1、作業一一、GIS的主要應用領域1、環境保護與管理主要用GIS建立環境模型和環境信息系統，對環境的變化及發 展趨勢進行預報分析，同時通過統計分析及模擬研究為環境保護提供 決策依據。此外，GIS技術也已被用來建立植物種類與棲息地及環境因 素有關的信息系統中。2、社會調查與統計分析GIS在國外已被廣泛的應用到人口學、選舉、人文地理等方面，我 國也已經開始開展這方面的研究和應用工作。3、城市基礎設施管理城市基礎設施主要是指城市地下管道（包括自來水、污水排放、 煤氣等管道）、通信網絡、郵政網點、道路與交通設施等。由于這些 設施同時具有與幾何和空間位置相關的特性，建立基于GIS的信息 系統能夠提高對這些設

2、施的管理水平，同時能夠極大地提高設計與施 工、設備維護與故障排除、線路改造等方面的效率，從而產生巨大的 經濟效益和社會效益。4、土地信息系統的建立GIS最早是從土地信息系統LIS建立的過程中發展起來的，而大 量高質量GIS軟件平臺的出現又促進了土地信息系統的建立。目前基 于GIS軟件平臺的土地信息系統無論是圖形處理、空間分析與統計、 屬性信息存儲與查詢、統計報表生成、決策支持等方面都比早期的土地 信息系統有較大的改進。我國已經把土地信息系統的建設納入了法制軌 道，新頒布的中華人民共和國土地管理法第三十條明確規定“國 家建立全國土地信息系統，對土地利用狀況進行動態監測”。5、GIS在其它領域的應

3、用GIS已被廣泛地應用到一些其它領域：城市規劃、房地產開發及物 業管理、商業開發與購物中心設置、資源調查、災害預報與災后評估、 金融機構與投資分析、地質普查、采礦等。二、存在的問題與國外對比分析，目前我國GIS發展中存在的問題主要表現在如下 幾個方面：1）GIS的科學和經濟價值尚未被廣泛地接受和認知，因此處于資金 投入不足、推廣應用比較困難的局面。2）根據有關資料的分析，地理信息系統中數據部分要占整個系統 投資的百分之七十左右，也就是說GIS系統的建立需要大量的數字 地圖或電子地圖及其屬性信息庫的支持，但在我國地圖數字化的比例 還很低。這需要政府部門及有關企業投入大量的精力及資金進行數字地 圖

4、的建庫工作。GIS市場尚未形成，有關數字產品的法律、權屬、定價等方面的 問題還沒有得到有效的解決。有關數字地圖產品的規范和標準，以及數據格式有待統一和完 善。我國具有自己知識產權的GIS系統平臺比較少，目前只有Map GIS,Geo Star等少數幾個產品，大量進口 GIS系統平臺增加了 GIS應用開發的成本。 而且，由于國情不同進口 GIS軟件二次開發的工作量一般都比較大。三、發展方向目前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。1、組件(Components)GISComponents GIS是一種新的GIS開發思想，它是將GIS功能分散制作成 Acti

5、ve X Control 和 Automation,這些標準的 Active X Control 和 Automation可以被任何支持它們的開發環境調用，以便在原有的或新開發的 信息系統中加入GIS功能。目前國際上比較流行的Components GIS軟件有 ESRI的Map Objects,Map Info公司的Map X等。組件化GIS基于標準的組 件式GIS平臺，各組件之間不僅可能自由、靈活地重組，而且具有可視化的界 面和方便的標準的接口。其特征主要體現在：高效無縫的系統集成允許將專業模型、GIS控件、其它控件緊密地結合 在統一的界面下。無須專門的GIS開發語言只要掌握基于Window

6、s平面的通用環境(VB,VC+,Delphi,power Builder等)，以及組件式GIS各控件的屬性、方法 和事件，就能完成應用系統的開發。大眾化的GIS用戶可以象使用其它ActiveX控件一樣使用GIS的控件， 使非專業的GIS用戶也能勝任GIS應用開發工作。開發成本低，非GIS功能可以利用非專業控件，降低了系統的成本。2、基于 In ternet 或 Intrane t 的 GIS 網絡 GIS ( Web 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(WWWGIS或Web GIS)是近年來

7、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。建立Internet GIS 的主要目的在于以下幾個方面：距離空間數據共享與信息查詢和交換；為公眾提供GIS服務；建立大規模甚至超大規模的空間網絡信息系統；為其它學科的研究提供基礎信息資料。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：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。應用面廣網絡功能將使Web GIS應用到整個社會

8、，真正實現GIS的無所不能，無處不在。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。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。使用簡單用戶可以直接從網上獲取所需要的各種地理信息，直接進行各種地理信息的分析，而不用關心空間數據庫的維護和管理。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。3、Data Warehousing 數據倉庫Data W

9、arehousing 的字面意思是建立數據倉庫。由于空間數據量非 常大，這些數據大都分散在政府和私人機構及公司的各個部門，數 據的管理與使用變得非常的復雜。但同時由于這些空間數據具有極大的 科學和經濟價值，因此大多數發達國家都比較重視空間數據庫的建庫 工作，在這些國家一般都有許多研究機構和政府部門參與到空間數據 庫建立的研究工作中。目前在北美、歐洲、澳大利亞等國提出了 SDI或 NSDI 的概念。SDI 的全稱是 Spatial Data Infrastructure,NSDI 的 含義是 National Spatial Data Infrastructure, 其字面意思是(國 家)空間數

10、據基礎設施。98年6月份在加拿大首都渥太華召開的第 十屆國際地理信息工程學術會議更把SDI作為本次會議的主題，可 見國際上對地理空間數據基礎設施建設的重視。國家測繪局也積極地推 進我國SDI的建設工作，并提出規劃模式，部分內容已經在實施當 中。4、3D GI S在許多地學研究中，人們所要研究的對象是充滿整個3D空間的，如大氣污 染、洋流、地質模型等，必須用一個(X，Y，Z)的3D坐標來描述。在3D GIS中，研究對象是通過空間X、Y、Z軸進行定義，描述的是真3D的對 象。隨著計算機技術和GIS在許多行業諸如地質、礦山、海洋、城市地下管網， 城市空間規劃、城市景觀分析、無線通信覆蓋范圍分析等對三

11、維GIS的需求日 益迫切，3DGIS的理論和應用近年來受到許多學者的關注。到目前為止，雖然 有3DGIS系統問世，但其功能遠遠不能滿足人們分析問題的需要，原因主要是 3DGIS理論不成熟，其拓撲關系模型一直沒有解決；另外三維基礎上的數據量 十分大，很難建立一個有效的，易于編程實現的三維模型，計算機海量數據的 處理為三維GIS提供了基礎。5、建立大型GIS空間數據庫的新方法GIS系統一般由兩個部分組成：其一是應用程序，它包括專門的 GIS應用軟件以及用標準或非標準程序語言所開發的用戶界面及系統 工具；另一部分是數據。在GIS系統中，空間數據庫的建立是一項非 常復雜的工作。目前大多數GIS系統中在

12、處理空間數據和屬性數據時 都是將兩者分開存放和管理。比如在Map Info系統中用Map來存放 幾何和空間數據，而用dat來存放空間實體的屬性數據；又如在Arc View系統中用Shapefile來存放幾何和空間數據而用DBF來存放屬 性數據。上述數據管理和存放方式對于小型的GIS系統有一定的優越 性，但對于建立以面向對象為基礎的大型GIS系統就存在很多缺陷。 因此，現在已經出現了一些新型的GIS空間數據庫管理系統，這些 新的系統將空間數據與屬性數據存放在同一個數據庫管理系統中。如 Oracle 開發的 SDO 和 ESRI 開發的 SDE（Spatial Data Engine） 都屬 于這

13、種類型的空間數據庫系統。6、GIS與多媒體數據及GPS和RS的集成 3S技術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。GPS為GIS的快速定位和更新提供手段，遙 感技術的多譜段、多時相、多傳感器和多分辨率的特點，為GIS不斷注入“燃 料”，反過來又可利用GIS支持從遙感影像數據中自動提取語義和非語義信 息。7、多媒體 GIS （MGIS）多媒體技術（Multia-Media）是一種集聲、像、圖、文

14、、通訊等為一體， 并以最直觀的方式表達和感知信息，以形象化的、可觸摸（觸屏）的甚至聲控對 話的人機界面操縱信息處理的技術。應用多媒體技術對GIS的系統結構、系統 功能及應用模式的設計產生極大的影響，使得GIS的表現形式更豐富，更靈活， 更友好。多媒體地理信息系統（MGIS）將文字、圖形（圖像）、聲音、色彩、動畫等技 術融為一體，為GIS應用開拓了新的領域和廣闊的前景。它不僅能為社會經濟、 文化教育、旅游、商業、決策管理和規劃等提供生動、直觀、高效的信息服務， 而且將使電腦技術真正走進人類社會生活。多媒體技術在GIS領域的深入應用， 乃至出現具有良好集成能力的MGIS是技術發展的必然。8、開放型

15、（Open）GIS目前一種多用戶、跨平臺的Open GIS技術正在被國外的許多研究 機構、政府部門和高等院校所研究和開發利用。開放型GIS的研究和 應用使得各政府部門及企業之間不同格式的數據能夠方便地互訪，有 利于網絡GIS及分布式GIS空間數據庫的建立，使GIS的應用領域 及其功能大大拓寬。開放式地理信息系統（OpenGIS）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。9、虛擬

16、現實技術一一虛擬GIS和網絡虛擬GIS介紹虛擬GIS介紹 計算機科學中圖形技術和人機接口技術的發展，特別是 虛擬現實技術應用的推廣，為GIS提供了一種新的分析地學數據和探索地學問 題的技術平臺，推動著GIS技術同虛擬現實技術和可視化技術的融合，拓展了 多維GIS、特別是三維GIS研究的內涵，提供了全新的空間數據分析模式和新 的GIS應用模式。當前國際上把這種結合虛擬現實技術和科學計算可視化技術 而設計的多維GIS系統稱之為虛擬GIS系統“ Virtual GIS ( VGIS )。虛 擬GIS是建立在多維GIS，特別是三維GIS研究的基礎上，在強調傳統三維 GIS幾何空間分析的同時，虛擬GIS

17、也強調“逼真”的多維圖形分析環境，“直 覺”的交互手段對空間分析的作用。同傳統意義上的三維GIS研究相比，虛擬 GIS在分析方法和應用上都帶來了新的變化。網絡虛擬GIS介紹同網絡結合是當前虛擬GIS發展的方向。結合網絡技術 的網絡虛擬GIS不但為人們通過網絡來分析空間數據和解決空間問題提供了技 術平臺，同時通過“沉浸式”的虛擬現實模式，為人們通過虛擬的地理空間交互 提供了可能性，從而為研究虛擬地理環境提供了理想平臺。當前網絡化的虛擬 GIS主要采用兩種架構方式：一種虛擬GIS是以網絡GIS為基礎，將虛擬現實 系統同GIS的Client端連接起來，在虛擬現實系統中提供簡單的空間分析功 能或是將GIS的分析結果轉化為虛擬現實系統支持的數據格式，供虛擬現實系 統觀察；另一種虛擬GIS是基于分布式虛擬現實系統，在虛擬現實系統中擴展 空間數據類型的支持能力，提供簡單的空間分析功能。當前分布式虛擬現實領域 的一個重要技術是基于“ avatar ”的用戶交互模式?！?avatar ”為用戶在簡 單