国内GIS的发展趋势

Python与开源GIS

国内GIS的发展趋势

2015-05-19 作者: xuzhiping 浏览: 2081 次

摘要: 随着计算机和信息技术的快速发展,GIS技术得到了迅猛的发展。GIS系统正朝着专业或大型化、社会化方向不断发展着。“大型化”体现在系统和数据规模两个方面;“社会化”则要求GIS要面向整个社会,满足社会各界对有关地理信息的需求,简言之就是“开放数据”、“简化操作”...

随着计算机和信息技术的快速发展,GIS技术得到了迅猛的发展。GIS系统正朝着专业或大型化、社会化方向不断发展着。“大型化”体现在系统和数据规模两个方面;“社会化”则要求GIS要面向整个社会,满足社会各界对有关地理信息的需求,简言之就是“开放数据”、“简化操作”,“面向服务”,通过网络实现从数据乃至系统之间的完全共享和互动。下面我们从地理信息系统技术角度来讨论和分析当前GIS的相关技术及其发展趋势。

空间信息的获取、处理与交换

地理空间数据是GIS的血液,构建和维护空间数据库是一项复杂、工作量巨大的工程,它包括:数据的获取、校验和规范化、结构化处理、数据维护等过程。GIS处理的数据对象是空间对象,有很强的时空特性,获取数据的手段及数据的形式也复杂多样。获取数据的基本方式有:野外全站仪平板测量、GPS测量、室内地图扫描数字化、数字摄影测量、从遥感影像进行目标测量和数据转换等。这些获取技术已基本成熟。同时,空间数据也具有很强的时效性,不同的空间数据必须进行周期不等的数据更新维护,空间数据库中数据的准确、及时、完整是实现GIS应用系统价值的前提基础。空间数据维护往往涉及跨部门、跨行业的多种数据格式和多种数据类型的大量数据,提供有效的空间数据编辑更新手段是当前亟待解决的一个重要课题。

基于上述信息获取技术,在过去的二十年间,国家有关部委和行业部门已经积累了大量原始数字化数据和相应资料,建立了1100多个大、中型数据库以及大量的各类数字化地理基础图、专题图、城市地籍图等。国家测绘局已经完成了全国l:100万、 1:25万基础地理空间数据库以及全国七大江河数字地形模型的建设,并启动了全国l:5万,部分省份1:1万基础地理空间数据库的建设。这些基础数据有力促进了GIS技术的广泛应用,进而产生了大量的GIS数据。但由于地理信息系统软件大多采用不同的空间数据模型,以及它们在地理实体上的认识差异,使得所积累的数据难以转换和共享(即使能够数据转换,也会产生信息的丢失),从而形成一个个新的数据孤岛。制订数据交换的格式标准已成为大家的共识。一些国家和组织已经在进行这方面的工作,并定义了一些数据交换标准,如SDTS,OpenGIS联盟制订的GML,另外一些公认的数据格式如DXF,Shapefile和MIF文件格式等正逐渐成为数据交换的事实标准。我国也在“九五”期间制定了地球空间数据转换标准。但是由于人们对空间信息认识和研究成果的制约,还没有一个统一的地理数据模型,因此建立实用的数据交换格式和信息标准将是一个长期、复杂过程。

空间数据的管理

空间数据的管理涉及到二个方面的内容:空间数据模型和空间数据库。

空间数据模型刻画了现实世界中空间实体及其相互间的联系,它为空间数据的组织和空间数据库的设计提供了基本的方法。因此,空间数据模型的研究对设计空间数据库和发展新一代GIS系统起着举足轻重的作用。在GIS中与空间信息有关的信息模型有三个,即基于对象(要素)(Feature)的模型、场(Field)模型以及网络(Network)模型。GIS基础软件平台的研制和应用系统的设计开发一直沿用这三种空间数据模型,但这些模型在空间实体间的相互关系及其时空变化的描述与表达、数据组织、空间分析等方面均有较大的局限性,难以满足新一代GIS基础软件平台和应用系统发展的要求。主要表现为:

  • (1)仅能表达空间点、线、面目标间极为有限的简单拓扑关系,且这些拓扑关系的生成与维护耗时费力;
  • (2)难以有效地表达现实三维空间实体及其相互关系;
  • (3)适于记录和表达某一时刻空间实体性状及相互间关系静态分布,难以有效地描述和表达空间实体及其相互间关系的时空变化;
  • (4)没有考虑异地、异构、异质空间数据的互操作和分布式“对象”处理等问题。

针对上述不足,时空数据模型、三维数据模型、分布式空间数据管理、GIS设计的CASE工具等研究已成为当前国际上GIS空间数据模型研究的学术前沿。

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