基于計算機技術的GIS技術研究

◆朱漁 羅來曦

基于計算機技術的GIS技術研究

◆朱漁 羅來曦

（宜春職業技術學院 江西 336000）

地理信息系統GIS是一門依托計算機技術形成的新興技術，在計算機的普及和應用過程中提供了大量的推力。現如今無論是計算機技術還是GIS技術，由于其不斷快速深入的發展，都發生著巨大的變化。此次文章主要是結合了當前計算機、GIS技術的發展特點，預測分析未來GIS技術發展的趨勢及前景。

計算機技術；GIS

地理信息系統（GIS，Geographic Information System），它是一種依托于計算機軟件和硬件功能，可以對地理空間信息進行采集、存儲、處理、分析、檢索和顯示空間數據的系統應用技術，可以為使用用戶提供決策信息支持。與傳統輿圖相比，地理信息系統GIS能有效將地理信息數據進行存儲和分析表達。隨著計算機技術的不斷更新，GIS的功能也在不斷發展開拓，從最初的僅僅利用計算機進行“繪圖”應用，到現在配合各種組成式工具應用于各個領域。現在GIS技術依托計算機技術的不斷開發，正處于一個急劇變化過程之中。

1 GIS技術的構成

地理信息系統（GIS）是一種具有信息系統空間專業形式的數據管理系統，他具有集中、存儲、操作、和顯示地理參考信息等功能。他主要由硬件系統、地理數據、軟件系統組成，其硬件系統主要設施有攝入設備、儲存設備、輸出設備；軟件系統主要包含計算機系統軟件、GIS軟件、應用分析程序。其地理信息系統的組成圖如圖1。

2 GIS技術的發展

傳統GIS技術主要是依托集中式的信息處理方式，其數據查詢、數據儲存、數據分析處理、應用技術管理等都是依靠電腦主機來完成。通過分析發現，該種地理信息系統處理方式對于電腦主機的要求并非特別高，普通的中小型處理站就可以擔任處理。我們可以將其技術分為兩部分完成，一是由GIS應用的主機完成，另外一部分由用戶的軟件程序來執行完成。這樣就可以在不限地域不限制時間不限環境的狀況下，只要是GIS技術的操作用戶，就可以在網絡上通過GIS技術獲取不同地區的地理信息[1]。

圖1 組成圖

在實際使用過程中，我們往往將GIS技術與GPS技術相結合，讓GPS技術來成為GIS技術對空間數據的需求。這樣無論在車輛導航、還是自動智能化駕駛中都可以依靠GPS的定位系統和GIS的電子地理信息內容，通過軟件程序中設定的多媒體等高新技術將具有實時動態監測GIS系統信息通過計算機的智能化數據分析，將可能產生或者存在的情況反饋給業主，給用戶提供更加科學化的決策咨詢。

隨著納米電子技術的出現，其生產的電子元件可以讓計算機元件生產進入微型化、智能化，它很好解決了早期對計算機集成度和處理速度的限制，致使計算機技術不斷突破自身的元轉速度，達到更加智能高效的處理程度及速度。而處理速度的不斷提高，也導致計算機技術可以打破限制，可以同時處理更多地理信息數據，在對采集到的大量數據可以同時開展多項內容的同時分析，大大提高了用戶使用該數據的體驗滿意度，同時也減少了使用GIS技術的數據分析時間，為用戶提供了更加高效、高質量的數據信息[2]。

3 GIS技術在各領域的應用

（1）農業領域的應用。在農業領域的應用中，地理信息系統GIS技術主要應用于國土資源信息管理、農業資源信息管理、區域農業規劃等各方面的研究應用。在實際運用中利用全球定位系統GPS和地理信息系統GIS相結合對農業地塊信息進行統籌處理分析等。該技術在農業領域的運用得到了豐富的回報[3]。

（2）林業領域的應用。將各地林業地區的使用狀態、植被分布情況及物質等數據信息進行整理，以供決策者開展決策參考。

（3）土地資源領域的應用。通過收集、調查和存儲數據，將地塊土地資料信息整理，開展土地資源評價、國有土地資源規劃、土地利用等方面工作。

（4）環境領域的應用。利用GIS技術，將自然資源環境狀況、動態變化、土壤資料信息等整合分析，充分利用于監管、評價、治理、追蹤等各方面的環境資源管理之中。

（5）在災難發生的應用。通過對自然災害信息收集，根據地理信息系統數據的變化，預測、評估可能產生的自然災害，或者模擬該自然災害發生時可能產生的危害，相關數據信息及時共享，借此幫助決策者在自然災害發生之時為其提供決策依據及決策建議。

（6）石油行業的應用。GIS技術在石油行業的應用非常廣泛，其使用涉及石油前期的勘探開發到采集到陸地、管道運輸，到最后的銷售過程GIS技術的應用都貫穿其中。其主要運用包括的內容有：石油的勘探，GIS技術可以整合現有的油田資源及各地的地理信息，結合分析評估具有潛在石油儲存的地域處在什么空間位置及其存在的特點。人們可以通過分析出來的各種情況及數據對存在潛在油田的地區進行開發，由此減少了勘探開發時期的時間，降低勘探開發難度。同時，我們可以利用GIS技術電子地圖，進行更加合理的管道規劃及管道運輸的維護工作。最后在市場銷售過程中，GIS技術可以給銷售公司提供所處市場的石油市場行情、人口數據及交通信息，分析該地是否存在石油需求或者是否已經達到銷售飽和。

通過各領域應用我們可以看出GIS技術的作用是開展數據分析，時而會涉及分析大量數據的狀況，如果存儲空間狹小則不利于數據的存儲，從而導致分析數據時產生數據分析錯誤。GIS數據分析時需要將所有數據進行處理、分析，因而需要較大的存儲空間進行數據儲存，計算機技術很好解決了這個問題，在網絡云端為GIS提供了龐大的數據儲存空間。同時，GIS技術具有存儲數據功能，所以他可以代替以往紙質檔數據儲存方式，讓各個地方的數據匯總在一起。進而在數據分析時降低人力成本，節約時間。紙質檔數據儲存方式，需要良好的存儲地并且妥善保管，若出現丟失或者損壞只能重新采集，對工作造成影響。而GIS技術很好解決了該項問題，GIS技術利用計算器將數據傳送云端，大量數據匯總并共享，使人們使用數據方式提取需要的信息更加方便快捷，同時也降低了數據丟失的風險，提高了數據分析效率及準確性。

4 計算機技術對GIS技術的影響

地理信息系統GIS實現基礎是計算機和相關的設備。20世紀90年代初開始，隨著計算機技術的快速發展，計算機對數據的處理能力越來越高，隨著多媒體、空間、虛擬實景、數字測繪等多項技術的反正，將GIS發展趨向于更多的可能，讓其總體上呈現出“網絡化”、“開放化”“虛實結合”、“集成化”、“空間多維化”等發展演變[4]。具體情況如下：

（1）網絡化-Web GIS技術。Web GIS技術是在傳統GIS技術上利用瀏覽、發布、下載等網絡手段，實現GIS各項基礎數據庫查詢和分析功能。人們可以利用它在更廣闊的空間尋找各種空間數據、圖形、圖像。與傳統GIS相比，其適應性強、應用廣泛、實時性強、社會化維護，減少重復勞動、操作簡單。目前Web GIS技術分為被動式的Web GIS和主動式的Web GIS。被動式的Web GIS主要是采用CGI和Server API技術實現，具有開發率高、對服務器性能要求較高、等待時間較長等特征。其產品圖形如圖2：

圖2 產品圖形

主動式的Web GIS方式不是由服務器包辦處理用戶的一切請求，而是通過服務器向客戶端發送一段運行在本地機上的客戶程序。他具有與客戶相交互通的功能，其解決空間信息網上發布優于被動式的Web GIS。

（2）開放化。利用各行業標準及接口簡歷地理信息系統，使其可以在數據應用系統和自身系統內流動。這樣可以讓數據在世界各地共享，實現數據全球化。與傳統GIS相比具有互相操作無障礙，可在不同軟件、硬件電腦上運行，技術公開化，不限制電腦配置、地點等限制。

（3）虛實結合-VR-GIS技術。虛擬實現技術，是利用VR技術相結合，通過VR技術將虛擬系統數據成像化，讓其可以模擬現實環境。但由于目前技術有限，所以此仍處于技術待攻克范疇。

（4）多媒體-多媒體GIS技術。運用多媒體技術，讓GIS技術擁有聲音、圖像、色彩、動畫、文字等表達感知信息。與傳統GIS相比具有更豐富、更靈動、更高效的特點。

（5）集成化-3S技術。全球定位系統（GPS）、遙感技術（RS）及地理信息系統（GIS）技術相結合，通過集成作用將GIS技術變成實時、動態的電腦技術。具有自主開展地理數據信息采集、處理和更新數據的功能，能夠通過自身智能化的設計對數據進行分析和運用，為各種科學決策提供咨詢并分析回答用戶提出的各項復雜的地理信息問題等特點。工作方式如圖3：

圖3 工作方式

（6）空間多維化-3D GIS技術。利用3D空間技術，將3D研究對象開展模型建設，讓人們更加直觀看到空間數據，能夠更好地開展地質、礦山、海洋、城市地下管理、城市空間規劃、城市景觀分析等的工作探索。利用3D GIS二次開發工具來開發3D GIS軟件，既能實現3D GIS的基本功能，又能提高開發效率，是一種比較理想的3D GIS開發方法。現階段國內外比較成熟的3D GIS軟件有多種，如Terra Vista、Skyline、TerrainView、靈圖的VRMap等。

綜上所述，GIS技術在計算機技術的不斷更新換代下，呈現多種發展趨勢。他們的多項技術結合，不僅促進了GIS技術的更新發展，也促進了地理信息產業的建設和發展。未來隨著計算機技術的不斷發展，信息共享化的建成，人們可以通過地理信息系統平臺共享其數據，方便人們進行信息交流與共享。

[1]郭占軍. 當前計算機技術與GIS發展趨勢[J]. 科技資訊，2006，000（024）：17-18.

[2]劉海霞，張洪波. 計算機技術與GIS發展趨勢[J]. 中國科技信息，2005（16A）：57-57.

[3]陳延輝，甘泉. 基于計算機技術的GIS技術發展趨勢探討[J]. 煤炭技術，2013，32（001）：265-266.

[4]王少安. 地理信息系統（GIS）及其發展趨勢[J]. 焦作工學院學報，2001.