地理信息系統(tǒng)的基本技術(shù)與發(fā)展動(dòng)態(tài)

 摘　要　從結(jié)構(gòu)功能上分析了地理信息系統(tǒng)的概念及主要研究?jī)?nèi)容，并且對(duì)當(dāng)前地理信息系統(tǒng)研究中的幾個(gè)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，如面向?qū)ο蠹夹g(shù)、三維技術(shù)、圖象處理和人工智能技術(shù)等作了簡(jiǎn)要介紹. 　　關(guān)鍵詞　地理信息系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，空間數(shù)據(jù)庫(kù). 　 　　以計(jì)算機(jī)為核心的信息處理系統(tǒng)技術(shù)是二次世界大戰(zhàn)后科技革命的主要標(biāo)志之一.在信息的諸多類型中與空間相關(guān)的信息是十分重要的一類.人類生存的地球這個(gè)三維空間中的萬(wàn)物無(wú)不與空間位置相關(guān)，如何利用計(jì)算機(jī)處理空間相關(guān)信息是地理信息系統(tǒng)(geographic information system，簡(jiǎn)稱GIS)產(chǎn)生和發(fā)展的原動(dòng)力.GIS技術(shù)在國(guó)防、城市規(guī)劃、交通運(yùn)輸、環(huán)境監(jiān)測(cè)和保護(hù)等與國(guó)民經(jīng)濟(jì)乃至國(guó)家命脈相關(guān)的重要領(lǐng)域的成功應(yīng)用，極大地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，同時(shí)，也極大地刺激了GIS技術(shù)的迅速發(fā)展，使之成為世界各國(guó)激烈競(jìng)爭(zhēng)的高科技熱點(diǎn)之一［1］.國(guó)家科委將其列入九五重中之重科技攻關(guān)項(xiàng)目.MAPGIS，VIEWGIS，CITYSTAR，GEOSTAR等一批優(yōu)秀國(guó)產(chǎn)GIS軟件已經(jīng)開始在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為國(guó)內(nèi)GIS市場(chǎng)一支不可忽視的力量. 　　 　　本文將側(cè)重從GIS技術(shù)的角度討論GIS的定義、研究?jī)?nèi)容及研究動(dòng)態(tài). 1.GIS的定義和研究?jī)?nèi)容 1.1　GIS的定義 　　 　　GIS是計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測(cè)量學(xué)、地圖學(xué)等多門學(xué)科綜合的技術(shù).要給出GIS的準(zhǔn)確定義是困難的，因?yàn)镚IS涉及的面太廣，站在不同的角度，給出的定義就不同.通�？梢詮�4種不同的途徑來(lái)定義GIS［2］.(1)面向功能的定義.GIS是采集、存儲(chǔ)、檢查、操作、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的系統(tǒng).(2)面向應(yīng)用的定義.這種方式根據(jù)GIS應(yīng)用領(lǐng)域的不同，將GIS分為各類應(yīng)用系統(tǒng)，例如土地信息系統(tǒng)、城市信息系統(tǒng)、規(guī)劃信息系統(tǒng)、空間決策支持系統(tǒng)等.(3)工具箱定義方式.GIS是一組用來(lái)采集、存儲(chǔ)、查詢、變換和顯示空間數(shù)據(jù)的工具的集合.這種定義強(qiáng)調(diào)GIS提供的用于處理地理數(shù)據(jù)的工具.(4)基于數(shù)據(jù)庫(kù)的定義.GIS是這樣一類數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，它的數(shù)據(jù)有空間次序，并且提供一個(gè)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的操作集合，用來(lái)回答對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中空間實(shí)體的查詢. 　　 　　我們認(rèn)為，雖然GIS是一門多學(xué)科綜合的邊緣學(xué)科，但其核心是計(jì)算機(jī)科學(xué)，基本技術(shù)是數(shù)據(jù)庫(kù)、地圖可視化及空間分析(見圖1)；因此，可以這樣定義：GIS是處理地理數(shù)據(jù)的輸入、輸出、管理、查詢、分析和輔助決策的計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 　 　　雖然GIS使用了地圖、可視化、數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)，但與CAD系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)地圖系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等均有很大的區(qū)別. 　　CAD系統(tǒng)提供交互式的圖形處理功能，以輔助象建筑、VLSI等人造對(duì)象的設(shè)計(jì)，其主要特點(diǎn)是設(shè)計(jì)者與計(jì)算機(jī)模型的交互.目前許多CAD開始支持對(duì)象的非圖形性質(zhì)，而GIS處理的數(shù)據(jù)大多來(lái)自現(xiàn)實(shí)世界，較之CAD的人造對(duì)象更為復(fù)雜，數(shù)據(jù)量更大.另外，CAD中的拓?fù)潢P(guān)系較為簡(jiǎn)單.更重要的是，GIS強(qiáng)調(diào)對(duì)空間數(shù)據(jù)的分析，CAD這方面的功能要弱得多. 　　 　　計(jì)算機(jī)地圖系統(tǒng)側(cè)重于數(shù)據(jù)查詢、分類及自動(dòng)符號(hào)化，具有輔助設(shè)計(jì)地圖和產(chǎn)生高質(zhì)量矢量形式的輸出機(jī)制.它強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)顯示而不是數(shù)據(jù)分析，地理數(shù)據(jù)往往缺少拓?fù)潢P(guān)系；另外，它與數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)系通常是一些簡(jiǎn)單的查詢. 　　 　　數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是各種類型信息系統(tǒng)的核心.通用數(shù)據(jù)庫(kù)側(cè)重非圖形數(shù)據(jù)的優(yōu)化存儲(chǔ)與查詢，其圖形查詢與顯示功能極為有限，其數(shù)據(jù)分析功能也很有限.然而，數(shù)據(jù)庫(kù)的一些基本技術(shù)，如數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)檢索等，都在GIS中廣泛采用，成為GIS的核心技術(shù). 　　 　　由此可見，GIS已經(jīng)形成了一個(gè)獨(dú)立的、具有鮮明特色的研究領(lǐng)域.GIS的研究?jī)?nèi)容很廣泛，下面我們從輸入、存儲(chǔ)、操作和分析、輸出4個(gè)方面來(lái)討論GIS的研究?jī)?nèi)容. 1.2　GIS的研究?jī)?nèi)容 　　 　　(1)輸入.地理數(shù)據(jù)如何有效地輸入到GIS中是一項(xiàng)瑣碎、費(fèi)時(shí)、代價(jià)昂貴的任務(wù)，大多數(shù)的地理數(shù)據(jù)是從低質(zhì)地圖輸入GIS.常用的方法是數(shù)字化和掃描.數(shù)字化的主要問(wèn)題是低效率和高代價(jià)；掃描輸入則面臨另一個(gè)問(wèn)題，掃描得到的柵格數(shù)據(jù)如何變換成GIS數(shù)據(jù)庫(kù)通常要求的點(diǎn)、線、面、拓?fù)潢P(guān)系屬性等形式.就這一領(lǐng)域目前的研究進(jìn)展而言，全自動(dòng)的智能地圖識(shí)別短期內(nèi)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的可能；因而，交互式的地圖識(shí)別是矢量化方法的一種較為現(xiàn)實(shí)的途徑.市場(chǎng)上已有多種交互式矢量化軟件出售. 　　 　　目前GIS的輸入正在越來(lái)越多地借助非地圖形式，遙感就是其中的一種形式.遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)成為GIS的重要數(shù)據(jù)來(lái)源.與地圖數(shù)據(jù)不同的是，遙感數(shù)據(jù)輸入到GIS較為容易，但如果通過(guò)對(duì)遙感圖象的解釋來(lái)采集和編譯地理信息則是一件較為困難的事情；因此，GIS中開始大量融入圖象處理技術(shù)，許多成熟的GIS產(chǎn)品，如MAPGIS中都具有功能齊全的圖象處理子系統(tǒng). 　　 　　地理數(shù)據(jù)采集的另一項(xiàng)主要進(jìn)展是GPS技術(shù).GPS可以準(zhǔn)確、快速地定位在地球表面的任何地點(diǎn)，因而，除了作為原始地理信息的來(lái)源外，GPS在飛行器跟蹤、緊急事件處理、環(huán)境和資源監(jiān)測(cè)、管理等方面有著很大的潛力. 　　 　　(2)存儲(chǔ).GIS中的數(shù)據(jù)分為柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)兩大類，如何在計(jì)算機(jī)中有效存儲(chǔ)和管理這兩類數(shù)據(jù)是GIS的基本問(wèn)題.在計(jì)算機(jī)高速發(fā)展的今天，盡管微機(jī)的硬盤容量已達(dá)到GB級(jí)，但計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器對(duì)靈活、高效地處理地圖這類對(duì)象仍是不夠的.GIS的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卻有其獨(dú)特之處.大多數(shù)的GIS系統(tǒng)中采用了分層技術(shù)，即根據(jù)地圖的某些特征，把它分成若干層，整張地圖是所有層疊加的結(jié)果.在與用戶的交換過(guò)程中只處理涉及到的層，而不是整幅地圖，因而能夠?qū)τ脩舻囊�求作出快速反�?yīng). 　　 　　地理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是GIS中最低層和最基本的技術(shù)，它直接影響到其他高層功能的實(shí)現(xiàn)效率，從而影響整個(gè)GIS的性能.基于微機(jī)平臺(tái)的MAPGIS能夠快速、高效地處理多達(dá)上萬(wàn)幅的海量地圖庫(kù)，這不僅在國(guó)產(chǎn)GIS軟件中處于領(lǐng)先地位，即使與國(guó)外同類產(chǎn)品相比仍是其中佼佼者，這與MAPGIS較好地解決了地理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)問(wèn)題密切相關(guān). 　　 (3)地理數(shù)據(jù)的操作和分析.GIS中對(duì)數(shù)據(jù)的操作提供了對(duì)地理數(shù)據(jù)有效管理的手段.對(duì)圖形數(shù)據(jù)(點(diǎn)、線、面)和屬性數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改等基本操作大多可借鑒CAD和通用數(shù)據(jù)庫(kù)中的成熟技術(shù)；有所不同的是GIS中圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)緊密結(jié)合在一起，形成對(duì)地物的描述，對(duì)其中一類數(shù)據(jù)的操作勢(shì)必影響到與之相關(guān)的另一類數(shù)據(jù)，因而操作帶來(lái)的數(shù)據(jù)一致性和操作效率問(wèn)題是GIS數(shù)據(jù)操作的主要問(wèn)題. 　　 　　地理數(shù)據(jù)的分析功能，即空間分析，是GIS得以廣泛應(yīng)用的重要原因之一.通過(guò)GIS提供的空間分析功能，用戶可以從已知的地理數(shù)據(jù)中得出隱含的重要結(jié)論，這對(duì)于許多應(yīng)用領(lǐng)域是至關(guān)重要的. 　　 　　GIS的空間分析分為兩大類：矢量數(shù)據(jù)空間分析和柵格數(shù)據(jù)空間分析.矢量數(shù)據(jù)空間分析通常包括：空間數(shù)據(jù)查詢和屬性分析，多邊形的重新分類、邊界消除與合并，點(diǎn)線、點(diǎn)與多邊形、線與多邊形、多邊形與多邊形的疊加，緩沖區(qū)分析，網(wǎng)絡(luò)分析，面運(yùn)算，目標(biāo)集統(tǒng)計(jì)分析.柵格數(shù)據(jù)空間分析功能通常包括：記錄分析、疊加分析、濾波分析、擴(kuò)展領(lǐng)域操作、區(qū)域操作、統(tǒng)計(jì)分析. 　　 　　(4)輸出.將用戶查詢的結(jié)果或是數(shù)據(jù)分析的結(jié)果以合適的形式輸出是GIS問(wèn)

題求解過(guò)程的最后一道工序.輸出形式通常有兩種：在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示或通過(guò)繪圖儀輸出.對(duì)于一些對(duì)輸出精度要求較高的應(yīng)用領(lǐng)域，高質(zhì)量的輸出功能對(duì)GIS是必不可少的.這方面的技術(shù)主要包括：數(shù)據(jù)校正、編輯、圖形整飾、誤差消除、坐標(biāo)變換、出版印刷等. 2　地理信息系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)態(tài) 　　 　　 　　近年來(lái)地理信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展迅速，其主要的原動(dòng)力來(lái)自日益廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Φ乩硇畔⑾到y(tǒng)不斷提高的要求.另一方面，計(jì)算機(jī)科學(xué)的飛速發(fā)展為地理信息系統(tǒng)提供了先進(jìn)的工具和手段，許多計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的新技術(shù)，如面向?qū)ο蠹夹g(shù)、三維技術(shù)、圖象處理和人工智能技術(shù)都可直接應(yīng)用到地理信息系統(tǒng)中［3］.下面我們對(duì)當(dāng)前地理信息系統(tǒng)研究中的幾個(gè)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域作一介紹. 2.1　GIS中面向?qū)ο?object oriented)技術(shù)研究 　　 　　面向?qū)ο蠓椒�為人們�(cè)谟?jì)算機(jī)上直接描述物理世界提供了一條適合于人類思維模式的方法，面向?qū)ο蟮募夹g(shù)在GIS中的應(yīng)用，即面向?qū)ο蟮腉IS，已成為GIS的發(fā)展方向.這是因?yàn)榭臻g信息較之傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)處理的一維信息更為復(fù)雜、瑣碎，面向?qū)ο蟮姆椒�為描述�?fù)雜的空間信息提供了一條直觀、結(jié)構(gòu)清晰、組織有序的方法，因而倍受重視［4］.圖2展示了面向?qū)ο蟮腉IS的一般結(jié)構(gòu). 　　 　　面向?qū)ο蟮腉IS較之傳統(tǒng)GIS有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)所有的地物以對(duì)象形式封裝，而不是以復(fù)雜的關(guān)系形式存儲(chǔ)，使系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)良好、清晰；(2)以對(duì)象為基礎(chǔ)，消除了分層的概念；(3)面向?qū)ο蟮姆诸惤Y(jié)構(gòu)和組裝結(jié)構(gòu)使GIS可以直接定義和處理復(fù)雜的 地物類型；(4)根據(jù)面向?qū)ο髄ate_binding(后編譯）的思想，用戶可以在現(xiàn)有抽象數(shù)據(jù)類型和空間操作箱上定義自己所需的數(shù)據(jù)類型和空間操作方法，增強(qiáng)系統(tǒng)的開發(fā)性和可擴(kuò)充性；(5)基于icon的面向?qū)ο蟮挠脩艚缑妫�便于用戶操作和使�? 　 　 　　Smallworld GIS是目前面向?qū)ο驡IS中最為典型的代表.一些傳統(tǒng)的GIS也開始部分采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，如ARC/INFO 7.0,Intergraph的TIGRIS,SYSTEM 9,FACET系統(tǒng)等. 　　 　　面向?qū)ο蟮腉IS也存在一些尚待進(jìn)一步研究的問(wèn)題：(1)大對(duì)象的操作仍受硬件條件的限制；(2)對(duì)象的獨(dú)立性與顆粒度問(wèn)題；(3)矢量和柵格數(shù)據(jù)統(tǒng)一的、支持動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和復(fù)合對(duì)象表示的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問(wèn)題. 2.2　時(shí)空系統(tǒng)(spatio_temporal system) 　　 　　傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)只考慮地物的空間特性，忽略了其時(shí)間特性.在許多應(yīng)用領(lǐng)域中，如環(huán)境監(jiān)測(cè)、地震救援、天氣預(yù)報(bào)等，空間對(duì)象是隨時(shí)間變化的，而這種動(dòng)態(tài)變化的規(guī)律在求解過(guò)程中起著十分重要的作用.過(guò)去GIS忽略時(shí)態(tài)主要是受器件的限制，也有技術(shù)方面的原因.近年來(lái)，對(duì)GIS中時(shí)態(tài)特性的研究變得十分活躍，即所謂“時(shí)空系統(tǒng)”［5］. 　　 　　地物除了具有三維空間中的空間性質(zhì)外，如何刻畫時(shí)間維的變化也十分重要.通常把GIS的時(shí)間維分成處理時(shí)間維(transaction time dimension)和有效時(shí)間維(valid time dimension).處理時(shí)間又稱數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)間或系統(tǒng)時(shí)間，它指在GIS中處理發(fā)生的時(shí)間.有效時(shí)間亦稱事件時(shí)間或?qū)嶋H時(shí)間，它指在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域事件出現(xiàn)的時(shí)間. 　　 　　根據(jù)處理時(shí)間和有效時(shí)間的劃分，可以把時(shí)空系統(tǒng)分為4類：靜態(tài)時(shí)空系統(tǒng)(static ST system)、歷史時(shí)態(tài)系統(tǒng)(historical ST system)、回溯時(shí)態(tài)系統(tǒng)(rollback ST system)和雙時(shí)態(tài)系統(tǒng)(bitemporal ST system). 　　(1)靜態(tài)時(shí)空系統(tǒng).它既不支持處理時(shí)間，也不支持有效時(shí)間，系統(tǒng)只保留應(yīng)用領(lǐng)域的一種狀態(tài)，比如當(dāng)前狀態(tài).(2)歷史時(shí)態(tài)系統(tǒng).它只支持有效時(shí)間，這種系統(tǒng)適用于事件實(shí)際發(fā)生的歷史對(duì)問(wèn)題求解十分重要的應(yīng)用領(lǐng)域.(3)回溯時(shí)態(tài)系統(tǒng).它只支持處理時(shí)間，這種系統(tǒng)適用于信息系統(tǒng)的歷史對(duì)問(wèn)題求解十分重要的應(yīng)用領(lǐng)域.(4)雙時(shí)態(tài)系統(tǒng).它同時(shí)支持處理時(shí)間和有效時(shí)間.處理時(shí)間記錄了信息系統(tǒng)的歷史，有效時(shí)間記錄了事件發(fā)生的歷史. 　 　　時(shí)空系統(tǒng)主要研究時(shí)空模型，時(shí)空數(shù)據(jù)的表示、存儲(chǔ)、操作、查詢和時(shí)空分析.目前比較流行的作法是在現(xiàn)有數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上擴(kuò)充，如在關(guān)系模型的元組中加入時(shí)間，在對(duì)象模型中引入時(shí)間屬性.在這種擴(kuò)充的基礎(chǔ)上如何解決從表示到分析的一系列問(wèn)題仍有待進(jìn)一步研究. 2.3　地理信息建模系統(tǒng)(geographic information modelling system，簡(jiǎn)稱GIMS) 　　 　　通用GIS的空間分析功能對(duì)于大多數(shù)的應(yīng)用問(wèn)題是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)檫@些領(lǐng)域都有自己獨(dú)特的專用模型，目前通用的GIS大多通過(guò)提供進(jìn)行二次開發(fā)的工具和環(huán)境來(lái)解決這一問(wèn)題.如ARC/INFO提供的進(jìn)行二次開發(fā)的宏語(yǔ)言AML.二次開發(fā)工具的一個(gè)主要問(wèn)題是它對(duì)于普通用戶而言過(guò)于困難.而GIS成功應(yīng)用于專門領(lǐng)域的關(guān)鍵在于支持建立該領(lǐng)域特有的空間分析模型.GIS應(yīng)當(dāng)支持面向用戶的空間分析模型的定義、生成和檢驗(yàn)的環(huán)境，支持與用戶交互式的基于GIS的分析、建模和決策.這種GIS系統(tǒng)又稱為地理信息建模系統(tǒng).GIMS是目前GIS研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一. 　　 　　目前實(shí)現(xiàn)通用GIS空間分析功能與各種領(lǐng)域?qū)Ｓ媚Ｐ偷慕Y(jié)合主要有兩種途徑.(1)松散耦合式.即除GIS外，借助其他軟件環(huán)境實(shí)現(xiàn)專用模型，其與GIS之間采用數(shù)據(jù)通訊的方式聯(lián)系.(2)嵌入式.即在GIS中借助GIS的通用功能來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用領(lǐng)域的專用分析模型.上述兩種方式總體上對(duì)用戶定義自己的專用模型的支持程度都是不夠的.目前的GIS離支持實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集定義、模型定義、模型生成和模型檢驗(yàn)的全過(guò)程仍有相當(dāng)大的距離. 　　 　　GIMS的研究有幾個(gè)值得注意的動(dòng)向.(1)面向?qū)ο笤贕IS中的應(yīng)用.面向?qū)ο蠹夹g(shù)用對(duì)象(實(shí)體屬性和操作的封裝)、對(duì)象類結(jié)構(gòu)(分類和組裝結(jié)構(gòu))、對(duì)象間的通訊來(lái)描述客觀世界，為描述復(fù)雜的三維空間提供了一條結(jié)構(gòu)化的途徑.這種技術(shù)本身就為模型的定義和表示提供了有效的手段，因而在面向?qū)ο驡IS基礎(chǔ)上研究面向?qū)ο蟮哪Ｐ投�義、生成和檢驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)比在傳統(tǒng)GIS上用傳統(tǒng)方法要容易得多.(2)基于icon的用戶建模界面.建模過(guò)程中的對(duì)象和空間分析操作均以icon形式展示給用戶，用戶亦可自定義icon.用戶在對(duì)icon的定義、選擇和操作中完成模型的定義和檢驗(yàn).這種方法較之AML這類宏語(yǔ)言要方便和直觀得多.(3)GIS與其他的模型和知識(shí)庫(kù)的結(jié)合.這是許多應(yīng)用領(lǐng)域面臨的一個(gè)非常實(shí)際的問(wèn)題，即存在GIS之外的模型和知識(shí)庫(kù)如何與GIS耦合成一個(gè)有機(jī)整體. 2.4　三維GIS的研究 　　 　　三維GIS是許多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)�GIS的基本要求.目前的GIS大多提供了一些較為簡(jiǎn)單的三維顯示和操作功能，但這與真三維表示和分析還有很大差距.真正的三維GIS必須支持真三維的矢量和柵格數(shù)據(jù)模型及以此為基礎(chǔ)的三維空間數(shù)據(jù)庫(kù)，解決了三維空間操作和分析問(wèn)題.主要研究的方向包括：(1)三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究，主要包括數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)狀態(tài)的表示和數(shù)據(jù)的可視化；(2)三維數(shù)據(jù)的生成和管理；(3)地理數(shù)據(jù)的三維顯示，主要包括三維數(shù)據(jù)的操作，表面處理，柵格圖象、全息圖象顯示，層次處理等. 3　結(jié)

語(yǔ) 　　 　　 　　地理信息系統(tǒng)近年發(fā)展迅速，其內(nèi)涵和外延正在不斷變化.最初的地理信息系統(tǒng)都是一些具體的應(yīng)用系統(tǒng)，充其量只能稱之為一門技術(shù).現(xiàn)在已發(fā)展成一個(gè)獨(dú)立的、充滿活力的新興學(xué)科，這已經(jīng)為大家所公認(rèn). 地球信息科學(xué)從理論上講是解決地球信息問(wèn)題，它的范圍包括從衛(wèi)星航空遙感或全球定位系統(tǒng)(GPS)接受信息，變換和校正后進(jìn)入空間數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)庫(kù)中的地理信息可以方便地檢索、查詢，在此數(shù)據(jù)庫(kù)和相關(guān)知識(shí)庫(kù)的基礎(chǔ)上能夠定義和生成各種領(lǐng)域?qū)Ｓ媚Ｐ停�如城市�?guī)劃模型、災(zāi)害評(píng)價(jià)模型等；運(yùn)用這些模型對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，并把分析結(jié)果或是決策咨詢建議以直觀、清晰的形式輸出.這一范圍包括了計(jì)算機(jī)科學(xué)、地圖學(xué)、航測(cè)、遙感等多種學(xué)科的交叉. 　　 　　總之，由于地理信息在人類生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用，地理信息系統(tǒng)在未來(lái)的幾十年中將保持高速發(fā)展的勢(shì)頭，成為高科技領(lǐng)域的核心技術(shù). 參考文獻(xiàn) 1　Coppock J T, Rhind D W. The history of GIS, geographic information system. London: Longman Inc, 1991. 21～39 2　Maguire D J. An overview and definition of GIS, geographic information system. London: Longman Inc, 1991. 9～19 3　Egenhofer M J, Herring J R. Advances in spatial databases. In: Proceedings of 4th Int Symposium on SSD'95. ［s.l.］: Springer Inc, 1995. 4　張家慶，張軍.九十年代GIS軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思考.測(cè)繪學(xué)報(bào)，1994, 23(2): 127～134 5　Wachowicz M, Healey R C. Toward temporality in GIS, innovation in GIS. London: Taylor & Francis Ltd, 1994.105～115

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