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GIS技术的发展趋势

时间:2009-08-27 15:53:26  来源:  作者:

GIS包括了很多部分,对于各部分的技术使用也不同

    组件(Components)GIS
    Components GIS是一种新的 GIS开发思想,它是将GIS功能分散制作成ActiveX Control和Automation,这些标准的ActiveX Control和Automation可以被任何支持它们的开发环境调用,以便在原有的或新开发的信息系统中加入GIS功能。目前国际上比较流行的Components GIS软件有ESRI的 Map Objects, MapInfo公司的MapX等。
    现在市场上流行的GIS软件有很多,工作站版的有ARC/INFO, Intergraph, MicroStation等;桌面GIS系统有MapInfo, Arcview, AutoDesk及国内的MapGIS, GeoStar等。这些系统的共同特点是它们将图形处理,空间查询与分析,属性管理及其它GIS功能都包含在一个比较庞大的系统中。对于一些用户来讲这可能是比较适宜的,但对许多用户来讲可能会存在如下问题:
    (1)对于大多数用户来说,他们可能只需要部分而不是全部GIS功能,用户必须为购买整个GIS软件系统而支付较高的费用。如基于GPS和GIS的城市交通管理系统或者用于环境分析的GIS系统,可能就不需要很强的图形处理功能。而用于城市规划的GIS系统或基于宗地的地籍管理系统则要求较强的图形处理功能。如果使用Components GIS进行系统开发用户就不需要购买整个GIS软件系统,而只要在GIS Components的基础上进行开发组装即可。
    (2)由于大部分GIS软件都需要进行二次开发后才能满足用户的特殊需要,而目前的GIS软件所用的开发工具有许多并非标准语言。这对用户提出了较高的要求,也对原有系统的改造带来许多不便。而Components GIS一般都支持标准的开发语言,如Visual Basic, Visual C++, Java等,这对于专用系统的开发比较快捷和便利。
    (3)利用Components技术更容易建立Internet GIS或Intranet GIS信息系统。

    Internet或 Intranet GIS
    信息高速公路的建立极大地方便了世界各地用户间信息交换与信息查询。由于GIS能提供丰富的空间查询、空间分析及属性管理功能,因此GIS正在成为Internet(国际互联网)或Intranet(企业局域网)的一个主要内容。建立Internet GIS的主要目的在于以下几个方面:
(1)远距离空间数据共享与信息查询和交换;
(2)为公众提供GIS服务;
(3)建立大规模甚至超大规模的空间网络信息系统;
(4)为其它学科的研究提供基础信息资料。
    目前用于Internet GIS系统开发的工具主要有ESRI的Map Objects IMS(Internet Map Sever)和Arc View IMS, MapInfo公司的Map Xtreme以及网络版的Autodesk等。Internet GIS主要由空间数据库、Internet应用程序及用户界面几个部分组成。

    Data Warehousing数据仓库
    Data Warehousing的字面意思是建立数据仓库。由于空间数据量非常大,这些数据大都分散在政府和私人机构及公司的各个部门,数据的管理与使用变得非常的复杂。但同时由于这些空间数据具有极大的科学和经济价值,因此大多数发达国家都比较重视空间数据库的建库工作,在这些国家一般都有许多研究机构和政府部门参与到空间数据库建立的研究工作中。目前在北美、欧洲、澳大利亚等国提出了SDI或NSDI的概念。
    SDI的全称是Spatial Data Infrastructure,NSDI的含义是National Spatial Data Infrastructure,其字面意思是 (国家)空间数据基础设施。1998年6月份在加拿大首都渥太华召开的第十届国际地理信息工程学术会议更把 SDI作为本次会议的主题,可见国际上对地理空间数据基础设施建设的重视。国家测绘局也积极地推进我国SDI的建设工作,并提出规划模式,部分内容已经在实施当中。

    3D GIS
    地球以及各种物体都是以三维空间的形式存在的,因此目前二维GIS技术或二维半(平面X,Y坐标加高程)GIS对于完整的描述地球上的对象是有一定限制的。需要用三维空间来描述的应用领域有如下几个方面:气象学、地质学、采矿学、石油勘探与开发、计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)、医学影像和机器人学等。一个三维 GIS空间信息系统应该能够模拟、表示、管理、分析与三维实体相关的信息,并提供决策支持。

    建立大型空间数据库的新方法
    GIS系统一般由两个部分组成:其一是应用程序,它包括专门的GIS应用软件以及用标准或非标准程序语言所开发的用户界面及系统工具;另一部分是数据。在GIS系统中,空间数据库的建立是一项非常复杂的工作。目前大多数GIS系统中在处理空间数据和属性数据时都是将两者分开存放和管理。比如在MapInfo系统中用Map来存放几何和空间数据,而用dat来存放空间实体的属性数据;又如在ArcView系统中用Shapefile来存放几何和空间数据而用DBF来存放属性数据。
    上述数据管理和存放方式对于小型的GIS系统有一定的优越性,但对于建立以面向对象为基础的大型GIS系统就存在很多缺陷。因此,现在已经出现了一些新型的GIS空间数据库管理系统,这些新的系统将空间数据与属性数据存放在同一个数据库管理系统中。如Oracle开发的SDO和ESRI开发的SDE(Spatial Data Engine)都属于这种类型的空间数据库系统。

    GIS与多媒体数据及GPS和RS的数据集成
    GIS与多媒体数据及GPS和RS的集成使得基于空间数据的信息管理系统变得更加灵活多样,极大地拓宽了信息来源渠道,方便用户对各种信息的存储与管理,同时能够建立起更加科学的决策系统。
    目前在GIS中可以使用多种形式的多媒体数据。比如在ArcView中通过使用hot link或其它工具,可以把Word文件、Excel电子报表、VCD声像资料、摄影像片、卫星影像等纳入到GIS系统中,用户可以根据需要对这些信息进行查询和管理。GIS与GPS和RS的集成问题已被研究了多年目前已进入实用开发阶段。

    开放型GIS
    目前一种多用户、跨平台的Open GIS技术正在被国外的许多研究机构、政府部门和高等院校所研究和开发利用。开放型GIS的研究和应用使得各政府部门及企业之间不同格式的数据能够方便地互访,有利于网络GIS及分布式GIS空间数据库的建立,使 GIS的应用领域及其功能大大拓宽。

    虚拟现实技术
    虚拟现实是目前GIS研究领域的另一重要方向。虚拟现实是对人类真实世界某一部分或某一过程的逼真模拟,给人提供视觉、听觉、触觉、力觉、嗅觉等信息,令人完全置身于虚拟世界中,感受与现实系统一致或接近,从而让人产生一种虽幻犹真的沉浸感。美国Multi Gen公司生产的Multi Gen软件已可以利用地理信息中心的数字地形海拔数据(DTED)、数字文化特征数据(DFAD)和与之配套的航空或卫星照片,快速高效地构造任何地区的地形地貌和文化特征。

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