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關(guān)鍵詞:地理 信息 軟件
一、背景
地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System,GIS)是一種決策支持系統(tǒng),它具有信息系統(tǒng)的各種特點。地理信息系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在于其存儲和處理的信息是經(jīng)過地理代碼,地理位置及與該位置有關(guān)的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分。在地理信息系統(tǒng)中,現(xiàn)實世界被表達成一系列的地理要素和地理現(xiàn)象,這些地理特征至少由空間位置參考信息和非位置信息兩個組成部分。
地理信息系統(tǒng)是一門多技術(shù)交叉的空間信息科學,它依賴于地理學、測繪學、統(tǒng)計學等基礎(chǔ)性學科,又取決于計算機硬件與軟件技術(shù)、航天技術(shù)、遙感技術(shù)和人工智能與專家系統(tǒng)技術(shù)的進步與成就。此外地理信息系統(tǒng)又是一門以應(yīng)用為目的的信息產(chǎn)業(yè),它的應(yīng)用可深入到各行各業(yè)。地理信息系統(tǒng)處理、管理的對象是多種地理空間實體數(shù)據(jù)及其關(guān)系,包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等,用于分析和處理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種現(xiàn)象和過程,解決復(fù)雜的規(guī)劃、決策和管理問題。
二、常用地理信息系統(tǒng)軟件介紹
當前,常用的地理信息系統(tǒng)(GIS)軟件主要有以下幾種:
(1) MapInfo軟件
MapInfo系統(tǒng)是美國MapInfo公司研制的地理信息系統(tǒng)軟件。從1986年推出第一個DOS版本MapInfo V1.0到20世紀90年代初的Windows版本MapInfo V3.0,其產(chǎn)品逐漸變得成熟,并很快流行起來。1995年和1998年分別推出MapInfo Professional V4.0和V5.0,使這個產(chǎn)品趨于完善。MapInfo是美國MapInfo公司的桌面地理信息系統(tǒng)軟件,是一種數(shù)據(jù)可視化、信息地圖化的桌面解決方案。它依據(jù)地圖及其應(yīng)用的概念、采用辦公自動化的操作、集成多種數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、融合計算機地圖方法、使用地理數(shù)據(jù)庫技術(shù)、加入了地理信息系統(tǒng)分析功能,形成了極具實用價值的、可以為各行各業(yè)所用的大眾化小型軟件系統(tǒng)。MapInfo 含義是“Mapping + Information(地圖+信息)”即:地圖對象+屬性數(shù)據(jù)。
經(jīng)歷了近20年時間,MapInfo公司成為全球最大的100家軟件公司之一。產(chǎn)品行銷58個國家和地區(qū),有22種語言的版本,超過30萬個正式用戶。該產(chǎn)品在1990后進入我國,經(jīng)過十幾年的發(fā)展,已經(jīng)在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
(2) Arc/Info軟件
Arc/Info UNIX/NT版(以下簡稱Arc/Info)是ESRI公司系列產(chǎn)品中最經(jīng)典、功能最強大的專業(yè)GIS產(chǎn)品。現(xiàn)在已經(jīng)用于全球范圍6000多個重要機構(gòu)和組織中,在我國也擁有150多個用戶(截至1995年)。Arc/Info的第一個產(chǎn)品完成于1978年,主要在小型機上運行。1996年底,ESRI公司又把工作站版Arc/Info的全部模塊移植到MS Windows NT之上,使工作站環(huán)境下的Arc/Info軟件功能全部在微機上實現(xiàn)。1999年底推出基于Windows NT上的Arc/Info8.0,添加了ArcGeodataBase,Arctoolbook和ArcMap等功能。 中國3S吧
(3) GeoStar軟件
GeoStar是武漢吉奧信息工程公司開發(fā)的地理信息系統(tǒng)軟件。GeoStar系列軟件最獨特的特征在于矢量數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù),DEM數(shù)據(jù)高度集成。
(4)MapGIS系列軟件
MAPGIS 是武漢中地數(shù)碼科技有限公司開發(fā)的,新一代面向網(wǎng)絡(luò)超大型分布式地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件平臺。
系統(tǒng)采用面向服務(wù)的設(shè)計思想、多層體系結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了面向空間實體及其關(guān)系的數(shù)據(jù)組織、高效海量空間數(shù)據(jù)的存儲與索引、大尺度多維動態(tài)空間信息數(shù)據(jù)庫、三維實體建模和分析,具有TB級空間數(shù)據(jù)處理能力、可以支持局域和廣域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下空間數(shù)據(jù)的分布式計算、支持分布式空間信息分發(fā)與共享、網(wǎng)絡(luò)化空間信息服務(wù),能夠支持海量、分布式的國家空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。 系統(tǒng)具有以下特點:
采用分布式跨平臺的多層多級體系結(jié)構(gòu),采用面向“服務(wù)”的設(shè)計思想。具有面向地理實體的空間數(shù)據(jù)模型,可描述任意復(fù)雜度的空間特征和非空間特征,完全表達空間、非空間、實體的空間共生性、多重性等關(guān)系。
三、地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
1.GIS數(shù)據(jù)的共享和開放
在中國,數(shù)據(jù)問題是限制GIS發(fā)展的突出問題。GIS的研究對象和基礎(chǔ)是數(shù)據(jù),離開數(shù)據(jù),GIS也就失去了價值。盡管我國GIS取得了輝煌的成就,但從應(yīng)用來看,GIS的發(fā)展規(guī)模和普及程度都與發(fā)達國家存在著明顯的差距。尤其是在民用和經(jīng)濟領(lǐng)域,GIS的應(yīng)用更為落后。目前,我國GIS的應(yīng)用范圍很窄,大多集中在一些政府部門和科研機構(gòu)所承擔的大型項目中,社會普及率很低,對整個社會生產(chǎn)力發(fā)展的促進作用還不明顯。這種情況與我國在GIS研究領(lǐng)域所取得的國際地位極不相稱。造成這種現(xiàn)象的原因很多,但主要原因是GIS數(shù)據(jù)的保密性。隨著大量GIS數(shù)據(jù)的共享和開放,GIS將在各個領(lǐng)域中發(fā)揮強大的功能,更好地為人民生活和經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)。
2.GIS軟件開發(fā)的產(chǎn)業(yè)化及市場化
近幾十年來,我國GIS技術(shù)得到了長足的發(fā)展,GIS基礎(chǔ)軟件技術(shù)支持得到了全面加強。目前,我國已形成了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的GIS軟件品牌,如MapGIS、SuperMap、GeoStar等,并在較多領(lǐng)域內(nèi)得到應(yīng)用。但總體上看,中國GIS市場尚處于初始發(fā)展階段,規(guī)模偏小,空間分布不均衡,產(chǎn)業(yè)化及市場化程度還不夠。GIS軟件應(yīng)用及開發(fā)主要集中在高校及科研機構(gòu),也有不少政府部門自己成立新的部門,承擔自己系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)和維護。在市場環(huán)境中,與ArcGIS或MapInfo這樣的產(chǎn)業(yè)化公司相比,這些機構(gòu)和單位也許有較強的開發(fā)能力,但在市場拓展及售后服務(wù)方面則相形見絀,而市場及服務(wù)對于軟件產(chǎn)品的成功是非常重要的。為進一步發(fā)展中國GIS軟件產(chǎn)業(yè),我們在產(chǎn)業(yè)化及市場化方面還有很多工作要做。
【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀發(fā)展趨勢
中圖分類號:B929 文獻標識碼:A 文章編號:
一、引言
地理信息系統(tǒng),簡稱GIS(Geographic Information System),是融合計算機圖形和數(shù)據(jù)庫于一體,用來存儲和處理空間信息的高新技術(shù)。它把地理位置和相關(guān)屬性信息有機結(jié)合起來,滿足城市建設(shè)、企業(yè)管理、居民生活對空間信息的要求,并借助其獨有的空間分析功能和可視化表達功能,為土地利用、環(huán)境監(jiān)測、交通運輸、經(jīng)濟建設(shè)、城市規(guī)劃以及政府部門行政管理提供輔助決策。
二、國內(nèi)GIS的發(fā)展現(xiàn)狀
我國GIS的發(fā)展雖然較晚,經(jīng)歷了四個階段,即起步 (1970—1980)、準備(1980—1985)、發(fā)展(1985—1995)、產(chǎn)業(yè)化(1996以后)階段。GIS已在許多部門和領(lǐng)域得到應(yīng)用,并引起了政府部門的高度重視。從應(yīng)用方面看,地理信息系統(tǒng)已在資源開發(fā)、環(huán)境保護、城市規(guī)劃建設(shè)、土地管理、農(nóng)作物調(diào)查與結(jié)產(chǎn)、交通、能源、通訊、地圖測繪、林業(yè)、房地產(chǎn)開發(fā)、自然災(zāi)害的監(jiān)測與評估、金融、保險、石油與天然氣、軍事、犯罪分析、運輸與導(dǎo)航、110報警系統(tǒng)公共汽車調(diào)度等方面得到了具體應(yīng)用。國內(nèi)外已有城市測繪地理信息系統(tǒng)或測繪數(shù)據(jù)庫正在運行或建設(shè)中。一批地理信息系統(tǒng)軟件已研制開發(fā)成功(如GeoSTAR,Citystar,MapGlS等),一批高等院校已設(shè)立了一些與GIS有關(guān)的專業(yè)或?qū)W科,一批專門從事GIS產(chǎn)業(yè)活動的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)相繼成立。些外,還成立了“中國GIS協(xié)會”和“中國GPS技術(shù)應(yīng)用協(xié)會”等。我國地理信息系統(tǒng)方面的工作自80年代初開始。以1980年中國科學院遙感應(yīng)用研究所成立全國第一個地理信息系統(tǒng)研究室為標志,在幾年的起步發(fā)展階段中,我國地理信息系統(tǒng)在理論探索、硬件配制、軟件研制、規(guī)范制訂、區(qū)域試驗研究、局部系統(tǒng)建立、初步應(yīng)用試驗和技術(shù)隊伍培養(yǎng)等方面都取得了進步,積累了經(jīng)驗,為在全國范圍內(nèi)展開地理信息系統(tǒng)的研究和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
地理信息系統(tǒng)進入發(fā)展階段的標志是第七個五年計劃開始。地理信息系統(tǒng)研究作為政府行為,正式列入國家科技攻關(guān)計劃,開始了有計劃、有組織、有目標的科學研究、應(yīng)用實驗和工程建設(shè)工作。許多部門同時展開了地理信息系統(tǒng)研究與開發(fā)工作。如全國性地理信息系統(tǒng)(或數(shù)據(jù)庫)實體建設(shè)、區(qū)域地理信息系統(tǒng)研究和建設(shè)、城市地理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件或?qū)n}應(yīng)用軟件的研制和地理信息系統(tǒng)教育。
三、地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展趨勢
1、數(shù)據(jù)標準化(interoperable GIS)
目前的地理信息系統(tǒng)大多是基于具體的、相互獨立和封閉的平臺開發(fā)的,它們采用不同的數(shù)據(jù)格式,對地理數(shù)據(jù)的組織也有很大的差異。這使得在不同軟件上開發(fā)的系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換存在困難采用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標準也只能部分地解決問題。另外,不同的應(yīng)用部門對地理現(xiàn)象有不同的理解。對地理信息有不同的數(shù)據(jù)定義,這就阻礙了應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享,帶來了領(lǐng)域間共同協(xié)作時信息共享和交流的障礙,限制了地理信息系統(tǒng)處理技術(shù)的發(fā)展。
地理數(shù)據(jù)的繼承與共享、地理操作的分布與共享、GIS的社會化和大眾化等客觀需求,使得盡可能降低采集、處理地理數(shù)據(jù)的成本以及實現(xiàn)地理數(shù)據(jù)的共享和互操作成為共識。互操作地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)就是為了解決傳統(tǒng)GIS開發(fā)方式帶來的數(shù)據(jù)語義表達上不可調(diào)和的矛盾,這是一個新的GIS系統(tǒng)集成平臺,它實現(xiàn)了在異構(gòu)地學下多個地理信息系統(tǒng)之間的互相通信和協(xié)作,以完成某一特定任務(wù)。
2、數(shù)據(jù)多維化(3D&4D&GIS)
三維GlS目前的研究重點集中在三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(如數(shù)字表面模型、斷面、柱狀實體等)的設(shè)計、優(yōu)化與實現(xiàn),以及可視化技術(shù)的運用、三維系統(tǒng)的功能和模塊設(shè)計等方面。
另一方面,地理信息系統(tǒng)所描述的地理對象往往具有時間屬性,即時態(tài)。隨著時間的推移,地理對象的特征會發(fā)生變化,而這種變化可能是很大的,但目前大多數(shù)地理信息系統(tǒng)都不能很好地支持地理對象和組合事件時間維的處理。許多GIS應(yīng)用領(lǐng)域的要求都是基于時間特征的,如區(qū)域人口的變化、平均年齡的變化、洪水最高水位的變化等。對這樣的應(yīng)用背景,僅采取作為屬性數(shù)據(jù)庫中的一個屬性不能很好地解決問題,因此,如何設(shè)計并運用四維GIS來描述、處理地理對象的時態(tài)特征也是GIS的一個重要研究領(lǐng)域。
3、系統(tǒng)集成化(component GIS)
構(gòu)件式軟件技術(shù)成為了當今軟件技術(shù)的潮流之一,它的出現(xiàn)改變了以往封閉、復(fù)雜、難以維護的軟件開發(fā)模式。ComGIS便是順應(yīng)這一潮流的新一代地理信息系統(tǒng),是面向?qū)ο蠹夹g(shù)和構(gòu)件式軟件技術(shù)在GIS軟件開發(fā)中的應(yīng)川。
ComGIS的基本思想是把GIS的功能模塊劃分為多個控件,每個控件完成不同的功能。各個GIS控件之間,以及GIS控件與其它非GIS控件之間可以方便地通過可視化的軟件開發(fā)工具集成起來,形成最終的GIS應(yīng)用??丶缤欢迅魇礁鳂拥姆e木,可以分別實現(xiàn)不同的功能(包括GIS和非GIS功能),根據(jù)需要把實現(xiàn)各種功能的“積木”搭建起來,就構(gòu)成地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺和應(yīng)用系統(tǒng)。
組件軟件的可編程和可重用的特點在為系統(tǒng)開發(fā)商提供有效的系統(tǒng)維護方法的同時,也為GJS最終用戶提供了方便的二次開發(fā)手段。因此,ComGIS會在很大程度上推動GIS軟件的系統(tǒng)集成化和應(yīng)用大眾化,同時也很好地適應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,是一種WebGIS的解決方案。
4、平臺網(wǎng)絡(luò)化(WebGIS)
飛速發(fā)展的Internet和intranet己經(jīng)成為GIS新的系統(tǒng)平臺,利用Internst技術(shù)在web上空間數(shù)據(jù)供用戶瀏覽和使用是GIS發(fā)展的必然趨勢。從www的任一節(jié)點,Internet用戶可以瀏覽協(xié)WebGIS站點中的空間數(shù)據(jù)、制作專題圖,進行各種空間檢索和空間分析,這就是基于www的地理信息系統(tǒng)(WebGIS)。WebGIS顯然要求支持Internet/intranet標準,具有分布式應(yīng)用體系結(jié)構(gòu),它可以看作是由多主機、多數(shù)據(jù)庫與多臺終端通過Internet/intranet組成的網(wǎng)絡(luò)。其網(wǎng)絡(luò)Client端為GIS功能層和數(shù)據(jù)管理層,用以獲得信息和各種應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)Serve:端為數(shù)據(jù)維護層,提供數(shù)據(jù)信息和系統(tǒng)服務(wù)。
WebGIS系統(tǒng)可以分為四個部分: WebGIS瀏覽器,用以顯示空間數(shù)據(jù)信息并支持Client端的在線處理,如查詢和分析等; WebGIS信息,用以均衡網(wǎng)絡(luò)負載,實現(xiàn)空間信息網(wǎng)絡(luò)化; WebGIS服務(wù)器,用以滿足瀏覽器的數(shù)據(jù)請求,完成后臺空間數(shù)據(jù)庫的管理; WebGIS編輯器,提供導(dǎo)入空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的功能,形成完整的GIS對象、GIS模型和GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編輯和表現(xiàn)環(huán)境。
5、系統(tǒng)智能化(Cyber GIS)
賽博空間(Cyber space)目前在媒體中較多出現(xiàn),它以計算機技術(shù)、現(xiàn)代通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的綜合應(yīng)用為基礎(chǔ),構(gòu)造出一種人們進行社會交往和交流的新型空間,是一個人工世界??茖W家預(yù)言未來的人們將在賽博空間里的信息海洋中生活,從一個節(jié)點到另一個節(jié)點,從一個信息源到另一個信息源進行信息交流和信息創(chuàng)造。世界各地的人們在全新的賽博空間中漫游,實現(xiàn)相互之間的通信、貿(mào)易和科教活動。
計算機軟件技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了從軟件的模塊化到軟件的對象化轉(zhuǎn)變的過程目前,正在進一步向軟件的智能化發(fā)展。軟件智能體 (Agent)是軟件設(shè)計進一步抽象的結(jié)果,是為適應(yīng)廣泛的分布式網(wǎng)絡(luò)計算環(huán)境而發(fā)展起來的軟件技術(shù)方向。麻省理工學院媒體實驗室主任貝蒂·梅斯認為:軟件智能體是“駐留在復(fù)雜動態(tài)環(huán)境中的計算機系統(tǒng),它們自覺地感知環(huán)境并作用于環(huán)境,從而實現(xiàn)設(shè)定的目標或任務(wù)”。
在賽博空間中以這種空間智能體作為構(gòu)成模塊的GlS系統(tǒng)就是Cyber GIS,它自動地接受用戶以高級語言描述的指令利用它能夠感知并作用于所處的賽博空間的“本領(lǐng)”。通過與其他空間智能體的交互,為用戶找到賽博空間中所需要的信息。
6、應(yīng)用社會化(數(shù)字地球)
數(shù)字地球一詞近來風靡全球,從哲學上說,數(shù)字地球是對真實地球及其相關(guān)現(xiàn)象統(tǒng)一性的數(shù)字化的重現(xiàn)與認識。從技術(shù)上說,數(shù)字地球是一人在全球范圍內(nèi)建立的一個以空間位置為主線,將信息組織起來的復(fù)雜系統(tǒng),也就是全球范圍的、以地理位置及其相互關(guān)系為基礎(chǔ)而組成的信息框架,并在該框架內(nèi)嵌入我們所能獲得的信息的總稱。
數(shù)字地球在當前以工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟為主體的經(jīng)濟建設(shè)中的重大作用已初見端倪,它在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、地礦、交通、通訊、教育、環(huán)境、人口、城市建設(shè)等幾十個領(lǐng)域都能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和杜會效益,比如農(nóng)作物監(jiān)測和估產(chǎn)、土地覆蓋物的識別和評價、地籍的管理和規(guī)劃、災(zāi)害的模擬和預(yù)報以及監(jiān)測和評佑等。
作為新的凝聚全人類夢想的目標數(shù)字地球提供了一種前所未有的認識地球的方式,它將對人類與自然的協(xié)調(diào)和平衡帶來不可估量的推進作用。
結(jié)束語
隨著地理信息產(chǎn)業(yè)建立和數(shù)字化信息產(chǎn)品在全世界的普及,GIS將深入到各行各業(yè)乃至千家萬戶,成為人們生產(chǎn)、生活、學習和工作中不可缺少的工具和助手,它的用途將越來越廣,因此,大力發(fā)展我國地理信息產(chǎn)業(yè)是一項既重要又緊迫的任務(wù),掌握和運用GIS技術(shù)十分必要。
參考文獻
[1]楊娜萍,喬德軍.地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)的發(fā)展與挑戰(zhàn)[J].大壩與安全. 2009(S1)
關(guān)鍵詞:GIS技術(shù) 公路交通環(huán)境設(shè)計應(yīng)用現(xiàn)狀
中圖分類號: D035.37 文獻標識碼: A 文章編號:
一、地理信息系統(tǒng)的特點和優(yōu)缺點
地理信息系統(tǒng)是運用計算機硬件、軟件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實現(xiàn)對各種空間信息和空間數(shù)據(jù)的輸入、存儲、查詢、檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)。它由數(shù)據(jù)、軟硬件及網(wǎng)絡(luò)、標準、人員、管理等五部分組成,是創(chuàng)建、管理和運用地理知識以及編輯、制圖、空間分析和可視化的信息系統(tǒng)平臺。
地理信息系統(tǒng)有三個基本特點,同時也是它的主要優(yōu)點:
1. 空間可視化。對客觀世界空間的模擬,使人們對于各事物的狀態(tài)和空間關(guān)系有非常直觀的感受。
2. 空間導(dǎo)向。利用地理信息系統(tǒng)不僅可以縱覽全局研究區(qū)域,還可以利用GIS所提供的縮放和漫游等基本功能深入到更感興趣的局部區(qū)域去研究。
3. 空間聯(lián)結(jié)。地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫在存儲各地物空間描述信息的同時,還存儲了地物之間的空間關(guān)系,這一特點是進行空間分析的基礎(chǔ)。
地理信息系統(tǒng)因其特點而得到推廣應(yīng)用,并不斷擴大其應(yīng)用范籌,各信息的關(guān)系也越趨明晰。然而建立健全的地理信息系統(tǒng)是一個漫長的過程,數(shù)據(jù)的采集、整理、儲存等工作量大。信息系統(tǒng)的維護、更新又是一系列繁瑣的工作,人力、物力須大量地、長期地投入。信息系統(tǒng)的創(chuàng)建、維護、更新,須由專業(yè)人員操作,目前還不能全民參與,其收錄的信息也必然有限。這是地理信息系統(tǒng)尚待改進的方面。
二、我國研究狀況
2000年以來,在政府主導(dǎo)下大力發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)。大量政府部門開始應(yīng)用GIS,并在數(shù)字城市和城市信息化建設(shè)方面做了大量的工作。這期間,有120多個城市建設(shè)了城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng),400多個城市建設(shè)了房產(chǎn)管理信息系統(tǒng),100多個城市建設(shè)了綜合或?qū)I(yè)管網(wǎng)管理系統(tǒng),100多個城市正在建設(shè)空間基礎(chǔ)信息系統(tǒng)。目前已有近40個城市提出了建設(shè)數(shù)字城市的目標。2007年是數(shù)字化城市管理試點工作階段的最后一年,2008年——2010年為數(shù)字化城市管理全面推廣的階段。深圳市已于2006年率先通過建設(shè)部“數(shù)字化城市管理系統(tǒng)”驗收。
三、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用
在資源的調(diào)查、評價與規(guī)劃的各個階段,環(huán)境的監(jiān)測、評價與規(guī)劃的各個階段,城市與區(qū)域規(guī)劃,輔助決策等管理中,地理信息系統(tǒng)技術(shù)成為不可或缺的工具。
公路與城市道路的建設(shè)、維護、管理,往往與國土、城市規(guī)劃、環(huán)境等信息密切相關(guān),地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用起著重要的作用。
1. 應(yīng)用于土地信息
通過GIS,結(jié)合土地信息進行道路設(shè)計,能減少多次無效的選線定線工作,提高設(shè)計效率,同時能很好地協(xié)調(diào)道路與周邊用地的關(guān)系。
2. 應(yīng)用于城市規(guī)劃
通過GIS,結(jié)合城市規(guī)劃進行道路設(shè)計,能很好地銜接相交、相接道路(包括現(xiàn)狀道路、待建道路)的空間關(guān)系,滿足控規(guī)劃要求。
3. 應(yīng)用于交通運輸
通過GIS分析交通運輸狀況,能獲得更合理的設(shè)計資料、數(shù)據(jù),制定適合使用要求的設(shè)計指標。
4. 應(yīng)用于環(huán)境資源
通過GIS,結(jié)合環(huán)境資源,能有效減少環(huán)境破壞,擬定道路建設(shè)材料的采集、運輸方案。
四、應(yīng)用難題與解決方案
綜上所述,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用給道路設(shè)計帶來若干便利,但其應(yīng)用、普及、效果存在一定問題。
1.建庫困難
我國國土廣闊,南北跨度大,地形復(fù)雜,地理信息收集難度高。地區(qū)經(jīng)濟差異大,引起人力、技術(shù)資料分布不均,發(fā)達地區(qū)完成數(shù)字化城市的同時很多偏遠地域仍處于信息盲點。改革開放以來,沿海城市和內(nèi)地發(fā)達城市發(fā)展迅速,土地開發(fā)加快,引起地形地貌日新月異,地理信息更新趕不上變化的步伐?!俺擎?zhèn)化”發(fā)展加速,而公共用地,如道路、廣場、公園等管理部門多,國土、城建、水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等部門存檔的地理信息難以綜合,給地理信息系統(tǒng)收錄帶來極大的阻力。因此須加大信息收集的投入,完善的數(shù)據(jù)庫,是GIS應(yīng)用的首要條件。新研制的運算速度達每秒10億億次的天河二號計算機,用于GIS信息處理也將提高GIS建庫效率。
2.普及困難
應(yīng)用GIS技術(shù)進行道路設(shè)計和交通管理是發(fā)展趨勢,但GIS由地理信息管理部門存儲,大部分信息須高價購買。在設(shè)計收費標準11年不調(diào)整的背景,GIS應(yīng)用將加大設(shè)計成本,因此GIS還不能普及應(yīng)用。再者,大多數(shù)項目也不因GIS的應(yīng)用而節(jié)約太多成本,因此也不優(yōu)先考慮GIS的投入。隨GIS的逐步完善,信息收錄技術(shù)提高,收錄工作減少,相應(yīng)收錄成本已降低,地理信息應(yīng)適度下調(diào)收費標準,使之得到更進一步普及,惠及于民。
3.預(yù)期難達
我國環(huán)保意識薄弱,土地開發(fā)、項目建設(shè)造成環(huán)境、生態(tài)平衡破環(huán)嚴重,環(huán)保部自稱四大尷尬部門之一,執(zhí)法力度不足,雖然受益于GIS技術(shù),但是遠不能實現(xiàn)引入GIS技術(shù)預(yù)期的效果。而道路建設(shè)常將經(jīng)濟放第一,環(huán)保置后,即使使用了GIS,也僅僅只能滿足于工程設(shè)計需要,達不到環(huán)保的目的。多年不變或空白的法律法規(guī)須作適當調(diào)整,促使GIS應(yīng)用效果的實現(xiàn)。
五、結(jié)論與展望
地理信息系統(tǒng)是人類科技發(fā)展的成果,是人類智慧的結(jié)晶,它在軍事、工業(yè)、交通等的普及是時代的趨勢,提高各行各業(yè)的工作質(zhì)量和效率,是值得持續(xù)發(fā)展的一門科技。道路交通作為最早、最大的獲益專業(yè)之一,將地理信息系統(tǒng)納入其專業(yè)領(lǐng)域,有機地結(jié)合起來能促使其質(zhì)的飛躍。展望地理信息系統(tǒng)日趁完善,造福于民。
參考文獻:
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《地理系統(tǒng)科學》畢思文、許強,2002年。
現(xiàn)代計算機技術(shù)的快速發(fā)展和智能化工程測量儀器的出現(xiàn),使得測繪領(lǐng)域在新技術(shù)的應(yīng)用上取得了重大突破,現(xiàn)代測繪技術(shù)逐漸替代了傳統(tǒng)測繪技術(shù),出現(xiàn)了新興的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng),除了技術(shù)方面的改革,在測繪工作中組織結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方式也發(fā)生了重大變化。目前,在地質(zhì)工程測量中,進行測量的相關(guān)部門需不斷地開發(fā)和研究新的測繪技術(shù),實現(xiàn)測繪領(lǐng)域的科技創(chuàng)新,增強科研實力,從而能夠提高良好的經(jīng)濟效益和社會效益。本文對現(xiàn)代測繪新技術(shù)的特點以及在地質(zhì)工程測量的應(yīng)用進行了簡要闡述,并對測繪技術(shù)的未來發(fā)展進行了展望。
關(guān)鍵詞:測繪新技術(shù);地質(zhì)工程;地質(zhì)測量
一、現(xiàn)代測繪新技術(shù)的特點
隨著社會信息化進程和國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,社會對地理信息資源的需
求增長迅速,資源配置的方式和測繪技術(shù)的手段夜正在發(fā)生深刻的變化,GIS地理信息系統(tǒng)、GPS全球定位系統(tǒng)和RS遙感集成技術(shù)已成為現(xiàn)代測繪新技術(shù)體系的核心。專業(yè)化、標準化的傳統(tǒng)測繪服務(wù)開始向向數(shù)字化、高動態(tài)、全方位、網(wǎng)絡(luò)化的地理信息服務(wù)轉(zhuǎn)變,所以現(xiàn)代測繪技術(shù)與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比,具有無可比擬的優(yōu)越性,它不僅為當前的地質(zhì)工程測量工作做出了不可估量的關(guān)系,也適應(yīng)了當今科技發(fā)展的需要。就現(xiàn)代測繪新技術(shù)而言,它主要有以下特點:
(一)測繪新技術(shù)的自動化程度高
現(xiàn)代測繪機會的測圖是通過計算機軟件自動進行處理的,自動繪出規(guī)范、精確、美觀的數(shù)字化地形圖,如自動連接、自動識別、自動計算、自動調(diào)用圖式符號等,此外,數(shù)字測圖的錯誤偏差很小,能自動提取距離、面積、方位和坐標等。
(二)測繪新技術(shù)的測圖精度高
采用測繪新技術(shù)測圖時,在距離300m以內(nèi)時測定地物點誤差約為±2mm,測定地形點高差約為±18mm,通過測量獲得的數(shù)據(jù)作為電子數(shù)據(jù)格式可以自動傳輸、記錄、存儲、處理和成圖,并保證原始數(shù)據(jù)的精度在全過程中保持不變,避免了傳統(tǒng)測圖中的視距誤差、方向誤差、展點誤差等缺陷,適應(yīng)了外業(yè)測量中高精度的測量要求。
(三)測繪新技術(shù)的圖形屬性信息豐富
進行數(shù)字測圖時不僅要要知道所測的點的屬性是什么,還要測定地形點的坐標,當場記下該測點的連接信息和編碼,顯示成圖時,利用測圖系統(tǒng)中的圖式符號庫,只要知道編碼,就可以從庫中調(diào)出與該編碼對應(yīng)的圖式符號成圖。所以,數(shù)字測圖時所采集的圖形信息,它包括點的屬性信息、連接信息和定位信息,非常容易檢索。
(四)測繪新技術(shù)的圖形編輯方便
現(xiàn)代測繪技術(shù)的測圖成果是分層存放的,不會受到圖面負載量的影響,便于成果的利用加工,采用地面數(shù)字測圖能夠克服大比例尺白紙測圖連續(xù)更新實地房屋的改建、變更、擴建地籍或房產(chǎn)時只須輸入有關(guān)的信息,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理就能方便地做到修改和更新,始終可以保持整體圖面的現(xiàn)時性和可靠性。
(五)成為地理信息系統(tǒng)建庫的重要信息源
隨著的發(fā)展,數(shù)字測圖日益成為地理信息系統(tǒng)重要的數(shù)據(jù)源,很多數(shù)字測圖的后期工程都需要建立GIS數(shù)據(jù)庫。雖然目前對GIS數(shù)據(jù)和數(shù)字測圖系統(tǒng)所提供的電子數(shù)據(jù)的無縫對接尚未完美解決,仍需我們對現(xiàn)代測繪新技術(shù)的理念作更深入的開發(fā)研究,但是在國土地籍測量、城市規(guī)劃的大比例尺空間數(shù)據(jù)獲取方面,想當年測繪新技術(shù)進行野外實地測量的優(yōu)勢仍舊是不可替代的,這是毋庸置疑的,它仍舊是建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)GIS的重要數(shù)據(jù)源。
二、現(xiàn)代測繪新技術(shù)在地質(zhì)工程測量中的主要應(yīng)用
隨著地質(zhì)工程測量工作需求的日益增大,地質(zhì)測量工作滲透到了更加廣泛的領(lǐng)域。隨著各種地質(zhì)勘查測量工程的增多,工程測量的工作夜隨之增加,對測繪技術(shù)也提出了更高的要求和標準。
在當前的地質(zhì)勘查工程中,主要是面向各類地質(zhì)工程的比例尺地形圖、縱橫斷面圖、大地控制測量、帶狀地形圖、定線測量等各類圖件,在野外進行測圖是很正常的,但由于外界工作環(huán)境的特殊性,很多測繪者都希望能夠簡單高效的完成任務(wù),現(xiàn)代測繪新技術(shù)正好幫他們解決了這些問題,它改變了過去地質(zhì)工程測量中用人多、儀器多的傳統(tǒng)作用形式,使地質(zhì)工程測量的精度以及整個工程的工期都優(yōu)于傳統(tǒng)方法,也大大提高了地質(zhì)工程測量的成果質(zhì)量。
載波相位差分技術(shù)(RTK技術(shù))的出現(xiàn)又給數(shù)字化測繪技術(shù)提供了新的發(fā)展機遇,它在地質(zhì)工程測量中的應(yīng)用和普及,實現(xiàn)了測繪科技的發(fā)展的重大突破。由于該技術(shù)測程不受限制,方便靈活,定位精度高,不受通視條件影響等優(yōu)點,在地質(zhì)工程測量中應(yīng)用RTK作業(yè)模式采集數(shù)據(jù),流動站接受GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)及基準站數(shù)據(jù),組成相位差分觀測值,進行實時處理,能夠?qū)崟r提供高精度的定位點三維坐標結(jié)果,既可以大大提高工作效率,又能夠提供高質(zhì)量的測繪成果,成為測繪技術(shù)發(fā)展史上的里程碑。
三、現(xiàn)代測繪新技術(shù)的發(fā)展展望
雖然現(xiàn)代測繪新技術(shù)及測繪儀器正在向自動化、電子化、數(shù)字化方向發(fā)展,打破了傳統(tǒng)的工程測繪模式,已經(jīng)形成了一套較好的數(shù)字化測繪解決方案。但是,當前的測繪新技術(shù)在地質(zhì)工程測量中的應(yīng)用依舊存在著很多缺陷,需要科研工作者和廣大測繪工作者的繼續(xù)努力,不斷提出新的任務(wù)和課題,更有力的促進和推動地質(zhì)工程測量事業(yè)的發(fā)展和進步。目前,傳統(tǒng)的測繪技術(shù)繪圖和定位仍是重要的社會需求,但社會已經(jīng)對測繪部門提出了更高的要求,以前與測繪部門無關(guān)或關(guān)系不大的信息采集和綜合利用分析等也要求測繪部門來承擔。由于社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活的各類信息都要以空間定位為基礎(chǔ),加上市場需求的迅速擴大,測繪新技術(shù)必然會推動測繪企業(yè)的技術(shù)進步,也是測繪企業(yè)生存和發(fā)展的方向。以信息化為代表的測繪新技術(shù)將是我國由傳統(tǒng)測繪向數(shù)字化測繪轉(zhuǎn)變后的一個新的發(fā)展階段,它代表著我國未來測繪技術(shù)總體發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:計算機技術(shù);GIS技術(shù);網(wǎng)絡(luò)化;開放化;虛擬性
1.GIS技術(shù)的簡介以及其主要的運用領(lǐng)域
GIS技術(shù)的中文含義是地理信息處理技術(shù),GIS技術(shù)這一詞最開始是由加拿大科學家提出,該科學家隨后提出可以利用計算機處理技術(shù)處理大量的土地數(shù)據(jù),由此加拿大成為世界上第一個建立起GIS系統(tǒng)的國家,GIS技術(shù)在剛剛建立之初還存在著很多不足的地方,如數(shù)據(jù)分類不完全、數(shù)據(jù)信息處理所需的時間較長等,隨著科學技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息化的不斷發(fā)展,GIS技術(shù)也日漸成熟,與此同時,GIS技術(shù)也逐漸被越來越多的國家所采用,其適用的范圍也越來越大。如今GIS技術(shù)的主要運用范圍分為以下四個方面:農(nóng)業(yè)、林業(yè)、土地資源管理及生態(tài)環(huán)境建設(shè),在全世界都呼吁環(huán)保和綠色的時代背景下,GIS技術(shù)在生態(tài)環(huán)境建設(shè)方面發(fā)揮出了重大的作用[2]。
2.GIS技術(shù)應(yīng)用需求的特點
2.1需要大量的數(shù)據(jù)存儲空間
GIS技術(shù)是一個數(shù)據(jù)分析技術(shù),它的順利運行需要以大量的數(shù)據(jù)研究為基礎(chǔ),例如分析某個地區(qū)的土地資源管理情況時,首先要對該地區(qū)的整個土地資源管理情況進行了解,然后再對該地區(qū)中的每個小片區(qū)的詳細情況進行調(diào)研和考察,最后將所有調(diào)查數(shù)據(jù)進行匯總與分類,再對這些已經(jīng)整理好的數(shù)據(jù)進行分析,最后得出規(guī)律和結(jié)論。由此我們不難看出GIS技術(shù)的順利運行需要大量的數(shù)據(jù),因此需要大量的數(shù)據(jù)存儲空間來存儲這些數(shù)據(jù)。2.2可以同時實現(xiàn)多地區(qū)存儲在GIS技術(shù)還沒有普及之前,很多用于地理分析的數(shù)據(jù)都是獨立存儲的,而且很多數(shù)據(jù)都是紙質(zhì)稿儲存,存放這些數(shù)據(jù)不但需要很大的儲存空間,而且儲存條件十分嚴格,使儲存室內(nèi)保持適宜的溫度和濕度,過高的溫度或者不適合的濕度都會給這些儲存資料帶來不同程度的損害。除此之外,這些儲存的數(shù)據(jù)搬運時需要消耗大量的人力和時間,不利于其他部門或者人員對數(shù)據(jù)進行共享,阻礙了地理研究的發(fā)展進程。利用GIS技術(shù)可以很好地解決這些難題,利用GIS技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的力量可以將紙質(zhì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電子數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)上傳至網(wǎng)絡(luò),每個部門的研究人員都可以查閱到相關(guān)數(shù)據(jù),很好地實現(xiàn)了多地區(qū)同時儲存。
3.計算機技術(shù)對GIS技術(shù)發(fā)展的影響
3.1使GIS技術(shù)更加網(wǎng)絡(luò)化
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)影響到人們生活的方方面面,各行各業(yè)的發(fā)展都已經(jīng)離不開網(wǎng)絡(luò),當然其也影響了GIS技術(shù)的使用。利用網(wǎng)絡(luò)的力量可以迅速快捷地查找到很多不同來源的地理信息,可以節(jié)省很多收集信息所需要的時間,除此之外,計算機技術(shù)擁有強大的數(shù)據(jù)處理能力,可以大大減少數(shù)據(jù)處理過程中的失誤。網(wǎng)絡(luò)力量賦予了GIS技術(shù)一些新的使用特點:①適應(yīng)性強,即可以在不同領(lǐng)域暢通運行;②現(xiàn)實性強,即信息在網(wǎng)上可以得到及時的更新,最新的研究結(jié)果和動態(tài)資源都可以被及時地共享,方便了人們的學習[3]。
3.2使GIS技術(shù)更加開放化
不同國家,甚至是不同地區(qū)的工作人員都對GIS技術(shù)有著不同的了解和認知,所以在使用GIS技術(shù)時,不同的工作人員對GIS的使用習慣也會不同,最后可能會導(dǎo)致產(chǎn)生不同的分析結(jié)果。計算機技術(shù)的日益普及,可以使不同地區(qū)的中國人員在網(wǎng)絡(luò)上互相交流使用經(jīng)驗和自己對GIS技術(shù)的理解,在使用GIS技術(shù)的過程中有疑惑時也可以及時的在網(wǎng)絡(luò)上求助其他專業(yè)人員的幫忙。計算機技術(shù)的發(fā)展使得GIS技術(shù)更加開放,也使GIS技術(shù)更加規(guī)范化。
3.3賦予GIS技術(shù)虛擬性的特點
計算機技術(shù)的發(fā)展對GIS技術(shù)的另一個影響就是賦予了其虛擬性的特點。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在當今信息技術(shù)發(fā)展中很迅速,其可以模擬人或者其他動物在自然環(huán)境中的聽、說等各種高級動作。我國的這種技術(shù)發(fā)展還不是很完善,GIS技術(shù)只能適用于部分立體三維的模擬活動,但是借助于計算機技術(shù)可以使GIS技術(shù)在計算機上方便快捷處理真三維客觀世界的虛擬環(huán)境中的分析空間數(shù)據(jù),以及使用管理。綜上所述,計算機技術(shù)發(fā)展程度的不斷提高有效地促進了GIS技術(shù)的發(fā)展,要想發(fā)揮出GIS技術(shù)最大的作用,不但需要相關(guān)部門的工作人員的努力,而且還需要充足的研究資金和其他部門的工作人員的配合,只有在主觀因素和客觀因素同時達到的情況下,我國的GIS技術(shù)研究視野才能越來越好,GIS技術(shù)才能發(fā)揮出越來越大的作用效果。
作者:楊炯煜 單位:麓山濱江實驗學校
參考文獻:
[1]李莎.地理信息系統(tǒng)在土地測繪中的應(yīng)用[J]低碳世界,2016(11)