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【摘要】地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是以计算机科学、测量学、地图学、地理学等多门学科为基础的技术系统，可对空间数据进行采集、存储、管理、分析和表达，形成区域性、多维性和时序性的综合信息。地理信息系统自上世纪60年代被提出以来取得了快速的发展和广泛的应用，本文对地理信息系统(GIS)及其应用做了基本介绍，并分析了地理信息系统的发展趋势。
【关键词】地理信息系统 应用现状 发展展望
一、地理信息系统(GIS)概述
（一）地理信息系统的发展历程
地理信息系统是于上个世纪60年代中期由加拿大人Roger.TomIinson提出的，并建立了第一个GIS——加拿大地理信息系统（CGIS），GIS由此诞生。70年代，计算机技术快速发展，为GIS的推广和应用提供了基础条件，美、英、德等国家开始研制实用型的GIS系统。80年代，GIS技术已逐渐成熟，应用领域逐渐扩大，开始在世界范围内推广。90年代以来，各行各业都开始使用GIS技术，越来越多的GIS软件被开发出来，到今天地理信息系统历经了五十年的发展历程，在各国都取得了长足的发展，其服务被广泛应用于各个领域。
（二）地理信息系统的研究内容
地理信息系统的研究内容包括数据的获取，数据的存储与管理，数据的处理与分析，数据的显示与输出。
1.数据的获取：数据获取包括数据的采集与输入，将外部原始数据通过加工转换为计算机能够识别的内部数据，并存储于系统数据库中。地理信息系统的数据来源包括地图数据，遥感影像数据，地面测量数据，数字数据，文字报告等。其中以图形方式存在的数据称为空间数据，通过键盘、手扶跟踪数字化仪、扫描仪等输入；以对空间实体特征进行具体描述的数据称为属性数据，通过键盘输入。随着科学技术的发展，地理信息系统和遥感技术、全球定位系统相互联合，数据获取的方式更加先进、更加丰富。
2.数据的存储与管理：地理信息系统的数据是非常庞大的，正确建立记录的逻辑顺序关系到数据能否在最优环境下访问。现在存储方式是以光盘存储为主，最常用的存储技术是GIS分层技术，即根据地图的某些特征分成若干层，然后把这些层叠加起来形成一个完整的地图，用户在使用时只需要涉及到其中的某一个层面，系统就能够对用户的要求做出迅速正确的反应；数据管理包括图形库管理和属性库管理，图形数据可分为点数据、线数据、面数据和混合性数据四种类型，地图数据之间含有拓扑关系，这种关系是地理实体之间关系的反映。
3.数据的处理与分析：数据处理主要是对输入数据的检查与错误纠正，对数据进行整饰处理，使其满足地理信息系统的各种应用要求，如对矢量数据的压缩与光滑处理、拓扑关系的建立、矢量栅量数据的相互转化等。数据分析主要包括拓扑分析、属性分析、拓扑与属性的联合分析三个方面，主要表现在数据检索及表格分析、迭加分析、缓冲分析及网络分析上。
4.数据的显示与输出：经过GIS 处理分析的信息以用户能够识别的形式灵活地显示出来。可以采用的输出设备有计算机显示器、打印机、绘图仪、照排机等。
二、地理信息系统(GIS)的应用现状
地理信息系统的应用可归纳为两个方面：一是利用系统来处理用户的数据，二是在GIS的基础上，利用它的开发函数库二次开发出用户的专用地理信息系统软件。目前地理信息系统已应用于资源管理、国民经济、工商和个人位置服务等领域，涉及到测绘、国土、水利、农业、林业、矿产、公安、交通、旅游、军事、制造业、零售企业等各个行业。下面简单介绍地理信息系统在农业和军事方面的应用：
农业应用地理信息系统能够为农业的布局、生产、收获、管理等提供服务，为“三农”事业的发展保驾护航。GIS系统能够实现农业资源自动化管理，使农业资源的管理更加科学、查询更加方便；与遥感系统结合制定农业区划和综合评价图；开展农业土地适宜性评价和生态环境研究；进行农业灾害预测与控制；进行农作物估产与监测。农业与自然环境关系密切，GIS系统在农业方面的应用可促进农业发展。
军事应用 地理信息系统能够建立实时的、动态的地形地貌，GIS系统应用能在一定程度上反映该国家军事实力水平。GIS系统在军事上的利用反映在以下几个方面：地形图、DEM、DTM的建立，航海、航空管理，地形分析，任务规划(战略层次)，战争管理(战术层次)，边界控制，情报探析等。GIS系统为作战部队和各种武器装备的数字化提供必需的战场作战背景环境和空间定位基础，是军事战略必不可少的技术支持。
三、地理信息系统(GIS)的发展展望
地理信息系统应用范围的扩展也为其提出了更高的要求，首先地理信息系统需要由二维或三维处理向多维处理转变。四维GIS是在原有的空间三维的基础上加入时间变量而构成的GIS。矿山、地质以及气象、环境、地球物理、水文等众多的应用领域的特征会随着时间的变化而变化，一般情况下这种变化会非常微小，但是在特定情况下，例如地震、水灾等，则会发生巨大的变化。时间维度的增加可通过计算机技术、数据库技术以及相关电子技术的发展而得到解决。其次是地理信息系统的网络化与智能化发展趋势。网络已成为人们生活、工作、学习等的主要途径，实现GIS在WEB上的使用是必然趋势。目前GIS的应用主要是在空间的叠加分析以及数据库方面，但缺乏知识处理和推理，创设智能GIS是必然发展趋势。智能GIS系统是通过与专家系统、神经网络、遗传算法等相结合而实现的，智能化发展将更好的服务于社会和人类。集成化也是地理信息系统未来的发展趋势，实现有效的地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)的集成；实现应用模型的支持能力；实现GIS与OA的有机集成；实现GIS与MIS、特别是ERP的有机集成；实现GIS与DCS的有机集成；实现有实时能力的嵌入式GIS与各类设备的集成。
地理信息系统是一门综合性很强的学科，越来越广泛的应用于各个行业，发挥着越来越重要的作用，促进了社会的进步和发展，在未来的发展进程当中，地理信息系统将会对国民经济的发展起到极其重要的作用。
【关键词】地理信息系统 应用现状 发展展望
一、地理信息系统(GIS)概述
（一）地理信息系统的发展历程
地理信息系统是于上个世纪60年代中期由加拿大人Roger.TomIinson提出的，并建立了第一个GIS——加拿大地理信息系统（CGIS），GIS由此诞生。70年代，计算机技术快速发展，为GIS的推广和应用提供了基础条件，美、英、德等国家开始研制实用型的GIS系统。80年代，GIS技术已逐渐成熟，应用领域逐渐扩大，开始在世界范围内推广。90年代以来，各行各业都开始使用GIS技术，越来越多的GIS软件被开发出来，到今天地理信息系统历经了五十年的发展历程，在各国都取得了长足的发展，其服务被广泛应用于各个领域。
（二）地理信息系统的研究内容
地理信息系统的研究内容包括数据的获取，数据的存储与管理，数据的处理与分析，数据的显示与输出。
1.数据的获取：数据获取包括数据的采集与输入，将外部原始数据通过加工转换为计算机能够识别的内部数据，并存储于系统数据库中。地理信息系统的数据来源包括地图数据，遥感影像数据，地面测量数据，数字数据，文字报告等。其中以图形方式存在的数据称为空间数据，通过键盘、手扶跟踪数字化仪、扫描仪等输入；以对空间实体特征进行具体描述的数据称为属性数据，通过键盘输入。随着科学技术的发展，地理信息系统和遥感技术、全球定位系统相互联合，数据获取的方式更加先进、更加丰富。
2.数据的存储与管理：地理信息系统的数据是非常庞大的，正确建立记录的逻辑顺序关系到数据能否在最优环境下访问。现在存储方式是以光盘存储为主，最常用的存储技术是GIS分层技术，即根据地图的某些特征分成若干层，然后把这些层叠加起来形成一个完整的地图，用户在使用时只需要涉及到其中的某一个层面，系统就能够对用户的要求做出迅速正确的反应；数据管理包括图形库管理和属性库管理，图形数据可分为点数据、线数据、面数据和混合性数据四种类型，地图数据之间含有拓扑关系，这种关系是地理实体之间关系的反映。
3.数据的处理与分析：数据处理主要是对输入数据的检查与错误纠正，对数据进行整饰处理，使其满足地理信息系统的各种应用要求，如对矢量数据的压缩与光滑处理、拓扑关系的建立、矢量栅量数据的相互转化等。数据分析主要包括拓扑分析、属性分析、拓扑与属性的联合分析三个方面，主要表现在数据检索及表格分析、迭加分析、缓冲分析及网络分析上。
4.数据的显示与输出：经过GIS 处理分析的信息以用户能够识别的形式灵活地显示出来。可以采用的输出设备有计算机显示器、打印机、绘图仪、照排机等。
二、地理信息系统(GIS)的应用现状
地理信息系统的应用可归纳为两个方面：一是利用系统来处理用户的数据，二是在GIS的基础上，利用它的开发函数库二次开发出用户的专用地理信息系统软件。目前地理信息系统已应用于资源管理、国民经济、工商和个人位置服务等领域，涉及到测绘、国土、水利、农业、林业、矿产、公安、交通、旅游、军事、制造业、零售企业等各个行业。下面简单介绍地理信息系统在农业和军事方面的应用：
农业应用地理信息系统能够为农业的布局、生产、收获、管理等提供服务，为“三农”事业的发展保驾护航。GIS系统能够实现农业资源自动化管理，使农业资源的管理更加科学、查询更加方便；与遥感系统结合制定农业区划和综合评价图；开展农业土地适宜性评价和生态环境研究；进行农业灾害预测与控制；进行农作物估产与监测。农业与自然环境关系密切，GIS系统在农业方面的应用可促进农业发展。
军事应用 地理信息系统能够建立实时的、动态的地形地貌，GIS系统应用能在一定程度上反映该国家军事实力水平。GIS系统在军事上的利用反映在以下几个方面：地形图、DEM、DTM的建立，航海、航空管理，地形分析，任务规划(战略层次)，战争管理(战术层次)，边界控制，情报探析等。GIS系统为作战部队和各种武器装备的数字化提供必需的战场作战背景环境和空间定位基础，是军事战略必不可少的技术支持。
三、地理信息系统(GIS)的发展展望
地理信息系统应用范围的扩展也为其提出了更高的要求，首先地理信息系统需要由二维或三维处理向多维处理转变。四维GIS是在原有的空间三维的基础上加入时间变量而构成的GIS。矿山、地质以及气象、环境、地球物理、水文等众多的应用领域的特征会随着时间的变化而变化，一般情况下这种变化会非常微小，但是在特定情况下，例如地震、水灾等，则会发生巨大的变化。时间维度的增加可通过计算机技术、数据库技术以及相关电子技术的发展而得到解决。其次是地理信息系统的网络化与智能化发展趋势。网络已成为人们生活、工作、学习等的主要途径，实现GIS在WEB上的使用是必然趋势。目前GIS的应用主要是在空间的叠加分析以及数据库方面，但缺乏知识处理和推理，创设智能GIS是必然发展趋势。智能GIS系统是通过与专家系统、神经网络、遗传算法等相结合而实现的，智能化发展将更好的服务于社会和人类。集成化也是地理信息系统未来的发展趋势，实现有效的地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)的集成；实现应用模型的支持能力；实现GIS与OA的有机集成；实现GIS与MIS、特别是ERP的有机集成；实现GIS与DCS的有机集成；实现有实时能力的嵌入式GIS与各类设备的集成。
地理信息系统是一门综合性很强的学科，越来越广泛的应用于各个行业，发挥着越来越重要的作用，促进了社会的进步和发展，在未来的发展进程当中，地理信息系统将会对国民经济的发展起到极其重要的作用。