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地理信息系統理論、技術方法和應用的發展趨勢

時間:2009-09-11 17:04:24  來源:  作者:

地理信息系統理論、技術方法和應用的發展趨勢

  地理信息系統的設計是一個復雜的系統工程。為了設計出一個實用化的地理信息信息系統,不僅需要強大的計算機硬件和系統軟件的支持,而求需要設計專門的數據模型、數據結構以及大量的數據處理方法。歸納起來,地理信息系統理論和技術方法的發展主要表現在以下幾個方面。

1. 所依附的計算機硬件環境逐步微機化

  在地理信息系統發展的初期,由于計算機運行速度、內存和外存容量、軟件開發工具的限制,相應的軟件系統功能較弱。后來的GIS系統大多以高性能的工作站和中小型計算機為硬件開發和運行平臺,但由于昂貴的硬件價格,使得GIS系統無法在大范圍內得到推廣應用,用戶主要是那些重要的政府研究部門和大型公司。到目前為此,由于微型計算機的性能價格比已可以與功能強大的工作站相媲美,所以,幾乎所有的GIS系統都有其微機版本。這也是現在一般的科研院所和單位都能使用GIS的主要原因。

2. 不同的數據模型趨于一體化

  這里將要討論的數據模型主要與管理圖形數據庫有關(因屬性數據
庫仍主要是關系模型,沒有太大的變化)。就圖形數據庫而言,矢量和柵格是其主要的數據模型。由于與兩種數據模型相關的軟件系統各有其優缺點,如柵格模型適合圖象處理、分析評價,而矢量模型則適合圖形處理,所以,在較長的時間內大多數專業人員主要開展矢量或柵格模型的研究。
  隨著GIS理論和技術方法的推廣使用,特別是RS、GPS數據與GIS的結合,使得矢量和柵格模型走向了一體化,即在柵格模型的基礎上加入矢量模型,實現了柵格和矢量的統一。從相關文獻可以看出,無論是二維,還是三維地理信息系統,柵格模型和矢量模型的統一是目前GIS領域的研究熱點之一。

3. 圖形處理的三維可視化

  二維GIS系統的開發和應用是與計算機軟硬件技術的發展水平相適
應的,圖形的可視化和虛擬現實化是人類追求的主要目標。目前,由于計算機硬件和軟件技術得到了空前的發展,實現空間研究對象的可視化已在逐步變成現實。從國內外的文獻可以看出,空間目標的可視化不僅是目前GIS研究領域的熱點,而且也代表了GIS的發展方向。

4. 系統開發的專業化

  由于地理信息系統的應用最終與專業有關,所以地理信息系統的開
發逐步走向專業化。即使ARC/INFO等通用GIS軟件開發平臺,他們在開發之初,也帶有專業化的背景。在國內,MAPGIS、CITYSTAR、GEOSTAR雖然是通用平臺,但他們的應用領域仍分別主要是地圖出版、城市日常管理、地表測繪。事實上,對不同的專業,它需要大量的專業化命令。如果采用通用化的GIS開發平臺,勢必需要進行二次開發。由于通用平臺數據模型和數據結構的限制,使得二次開發的軟件系統可能滿足不了專業化的需求。另一方面,由于受到軟件版權保護法的約束,通用平臺的使用必將大大增加專業化軟件系統的成本。

5.系統的網絡化設計

  這里主要指萬維網地理信息系統(WebGIS)。傳統的GIS與WebGIS的區別主要為:
  (1) 傳統的GIS大多是獨立的單機系統,而WebGIS系統是基于Client-Server(簡稱C/S)體系結構的。
  (2)WebGIS利用互聯網進行用戶和服務器間的信息交流,而傳統的GIS即使能夠運行于服務器,其服務用戶端之間的信息交流通常是限于單機和局域網上;
  (3)WebGIS是一個分布式系統,用戶和服務器可以位于不同的地點和不同的計算機平臺上。顯然,WebGIS的開發和應用符合通訊和信息技術的發展趨勢。

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