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地理信息系统理论、技术方法和应用的发展趋势

时间:2009-09-11 17:04:24  来源:  作者:

地理信息系统理论、技术方法和应用的发展趋势

  地理信息系统的设计是一个复杂的系统工程。为了设计出一个实用化的地理信息信息系统,不仅需要强大的计算机硬件和系统软件的支持,而求需要设计专门的数据模型、数据结构以及大量的数据处理方法。归纳起来,地理信息系统理论和技术方法的发展主要表现在以下几个方面。

1. 所依附的计算机硬件环境逐步微机化

  在地理信息系统发展的初期,由于计算机运行速度、内存和外存容量、软件开发工具的限制,相应的软件系统功能较弱。后来的GIS系统大多以高性能的工作站和中小型计算机为硬件开发和运行平台,但由于昂贵的硬件价格,使得GIS系统无法在大范围内得到推广应用,用户主要是那些重要的政府研究部门和大型公司。到目前为此,由于微型计算机的性能价格比已可以与功能强大的工作站相媲美,所以,几乎所有的GIS系统都有其微机版本。这也是现在一般的科研院所和单位都能使用GIS的主要原因。

2. 不同的数据模型趋于一体化

  这里将要讨论的数据模型主要与管理图形数据库有关(因属性数据
库仍主要是关系模型,没有太大的变化)。就图形数据库而言,矢量和栅格是其主要的数据模型。由于与两种数据模型相关的软件系统各有其优缺点,如栅格模型适合图象处理、分析评价,而矢量模型则适合图形处理,所以,在较长的时间内大多数专业人员主要开展矢量或栅格模型的研究。
  随着GIS理论和技术方法的推广使用,特别是RS、GPS数据与GIS的结合,使得矢量和栅格模型走向了一体化,即在栅格模型的基础上加入矢量模型,实现了栅格和矢量的统一。从相关文献可以看出,无论是二维,还是三维地理信息系统,栅格模型和矢量模型的统一是目前GIS领域的研究热点之一。

3. 图形处理的三维可视化

  二维GIS系统的开发和应用是与计算机软硬件技术的发展水平相适
应的,图形的可视化和虚拟现实化是人类追求的主要目标。目前,由于计算机硬件和软件技术得到了空前的发展,实现空间研究对象的可视化已在逐步变成现实。从国内外的文献可以看出,空间目标的可视化不仅是目前GIS研究领域的热点,而且也代表了GIS的发展方向。

4. 系统开发的专业化

  由于地理信息系统的应用最终与专业有关,所以地理信息系统的开
发逐步走向专业化。即使ARC/INFO等通用GIS软件开发平台,他们在开发之初,也带有专业化的背景。在国内,MAPGIS、CITYSTAR、GEOSTAR虽然是通用平台,但他们的应用领域仍分别主要是地图出版、城市日常管理、地表测绘。事实上,对不同的专业,它需要大量的专业化命令。如果采用通用化的GIS开发平台,势必需要进行二次开发。由于通用平台数据模型和数据结构的限制,使得二次开发的软件系统可能满足不了专业化的需求。另一方面,由于受到软件版权保护法的约束,通用平台的使用必将大大增加专业化软件系统的成本。

5.系统的网络化设计

  这里主要指万维网地理信息系统(WebGIS)。传统的GIS与WebGIS的区别主要为:
  (1) 传统的GIS大多是独立的单机系统,而WebGIS系统是基于Client-Server(简称C/S)体系结构的。
  (2)WebGIS利用互联网进行用户和服务器间的信息交流,而传统的GIS即使能够运行于服务器,其服务用户端之间的信息交流通常是限于单机和局域网上;
  (3)WebGIS是一个分布式系统,用户和服务器可以位于不同的地点和不同的计算机平台上。显然,WebGIS的开发和应用符合通讯和信息技术的发展趋势。

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