gis的現(xiàn)狀與發(fā)展(編輯修改稿)
2025-08-31 22:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 三維世界中實(shí)際問題的效率。在21世紀(jì)，現(xiàn)有行業(yè)的涉及面會(huì)不斷加大，同時(shí)，許多新興的行業(yè)會(huì)不斷涌現(xiàn)出來，人們的這種需求將會(huì)更加迫切。因此，3D GIS在未來將會(huì)有很大的用武之地。但是，目前的3D GIS無論是在自身的發(fā)展，還是在實(shí)際的應(yīng)用中，都存在著很大的缺陷。主要問題表現(xiàn)在：（1）三維GIS數(shù)據(jù)模型研究目前還處在理論探討和實(shí)驗(yàn)階段，所提出的各種三維數(shù)據(jù)模型無論在實(shí)體描述能力上，還是在應(yīng)用廣度上，都存在一定的局限性；（2）高效的三維空間和屬性數(shù)據(jù)的一體化管理；（3）3D GIS的靈魂———三維數(shù)據(jù)的空間分析功能還處在一個(gè)十分初級(jí)的階段。這里的4D GIS是指3D GIS中再加入時(shí)間維。從近幾個(gè)世紀(jì)的歷史來看，人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響主要是負(fù)面的。世界人口的急劇增加，以及人類不合理的發(fā)展方式，造成了資源的大量浪費(fèi)和生態(tài)環(huán)境的不斷惡化。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類活動(dòng)所引起的全球變化和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。在人們進(jìn)行全球變化、可持續(xù)發(fā)展的研究過程中，時(shí)間是十分重要的一個(gè)因素。因?yàn)?，生態(tài)環(huán)境惡化的影響因素以及生態(tài)環(huán)境演化規(guī)律的尋找，離不開對(duì)地理信息在時(shí)間序列下變化狀況的分析。對(duì)時(shí)間序列的需求將意味著在本來還不成熟的3D GIS數(shù)據(jù)模型中加入一個(gè)時(shí)間維，要最終實(shí)現(xiàn)對(duì)三維實(shí)體本身、三維實(shí)體間的關(guān)系，以及三維實(shí)體隨時(shí)間維變化情況的準(zhǔn)確、有效的描述和表達(dá)，GIS工作者還要在這方面做很多的工作。（五）GIS數(shù)據(jù)共享———不變的目標(biāo)在很長一段時(shí)間內(nèi)，各種GIS軟件的發(fā)展處在一種相互獨(dú)立的狀態(tài)中，因而也就形成了眾多GIS軟件都各自為政的局面：每種GIS軟件將空間數(shù)據(jù)存放在自己特有的空間數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)文件）中，而且它們的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都各不相同，進(jìn)而造成了GIS數(shù)據(jù)很難共享的這樣一個(gè)局面。目前，數(shù)據(jù)重復(fù)生產(chǎn)現(xiàn)象嚴(yán)重，數(shù)據(jù)資源的浪費(fèi)極大。這不但成為GIS發(fā)展的瓶頸，而且無法滿足信息時(shí)代的需要。為解決這一問題，GIS工作者做了許多工作。目前，人們?cè)噲D通過以下辦法來解決問題：最常用的一種方案是利用通用的中間數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，常見的中間格式有AutoDesk的DXF和DWG格式；Arc / Info的Coverage、Shape Fiies和E00格式；MapInfo的MIF格式等等。這種辦法雖然可以從某種程度上解決一些問題，但是容易造成轉(zhuǎn)換過程中的信息丟失，而且違背了數(shù)據(jù)的分布和獨(dú)立性原則；1996年，美國的OpenGIS聯(lián)盟（OpenGIS Consortium，OGC）討論研究和建立了一種開放性的地理數(shù)據(jù)相互操作規(guī)程（OGISOpen Geodata Interoperabiiity Specification）。OGIS的實(shí)質(zhì)是一套獨(dú)立于具體平臺(tái)、操作系統(tǒng)和開發(fā)語言的公共空間數(shù)據(jù)操作函數(shù)，各公司的GIS軟件只要提供一個(gè)與這一函數(shù)集一致的驅(qū)動(dòng)程序，就可以直接操縱其他類別的GIS數(shù)據(jù)。但這種方式的本質(zhì)還是各家GIS仍然用各自的格式。另外，由于OGIS函數(shù)集必須顧及各種GIS，所以，空間數(shù)據(jù)互操作函數(shù)提供的信息和規(guī)模是最小的，仍然存在著信息丟失的問題；數(shù)據(jù)直接訪問方式，即一個(gè)GIS軟件提供直接訪問其他格式GIS數(shù)據(jù)的功能，與前面的方式相比，它是同一本質(zhì)上的另外一種表現(xiàn)形式，并沒有從根本上解決問題；美國國家空間數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)（NDSI）制定了空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化標(biāo)準(zhǔn)（Spatiai Data Transformation Standard，SDTS），它包括投影、拓?fù)潢P(guān)系、幾何坐標(biāo)、屬性數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)字典，以及矢量和柵格數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)。目前ERSI和Intergraph公司在其GIS中加入了SDTS的轉(zhuǎn)換模塊。筆者認(rèn)為，SDTS的目標(biāo)不應(yīng)該僅僅停留在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的角度之上，應(yīng)該把精力集中到如何制定一個(gè)全球統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式上來。不能夠奢望立即將這個(gè)統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式運(yùn)用到所有的GIS平臺(tái)上，但可以首先將這一格式作為轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)，使之成為GIS數(shù)據(jù)交換的主流，逐漸地，越來越多的GIS公司就會(huì)將這一格式直接作為其核心數(shù)據(jù)格式。進(jìn)而逐漸實(shí)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)格式的全球統(tǒng)一。是否能夠達(dá)到這一目標(biāo)，主要還取決于SDTS是否能夠盡量概括空間對(duì)象的描述方法，是否能為不同領(lǐng)域和不同應(yīng)用層次提供有效的、方便的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，還應(yīng)注意另外兩點(diǎn)：統(tǒng)一空間數(shù)據(jù)的編碼標(biāo)準(zhǔn)的制定。它是實(shí)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一的重要前提。應(yīng)該制定和完善地理信息產(chǎn)業(yè)政策和法規(guī)，以改變各部門之間數(shù)據(jù)共享代價(jià)過高的問題。對(duì)于GIS數(shù)據(jù)真正意義上的共享，GIS工作者和相關(guān)組織任重而道遠(yuǎn)。（六）CyberGIS———魅力無窮的下一代 GISCyberGIS是筆者的一種提法， 這里的Cyber代表Cyberspace。Cyberspace一詞的創(chuàng)造者是一位美國科幻小說家Wiiiiam Gibson，他在1984年出版的科幻小說《Neuromancer》中描寫了一種存在于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和人之間的一個(gè)虛幻的空間。美國科幻電影《Matrix》（網(wǎng)絡(luò)黑客）的一些想法也出自Wiiiiam Gibson，電影中描寫的是一個(gè)虛中帶實(shí)、實(shí)中又含虛的世界—Cyberspace。Cyberspace是一個(gè)不同于人類生存空間的另外一種計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)空間，它是一個(gè)跨越全世界的各類信息數(shù)據(jù)的巨大聚合體（aggiomeration）。在這里，時(shí)間和空間不再遵循現(xiàn)實(shí)世界中的規(guī)律，人們只要通過一臺(tái)與Internet相連接的計(jì)算機(jī)，就可以在此空間中自由地行走、翱翔，甚至在時(shí)間和空間中穿梭；可以同世界另一端的人們進(jìn)行面對(duì)面的接觸和交談；人們可以根據(jù)自己的想象來構(gòu)建一些在現(xiàn)實(shí)世界中不可思議的物品或事件。在這里將Cyberspace稱為“虛擬空間”。CyberGIS是Cyberspace與GIS相結(jié)合的產(chǎn)物。結(jié)合方式是指將Cyberspace的概念引入到GIS 技術(shù)中，Cyberspace成為GIS中的多維空間和屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存在空間。應(yīng)從以下幾個(gè)方面來理解：CyberGIS中的Cyberspace與Cyberspace本來含義有所不同：在Cy
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