淺析地理信息技術(shù)的發(fā)展及其前沿問題

趙靖博 李登帥

摘 要：地理信息技術(shù)以地理空間為主要研究對(duì)象，采用了地理模型分析等多種方法，為空間及空間動(dòng)態(tài)提供所需的各種地理信息數(shù)據(jù)，服務(wù)于地理研究以及地理決策等領(lǐng)域。本文對(duì)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷史以及進(jìn)程進(jìn)行了簡(jiǎn)要的敘述，并對(duì)GIS的主要研究領(lǐng)域進(jìn)行了概述，如組件GIS、網(wǎng)絡(luò)GIS、分布式GIS、開放GIS、互操作GIS等等。最后對(duì)GIS技術(shù)的發(fā)展前景做出了美好的展望。

關(guān)鍵詞：研究領(lǐng)域；組件GIS；網(wǎng)絡(luò)GIS；分布式GIS；開放GIS

1.前沿

地理信息系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱GIS）是于二十世紀(jì)六十年代的時(shí)候興起的一個(gè)空間信息分析技術(shù)。地理信息技術(shù)是多種學(xué)科的交叉技術(shù)，主要是以地理空間為其中心的研究對(duì)象，采用了地理模型分析等多種方法，為人們所要觀測(cè)研究的多種空間以及空間動(dòng)態(tài)提供所需的各種地理信息，地理信息技術(shù)服務(wù)于地理研究以及地理決策等領(lǐng)域。至今，地理信息技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過了幾十年的飛速發(fā)展，尤其是在最近的幾年，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，地理信息系統(tǒng)技術(shù)也相應(yīng)的得到了十分迅猛的增長(zhǎng)與發(fā)展。因此，現(xiàn)在的地理信息技術(shù)已經(jīng)不是單純的一門技術(shù)了，由于現(xiàn)代社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了信息時(shí)代，因此，地理信息技術(shù)是信息時(shí)代發(fā)展的必然產(chǎn)物之一，地理信息技術(shù)也是當(dāng)今信息時(shí)代的一項(xiàng)基本內(nèi)容。

隨著研究者在地理信息領(lǐng)域的不斷突破，地理信息科學(xué)理論逐漸建立并完善起來。地理信息科學(xué)理論的建立為地理信息技術(shù)的發(fā)展提升到了一個(gè)里程碑式的高度。伴隨著當(dāng)今時(shí)代信息網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，因此，對(duì)于相對(duì)獨(dú)立并且內(nèi)部的耦合度比較強(qiáng)、集成能力比較匱乏以及互操作性較差等種種缺點(diǎn)，于二十世紀(jì)初地理信息服務(wù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。地理信息服務(wù)技術(shù)誕生的目的在于為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下地理信息技術(shù)的集成應(yīng)用，從而能夠滿足眾多普通民眾對(duì)于地理信息的多種需求。從此以后，地理信息技術(shù)由專業(yè)化向大眾化以及社會(huì)化的方向不斷邁進(jìn)。

GIS的不斷發(fā)展以及當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，一直到后來的網(wǎng)絡(luò)空間的發(fā)展和數(shù)字地球的發(fā)展，這些技術(shù)的成熟都是不斷聯(lián)系的，相輔相成的。相關(guān)學(xué)家對(duì)GIS技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)做出了相應(yīng)的總結(jié)，例如，GIS技術(shù)在向著多為、一體化以及動(dòng)態(tài)的方向發(fā)展；GIS系統(tǒng)向著網(wǎng)絡(luò)化、開放化、信息格柵的方向發(fā)展；計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展促進(jìn)了地理信息技術(shù)向著中間件、組件化以及智能體的方向發(fā)展；空間信息技術(shù)以及現(xiàn)代通信技術(shù)的融合，使得地理信息技術(shù)得到不斷的突飛猛進(jìn)；地理信息數(shù)據(jù)的獲取也一直向著3S集成的方向進(jìn)展，特別是Sensor Web的出現(xiàn)更是推動(dòng)了這一進(jìn)展過程；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及管理技術(shù)也向著分布式存儲(chǔ)以及互操作的方向推進(jìn)，數(shù)據(jù)處理技術(shù)也同時(shí)向著移動(dòng)計(jì)算以及普通計(jì)算以及語義網(wǎng)的方向發(fā)展；同時(shí)，人機(jī)交互也自然而然的向虛擬環(huán)境的發(fā)展不斷的發(fā)展。

2. GIS主要研究領(lǐng)域概述

GIS技術(shù)的主要研究領(lǐng)域大致集中在以下幾種方面：

首先是組件GIS技術(shù)。組件GIS（簡(jiǎn)稱為Com GIS）指的一組具有某種標(biāo)準(zhǔn)通訊借口的，并且允許跨語言應(yīng)用的一種地理信息系統(tǒng)技術(shù)。組件GIS技術(shù)是地理信息的組件當(dāng)中以及地理信息系統(tǒng)的組件與其他的組件之間，都能夠通過標(biāo)準(zhǔn)接口來進(jìn)行互聯(lián)互通技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)跨計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。ComGIS是基于組件對(duì)象平臺(tái)的技術(shù)，其具有標(biāo)準(zhǔn)的接口，能夠進(jìn)行跨語言的應(yīng)用，并且能夠根據(jù)地理信息系統(tǒng)的軟件的可擴(kuò)展性以及開放性和可配置性更強(qiáng)的特點(diǎn)，來進(jìn)行更加靈活的使用，以及更加便捷的二次開發(fā)技術(shù)，同時(shí)其使用的成本也更低，綜上，組件GIS技術(shù)是比較具有發(fā)展前景的技術(shù)，也具有著明顯的發(fā)展方向。組件GIS技術(shù)的組件式平臺(tái)主要有Microsoft的COM組件、DCOM以及COBA等等。

其次是網(wǎng)絡(luò)GIS技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)GIS（即Web GIS）的主要系統(tǒng)平臺(tái)是目前已經(jīng)普及的Internet技術(shù)，這是GIS新的主要的系統(tǒng)平臺(tái)，利用Internet技術(shù)來實(shí)現(xiàn)在Web端的空間數(shù)據(jù)信息的發(fā)布，能夠使得用戶進(jìn)行瀏覽以及使用，這是GIS技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。Web GIS技術(shù)是地理信息技術(shù)走向大眾化以及社會(huì)化的必經(jīng)之路，也是實(shí)現(xiàn)其發(fā)展目標(biāo)的有效途徑。Web GIS的宗旨在于解決分布式地理信息技術(shù)之間的聯(lián)網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)地理信息資源的共享性。能夠?qū)崿F(xiàn)相同的地理信息技術(shù)軟件之間的分布式GIS之間的數(shù)據(jù)以及軟件和硬件以及信息等的共享，實(shí)現(xiàn)相同的GIS軟件的分布式GIS技術(shù)之間的互運(yùn)算以及互操作性能。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)不同軟件之間的分布式GIS之間的信息資源的共享，還需要利用其開放功能，即Open GIS功能。

另外是分布式GIS。分布式GIS是當(dāng)前地理信息系統(tǒng)領(lǐng)域所研究并且一直在開發(fā)的熱點(diǎn)以及前沿技術(shù)。隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷成熟和完備，用戶對(duì)GIS技術(shù)的要求也在不斷的提升當(dāng)中。由之前的局部地區(qū)用戶對(duì)信息的使用已經(jīng)轉(zhuǎn)化成為了大地區(qū)用戶對(duì)信息的共享行為。因此，傳統(tǒng)的GIS技術(shù)具有信息的共享能力地下以及系統(tǒng)的維護(hù)要求高等缺點(diǎn)，在需求的推動(dòng)下進(jìn)行了不斷的改進(jìn)。因此，伴隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，GIS技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的分布式GIS系統(tǒng)技術(shù)，就能夠很好的解決信息系統(tǒng)共享的問題。分布式GIS技術(shù)是通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在進(jìn)行不同地點(diǎn)、不同的部門以及多種獨(dú)立的GIS系統(tǒng)之間的不同地點(diǎn)之間的連接，這種技術(shù)支持多種工作模式，客戶端能夠有效的獲取信息并且能夠?qū)Χ喾N功能進(jìn)行應(yīng)用，得到所需要的服務(wù)。分布式GIS技術(shù)能夠解決在網(wǎng)絡(luò)條件下地理信息系統(tǒng)當(dāng)中所存在的多源數(shù)據(jù)異構(gòu)的問題，也能夠解決數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)運(yùn)算等問題，并且能夠擴(kuò)大GIS系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，從而提高系統(tǒng)的可行性，具有比較高的性價(jià)比。

開放性GIS（即Open GIS）。目前，一種能夠?qū)崿F(xiàn)多用戶以及跨平臺(tái)的開放性GIS技術(shù)正在被世界上的許多研究部門以及高等院校多研究和開發(fā)當(dāng)中，開放性GIS技術(shù)的研究以及應(yīng)用能夠使各個(gè)部門以及各個(gè)企業(yè)之間不同格式的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)比較方便的互訪，這種技術(shù)的開發(fā)能夠有利于網(wǎng)絡(luò)GIS以及分布式GIS的空間數(shù)據(jù)庫(kù)的成立，從而能夠使地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域大大以及地理信息技術(shù)的功能大大的擴(kuò)展。開放性GIS技術(shù)需要在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下完成，從而實(shí)現(xiàn)不同軟件的分布式技術(shù)之間的信息系統(tǒng)資源的共享等，Open GIS技術(shù)最主要的特點(diǎn)就是其共享功能。除此之外，還有互操作GIS、移動(dòng)GIS、三維GIS、可視化以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、以及GIS技術(shù)的智能化、云GIS技術(shù)、自發(fā)式地理信息、智慧城市、面向人的GIS等多種熱點(diǎn)前沿領(lǐng)域。GIS技術(shù)的發(fā)展仍在不斷的進(jìn)行當(dāng)中，未來人們的生活更加需要GIS技術(shù)提供基礎(chǔ)的服務(wù)于支撐，其發(fā)展前景十分光明。

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作者簡(jiǎn)介：

趙靖博（1997.06.29-）性別 男，民族 漢，籍貫 山西省晉城市，身份證號(hào)：140502199706299596，職稱 本科生，研究方向：地理信息科學(xué)

李登帥（1996.01.09-）性別 男，民族 漢，籍貫 河南省信陽市，身份證號(hào)：411522199601093657，職稱 本科生，研究方向：地理信息科學(xué)