對計算機技術與GIS 發展趨勢的研究與探討

王為民

隨著信息技術，尤其是計算機技術的快速發展、數字地球的提出與實施，以及GIS 的應用深度的不斷深入和廣度的擴大，GIS 正處于急劇變化與發展之中，并對GIS 提出了許多新的要求。一方面，計算機的進步、信息網的發展和利用等技術上的突破，使得以數字形式表示信息更加容易，另一方面，地理信息仍滯后于其它更適合于以數字形式表示的信息，例如數字和文本。因此，地理信息的使用，又存在一定的困難和障礙，如果這些障礙能夠妥善解決，GIS 的應用將會取得突飛猛進的發展。本文就目前地理信息系統的熱點問題進行介紹、分析和總結。

一、計算機技術對GIS 發展趨勢的影響

GIS 技術依托的主要工具和平臺是計算機及其相關設備。進入90 年代以來，隨著計算機技術的發展,計算機其微處理器的處理速度愈來愈快性能價格比更高；其存儲器能實現將大型文件映射至內存的能力,并且能存儲海量數據。此外,隨著多媒體技術、空間技術、虛擬實景、數字測繪技術、數據倉庫技術、計算機圖形技術三維圖形芯片、大容量光盤技術及寬頻光纖通訊技術的突破性進展，特別是消除數據通訊瓶頸的衛星互聯網的建立，以及能夠提供接近實時對地觀測圖象的高分辨、高光譜、短周期遙感衛星的大量發射，這些為GIS 技術的廣泛、深入應用展示了更加光明的前景。同時,也使當前的GIS 已不能滿足信息時代、數字時代的要求，目前GIS 主要總體上呈現網絡化、開放性、虛擬現實、集成化、空間多維性等發展趨勢。

二、網絡化——網絡GIS

計算機網絡技術的最新發展推動著當代GIS 技術的快速更新和發展，使得在因特網上實現GIS 應用日益引起人們的關注，建立萬維網GIS(WWWW GIS 或Web GIS)是近年來GIS 研究領域的一個熱門話題。Web GIS 或互聯網地理信息系統（Internet GIS）是當前GIS 的一個重要發展方向。

目前，WWWGIS 的建設面臨四個方面的挑戰：網上數據發布、網上數據互操作、網上數據采掘和網上數據管理及安全性。與傳統的GIS 相比，Web GIS 具有以下特點：(1)適應性強Web GIS 是基于互聯網的，因而是全球的，能夠在不同的平臺運行。(2)應用面廣網絡功能將使Web GIS 應用到整個社會，真正實現GIS 的無所不能，無處不在。(3)現實性強 地理信息的實時更新在網上進行，人們能得到最新信息和最新動態。(4)維護社會化 數據的采集、輸入、空間信息的分析與發布將是在社會協調下運作，對其維護將是社會化，減少重復的勞動。

網絡GIS 可實現網上發布、瀏覽、下載，實現基于Web 的GIS查詢和分析。盡管目前已有多家國內外公司推出Web GIS,總地來說，Web GIS 尚處在試驗研究階段，其最終目標是應能實現GIS 與WWW 技術的有機結合，GIS 通過WWW 成為大眾使用的技術和工具。

三、開放性——開放式GIS

開放式地理信息系統（Open GIS）是指在計算機和通信環境下，根據行業標準和接口（Interface）所建立起來的地理信息系統。它不僅使數據能在應用系統內流動，還能在系統間流動。Open GIS 是為了使不同的地理信息系統軟件之間具有良好的互操作性，以及在異構分布數據庫中實現信息共享的途徑。為此，Open GIS 要具有下列特點：(1)互操作性：不同地理信息系統軟件之間連接、信息交換沒有障礙。(2)可擴展性：硬件方面，可在不同軟件、不同檔次的計算機上運行，其性能和硬件平臺的性能成正比；軟件方面增加新的地學空間數據和地學數據處理功能。(3)技術公開性：開放的思想主要是對用戶公開，公開源代碼及規范說明是重要的途徑之一。

四、虛擬現實——虛擬GIS

虛擬GIS 就是GIS 與虛擬現實技術（Virtual Reality）的結合。VR 技術是當代信息技術高速發展，并與其他技術集成的產物，是一種最有效地模擬人在自然環境中視、聽、動等行為的高級人機交互技術。這種模擬具有三個最基本的特征，即Immersion(沉浸)-Interaction(交互)-Imagina-tion(構想)。 由于技術的限制，目前還未能開發出適用于遙感和GIS 用戶需要的真3 維可視化的數據分析軟件包。GIS 與虛擬環境技術相結合，將虛擬環境帶入GIS 將使GIS 更加完美。GIS 用戶在計算機上就能處理真3 維的客觀世界的虛擬環境中將能更有效地管理，分析空間實體數據。目前虛擬GIS（VGIS）的研究主要集中在虛擬城市。

五、集成化——3S 技術的結合

3S 技術指的是全球定位系統（GPS）、遙感技術（RS）、地理信息系統（GIS）。3S 技術的結合與集成充分體現了學科發展從細分走向綜合的規律。GIS 發展的重要趨勢是與全球定位系統（GPS）和遙感（RS）的集成，從而構成實時的，動態的GIS。