GIS应用新趋势

GIS（Geography Information
System，地理信息系统）是融合计算机图形和数据库于一体，用来存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机地结合起来，根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户，满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。
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在全球协作的商业时代，85%以上的企业决策数据与空间位置相关，例如客户的分布、市场的地域分布、原料运输、跨国生产、跨国销售等。对于包罗万象的信息，传统方法局限于枯燥无味的数据处理和表现，缺乏直观性和决策可视化，而GIS能够帮助人们将电子表格和数据库中无法看到的数据之间的模式和发展趋势以图形的形式清晰直观地表现出来，进行空间可视化分析，实现数据可视化、地理分析与主流商业应用的有机集成，从而满足企业决策多维性的需求。GIS可以将晦涩抽象的数据表格变为清晰简明的彩色地图，帮助企业进行商业选址，确定潜在市场的分布、销售和服务范围;
寻找商业地域分布规律、时空变化的趋势和轨迹；此外，还可以优化运输线路，进行资源调度和资产管理。
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GIS作为计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的一种边缘性学科，其发展与其他学科的发展密切相关。近年来GIS技术发展迅速，其主要的源动力来自日益广泛的应用领域对地理信息系统不断提高的要求。另一方面，计算机科学的飞速发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段。许多计算机领域的新技术，如Internet技术、面向对象的数据库技术、三维技术、图像处理和人工智能技术都可直接应用到GIS中。下面我们一起来看看GIS的最新发展趋势。
WebGIS
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Internet改变了我们的世界。当前，Internet已不仅仅是一种单纯的技术手段了，它已演变成为一种经济方式——网络经济。人们的生活也已离不开Internet。大量的应用正由传统的Client/Server(客户机/服务器)方式向Brower/Server（浏览器/服务器）方式转移，GIS技术也是如此。GIS技术和Internet技术的融合，正逐渐形成一种新的技术，我们称之为WebGIS。和传统的基于Client/Server的GIS相比，WebGIS有如下优点。
。。更广泛的访问范围 客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上的最新数据，而这一Internet/Intranet所
特有的优势大大方便了GIS的数据管理，使分布式的多数据源的数据管理和合成更易于实现。
平台独立性 无论服务器/客户机是何种机器，无论WebGIS服务器端使用何种GIS软件，由于使用了通用的Web浏览器
，用户就可以透明地访问WebGIS数据，在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析，实现远程异构数据的共享。降低系统成本
传统GIS在每个客户端都要配备昂贵的专业GIS软件，而用户使用的经常只是一些最基本的功能，这实际上造成了极大的浪费。WebGIS在客户端通常只需使用Web浏览器（有时还要加一些插件），其软件成本与全套专业GIS相比明显要节省得多。另外，由于客户端的简单性而节省的维护费用也不容忽视。更简单的操作
要广泛推广GIS，使GIS系统为广大的普通用户所接受，而不仅仅局限于少数受过专业培训的专业用户，就要降低对系统操作的要求。通用的Web浏览器无疑是降低操作复杂度的最好选择。
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目前，WebGIS在Internet/Intranet上的应用为典型的三层结构，三层结构包括客户机、应用服务器与Web服务器、数据库服务器。
这种方式又称瘦客户机系统。瘦客户机系统是指在客户机端没有或者有很少的应用代码。在以往的终端和主机的体系结构中，所有系统都是瘦客户机系统。现在随着Internet技术以及Java、ActiveX技术的出现，瘦客户机系统又重新出现。客户机负责数据结果的显示和用户请求的提交;
地图应用服务器和Web服务器负责响应和处理用户的请求;
而数据库服务器负责数据的管理工作。所有的地图数据和应用程序都放在服务器端，客户端只是提出请求，所有的响应都在服务器端完成，只需在服务器端进行系统维护即可，因此大大降低了系统的工作量。
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现在，WebGIS得到越来越广泛的应用。概括起来，其应用方向分为两大类，一类为基于Internet的公共信息在线服务，为公众提供交通、旅游、餐饮娱乐、房地产、购物等与空间信息有关的信息服务。在国内外的站点上已有了成功的应用，如MapQuest(
http://www.mapquest.com)和图行天下(http://www.go2map.com.cn)。
这些站点提供大量的与空间位置有关的各种生活类信息服务。WebGIS的另外一类应用为基于Intranet的企业内部业务管理，如帮助企业进行设备管理、线路管理以及安全监控管理等等。随着企业Intranet应用的深入和发展，基于Intranet的WebGIS应用会有越来越大的市场，这无疑是未来的发展方向。
GIS协助海量数据管理
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GIS技术的瓶颈之一就是如何解决海量空间数据管理问题，因为对于一个城市级的GIS系统，其数据量极其巨大，一般可达到GB的数据量级。例如沈阳市1:500的基础地图就有2.4GB。传统的基于文件的管理方式显然不能处理这些问题，而利用面向对象的大型数据库技术则能够有效地解决这一问题。
---- 在面向对象的空间数据库中，海量地图数据的使用变得更加简单:
只需建立单一图层，不必再进行分幅处理。如果用户原来的数据源是分幅的，可将其全部存储到一个图层中，数据库将自动对其进行拼接和索引处理，即可形成一个完整的图层。在应用时，客户端只需极少量的编程（实际上只是指定数据源），就可实现对数据库里数据的动态显示。数据库会根据当前地图客户端的显示视野，自动将此范围内的图形检索出来，并送到客户端显示。因§此，即使服务器端的数据是GB级的，在客户端的数据量却仅是几十到上百KB，大大减轻了客户端系统的配置需求，并减轻了网络流量。
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所以，利用面向对象的数据库技术，可建立一种真正的Client/Server结构的空间信息系统，这不仅可以解决海量数据的存储与管理等问题，也解决了多用户编辑、数据完整性、数据安全机制等许多问题，将给GIS的应用带来更广阔的前景。
高分辨率遥感与GIS结合
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现在，高分辨率的遥感影像已逐渐应用到商业领域当中，其最高精度可以达到1m左右（如图2）。高分辨率遥感影像意味着什么？它意味着人们在数据采集和数据更新上的一场革命。在传统的地图数据采集过程中，人们是采用手工作业方式，这要耗费大量的人力和物力，而且数据更新的周期很长。但是，利用卫星拍摄的高分辨率的遥感影像，人们可以迅速得到几周前甚至几天前的最新更新数据使得数据更加真实准确，成本还可以降低十几倍。高分辨率的遥感影像在商业领域有很多应用，如国土资源统计、灾害评估、自然环境监测以及城建规划等各个领域。
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以GIS为核心的高分辨率遥感影像与GIS、GPS（全球定位系统）的集成,使得人们能够实时地采集数据、处理信息、更新数据以及分析数据。GIS已发展成为具有多媒体网络、虚拟现实技术以及数据可视化的强大空间数据综合处理技术系统。高分辨率遥感影像是实时获取、动态处理空间信息对地观测、分析的先进技术系统，是为GIS提供准确可靠的信息源和实时更新数据的重要保证。GPS主要是为遥感实时数据定位提供空间坐标，以建立事实数据库。
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上述系统各自独立，又可平行运行。它们之间的集成，不仅实现了互补，而且产生了强大的边缘效应，将极大地增强以GIS为核心的综合体系的功能。
三维GIS与虚拟现实
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三维GIS是许多应用领域对GIS的基本要求。三维GIS和二维GIS相比，可以帮助人们更加准确真实地认识我们的客观世界。以前的三维显示只能应用在大型的主机和图形工作站上，且只在极少数的部门如地震预测、石油勘探、航空视景模拟器中得到应用（如图3），成本动辄上百万美元。随着计算机技术的发展，硬件成本不断地降低，一台普通的PC机就可以很轻松地进行真三维显示和分析。以前的GIS大多提供了一些较为简单的三维显示和操作功能，但这与真三维表示和分析还有很大差距。现在，三维GIS可以支持真三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库，解决了三维空间操作和分析问题。
无线通讯与GIS
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无线通讯改变了人们的生活和工作方式。随着无线通讯技术的发展，特别是WAP技术的应用，使无线通信技术与GIS技术以及Internet技术的结合成为可能，形成了一种新的技术——无线定位技术（Wireless
Location Technology）。因此也衍生一种新的服务，即无线定位服务(Wireless Location
Service)。无线定位技术的应用很广泛。利用这种技术，人们可以利用手机查询到自己所在的位置（如图4）;
再利用GIS的空间查询分析功能，查到自己所关心的信息。举个例子，您走在大街上，就可以利用手机查询离您最近的餐馆在哪里、怎么走、有什么特色菜；再比如您来到一个陌生的城市，迷失了方向，就可以利用手机迅速地调出您所在位置附近的地图，标出目标地点，手机就会自动显示出您应该行走的路线，指导您顺利地到达目的地。
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据估计，利用手机进行无线上网、无线资料传输将是下一个热潮。到2002年，全球将有超过1亿部手机有上网功能，到2003年其数量将达到10亿部。GIS与无线通讯的结合，使GIS借助于无线通讯等技术手段更加深入地融入到我们的日常生活当中，这将是一个非常广阔的市场。
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GIS已深入到各行各业。据抽样调查，我国25个省市、19个行业中不同程度地使用了GIS。GIS的应用日趋广泛，已成为城市规划、设施管理和工程建设的重要工具，同时还进入到军事战略分析、商业策划、移动通信、文化教育乃至人们的日常生活当中，其社会地位发生了明显的变化。GIS已被公认为21世纪的支柱产业。