地理信息系统(gis)的发展与前瞻

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1、地理信息系统(GIS)的发展与前瞻许士敏摘要　本文在深入研究地理信息系统(GIS)的基础上，系统阐述了GIS的历史和发展状况，并展望了GIS的未来。本文还介绍了我军MGIS的发展状况与前景。关键词　GIS　四维GIS　MGIS战场数字化1引言随着知识经济时代的来临，信息将成为人类社会财富的源泉。事物的时空特性为人们认识世界提供了更深的广度和宽度。信息科学技术的飞速发展与广泛应用带动了全社会对空间信息的需求，因此空间信息必将成为国家或全球信息流中的重要组成部分，并逐渐发展成为当今社会最基本的信息服务之一。地理信息系统(Geographic

2、InformationSystem，简称GIS)是在计算机硬软件支持下，以空间数据库为基础，运用系统工程和信息科学的理论，对空间数据进行科学管理和综合分析，为规划、决定、管理和研究提供信息的技术系统，是介于地理科学、空间科学和管理之间的新兴边缘学科。它在最近30多年的发展历程中取得了惊人的发展，并广泛应用于资源调查、环境评估、区域发展规划、公共设施管理、交通安全等领域，成为一个跨学科、多方向的研究领域。计算机技术的迅速发展，使得GIS的功能和特点也随之发生了巨大的变化，尤其是近些年来，计算机大容量存储介质、多媒体技术和可视化技术等相继被

3、引进到GIS中，已使GIS发生了新的变化。2地理信息系统(GIS)的发展历史及现状GIS是为解决资源与环境等全球性问题而发展起来的技术与产业。60年代中期，加拿大开始研究建立世界上第一个地理信息系统(CGIS)，随后又出现了美国哈佛大学的SYMAP和GRID等系统。自那时起，GIS就开始服务于经济建设和社会生活。在北美、西欧和日本等发达国家，现在已建立了国家级、洲际之间以及各种专题性的地理信息系统。我国GIS的研究与应用始于80年代，近二十年来发展也十分迅速，在计算机辅助绘制地图等方面开展了大量基础性的试验与研究工作，在理论、技术方法和

4、实践经验等方面都有了长足的进步。当今，GIS系统已成为年增长率为35%的新兴技术产业，出现了诸如ARC/INFO、MAPINFO和GENAMAP等著名软件，它们在城市建设、环境保护和社会发展等方面发挥了巨大的作用，随着科技的发展，GIS发展的势头越来越迅猛。2.1国外地理信息系统(GIS)的发展阶段国外，尤其是西方地理信息系统的发展大致可以分为四个阶段。（1）模拟地理信息系统阶段自19世纪以来就得到广泛应用的地图（包括地形图和专题图）——模拟的图形数据库和描述地理的文献著作——模拟的属性数据库相结合，构成了地理信息系统的基本概念模型。但

5、是，这种模拟式的、基于纸张的信息系统和信息过程，使得空间相关数据的存贮、管理、量算与分析、应用极为不规范、不方便和效率低下。随着计算机科学的兴起，数字地理信息的管理与使用成为必然。（2）学术探索阶段50年代，由于电子技术的发展及其在测量与制图学中的应用，人们开始有可能用电子计算机来收集、存贮和处理各种与空间和地理分布有关的图形和属性数据。1956年，奥地利测绘部门首先利用电子计算机建立了地籍数据库，随后这一技术被各国广泛应用于土地测绘与地籍管理。1963年，加拿大测量学家自先提出地理信息系统这一术语，并建立了世界上第一个地理信息系统——

6、加拿大地理信息系统（CGIS），用于资源与环境的管理和规划。稍后，北美和西欧成立了许多与GIS有关的组织与机构，如美国城市与区域信息系统协会（URISA），国际地理联合会（IGU）地理数据收集和处理委员会（CGDPS），等等，极大地促进了地理信息系统知识与技术的传播和推广应用。（3）飞速发展和推广应用阶段70年代以后，由于计算机技术的工业化、标准化与实用化，以及大型商用数据库系统的建立与使用，地理信息系统对地理空间数据的处理速度与能力取得突破性进展。其结果是：a）一些发达国家先后建立了许多专业性的土地信息系统（LIS）和资源与环境信息系

7、统（GIS），如1970年至1976年，美国地质调查局先后建50多个信息系统，其它国家也相继发展自己的GIS；b）关于GIS软件、硬件和项目开发的商业公司篷勃发展。到1989年，国际市场上有报价的GIS软件达70多个，并出现一些有代表性的公司和产品，如美国环境系统研究所的ARC/INFO，Intergraph公司的MGE，及Genasys公司的Genamap等等。c）数字地理信息的生产标准化、工业化和商品化。如美国地质调查局（USGS）已经建立起数字地图生产技术体系，可定期向社会发布DLG、DEM等标准地理数据。d）各种通用和专用的地理

8、空间分析模型得到深入研究和广泛使用，GIS的空间分析能力显著增强。e）有关GIS的具有技术权威和行政权威的行业机构和研究部门在GIS的应用发展中发挥引导和驱动作用。如美国国家科学基金会支持的国家地理信息和分