gis发展趋势（转载）

来源: 中国测绘报

 

网络GIS

    如果说20世纪90年代是计算机的天下，那么21世纪初甚至更长的时间无疑将是网络的世界，也可以说网络改变了我们的世界。网络已不仅仅是一种单纯的技术手段，它已演变成为一种经济方式——网络经济。

    伴随着Internet和Intranet的飞速发展，GIS的平台已经逐步转向了网络，网络GIS的好处是不言而喻的，由于地理信息和大量空间数据都是 以文字、数字、图形和影像方式表示的，将它们数字化，输入计算机，便可方便、快速和及时地将地理信息传送到需要的地方去，以发挥地理信息在国民经济建设、 国防建设中的作用。GIS工作者则需研制一个万维网上的GIS和GIS浏览器，使亿万网民可以随时根据需要来查询GIS。

    和传统的基于Client/Server的GIS相比，网络GIS有如下优点：一是具有更广泛的访问范围。客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上的 最新数据，Internet/Intranet的这一特有的优势大大方便了GIS的数据管理，使分布式的多数据源的数据管理和合成更易于实现。二是平台具 有独立性。无论服务器/客户机是何种机器，无论网络GIS服务器端使用何种GIS软件，由于使用了通用的Web浏览器，用户就可以透明地访问网络GIS数 据，在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析，实现远程异构数据的共享。三是系统成本降低。传统GIS在每个客户端都要 配备昂贵的专业GIS软件，而用户经常使用的只是一些最基本的功能，这实际上造成了极大的浪费。网络GIS在客户端通常只需使用Web浏览器（有时还要加 一些插件），其软件成本与全套专业GIS相比明显要节省得多。另外，由于客户端的简单性而节省的维护费用也不容忽视。四是操作更简单。要广泛推广GIS， 使GIS为广大的普通用户所接受，而不仅仅局限于少数受过专业培训的专业用户，就要降低对系统操作的要求。通用的Web浏览器无疑是降低操作复杂度的最好 选择。

    总之，随着计算机软硬件，特别是网络技术的飞速发展，GIS正在经历一场变革。三维GIS使GIS技术更加现实化，更能真实地再现客观世界；时态GIS使 GIS技术更加实用化，更能辅助决策支持；网络GIS使GIS技术更加广泛化，更能快捷迅速地提供更多的服务。为了满足用户对GIS功能日益增长的需求， 三维GIS、时态GIS和网络GIS在未来数年内，都将是GIS技术的研究热点和发展趋势。

目前，地理信息系统的应用领域越来越广泛，据统计已接近60 个。计算机技术的迅速发展，使得GIS发生了新的变化。GIS正朝着一个可运行的、分布式的、开放的、网络化的全球GIS发展。在未来几十年内，GIS将 向着数据标准化、数据多维化、系统集成化、系统智能化、平台网络化和应用社会化（数字地球）的方向发展。其中三维GIS、时态GIS和网络GIS已经成为 GIS发展的趋势和研究热点。

三维GIS

    随着GIS技术的发展，二维GIS已经无法满足用户的需求，用户需要更为直观、真实的三维GIS来作为交互式查询和分析的媒介。三维GIS是GIS的一个 重要发展方向，也是GIS研究的热点之一，其研究范围涉及数据库、计算机图形学、虚拟现实等多门科学领域。目前，国内外许多学者对三维GIS的三维结构、 三维建模以及单一领域的应用提出了许多方法和技术手段。现有的三维GIS中，系统功能在三维场景可视化、实时漫游等方面取得了较好的成果，但查询分析功能 比较弱。然而恰恰是这一功能在三维GIS的实现和应用中具有十分重要的地位，它使三维GIS具有辅助决策支持能力。然而三维查询分析的实现却非常困难，三 维GIS在数据的采集、管理、分析、显示和系统设计等方面要比二维GIS复杂得多，并不是简单地增加Z坐标的问题。尽管有些GIS软件采用建立数字高程模 型的方法来处理和表达地形的起伏，但涉及地下和地上的三维的自然和人工景观就无能为力，只能将其投影到地表，再进行处理，这种方式实际上仍是以二维的形式 来处理数据。试图用二维系统来描述三维空间的方法，必然存在不能精确地反映、分析和显示三维信息的问题。

    三维GIS是许多应用领域对GIS的基本要求。随着计算机技术的发展，以前只能应用于大型的主机和图形工作站上的三维显示，也能在普通的PC机上实现，以 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。现在，三维GIS可以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。特别是三维GIS与虚拟现实、人工智能等技术的结合应用，将使三维GIS更加真实地表现现实世 界，也更符合用户的需求。

    目前，三维G1S的研究重点集中在三维数据结构（如数字表面模型、断面、柱状实体等）的设计、优化与实现，以及可视化技术的运用、三维系统的功能和模块设计等方面。

时态GIS

    传统的GIS处理的是无时间概念的数据，只能是现实世界在某个时刻的“快照”。它把时间当作一个辅助因素，当被描述的对象随时间变化比较缓慢且变化的历史过程无关紧要时，可以用数据更新的方式来处理时间变化的影响。然而，GIS 所描述的现实世界是随时间连续变化的，随着GIS应用领域的不断扩大，在如下应用中，时间维必须作为与空间等量的因素加入到GIS中来。

    一是对象随时间变化很快，噪声污染、水质检测、日照变化等，一秒钟得到一个甚至几个数据。二是历史回溯和衍变，地籍变更、环境变化、灾难预警等需要根据已 有数据回溯过去某一时刻的情况或预测将来某一时刻的情况。三是地球科学家想对某一时刻的所有地质条件或某一时间段内的平均地质条件进行评价，他们是否能容 易地获得在“A 时刻的值或从时间B 到时间C 这段时间内的值”。
    将时间的影响考虑到GIS应用中，就产生了时态GIS或四维GIS。当前主要的时态GIS 模型包括空间－时间立方体模型、序列快照模型、基图修正模型、空间－时间组合体模型 。时态GIS 的研究重点主要在时空数据库模型（如何设计并建立一个有效的数据库结构来存储时空数据）、时空分析和推理（如何根据数据库中大量的时间序列数据和空间数据 进行包括时间推理和空间推理在内的数据分析）、时空数据库管理系统（目前主要研究的是时空数据库查询语言，而真正数据库管理系统层次的研究很少）、时空数 据的可视化研究（探讨不同时间数据的显示、制图和符号化） 4个方面。其中有关时空数据库模型的研究比较深入，而对时态的可视化问题研究较少，过去一般借助轨迹线等方法描述地理数据的时态特征，现在的研究是向借助 动画技术表述地理数据时间维的方向发展。