信息与数据
数据（Data）是通过数字化或直接记录下来的可以被识别的 符号，不仅数字是数据，而且文字、符号和图像也是数据。
信息是指主体与外部客体之间相互联系的一种形式，是主体 和客体之间一切有用的消息和知识，是表征事物特征的一种 普遍形式。
数据只有对实体行为产生影响时才成为信息。例如同样的数 据“1”和“0”，当用来表示某一种实体在某个地域内存在与 否时，它就提供了有（1 表示）无（0 表示）的信息。
三、数据
• GIS的操作对象为空间数据
• 空间数据特征：几何、属性、 时间数据； • 空间数据组织：矢量结构、栅 格结构； • 空间数据管理： 几何数据：文件
属性数据：关系数据库
四、用户
管 理 咨 询 信息管 理
• GIS的开发是以人为本的系 统工程。
• 使用者，开发者，普通用 户
数据整 理
五、 GIS模型 GIS应用模型是根据具体的应用目标和问题，借助 GIS自身的技术优势，使观念世界中形成的概念模型， 具体化为信息世界中可操作的机理和过程。
遥感——借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目 标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐 射、反 射、散射等信息。并通过分析，揭示目标物的特征、 性质及其变化的综合探测技术。
地理信息系统
地理信息系统发展
GIS的发展历史及现状
（1）六十年代形成发展阶段 （2）七十年代巩固阶段 （3）八十年代发展突破阶段 （4）九十年代普及推广阶段（用户阶段）
地理信息系统基本构成
GIS的基本构成
硬件
软件
数据
分析方 法
人员
地理信息系统的基本功能
数据采集、检验与输入 数据编辑与更新（包括格式化、转换、概化） 数据存储、组织与管理 空间数据查询与分析 数据输出与显示
GIS的物理外壳是计算机技术系统，由若干子系统构成：数据采集子 系统、数据管理子系统、数据处理和分析子系统、图像处理子系统、 数据产品输出子系统等。
GIS的操作对象是空间数据，即点、线、面、体这类有三维要素的地理实 体。
GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力。
GIS与测绘学和地理学有着密切关系。
物流管理信息系统
GIS（Geograph7ica.l2In.f1orma地tion理Sy信stem息）系，地统理信概息述系统，是多学可交
叉的产物，它以地理空间数据为基础，采用地理，模型分析方法，适时 地提供多种空间的和动态的地理信息，是一种地理研究和地理决策的计 算机技术系统。
用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息 系统。
GIS在物流系统中的应用
车辆路线模型 设施定位模型 网络物流模型 分配集合模型
地理信息系统的组成
图形/图像输入系统
外部数据入口
空间数据库系统
图形/图像操作
属性数据库
数字地面模型
GIS工具系统
应用软件系统
信息输出系统
地理信息系统的物流信息系统中的应用
物流信息管理系统 工作结构
地理信息系统
一、名词解释1.地理信息系统：地理信息系统简称为GIS， Geographical Information System。
是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为资源环境研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。
2.WebGIS：WebGIS就是利用Web技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术。
WebGIS（网络地理信息系统）指基于Internet平台，客户端应用软件采用网络协议，运用在Internet上的地理信息系统。
一般由多主机，多数据库和多个客户端以分布式连接在Internet 上而组成，包括以下四个部分：WEB-GIS浏览器，WEB-GIS服务器，WEB-GIS编辑器,WEB-GIS信息代理。
3、拓扑关系：用来描述实体间的相邻、联通、包含和相交等关系。
4、地理实体：指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元，它是一个具体有概括性，复杂性相对意义的概念。
5、数字高程模型（DEM）：是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，高程数据通常采用绝对高程6、空间索引：依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构。
7、游程编码结构：是在栅格数据矩阵中逐行将相邻同值栅格合并记录合并后栅格的值及合并栅格的数量的一种数据组织形式。
8、空间数据库：空间数据库指的是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和一般以一系列特定结构的文件形式存储在硬盘、光盘等介质上的。
9、空间数据内插：通过已知点或多边形分区的数据推求任意点或多边形分区数据的方法称为空间数据的内插。
10、DTM：是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字表述。
11、空间数据编码：指将空间数据分类结果，用一种易于被计算机和人识别的符号系统表示出来的过程。
地理信息系统的基本技术与发展动态
地理信息系统的基本技术与发展动态地理信息系统（GIS）是一种集成了地理信息科学、计算机科学和信息技术的综合性系统，它将地理信息与各种信息资源进行集成、存储、处理、分析和展示，从而为决策提供支持。
GIS的基本技术包括数据采集、数据存储、数据处理、数据分析和数据展示等多个领域，它的发展也是一个不断推陈出新的过程，下面我们就来探讨一下GIS的基本技术与发展动态。
一、GIS的基本技术1. 数据采集：GIS系统的数据采集是非常重要的一环，它主要包括地理信息的数据采集和非地理信息的数据采集。
地理信息的数据采集一般是通过GPS测量、遥感影像解译、地理调查等方式获取；而非地理信息的数据采集主要包括统计数据的获取、文本资料的获取、多媒体资料的获取等。
2. 数据存储：GIS系统的数据存储采用数据库技术，主要包括关系数据库、面向对象数据库和分布式数据库等。
通过数据库管理系统（DBMS）对数据进行管理和存储，实现数据的快速存取和共享。
3. 数据处理：GIS数据处理是利用计算机技术对地理信息数据进行处理，主要包括数据输入、数据编辑、数据更新、数据转换等多个环节。
通过数据处理，可以对地理信息数据进行清晰化、精确化、规范化，从而为后续的数据分析和展示提供支持。
4. 数据分析：GIS的数据分析是其核心技术之一，它主要包括空间分析、属性分析、网络分析、地理挖掘等多个方面。
利用GIS数据分析技术，可以发现地理信息之间的空间关系和属性关系，从而为地理决策提供科学依据。
5. 数据展示：GIS数据展示是将处理分析后的地理信息数据以图形或者报表的形式展现出来，主要包括地图制作、空间可视化、报表输出等多个形式。
通过数据展示，可以直观地展现地理信息数据，为决策提供直观依据。
二、GIS的发展动态1. 传统GIS的发展：传统GIS系统主要以桌面GIS为主，以ArcGIS、MapInfo等商业软件为代表，主要应用于政府、测绘、地质、环保等领域。
它具有功能强大、地理数据处理能力强的特点，但同时也存在着价格昂贵、专业技术要求高等局限性。
地理信息系统技术的创新和前景
地理信息系统技术的创新和前景地理信息系统（GIS）技术是一种基于地理位置信息的数据处理和分析技术。
它将地理信息、地图数据、地图制作和地图应用等技术结合起来，为地理信息的获取、存储、管理、分析和输出提供了强大的工具和方法。
GIS技术的创新和前景是一个重要话题，下面将从技术创新、应用前景和产业发展等方面进行探讨。
一、技术创新1.传感器技术的发展传感器技术是GIS的重要数据采集手段，随着卫星遥感、无人机技术和物联网技术的发展，传感器技术的空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率等都得到了提高。
这使得地理信息数据的获取和更新变得更加便捷和精准，为GIS技术的应用提供了更多的数据支持。
2.大数据和人工智能大数据和人工智能技术的发展为GIS技术的数据处理和分析提供了新的思路和方法。
通过大数据分析和人工智能算法，可以更精准地识别和提取地理信息数据中的特征，实现更快速和智能化的地理信息处理和分析。
3.云计算和移动端技术云计算和移动端技术的发展为GIS技术提供了更灵活和便捷的数据存储和应用方式。
基于云计算平台和移动端应用，GIS数据可以实现更高效的共享和传播，实现移动端的地理信息采集和即时数据处理。
4.三维、虚拟现实和增强现实技术三维、虚拟现实和增强现实技术的发展使得GIS技术在可视化表达和空间分析方面得到了更多的应用和拓展。
通过这些技术，可以更直观地理解和分析地理信息数据，为空间规划和决策提供更好的支持。
二、应用前景1.环境保护和资源管理GIS技术在环境保护和资源管理方面具有重要的应用前景。
通过GIS技术，可以对水资源、土地利用、生态环境等进行动态监测和分析，帮助政府和企业做出科学决策，提高环境保护和资源管理的效率和效果。
2.城市规划和交通管理城市规划和交通管理是GIS技术的典型应用领域。
通过GIS技术，可以对城市空间结构、交通网络、人口分布等进行系统分析，为城市规划和交通管理提供决策支持和优化方案。
3.自然灾害监测和应急响应GIS技术在自然灾害监测和应急响应方面具有重要作用。
地理信息系统的现状及发展
地理信息系统gis能做什么?答:空间定位通过输入地名或者地址时，匹配到实际的地理位置并直观的通过地图展示出来。
我们常用的百度地图中的搜索功能，其实就是就是GIS技术的一种应用。
空间关系查询空间实体间存在着多种空间关系，包括拓扑、顺序、距离、方位等关系。
如查询10公里以内是否有酒店，就是一种空间关系查询。
空间测算可以使用空间查询和量算功能，对于线状地物求长度、曲率、方向，对于面状地物求面积、周长、形状、曲率等；求几何体的质心；空间实体间的距离等。
辅助决策系统辅助策决系统目前常用于企事业单位，使用的场景也非常的多，如分析目标区域内的人口分布，以便进行规划设计。
如通过GIS分析河流水量及洪水淹没模拟，辅助治河决策。
如通过GIS分析重要场馆的空间信息，制定合理的安保策略。
城乡规划：利用GIS功能，对城市据进行分析规划，提供各种信息，辅助各级领导做出合理的决策。
(1) 可以用于各类统计：如人口迁徙，降雨量，灾害统计等等：灾害监测：如防震减灾系统、森林火险预报利用地理信息系统、借助遥感遥测的数据，可以有效地进行森林火灾的预测预报、洪水灾情监测和洪水淹没损失的估算，为救灾抢险和防洪决策提供及时准确的信息。
1994年的美国洛杉矶大地震，就是利用ARC/INFO进行灾后应急响应决策支持，成为大城市利用GIS技术建立防震减灾系统的成功范例。
通过对横滨大地震的震后影响做出评估，建立各类数字地图库，如地址、断层、倒塌建筑等图库。
对各类土层进行叠加分析得到对应急有价值的信息。
该系统的建成使有关机构可以对像神户一样的大都市大地震做出快速响应，最大程度地减少伤亡和损失。
（3）GIS的可以应用于环境监测，公共安全，以及政府行业和公共行业。
GIS目前已经从传统的二维GIS发展到了三维GIS阶段，在无人机技术成熟之后，无人机倾斜摄影技术又大大的推动了三维GIS的发展，三维GIS系统的发展日新月异，在各行各业的应用越来越广泛，智慧城市的建设也越来越离不开GIS。
地理信息系统(GIS)发展现状及展望
地理信息系统（GIS）发展现状及展望地理信息系统（GIS）是利用计算机硬件、软件、数据及网络技术，采集、管理、分析、显示地理信息的一种信息系统。
它将地理空间信息与属性信息进行统一管理，为人类提供了一个崭新的认识和处理地理信息的方式。
GIS在各行各业中得到广泛应用，包括土地规划、市政管理、环境保护、农业、林业、地质勘探、气象预测等领域。
随着科技的不断发展，GIS也在不断创新，不断向更高水平迈进，下面我们将就GIS的发展现状及展望进行详细的介绍。
一、GIS发展现状1. 技术水平不断提升随着科技的进步，GIS技术也在不断改进和升级。
现代GIS系统所使用的硬件配置、软件技术和数据处理能力都得到了很大的提升，其系统性能和数据处理能力得到了很大的提高。
GIS在数据获取、数据处理、数据存储和数据分析等方面都取得了长足的进步，提高了其在应用中的可靠性和效率。
2. 应用领域不断扩大GIS的应用已经渗透到了社会的方方面面，如土地管理、城市规划、物流配送、气象预测、环境保护等各个领域。
特别是在国土资源管理、城市规划、环境保护等方面，GIS的应用起到了非常重要的作用，为相关行业提供了可靠的技术支持。
GIS还在应急救援、灾害监测、卫星导航等领域得到广泛应用，为社会生产生活提供了重要的支持。
3. 数据更新频率加快随着卫星技术的不断发展，遥感数据的获取和更新频率也在不断提高。
卫星遥感技术为GIS数据的获取提供了极大的便利，可大幅度提高地图数据的更新速度和精度，为各行业的决策提供了更为可靠的数据支持。
地理信息的时效性和准确性得到了显著提高，为GIS的应用提供了更为可靠的数据保障。
4. 3D、AR/VR技术广泛应用随着3D技术和AR/VR技术的发展，GIS系统中也得到了广泛的应用。
通过引入3D技术，GIS地图的可视化呈现效果得到了显著提升，用户可以更加直观地感受到地理信息的立体感。
而AR/VR技术则为GIS在城市规划、旅游导航、地理教育等领域提供了更多的应用可能性，为用户带来更加丰富、生动的地理信息体验。
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地理信息系统的基本技术与发展动态摘要从结构功能上分析了地理信息系统的概念及主要研究内容，并且对当前地理信息系统研究中的几个热点研究领域，如面向对象技术、三维技术、图象处理和人工智能技术等作了简要介绍. 关键词地理信息系统，计算机系统，空间数据库. 以计算机为核心的信息处理系统技术是二次世界大战后科技革命的主要标志之一.在信息的诸多类型中与空间相关的信息是十分重要的一类.人类生存的地球这个三维空间中的万物无不与空间位置相关，如何利用计算机处理空间相关信息是地理信息系统(geographic inform ation system，简称GIS)产生和发展的原动力.GIS技术在国防、城市规划、交通运输、环境监测和保护等与国民经济乃至国家命脉相关的重要领域的成功应用，极大地推动了社会生产力的发展，同时，也极大地刺激了GIS技术的迅速发展，使之成为世界各国激烈竞争的高科技热点之一［1］.国家科委将其列入九五重中之重科技攻关项目.MAPGIS，VIEWGIS，CITYSTAR，GEOSTAR等一批优秀国产GIS软件已经开始在许多领域得到广泛应用，成为国内GIS市场一支不可忽视的力量. 本文将侧重从GIS 技术的角度讨论GIS的定义、研究内容及研究动态. 1.GIS的定义和研究内容 1.1GIS的定义GIS是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的技术.要给出GIS的准确定义是困难的，因为GIS涉及的面太广，站在不同的角度，给出的定义就不同.通常可以从4种不同的途径来定义GIS［2］.(1)面向功能的定义.GIS是采集、存储、检查、操作、分析和显示地理数据的系统.(2)面向应用的定义.这种方式根据GIS应用领域的不同，将GIS分为各类应用系统，例如土地信息系统、城市信息系统、规划信息系统、空间决策支持系统等.(3)工具箱定义方式.GIS 是一组用来采集、存储、查询、变换和显示空间数据的工具的集合.这种定义强调GIS提供的用于处理地理数据的工具.(4)基于数据库的定义.GIS是这样一类数据库系统，它的数据有空间次序，并且提供一个对数据进行操作的操作集合，用来回答对数据库中空间实体的查询.我们认为，虽然GIS是一门多学科综合的边缘学科，但其核心是计算机科学，基本技术是数据库、地图可视化及空间分析(见图1)；因此，可以这样定义：GIS是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统. 虽然GIS使用了地图、可视化、数据库等技术，但与CAD系统、计算机地图系统、数据库系统等均有很大的区别. CAD系统提供交互式的图形处理功能，以辅助象建筑、VLSI等人造对象的设计，其主要特点是设计者与计算机模型的交互.目前许多CAD开始支持对象的非图形性质，而GIS处理的数据大多来自现实世界，较之CAD的人造对象更为复杂，数据量更大.另外，CAD中的拓扑关系较为简单.更重要的是，GIS强调对空间数据的分析，CAD这方面的功能要弱得多. 计算机地图系统侧重于数据查询、分类及自动符号化，具有辅助设计地图和产生高质量矢量形式的输出机制.它强调数据显示而不是数据分析，地理数据往往缺少拓扑关系；另外，它与数据库的联系通常是一些简单的查询.数据库系统是各种类型信息系统的核心.通用数据库侧重非图形数据的优化存储与查询，其图形查询与显示功能极为有限，其数据分析功能也很有限.然而，数据库的一些基本技术，如数据模型、数据存储、数据检索等，都在GIS中广泛采用，成为GIS的核心技术. 由此可见，GIS 已经形成了一个独立的、具有鲜明特色的研究领域.GIS的研究内容很广泛，下面我们从输入、存储、操作和分析、输出4个方面来讨论GIS的研究内容. 1.2GIS的研究内容(1)输入.地理数据如何有效地输入到GIS中是一项琐碎、费时、代价昂贵的任务，大多数的地理数据是从低质地图输入GIS.常用的方法是数字化和扫描.数字化的主要问题是低效率和高代价；扫描输入则面临另一个问题，扫描得到的栅格数据如何变换成GIS数据库通常要求的点、线、面、拓扑关系属性等形式.就这一领域目前的研究进展而言，全自动的智能地图识别短期内没有实现的可能；因而，交互式的地图识别是矢量化方法的一种较为现实的途径.市场上已有多种交互式矢量化软件出售. 目前GIS的输入正在越来越多地借助非地图形式，遥感就是其中的一种形式.遥感数据已经成为GIS的重要数据来源.与地图数据不同的是，遥感数据输入到GIS较为容易，但如果通过对遥感图象的解释来采集和编译地理信息则是一件较为困难的事情；因此，GIS 中开始大量融入图象处理技术，许多成熟的GIS产品，如MAPGIS中都具有功能齐全的图象处理子系统. 地理数据采集的另一项主要进展是GPS技术.GPS可以准确、快速地定位在地球表面的任何地点，因而，除了作为原始地理信息的来源外，GPS在飞行器跟踪、紧急事件处理、环境和资源监测、管理等方面有着很大的潜力. (2)存储.GIS中的数据分为栅格数据和矢量数据两大类，如何在计算机中有效存储和管理这两类数据是GIS的基本问题.在计算机高速发展的今天，尽管微机的硬盘容量已达到GB级，但计算机的存储器对灵活、高效地处理地图这类对象仍是不够的.GIS的数据存储却有其独特之处.大多数的GIS系统中采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它分成若干层，整张地图是所有层叠加的结果.在与用户的交换过程中只处理涉及到的层，而不是整幅地图，因而能够对用户的要求作出快速反应. 地理数据存储是GIS中最低层和最基本的技术，它直接影响到其他高层功能的实现效率，从而影响整个GIS的性能.基于微机平台的MAPGIS能够快速、高效地处理多达上万幅的海量地图库，这不仅在国产GIS软件中处于领先地位，即使与国外同类产品相比仍是其中佼佼者，这与MAPGIS较好地解决了地理数据的存储问题密切相关. (3)地理数据的操作和分析.GIS中对数据的操作提供了对地理数据有效管理的手段.对图形数据(点、线、面)和属性数据的增加、删除、修改等基本操作大多可借鉴CAD和通用数据库中的成熟技术；有所不同的是GIS中图形数据与属性数据紧密结合在一起，形成对地物的描述，对其中一类数据的操作势必影响到与之相关的另一类数据，因而操作带来的数据一致性和操作效率问题是GIS数据操作的主要问题. 地理数据的分析功能，即空间分析，是GIS得以广泛应用的重要原因之一.通过GIS提供的空间分析功能，用户可以从已知的地理数据中得出隐含的重要结论，这对于许多应用领域是至关重要的. GIS的空间分析分为两大类：矢量数据空间分析和栅格数据空间分析.矢量数据空间分析通常包括：空间数据查询和属性分析，多边形的重新分类、边界消除与合并，点线、点与多边形、线与多边形、多边形与多边形的叠加，缓冲区分析，网络分析，面运算，目标集统计分析.栅格数据空间分析功能通常包括：记录分析、叠加分析、滤波分析、扩展领域操作、区域操作、统计分析.(4)输出.将用户查询的结果或是数据分析的结果以合适的形式输出是GIS问题求解过程的最后一道工序.输出形式通常有两种：在计算机屏幕上显示或通过绘图仪输出.对于一些对输出精度要求较高的应用领域，高质量的输出功能对GIS是必不可少的.这方面的技术主要包括：数据校正、编辑、图形整饰、误差消除、坐标变换、出版印刷等. 2地理信息系统的发展动态近年来地理信息系统技术发展迅速，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，如面向对象技术、三维技术、图象处理和人工智能技术都可直接应用到地理信息系统中［3］.下面我们对当前地理信息系统研究中的几个热点研究领域作一介绍. 2.1GIS 中面向对象(object oriented)技术研究面向对象方法为人们在计算机上直接描述物理世界提供了一条适合于人类思维模式的方法，面向对象的技术在GIS中的应用，即面向对象的GIS，已成为GIS的发展方向.这是因为空间信息较之传统数据库处理的一维信息更为复杂、琐碎，面向对象的方法为描述复杂的空间信息提供了一条直观、结构清晰、组织有序的方法，因而倍受重视［4］.图2展示了面向对象的GIS的一般结构. 面向对象的GIS较之传统GIS有下列优点：(1)所有的地物以对象形式封装，而不是以复杂的关系形式存储，使系统组织结构良好、清晰；(2)以对象为基础，消除了分层的概念；(3)面向对象的分类结构和组装结构使GIS可以直接定义和处理复杂的地物类型；(4)根据面向对象late_binding(后编译）的思想，用户可以在现有抽象数据类型和空间操作箱上定义自己所需的数据类型和空间操作方法，增强系统的开发性和可扩充性；(5)基于icon的面向对象的用户界面，便于用户操作和使用.Sm allworld GIS是目前面向对象GIS中最为典型的代表.一些传统的GIS也开始部分采用面向对象的技术，如ARC/INFO 7.0,Intergraph的TIGRIS,SYSTEM 9,FACET系统等. 面向对象的GIS也存在一些尚待进一步研究的问题：(1)大对象的操作仍受硬件条件的限制；(2)对象的独立性与颗粒度问题；(3)矢量和栅格数据统一的、支持动态拓扑结构和复合对象表示的面向对象的数据结构问题. 2.2时空系统(spatio_temporal system) 传统的地理信息系统只考虑地物的空间特性，忽略了其时间特性.在许多应用领域中，如环境监测、地震救援、天气预报等，空间对象是随时间变化的，而这种动态变化的规律在求解过程中起着十分重要的作用.过去GIS忽略时态主要是受器件的限制，也有技术方面的原因.近年来，对GIS中时态特性的研究变得十分活跃，即所谓“时空系统”［5］. 地物除了具有三维空间中的空间性质外，如何刻画时间维的变化也十分重要.通常把GIS的时间维分成处理时间维(transaction tim e dimension)和有效时间维(valid time dimension).处理时间又称数据库时间或系统时间，它指在GIS中处理发生的时间.有效时间亦称事件时间或实际时间，它指在实际应用领域事件出现的时间. 根据处理时间和有效时间的划分，可以把时空系统分为4类：静态时空系统(static ST system)、历史时态系统(historical ST system)、回溯时态系统(rollback ST system)和双时态系统(bitemporal ST system). (1)静态时空系统.它既不支持处理时间，也不支持有效时间，系统只保留应用领域的一种状态，比如当前状态.(2)历史时态系统.它只支持有效时间，这种系统适用于事件实际发生的历史对问题求解十分重要的应用领域.(3)回溯时态系统.它只支持处理时间，这种系统适用于信息系统的历史对问题求解十分重要的应用领域.(4)双时态系统.它同时支持处理时间和有效时间.处理时间记录了信息系统的历史，有效时间记录了事件发生的历史. 时空系统主要研究时空模型，时空数据的表示、存储、操作、查询和时空分析.目前比较流行的作法是在现有数据模型基础上扩充，如在关系模型的元组中加入时间，在对象模型中引入时间属性.在这种扩充的基础上如何解决从表示到分析的一系列问题仍有待进一步研究. 2.3地理信息建模系统(geographic information modelling system，简称GIMS)通用GIS的空间分析功能对于大多数的应用问题是远远不够的，因为这些领域都有自己独特的专用模型，目前通用的GIS大多通过提供进行二次开发的工具和环境来解决这一问题.如ARC/INFO 提供的进行二次开发的宏语言AML.二次开发工具的一个主要问题是它对于普通用户而言过于困难.而GIS成功应用于专门领域的关键在于支持建立该领域特有的空间分析模型.GIS应当支持面向用户的空间分析模型的定义、生成和检验的环境，支持与用户交互式的基于GIS的分析、建模和决策.这种GIS系统又称为地理信息建模系统.GIMS是目前GIS研究的热点问题之一.目前实现通用GIS空间分析功能与各种领域专用模型的结合主要有两种途径.(1)松散耦合式.即除GIS外，借助其他软件环境实现专用模型，其与GIS之间采用数据通讯的方式联系.(2)嵌入式.即在GIS中借助GIS的通用功能来实现应用领域的专用分析模型.上述两种方式总体上对用户定义自己的专用模型的支持程度都是不够的.目前的GIS离支持实现数据集定义、模型定义、模型生成和模型检验的全过程仍有相当大的距离. GIMS的研究有几个值得注意的动向.(1)面向对象在GIS中的应用.面向对象技术用对象(实体属性和操作的封装)、对象类结构(分类和组装结构)、对象间的通讯来描述客观世界，为描述复杂的三维空间提供了一条结构化的途径.这种技术本身就为模型的定义和表示提供了有效的手段，因而在面向对象GIS基础上研究面向对象的模型定义、生成和检验，应当比在传统GIS上用传统方法要容易得多.(2)基于icon的用户建模界面.建模过程中的对象和空间分析操作均以icon形式展示给用户，用户亦可自定义icon.用户在对icon的定义、选择和操作中完成模型的定义和检验.这种方法较之AML这类宏语言要方便和直观得多.(3)GIS与其他的模型和知识库的结合.这是许多应用领域面临的一个非常实际的问题，即存在GIS之外的模型和知识库如何与GIS耦合成一个有机整体. 2.4三维GIS的研究三维GIS是许多应用领域对GIS的基本要求.目前的GIS大多提供了一些较为简单的三维显示和操作功能，但这与真三维表示和分析还有很大差距.真正的三维GIS必须支持真三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库，解决了三维空间操作和分析问题.主要研究的方向包括：(1)三维数据结构的研究，主要包括数据的有效存储、数据状态的表示和数据的可视化；(2)三维数据的生成和管理；(3)地理数据的三维显示，主要包括三维数据的操作，表面处理，栅格图象、全息图象显示，层次处理等. 3结语地理信息系统近年发展迅速，其内涵和外延正在不断变化.最初的地理信息系统都是一些具体的应用系统，充其量只能称之为一门技术.现在已发展成一个独立的、充满活力的新兴学科，这已经为大家所公认. 地球信息科学从理论上讲是解决地球信息问题，它的范围包括从卫星航空遥感或全球定位系统(GPS)接受信息，变换和校正后进入空间数据库：数据库中的地理信息可以方便地检索、查询，在此数据库和相关知识库的基础上能够定义和生成各种领域专用模型，如城市规划模型、灾害评价模型等；运用这些模型对地理数据进行有效分析，并把分析结果或是决策咨询建议以直观、清晰的形式输出.这一范围包括了计算机科学、地图学、航测、遥感等多种学科的交叉. 总之，由于地理信息在人类生活和国民经济中的重要作用，地理信息系统在未来的几十年中将保持高速发展的势头，成为高科技领域的核心技术. 参考文献 1Coppock J T, Rhind D W. 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