基于计算机技术的GIS技术研究

张 冉,张丽娟

(泰山职业技术学院,山东 泰安 271000)

0 引言

近年来,随着“数字地球”概念的提出和科学技术的不断发展,GIS技术在工程建设、地质勘探和交通运输等多个领域都得到了广泛的应用,其应用深度和广度均与日俱增,同时,各行各业新的发展也给GIS技术的应用水平提出了更高的要求。由此,GIS技术将融入更多的计算机技术,以更好实现其应用目标。显然,有必要对基于GIS技术的计算机技术作进一步的研究。

1 GIS技术概述

1.1 GIS技术的概念

GIS(Geograpic Information System)技术又称为地理信息系统,其属于一种专业性较强的管理系统,能够对各种地理信息进行集中储存、编辑操作和显示。在该系统中,包括硬件系统和软件系统两部分,硬件系统主要用于地理信息数据的采集、储存和输出;软件系统则用于对数据信息的分析。目前,GIS技术已经在农业、林业、交通、土地资源管理和环境监测等多个领域都发挥着重要的作用。

1.2 GIS技术的发展

GIS技术最早始于加拿大的研究人员,发现GIS技术需要基于计算机处理技术,才能有效提高其工作效率和质量,GIS技术的效果与计算机技术水平有着显著的关联。在早期的GIS技术中,普遍存在着功能不够全面、数据信息处理速度不高等问题。在实际应用中,GIS技术不仅与计算机技术紧密结合,还与GPS技术相结合,实现对GIS系统信息的实时监测和分析,为用户提供可能存在或即将产生的情况,为用户的后续工作和决策提供重要的依据。

电子计算机正在朝着微型化和智能化的方向不断发展,能够在较短时间内处理大量数据信息,同时也能对多项内容进行智能化分析,并对相关数据信息在未来一阶段内的变动情况进行合理预判,为后续环节提供决策,这大大提高了用户使用GIS技术的满意度,让GIS数据信息更具有效性[1]。

2 计算机技术对GIS技术发展的影响

2.1 推进GIS技术的网络化

通过融入互联网技术,GIS技术能够对目标区域的地理数据信息实现更高效的采集,并有效降低了传统模式下数据采集和处理的错误率。具体来看,在互联网技术的加持下,GIS技术实现网络化以后具备了以下两个特点:一是GIS技术的适应性更加广泛,在不同的领域都有着更加优异的表现;二是GIS技术更具实践性,能够根据实际需要,更新和共享现有的地理数据信息,为有关部门的工作提供更好的支持。

2.2 推进GIS技术更具开放包容性

GIS技术已经在很多国家和地区都得以推广应用,但应用GIS技术的国家和地区的工作人员在文化和自身素质水平上都存在着明显的差异,对GIS技术通常有着不同的理解认知,这也必然会影响到GIS技术的应用效果。为此,可通过互联网实现各国工作人员的技术经验交流,帮助部分国家和地区的工作人员解决对GIS技术的理解认知程度不足的问题,体现GIS技术的开放包容的特征。

2.3 推进GIS技术的“虚拟化”

随着计算机技术的进一步发展,GIS技术也呈现出更为明显的“虚拟化”趋势。特别是通过与虚拟现实技术的融合,其能够对各种生物的语言和行为动作进行模拟,使得GIS技术更为直观。目前虚拟现实技术仍处于发展阶段,要在部分立体三维模型中实现有效的模拟。这就需要通过计算机技术的结合应用,让GIS技术实现对地理空间的分析和管理功能。

2.4 提高GIS技术的数据安全性

在应用GIS技术的过程中,会产生大量的重要数据,这些数据通常需要进行增加和替换,才能使这些数据发挥重要作用。GIS技术所采集到的数据的寿命较为有限,必须定期对其进行备份和归档才能确保数据的有效性。为实现针对GIS数据的存储,就需要应用计算机技术中的数据库技术,创建专门的数据库和数据备份软件,并采用GIS数据特定的数据规则,使用LAN Free方式对GIS数据进行备份和整理[2]。

为了进一步提高GIS数据的安全性,异地灾备工作是一个不可或缺的环节,其目的是避免不可抗力因素带来的数据损失和破坏。在对GIS数据进行异地灾备时,仍需采用最先进的计算机存储设备,提高数据储存的安全系数,避免数据损坏且无法及时恢复问题的产生。

3 当前基于计算机技术的几种新型GIS技术

3.1 网络化的WebGIS技术

Web GIS技术与传统GIS技术的主要不同点在于,其融入了计算机网络中的信息浏览、信息上传和下载等功能,确保用户能够快速查询和分析GIS数据信息库中的内容,这也使得用户检索信息的范围进一步扩大。相对于传统GIS技术而言,Web GIS技术的适应性和应用范围都得到进一步拓展,避免了传统GIS技术模式下信息检索的烦琐步骤[3]。Web GIS技术细分为被动式和主动式两种,其中,被动式的Web GIS技术主要基于CGI和Server API两种技术加以实现,其优势在于开发率较高,但其对服务器性能要求较高,且信息检索时间相对较长,实用性受到一定的限制;主动式的Web GIS技术则不采用服务器进行信息处理与检索,而将相关的程序代码发送到客户端,与客户实现交互,这种模式下,工作效率相对于被动式更高,因此主动式的Web GIS技术应用占比近年来也在不断上升。

3.2 虚实结合的VR-GIS技术

这种技术主要是将VR技术与GIS技术相结合,利用VR技术的“虚拟现实”功能,将GIS系统中的数据信息进行“成像化”处理,让GIS系统中的数据转变为虚拟现实环境,将抽象的数据形象化处理,方便用户更为直观地判断工程问题和分析处理方法[4]。

3.3 多项技术集成的“3S”技术

这种技术是GPS技术、RS技术和传统GIS技术的结合体,其兼具这3种技术的功能和优势,让传统的GIS技术更加实时化和动态化。在多种技术的加持下,自主进行地理数据信息的采集、处理和更新,同时借助人工智能技术,也能够自动对采集到的数据进行分析,为用户的后续决策提供重要的支持。

3.4 结合3D空间技术的GIS技术

3D空间技术能够以GIS系统中的数据信息为基础,对这些信息进行建模处理,为用户提供更直观的空间数据,实现对各种工程领域的精准规划和分析。目前这项技术主要基于3D GIS二次开发工具加以实现,通过该工具即可实现3D GIS技术的各项功能。目前,3D GIS技术的开发工具已经相对成熟,开发人员可根据实际需要,选用Terra Vista,Skylinc,Terra in View或是VR Map等工具来实现开发目标。

4 未来GIS技术的发展趋势展望

4.1 发展速度进一步加快

GIS技术经过几十年的发展,已经成为服务全球受众的新发展体系,特别是其与计算机技术深度融合后,GIS数据信息的价值也显著提升。同时,GIS技术的发展速度将进一步加快,空间技术和数字技术等要素将有更多融入,这有助于扩大GIS技术的用户群体,优化用户体验,促进GIS技术的进一步成熟发展。

4.2 计算机技术加持的GIS技术将更具“数据实用性”

未来的GIS技术将不局限于工程领域的应用,而是在公众当中有着更为广泛的应用,且公众对于GIS技术也会有更大程度的依赖,这些需求都会推动GIS技术的进一步成熟完善。以比例尺为例,当前GIS技术数据和图像的融合多以二维为主,三维所占的比例不高,其分析应用地图数据的能力还有着较大的提升空间。预计,未来的GIS技术中,三维模式的比例将显著提升,并朝着四维技术模式趋势不断发展,不仅能够存储更多的信息,而且能够为公众带来更加真实的体验,帮助用户直观感受抽象的数据信息[5]。

从数据结构的角度分析,预计未来的GIS技术将整合计算机数据库技术中的栅格库、DEM格网库等多元结构,进一步提高其稳定性。在这一发展趋势下,GIS数据中相对较为模糊的部分也将得到清晰化处理,各种分散的GIS数据信息将得到有效整合,为遥感技术的应用创造良好的条件。同时,未来的GIS技术也将通过更多应用空间关系,将既有的地理信息实施空间数据库式转化存储,从而更深层次地挖掘已有的数据信息,从而使用户获得更直接的信息路径。这还能改变当前数据信息静态化管理模式,进而向动态管理模式发展。

5 结语

通过各种计算机技术的融入,GIS技术能够得到更加有效的应用,为各个领域的发展做出更大贡献。当然,目前的GIS技术仍存在着一些不足之处,其发展空间仍然较为广阔。为此,研究人员需要对GIS技术和计算机技术等进行更为深入的研究,推进GIS技术的不断发展,使之创造出更大的社会效益和科技效益。