GIS概述

    近年来,GIS被世界各国普遍重视,尤其是1998年初,美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心所作的题为“数字地球—认识21世纪我们这个星球”的讲话中提出的新概念在全球掀起了“数字地球热”,使其中的核心技术GIS更为各国政府所广泛关注。
    “九五”期间,我国科技部在高新技术领域主要抓的两件大事,一是CAD/CIMS,另一件事就是GIS。从1996年开始,GIS迅速从学校和科研院所的实验室里走出来,面向应用,面向市场水平也在不断提高。一些中小型GIS软件产品在功能和性能上已接近国际先进水平,甚至某些性能指标优于国外优秀软件,已应用到实际工程中。 最近进行的抽样调查结果表明,我国GIS软件的使用已占全国各类软件使用总量28。9%,并且,越来越多的应用单位开始将我国GIS软件列为工程实施的首选目标,其比例已接近50%。由此可以看出,我国GIS软件的发展势头良好。
   
城市信息化建设中的GIS
    GIS在城市信息化建设中的作用可以体现在城市建设、城市控制、城市发展、城市管理等方面。
   
城市建设
    GIS可以为数字城市建设提供一个可视化的信息源。城市建设往往回涉及大量的城市施工,施工本身需要进行规划,而规划是要考虑到所有的管网问题,如水管网、电路管网、煤气管网等等,由于所有管网都在地下,而管网铺设信息往往以物理介质存储,相互之间没有关联,若要求规划设计者全盘考虑,往往难度很大,也不能避免出现错误,这也是规划时的只要难点。如果利用GIS,就可以比较轻松地解决这些问题。
    
城市控制
    在城市控制过程中,会遇到各种突发事件和问题,解决策略往往涉及到处理人员以及相应资源的合理安排,必要情况下还需要确定实施路线,如安排消防队前往失火现场的路线也是很重要的。实际上,城市控制问题就是一个优化调度问题,不过相对于计算机领域里的优化调度,城市控制的范畴更广泛,相应的复杂性也更大。要做到完善的电力调度、运力调度、防御调度等,就需要大量动态的、实时的数据,并对这些动态资源进行优化。采用传统方式,这一点是无法做到的。
   
城市发展
    一个城市要繁荣就需要大批的工业和商业支持,而随着数字化的逐步深入,电子商务和电子业务也由口号步入了实际。但电子商务和电子业务涉及的问题太多,不仅包括商务、业务本身的数字化处理,还包括相关的物流、配送等问题,而且在具体实施过程中这往往才是最大的障碍,也是关键的问题。如果在GIS基础上,把各种信息管理系统GPS(全球定位系统)等进行集成,就可以将物理(现实)世界有机地结合起来,妥善地解决相关问题。
   
城市管理
    城市管理包括城市用户用水、电、气、的管理,即要做到远程抄表、自动计费、电子结算,因此需要相应的自来水供水信息系统、城市天然气管网信息系统、电信综合管理系统,而这些系统必须基于GIS才是可用的。

    GIS最新发展趋势

    值得注意的是,我国GIS产业目前正处于起步阶段,随着产业化的推进,暴露出不少存在的问题,严重阻碍着GIS产业健康有序地发展,因此国家将围绕建立一个工程(数字化中国工程)、完善两个体系(国家对地观测体系和国家空间信息技术应用体系)、发展三个产业(空间数据服务产业、空间信息软件产业、空间信息应用产业)来开展未来空间信息技术领域方面的工作。在GIS方面,以发展产业为目标,从加强推广应用、实现传统行业改造着手,开展关键技术研究攻关和应用示范工程的开发,促进GIS在资源环境、城市建设、电力、通信、交通、农业等方面的应用,为建立中国的“数字地球”奠定技术基础,软件基础和应用基础。
    GIS具体发展目标是:开发具有自主版权的全系列GIS软件产品,包括基础软件和应用开发平台软件,特别是开发网络环境下的大型GIS软件产品;建立全国范围的GIS技术培训体系和推广应用网络,开发大型GIS应用示范工程。从技术角度看,GIS的发展方向表现为:系统互操作、系统模块化、系统多维化系统智能化、平台网络化和应用社会化。

    系统互操作

    GIS可互操作也指数据标准化,相应的可互操作的地理信息系统可以理解为GIS系统集成平台,它实现在异构环境下多个地理信息的系统和其应用系统之间的互相通信和协作,以完成某一特定任务。

    数据多维化

    GIS的数据只在面向多维化发展才能适应现代的要求,多维一般体现为三维,目前研究重点集中在三维数据结构的设计,优化与实现,以及可视化技术的运用,三维系统功能和模块设计等方面。
   
系统模块化
    模块化的GIS是面向对象和构件技术的地理信息系统,它把GIS的功能模块划分为多个控件,每个控件完成不同的功能,通过可视化的软件开发工具集成起来,形成最终的GIS应用。
   
系统智能化
    提供决策支持服务是GIS系统智能的体现,而这一点目前显得尤为重要,当前的研究重点是如何将决策支持领域的研究成果与GIS结合起来。   
   
平台网络化
    基于WWW的地理信息系统是利用Internet技术在Web上发布空间信息供用户浏览和使用。它可分为四部分:客户端、信息代理、服务器和编辑器。面向网络化的GIS是以计算机技术、现代通信、网络技术、虚拟现实技术的综合应用为基础,可以构造出一种人们进行社会交往和交流的新型空间。

   应用社会化

    应用社会化是指作为数字地球核心的数字城市在发展的同时,相应的GIS系统的发展也在面向社会化。数字地球的核心西乡是用数字化手段统一地处理地球为体和最大限度地利用信息资源。实际上,数字地球也可以理解为GIS的延伸,建立数字地球的核心技术包括GIS与数字库、遥感、遥测、信息技术等。
  
城市GIS的应用与实现  
   城市地理信息系统是一个综合系统,涉及计算机技术、系统工程、城市测绘、城市规划、统计和分析等诸多方面。它不仅可以取代城市地图册,成为人们乘车行路的向导;更重要的是利用统计分析功能,各级决策者可以迅速获得所需的城市地理信息和相关的经济属性信息,帮助决策者进行诸如城市规划、人口统计、企业厂址选择等决策活动,以改善决策的科学性和有效性,增强企业的竞争优势。
   平台选择
   GIS开发平台可以选择MapInfo公司的MapInfo Professional,MapInfo Professional是目前世界上比较完备、功能强大、全面直观的桌面地理信息系统。

   功能设计

    城市GIS要以城市公路、铁路、管网、街道、胡同、公交线路、地名、境界、单位和旅游景点分布等矢量图层作为基础数据
   
具体实现
 
   GIS实现起来比较具体,需要很多部门进行协调,而且经济效益在表面上看不那么明显,所以应用情况并不好,实际上GIS实现难度大的缺点远远小于其巨大带动效应所带来的优点。
    从实现方式上讲,可侧重在逻辑关系强的领域入手,比如管网建设和管理,水、电、气、闭路电视用户管理,交通控制等。这些领域的数据采集相对容易,处理比较简单,系统基础较扎实,不需要在现实境,所以实施起来相对容易。这样一个单一的、专门的系统,其实是城市基础设施建设的一个基本组成部分,应当纳入城市建设的规划之中。

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