地理信息系统的应用与发展前景

2018-01-11杨邦

科学家 2017年22期

从20世纪60年代以来，随着网络信息技术等先进技术的不断发展，地理信息系统有了很广泛的应用，并逐渐趋于社会化应用，已成为人们各种活动中不可缺少的系统。本文简要阐述了地理信息系统的相关概念，简单介绍其几项基本的功能，从地理信息系统的发展出发，对地理信息系统的应用以及发展前景进行分析。

所谓地理信息系统主要通过地理空间数据，建立地理模型并进行分析，实现对地理的研究的一种计算机技术系统。其包含的学科比较广泛，涉及了计算机科学、信息科学、地理学等为一体的新兴学科。其功能的全面与系统性，从多维度的地理信息为人们研究与解决地理、环境、灾害、规划等重大问题提供所需的信息资源。地理信息系统作为计算机程序与地理数据组成的地理空间模型，它将客观世界模型化的空间数据，用户可在模型中对空间数据进行分析与预测，方便管理与决策。另外，地理信息系统通过硬软件的结合，使得该系统功能比较多，并有了很广泛的应用。

地理信息系统的相关概念

地理信息系统又被称为GIS，该系统主要通过地理空间数据对地理信息进行收集、储存并分析处理。地理信息系统经空间的逻辑可扩展至形象思维，而随着人们对地理信息系统的理解逐渐加深，其内涵在不断的丰富，从不同的角度来看其内涵所包含的内容也是各不相同的。第一，从技术上来说，地理信息系统是通过计算机软件与硬件的支持，并进行管理、分析与显示空间数据的信息技术系统。第二，从学科上说，地理信息系统作为一门新兴的交叉学科，主要以测绘学、地理学以及统计学为基础，又通过计算机硬件与软件技术、遥感技术等先进技术支持。第三，从用途上来说，地理信息系统作为一个工具箱，主要包括了采集、存储、管理、处理分析以及现实空间数据等。

我国地理信息系统的发展概况

我国的地理信息系统起步比较晚，但发展速度却非常快，在经过40多年的研究开发与使用，我国的地理信息系统逐渐趋于成熟。在我国对其发展的概况来看，可将其分为三个阶段：一是起步阶段，20世纪70年代初，我国开始将电子计算机应用到测量、绘图等领域中。而在这阶段，国家测绘机研究出了地形测量与航空摄影城图等，为地理信息系系统的发展奠定了基础。且在这一阶段，确立了地理信息系统概念，并逐渐开展了对地理系信息系统的研究与人才培养。二是科研试验阶段。从20世纪80年代开始，我国重视对遥感技术的发展与应用，地理信息系统进入科研試验的阶段。此阶段遥感应用研究所成立，成为专门研究地理信息系统的机构。在此阶段，我国对制定了空间数据的规范化与标准化，建成了空间数据库，对数据进行处理与分析并对应用软件进行开发等作为这一阶段研究实验的内容。另外，对地理信息系统的设计与应用也进行研究，主要包括了资源以及环境等方面。三是全面发展阶段。从20世纪90年代初，我国社会主义市场经济的不断深入，地理信息系统对各行各业的发展都起到了重要作用，特别是经济开发区的经济发展、土地的利用以及外资企业的引进，都成为促进该系统不断发展的关键因素。我国对该系统的研究和开发非常重视，并作为国家重要的科研项目，无论是对其理论上的研究，还是在其运用建设上都在积极开展中。国家对该系统的技术研究、人才培养、软件平台等各方面都有很大进步。另外，我国对该系统的科研与开发投入了许多资金以及人力资源，使其在国内有了更大的发展空间。

地理信息系统的基本功能

数据采集与录入

这项功能实际就是在数据处理系统中将系统外的初始数据录入至系统内，并将这些数据转变为系统内便于处理的格式。对于数据的录入来说，方法有许多种，比较常见的有图形数据、测量数据等录入方法。

数据管理

数据管理主要是将数据通过某种形式记载于计算机里或者是其外面的存储介质上。数据的存储与数据文件的组织密度有很大联系，最重要的就是要形成记载的逻辑顺序，也就是明确储存的位置，从而有利于提升数据的存储以及提取，此数据管理一般适用于商业上的数据库软件管理。对于地理信息系统来说，数据管理是该系统的关键所在。

空间查询与分析

该系统中的空间查询与分析是其的核心功能，主要完成数据的运算、检索搜寻以及综合处理分析等。其中的数据检索搜寻，一般是从数据库中进行的，查询和获得所需要的有关数据信息。综合处理分析是则有助于加强该系统进行有效评价、管理等能力。

空间决策

此功能是结合空间分析中的各种手段，使空间数据的处理与转换更加方便，并便于找出深层的空间数据关系，以图文方式进行体现出来，并为现实的地理信息系统的应用提供科学的依据。空间决策支持解决了对复杂空间问题决策的有效支持能力，拓展了地理信息系统空间数据的各项具体功能。

地理信息系统的应用

现阶段对于地理信息系统的相关软件种类很多，对于地理信息系统的研究应用主要分为两方面：一种是通过地理信息系统来处理用户的数据；另一种是通过函数库二次研发出用户所用的地理信息系统软件。而地理信息系统在多年应用下，其被应用于各领域中。随着我国社会经济的快速发展，也加快了地理信息系统的应用，其在各领域的应用中发挥着重要作用，并取得良好的社会与经济效益。下面简要概括该系统在我国各领域的应用状况。

资源的清查

资源的清查是该系统最为基础的职能，其主要就是将各途径获取的数据集中在一起，并通过系统统计与大范围分析功能，依据边际与属性特点，便于原始数据的快速体现，并为资源的合理使用、开发以及有效管理提供重要依据。

城市规划

该系统将城市数据信息进行汇集，有助于城市开展区域的规划和开发。在此系统中对城市规划，其内容主要对城镇的规划、对建设用地适宜性进行有效评估、城市环境质量分析以及交通方面的规划等。而在该系统中实现城市规划，主要使用该系统中的空间检索以及多种信息的处理分析等方式来完成。

土地调查endprint

由于土地调查数据所涉及的方面较为广泛，主要有土地的地理方位、面积大小以及土地类型等。土地调查运用该系统，主要实现对土地数据进行分析处理，然后将结果提供需要的用户，实现对土地的科学有效的使用与管理。

交通应用

交通领域结合该系统，主要实现对加通道路的规划、测绘、设计等。在该系统中，将空间及属性数据进行处理分析。交通领域结合该系统还可实现对交通路段的监控、地形分析以及道路优化等。该系统中的空间分析能力，为交通领域提供了便捷的服务。另外，将交通地理系信息系统与各信息处理分析软件进行结合，还可实现对道路交通的进行规矩，有助于对基础设施方面的管理与控制。

通信业的应用

通信所需的各种资源与地理信息有着很紧密的关系，通信技术的发展离不开地理信息的运用。通信资源管理系统结合该系统后，促进了通信系统的规划预算、工程预算、运行维护等计算机管理的一体化进程。此外运用地理信息系统可对通信市场进行评估和掌控，有效降低成本，提升经济效益。此外，地理信息系统具有通信行业地动态规划所需要的大量数据，还可以为网络的创建进行资源分析，并保证通话质量等。

医疗卫生的应用

就目前该系统在医疗卫生领域中的运用来看，其主要牵涉到了两个方面的内容，一方面是该系统与流行病的研究；另一方面就是地理系统与医疗设施分布。地理信息系统与流行病研究主要实现流行病相关数据的可视化，并对其进行空间数据的分析处理，通过构建模型的方式进行深入探究。该系统在与医疗设施上的结合，主要完成对医疗设施的规划，通过鬼系统所搜集的数据，将其分析并分类，对社区诊所的选址等都有很重要的作用。此外，也可将这两个方面进行相融，然后运用该系统，可创建空间决策系统，可有效掌握流行病的分布状况以及医疗设施的分布等，实现可视化了解。还可以对流行病感染人群进行掌控，对流行病的防控也起到很大的作用。

灾害监测中的应用

灾害监测通过地理信息系统与遥感遥测数据技术，可对森林火灾、洪水灾情以及洪水淹没损失等灾害进行有效监测。通过遥感遥测数据与实际统计数据，然后利用地理信息系统进行灾情发布，实现对疾病的检测、重点基础设施保护、应急指挥与管理以及灾害损失估算等，在抗震救灾中发挥着重要作用。

军事国防中的应用

在现代军事战争中，3S技术的不断开发，其主要运用于军事战略构思以及战术安排等方面。可在该系统的以及遥感遥测数据的综合分析下，再利用先进的全球定位系统，实现对攻击目标的确认。

地理信息系统的发展前景

开放地理信息系统研究

開放地理信息系统是通过最新的技术以及商业模式，保证地理信息的互用性，避免非互用性对其他行业所产生的负面影响。美国早前成立了开放地理信息系统协会，主要为了创建美国国内与全球范围的信息基础设施，便于人们自由使用以及处理地理信息。还对未进入地理信息处理的行业开辟开拓新的地理信息处理环境，为社会带来新的商业利益与商业模式。而地理信息上。计算机生产商、电讯公司以及高等院校等都参与开放地理信息系统的研究，促进软件以及新商业途径的出现于发展。

地理信息系统的网络化

计算机技术对地理信息系统的发展有着巨大的推动作用。网络技术将数据库在地理位置上进行分布呈现，可促使数据库在区域内就可实现自我更新、管理以及维护等。网络的开放性特征使分布的数据库实现共享。此外，万维网的发展为地理信息系统数据提供更广泛的发布、获取与查询等方面的路径。地理数据可依据地理位置等进行查找，也可以直接在网上进行数据的管理，通过模型模拟而形成新的数据结果。而目前网络结合地理信息系统仍存在一定的问题，地理信息系统巨大的数据容量会使网络宽带无法满足地理数据传输的能力。另外，网络在地理信息系统中的有效应用，都是需要不断探究的问题，很多网络技术在地理信息系统中实现商业化以及实用化仍有一定距离，还需要研究与实验才可实现。

地理信息系统构件化

组件技术在近些年已经进入成熟应用的阶段，而在这种技术影响下，软件系统作为相互协同工作的集中对象，并未所有对象提供特定服务与消息，便于对象间的相互了解。地理信息系统的构件化，使用适宜的地理信息系统的功能，以组件的形式供应给开发人员，并形成了一定的优势，比如地理信息系统的构件化与传统地理信息系统相比，价格上更便宜且灵活性更强。构件化的地理信息系统可集中提供空间数据管理的能力，实现与数据库系统的有效连接，从而用户得到性能价格比以及开发地理信息应用系统。同时，VB/VC等都成为地理信息系统比较好的开发工具，且发挥着各自不同的优点。

结合云计算技术

在地理信息系统的网络化以及云计算技术的不断发展下，地理信息系统的功用也在不断延伸，并对此系统的性能有了更高的要求。为实现资源的有效整合以及满足地理信息系统的需求，可结合云计算技术来实现。当前，地理信息系统软件平台都推出了云服务功能，为该系统与云计算技术的融合的发展提供了重要的基础。

结论

地理信息系统的发展，在各行各业中都发挥着重要的作用。要对此系统技术进行不断探究和开发，结合当前先进的各项技术，促使地理信息系统能够更好地服务于用户、社会以及经济，取得更大的社会效益以及经济效应。

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