基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的GIS技術(shù)發(fā)展趨勢探討

孟祥揚(yáng)

摘要：GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)科技發(fā)展的一項(xiàng)新興科技，依托計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用與公眾生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。本文首先闡述了計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)GIS發(fā)展的影響，并從網(wǎng)絡(luò)化、開放化、虛擬現(xiàn)實(shí)化、空間多維性、集成化幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)分析；在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討了未來計(jì)算機(jī)技術(shù)背景下GIS的發(fā)展趨勢，旨在為兩項(xiàng)技術(shù)的融合與應(yīng)用提供更科學(xué)的理論參考。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；GIS技術(shù)；發(fā)展趨勢

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）07-0226-02

1 計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)GIS發(fā)展的影響

1.1 網(wǎng)絡(luò)化

GIS與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)有著密不可分的關(guān)系，兩者的有機(jī)融合形成了“Web GIS”。分布式計(jì)算是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一大特色，在這一技術(shù)基礎(chǔ)上，“分布式GIS”逐漸發(fā)展完善。通過這一技術(shù)，有利于處理對(duì)維度的地理信息來源，整合網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)每一服務(wù)節(jié)點(diǎn)，形成物理空間的邏輯定位分布，形成具有統(tǒng)一性的GIS體系，也就是“分布式GIS”。

在當(dāng)前Web GIS技術(shù)完善中，還需要注意以下幾個(gè)問題：一是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)布；二是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的溝通與操作；三是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的發(fā)掘與采集；四是保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全性和嚴(yán)密性。與傳統(tǒng)GIS相比，融合計(jì)算機(jī)技術(shù)的GIS系統(tǒng)具有諸多優(yōu)勢：第一，具有良好的適應(yīng)性，能夠在全球多種領(lǐng)域無障礙運(yùn)行；第二，應(yīng)用層面較廣，目前，Web GIS技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于公眾日常生活中，而不是作為某領(lǐng)域的專項(xiàng)技術(shù)而存在；三是實(shí)現(xiàn)性強(qiáng)，在計(jì)算機(jī)技術(shù)支持下，系統(tǒng)信息能夠保持實(shí)施更新，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源的有效共享；四是維護(hù)社會(huì)化，系統(tǒng)信息的收集、歸納、發(fā)布、應(yīng)用、反饋都已經(jīng)形成成熟的運(yùn)作機(jī)制，有效避免了資源重復(fù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的社會(huì)化維護(hù)。

1.2 開放化

開放式GIS即Open GIS，是不同行業(yè)針對(duì)自身需要建立起的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接口，GIS數(shù)據(jù)能夠在應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件之間保持良好的運(yùn)行與互動(dòng)環(huán)境。通過開放式的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，有利于異構(gòu)分布數(shù)據(jù)獲得共享。基于信息技術(shù)的Open GIS主要有以下特點(diǎn)：一是互操作性，不同環(huán)境下的系統(tǒng)軟件信息能夠無障礙溝通，保證系統(tǒng)穩(wěn)定順暢運(yùn)行；二是可擴(kuò)展性，系統(tǒng)能夠在不同設(shè)置的硬件上運(yùn)行，保證性能一致，而且在軟件開發(fā)中有利于新增空間數(shù)據(jù)，并且能夠?qū)π略鰯?shù)據(jù)做有效處理；三是技術(shù)公開性，對(duì)于用戶來說，對(duì)其公開源代碼以及相應(yīng)的規(guī)范說明，有利于提高用戶應(yīng)用體驗(yàn)；四是可移植性，無需對(duì)軟件和硬件配置進(jìn)行修改，即可兼容與不同的計(jì)算機(jī)設(shè)備。

1.3 空間多維性

多媒體是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展中一項(xiàng)重要內(nèi)容，而多媒體技術(shù)與GIS技術(shù)的融合，則能夠形成圖文、聲像等元素的有機(jī)融合，從而使信息表達(dá)更加直觀化、生動(dòng)化。通過人機(jī)界面的優(yōu)化提高信息處理效率，能夠充分體現(xiàn)出多媒體GIS技術(shù)的優(yōu)越性。在多媒體技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，GIS在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用方式、設(shè)計(jì)優(yōu)化等方面能夠獲得長足發(fā)展，而且還能是GIS信息的傳播方式更加靈活多樣，體現(xiàn)出人性化特點(diǎn)。由于多媒體GIS功能完備，因此在其應(yīng)用市場拓展方面具有積極的促進(jìn)作用，進(jìn)而使計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的服務(wù)功能得到充分彰顯。

1.4 集成化

目前，由GPS、GIS和RS共同構(gòu)成嶄新的“3S”技術(shù)體系，進(jìn)而形成了集遙感技術(shù)、空間定位以及地理信息技術(shù)與一體的集成化系統(tǒng)模式，標(biāo)志著國家同類科研工作從分散化轉(zhuǎn)向綜合化的主流趨勢。隨著公眾對(duì)GPS技術(shù)需求的不斷增加，遙感技術(shù)開放應(yīng)用熱度也在持續(xù)升溫，兩者的有機(jī)融合，成為GIS發(fā)展的一大特色。集成化設(shè)計(jì)形成了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸、動(dòng)態(tài)化監(jiān)控的嶄新GPS運(yùn)行模式，三者之間相互影響，互相促進(jìn)，其中GPS能夠?yàn)镚IS提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)定位信息，而RS技術(shù)則能夠?qū)崿F(xiàn)多維數(shù)據(jù)傳感，提高遙感定位精準(zhǔn)度，同時(shí)還能在GIS技術(shù)支持下提取更有價(jià)值的遙感影像數(shù)據(jù)。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)背景下GIS的發(fā)展趨勢

2.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)推動(dòng)GIS數(shù)據(jù)實(shí)用性進(jìn)一步增強(qiáng)

未來公眾對(duì)于GIS技術(shù)的依賴程度將更高，而GIS系統(tǒng)功能也將逐步完善。以比例尺為例，當(dāng)前GIS系統(tǒng)所謂數(shù)據(jù)與圖像的融合，以此對(duì)地圖數(shù)據(jù)做出分析和應(yīng)用。但是在未來發(fā)展或者，GIS技術(shù)將進(jìn)一步向三維立體方面發(fā)展，甚至觸及四圍技術(shù)應(yīng)用范疇。其信息載量和存儲(chǔ)量會(huì)進(jìn)一步增加，用戶體驗(yàn)也將更加真實(shí)生動(dòng)，從而使受眾信息理解能力進(jìn)一步增加。從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面來看，當(dāng)前GIS技術(shù)多以數(shù)據(jù)建模為主，受眾所能看到是相對(duì)抽象的數(shù)據(jù)模型。在未來GIS發(fā)展中，計(jì)算機(jī)技術(shù)將為其提供大量庫、柵格庫、DEM格網(wǎng)庫等多元結(jié)構(gòu)，從而形成更具穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模式。在這一發(fā)展趨勢下，原來較為混沌的數(shù)據(jù)將趨于清晰，信息處理方式也會(huì)更加科學(xué)。以往分散式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)將逐步走向融合，從而為遙感技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)造良好條件。從數(shù)據(jù)挖掘?qū)用鎭砜?，未來GIS技術(shù)將更多應(yīng)用空間關(guān)系，將既有地理信息實(shí)施空間數(shù)據(jù)庫式轉(zhuǎn)化存儲(chǔ)，能夠?qū)扔袛?shù)據(jù)進(jìn)行深度發(fā)掘，從而使用戶獲得更直接的信息路徑。而且還能改變當(dāng)前數(shù)據(jù)信息靜態(tài)化管理模式，進(jìn)而向動(dòng)態(tài)管理模式發(fā)展。

2.2 有望實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)GIS系統(tǒng)

GIS技術(shù)虛擬化發(fā)展是未來一大趨勢，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality），能夠?qū)ψ匀粻顟B(tài)進(jìn)行生態(tài)化模擬，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更有效的人機(jī)互動(dòng)。未來公眾對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的期待值會(huì)進(jìn)一步提高，而虛擬現(xiàn)實(shí)則是應(yīng)對(duì)受眾需求的一條可行發(fā)展路徑，使各類圖文、聲像信息不但可視化，而且可觸化。通常情況下，VR技術(shù)會(huì)與傳感設(shè)備結(jié)合英語，從而使受眾能夠感受更直觀的數(shù)字化環(huán)境。

2.3 發(fā)展腳步不斷加快

GIS技術(shù)已有數(shù)十年發(fā)展歷史，最初由加拿大科學(xué)家發(fā)明，迄今已成為服務(wù)全球受眾的嶄新科技發(fā)展體系。在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，GIS技術(shù)與之相互融合，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的快速更新，數(shù)據(jù)價(jià)值不斷提升。在未來GIS技術(shù)發(fā)展中，數(shù)據(jù)管理將更加規(guī)范，“數(shù)字地球”研究將獲得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。同時(shí)，GIS技術(shù)發(fā)展速度會(huì)進(jìn)一步加快，實(shí)現(xiàn)空間技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的高效融合，不但使更多用戶獲得更快捷的信息查詢，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)信息索引功能，優(yōu)化用戶體驗(yàn)。在“數(shù)字地球”的開發(fā)與應(yīng)用中，GIS技術(shù)將為其提供更多有效數(shù)據(jù)，從而突出系統(tǒng)數(shù)據(jù)的靈活化、集成化、虛擬現(xiàn)實(shí)的諸多特點(diǎn)，促進(jìn)GIS技術(shù)走向完善。

3 結(jié)語

綜上可見，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為GIS 技術(shù)發(fā)展提供了良好的環(huán)境支持，其發(fā)展趨勢并非憑空想象，而是由科學(xué)的事實(shí)依據(jù)。GIS涉及多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，將這些先進(jìn)的技術(shù)元素相融合，有利于GIS技術(shù)發(fā)展速度的加快。雖然當(dāng)前GIS技術(shù)還存在一些缺陷，但是在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的基礎(chǔ)上，這些問題將得到有效解決，進(jìn)而創(chuàng)造出更有價(jià)值的社會(huì)效益和科技效益，為提高社會(huì)生產(chǎn)效率、打造“數(shù)字地球”、服務(wù)公眾生活拓展新格局。

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