开源地理信息系统论文参考文献

以GIS为核心的数字化成图系统的设计与实现[摘要]本文阐述了基于组件式GIS来开发以GIS为核心的数字化成图系统的优越性，以及以GIS为核心的数字化成图系统的设计目标和基础地形要素的编码方案。文中还结合SuperMap Survey的开发过程，介绍了如何设计与实现基于GIS内核的专业数字化成图系统。 It’s necessary to develop a Digital Mapping System(DMS) specially for GIS to solve problems resulting from data conversion between DMS and this paper,The advantages of development DMS for GIS based on Components GIS(ComGIS) technology are addition,the goals for DMS for GIS are listed and how to encode GIS entities is also Survey is used to discuss the details for develop DMS for GIS.[关键词]数字化成图系统 以GIS为核心 组件式GIS 设计目标 SuperMap Survey Digital Mapping System,for GIS,Component GIS,Goals,SuperMap Survey 1． 引言数字化成图技术是目前最为常用的成图技术之一,数字化成图系统所提供的电子数据也是GIS一个非常重要的数据来源。数字化成图系统所提供的电子数据与GIS数据之间的无缝联接问题也是当前GIS发展亟需解决的难点问题之一。虽然当前国内外市场上数字化成图系统很多，但到目前为止，都未能很好地解决现有的问题。数字化成图系统所提交的电子数据进入GIS后存在的问题主要表现在： （1） 在数据转换过程中普遍存在着信息损失。由于传统的数字化成图系统大多是基于CAD内核来开发的，它偏重于对空间几何信息的描述；而GIS则要求空间信息与属性信息联合存储与管理，这就导致了在数据转换的过程中，不仅空间信息会有损失，属性信息损失的情况会更严重。 （2） 数据转入后往往不能直接满足GIS的要求，仍需要大量的后期编辑工作，造成了资源的浪费，延长了系统的建设周期。 （3） GIS基础数据库的维护与更新的难度较大。由于在维护与更新的过程中需要在GIS与数字化成图系统之间进行频繁的数据转换，往往不能直接对基础数据库进行操作，造成了基础数据维护与更新的不便。 （4） 在数据转换的过程中，除了信息损失外，还往往伴随着数据膨胀。数据膨胀的结果有时会导致GIS无法对这些“海量”数据进行管理。 导致上述问题的原因有很多，归纳起来，主要有以下几方面的原因： （1） 数据的复杂性与多样性。主要表现为现实世界的复杂性与多样性以及对同一空间对象在不同成图系统中描述与表达的不一致性。 （2） 对GIS理解的不同。不同的数字化成图系统的开发人员对GIS理解的不同，再加上缺乏相应的统一标准作为参照，这就导致了数据在表达上的差异性。 （3） 由于受到基础开发平台及开发力量的限制，数字化成图系统往往不能很好地兼顾到GIS对数据的要求。目前，绝大多数的数字化成图系统的开发商都不是GIS基础平台的开发商，这也或多或少地影响了数字化成图系统与GIS之间的沟通。 目前，市场上数字化成图系统较多，按其开发方式来分，主要可以分为两大类：（1）以CAD系统为二次开发平台。这些系统很好地利用了CAD系统灵活的编辑和强大的制图功能，但由于CAD系统与GIS在数据结构上存在着较大的差异，这使得其数据往往不能很好地满足GIS的要求。（2）独立平台的数字化成图系统。这样的系统在开发上虽然不必拘泥于二次开发开台的限制，在开发上具有较大的灵活性。但开发这样的系统，需要完全从底层做起，开发难度高，周期长，投资大。 组件式GIS（Components GIS，ComGIS）技术的出现，为开发以GIS为核心的数字化成图系统提供了一种新的开发手段和开发思路。2. ComGIS技术及其作为数字化成图系统开发平台的优越性 什么是组件式GIS技术组件式软件技术已经成为当今软件技术的潮流之一。基于组件开发(Component-Based Development，简称CBD)是软件开发的一次革命。与诸如面向对象和客户/服务器(Client/Server)等新趋势不同，基于组件开发不只是一种分布计算的新花样，而是一种广泛的体系结构，支持包括设计、开发和部署在内的整个生命周期计算的理念。 由于基于组件开发具有高度的重用性和互用性，所以它将影响应用程序构成的各个方面，包括所有类型的客户机，应用程序服务器和数据库服务器，将对应用程序开发的各个方面产生深刻影响。 基于组件开发的两个重要规范分别是MicroSoft的COM/DCOM和OMG的CORBA。目前Microsoft的COM/DCOM占市场领导地位，已经得到广泛应用，并逐渐成为业界事实上的标准。基于COM/DCOM，MicroSoft推出了ActiveX技术，ActiveX控件是当今可视化程序设计中应用最为广泛的标准组件。 所谓组件式GIS，是指基于组件对象平台，以一组具有某种标准通信接口的、允许跨语言应用的组件提供的GIS。这种组件称为GIS组件，GIS组件之间以及GIS组件与其他组件之间可以通过标准的通信接口实现交互，这种交互甚至可以跨计算机实现。 目前，国内外GIS厂商对组件式GIS平台的发展前景十分看好，纷纷推出了各自的GIS产品。如北京超图地理信息技术有限公司推出的全组件式GIS平台SuperMap2000、北京图原公司开发的MapEngineer、ESRI的MapObjects、MapInfo的MapX等。值得欣慰的是，国产的组件式GIS平台在功能上已经完全可以与国外同类产品相抗衡，在许多方面甚至优于国外同类产品，这使得开发以GIS为核心的数字化成图系统有了更大的选择空间。 使用组件式GIS开发数字化成图系统的优越性组件式GIS的出现为开发以GIS为核心的数字化成图系统提供了一种新的开发手段，与传统的开发手段相比较，其优越性主要表现在： （1） 组件式GIS本身就是一个完整的GIS，其数据模型与GIS的数据模型完全一致。基于此进行开发，可以保证数字化成图系统与GIS之间具有良好的兼容性。 （2） 组件式GIS具有灵活的开发手段。我们可以自由选择自己所熟悉的计算机语言进行开发（如VB，VC，Delphi,C Builder等），而不必专门学习二次开发语言。组件式GIS提供两种不同层次上的开发，一是基于ActiveX控件进行开发；二是直接基于组件式GIS的底层类库（SDK）进行开发。我们可以根据自己的需要灵活选择。 （3） 由于组件式GIS完全封装了GIS的功能，这使是开发人员可以完全专注于专业功能的实现，这就使得开发难度和开发周期大大降低。 （4） 基于组件式GIS开发的数字化成图系统具有良好的可扩充性。组件式GIS可以与包括数字化成图系统在内的其他系统无缝集成，开发人员可以直接使用已经写好的程序代码；组件式GIS平台往往由多个组件组成，开发人员可以根据系统的需要，随时选用新的组件对系统进行升级；在组件平台功能增强的情况下，开发人员甚至不用重新编译整个程序就可直接使用增强的底层功能，这就大大降低了系统维护和升级的难度。表1 使用ComGIS的开发手段与传统的开发手段的比较比较内容\开发手段 基于ComGIS平台 基于CAD平台 完全由底层开发 与GIS的兼容性 完全兼容 差 一般 是否以GIS为核心 是 否 很难做到 对空间数据库的支持 好 很差 差 开发难度 低 低 高 开发周期 短 短 长 开发投资 小 小 大 可扩展性 好 一般 较好 开发语言的选择 很多 少 很多 是否支持可视化开发 是 否 是 是否自主版权 是 否 是 3 以GIS为核心的数字化成图系统的设计 系统的设计目标传统的数字化成图系统经过多年的发展，已经形成了一套比较完整的理论和技术体系。但是，GIS技术的飞速发展和广泛应用，对数字化成图系统提出了更高的要求，ComGIS技术的出现为传统的数字化成图系统向以GIS为核心的数字化成图系统的转变提供了一个较为理想的开发手段。与传统的数字化成图系统相相比较，以GIS为核心的数字化成图系统在设计上需要达到以下目标： （1） 以GIS为核心，面向GIS。这就要求在系统的开发过程中充分考虑GIS对数据的要求，解决当前成图系统数据进入GIS所存在的问题。以GIS为核心是整个系统设计的灵魂和精华所在。（2） 兼顾制图与GIS的双重需求。在满足GIS需要的同时，还必须考虑到制图对于数据表达的要求，其核心是实体的符号化表达。 （3） 开放性设计。不同地区、不同的GIS对数据的要求千差万别，这就要求数字化成图系统具有较大的灵活性和可定制性，以不变应万变。可定制性的内容应包括实体代码、实体属性、实体分层等。 （4） 对空间数据库的支持。近几年来，基于大型关系型数据库（如Oracle,SQL Sever等）的空间数据库技术在GIS工程建设中得到了广泛的应用，如何直接基于空间数据库进行数据的存储、管理、维护与更新是急需解决的问题之一。 （5） 多源数据集成。当前，数字化成图系统的电子数据格式和GIS的数据格式很多，数字化成图系统如果以对这些数据格式有着良好的支持，这会大大降低数据入库的难度，解决GIS工程建设中的数据瓶颈问题。 （6） 操作简便，符合作业人员的作业习惯。面向GIS进行数字化成图系统，工作量的增加是不可避免的。以GIS为核心的数字化成图系统必须提供高效简便的操作方式，以提高作业效率。 （7） 标准化与规范化。 基础地形数据编码的设计地形数据编码是在GIS中唯一标识某一地物的关键字。基础地形数据编码的设计也是在GIS中进行制图的需要,也是实现基础空间信息共享的基础。基础地形数据的编码是开发以GIS为核心的数字化成图系统的基础，是系统成败的关键之一。在进行基础地形数据编码设计时，必须遵循几个原则：（1）遵从国家和行业标准。（2）方便应用。用户可根据不同的需求，分层和按专题要素提取基础地形要素信息，随意定制专题显示及输出。（3）系统实现便利。在实际进行设计时，可在《国家基础地形要素编码》的基础上加以扩充，以满足系统的实际需要。 在实际系统的开发中，我们采用了基于实体特征的城市基础地理信息分类编码方案。该方案的特点是在地理要素分类的基础上，加入构成地理要素的实体的分类与特征属性，能够较好地满足GIS制图与分析的应用需求。有关该编码的详细内容可参考《基于实体特征的城市基础地理信息分类编码方案》（梁军，金文华）一文，本文不再赘述。 下面是一个地形要素的编码示例 编码 = 地形要素分类码（4位） 地形要素特征码 如： 1 1 1 0 2 0 （三角点点状符号的编码） 系统的功能设计 在功能设计上，以GIS为核心的数字化成图系统必须兼顾制图与GIS的双重需求。按其工作流程，可将其划分为以下几个模块： （1） 数据输入模块。在此模块中，应支持目前常见的几种数据采集手段。包括:野外数字化测图（测绘）、扫描图矢量化、其他格式的电子数据（GIS数据和CAD数据）转入。在数据输入模块中，还需支持空间数据库作为其数据源。 （2） 编辑模块。这是以GIS为核心的数字化成图系统的核心模块。在编辑模块中，所有GIS实体的创建过程都必须是由系统完全封装而且是自动完成的。 （3） 查询、统计与分析。基于现有系统，可以直接完成一些常见的、简单的查询、统计与分析功能。 （4） 输出模块。包括几个方面的内容：制图输出、报表输出、其他格式的GIS数据输出、数据直接存入空间数据库。 4.以GIS为核心的数字化成图系统SuperMap Survey的实现 组件式GIS平台的选择 SuperMap Survey是北京超图地理信息技术有限公司开发的一套完全以GIS为核心的数字化成图系统。在组件式GIS平台的选择上，我们选择了全组件式GIS平台---SuperMap2000作为SuperMap Survey的开发平台。SuperMap2000是北京超图地理信息技术有限公司推出的全组件式GIS平台，与其他的ComGIS平台相比较，SuperMap2000更加适合作为以GIS为核心的数字化成图系统开发的基础平台，这主要是因为： u SuperMap提供了两种层次的开发手段：ActiveX控件和SDK。特别是提供SDK的开发手段，特别适合开发这样的系统。 u 多组件组成。SuperMap2000由SuperMap核心控件、SuperWorkspace、SuperLegend、SuperTopo、Super3D、SuperLayout等多个组件，在组件的选择上具有很大的灵活性，使得整个系统的扩充性大大增强。 u 开放的线型和符号制作功能。SuperMap 2000 内置功能强大的线型编辑器和符号编辑器，允许用户根据专业需要设计新的线型和符号。 u 强大的制图、编辑和捕捉功能。SuperMap2000提供了可与CAD相媲美的编辑和捕捉功能，缩小了GIS和CAD系统在这方面的差距。 u 独特的多源空间数据无缝集成技术（SIMS）。SuperMap 2000 的数据转换功能可以方便地共享其他GIS软件平台的地理数据，提供了转换多种数据格式的能力。 u 空间数据库支持。通过SuperMap的空间数据库引擎，可以直接支持基于大型关系型数据库（如Oracle,SQL Server等）存储和管理空间数据。 SuperMap Survey的实现 在开发SuperMap Survey的时候，我们采用了SuperMap的底层SDK，编程语言采用了Visual C 。在SuperMap SDK的支持下，我们针对数字化成图系统的需要进行了功能的扩充。在数据的存储结构上，我们采用了SuperMap2000所提供的SDB格式的数据存储结构，它是最大优点是采用双文件结构，而不是常见的一层一组文件的存储方式，这样就有利于保持数据的完整性。在编辑制图方面，我们对SuperMap底层所提供的编辑功能作了进一步的扩充，增加了适合数字化成图所需要的编辑功能。系统对于空间数据库的支持和其他格式GIS数据的支持，是基于SuperMap2000的空间数据库技术和SIMS技术来实现的。 经过紧张的开发，我们基于SuperMap2000的SDK，现已初步完成了以GIS为核心的数字化成图系统的开发工作，基本上实现了系统的设计目标。在SuperMap Survey中，我们实现了以下功能： （1） 支持常用的测绘手段进行野外数字化测图。包括测记法（包括电子手簿），内外业一体化数据采集（电子平板）。利用SuperMap Survey可进行常规的大比例尺数字化测图。 （2） 扫描图矢量化。SuperMap Survey支持常见图像格式的图像调入、配准、切边、配准和屏幕矢量化。 （3） 支持基于SQL Server和Oracle等的空间数据库操作。可直接编辑数据库中的数据。 （4） 支持多种格式的GIS数据和CAD数据的导入和导出。 （5） 适合数字化成图系统的编辑和捕捉功能。完全自动化的GIS实体创建。专为地籍测量定制的地籍测量模块。 （6） 提供最为常用的GIS查询、统计和分析功能。 （7） 基于模板的标准图件输出。 （8） 开放性设计。使用SuperMap Survey所提供的参数管理程序可方便地定制各种参数。 图1 基于SuperMap2000开发的以GIS为核心的数字化成图系统五 结论 以GIS为核心的数字化成图系统的开发，较好地解决了传统的数字化成图系统所提供的电子数据进入GIS所存在的问题，在实际应用中取得了良好的效果。 在系统开发的过程中，我们深深地体会到，以ComGIS作为数字化成图系统的开发平台，与传统的开发技术相比较，开发难度适中，开发周期短，开发投资小，与GIS的兼容性好，是开发以GIS为核心的数字化成图系统的理想选择。 [参考文献] [1]陈述彭等，《地理信息系统导论》，科学出版社，北京， [2]杨德麟等，《大比例尺数字测图的原理、方法和应用》，清华大学出版社，北京， [3]宋关福、钟耳顺，”组件式地理信息系统研究与开发”， 《图像图形学报》， , [4]中科院地理信息产业发展中心，《杭州市土地信息系统基础地形信息编码与分层方案》， [5]北京超图地理信息技术有限公司，《理解SuperMap GIS》， 图片不知道怎么发上来请自己去参考资料查看

基于CAD和GIS的校园绿地信息管理的研究基于GIS的城市土地利用与交通网络一体化模型基于GIS和RS的应用分析系统集成研究基于GIS技术的社区综合信息管理系统基于组件式GIS的模拟导航电子地图设计浅谈电信部门对电子地图的要求和制作物流园区信息平台规划与设计......另外，可以看看《第X届ArcGIS暨ERDAS中国用户大会论文集》，上面有很多，我这有第七届的。

【现状】中国GIS行业发展探讨与分析（转自） 学者们都说中国GIS市场巨大，GIS产业发展迅猛，但是我认为，中国的GIS是彷徨的。那么，读者一定会问为什么？ 正文之前，我们先解释什么是彷徨。彷徨指徘徊,走来走去,不知道往哪里走好；犹豫不决；没有方向。 好，明白了什么事彷徨，读者应该已经明白中国GIS事业所处的状态了。那么开始正文部分： 首先，我们几乎没有前沿的自主技术（我说这话很多所谓的自主研发的GIS厂商会生气，在此表示抱歉，良药苦口啊！）。国内的开发市场主要分为两股力量：1、商业二次开发；2、开源GIS的商业开发。 前一个大部分使用的是ESRI、GeoMedia、MapX，超图（superMap，中国少有的自主研发公司）也占有一定的份额，中地（MapGIS，个人认为中地并不是企业，而是政府机构）、GeoBean（地网开发方面资料太少了，不过功能还行）等的开发集中在政府外包的项目和学校科研。 后一个是雨后春笋一样的开源掘金队伍，发现了国外的开源GIS是免费的，便用来做商业开发，成为了国内发展较快的GIS队伍的生力军。的确，我就是后一个队伍的一员，但是我心中存在淡淡的隐忧，我们不论是用人家的API还是OGC的开发标准，都是在追着洋人的屁股跑。 其次，国内的GIS以开发为主的情况下，并没有出现能够真正的提供GIS服务的供应商和研发商，没有形成产业循环，而只是企业内行为，无法形成外部循环经济效益。就其原因，主要是商业项目太少并且政府项目招标环节存在一定的“关系因素”，即招标部门养着一个专门用来投标开发的GIS开发企业，不论这样是经济的还是不经济的，都能够为招标的部门谋取一定的“利润”。总的来说，GIS还是处于事业单位的发展模式下，真正的GIS市场秩序并没有建立起来。市场上存在大量的没有断奶的所谓企业，这样企业的竞争力严重不足，开发创新精神严重缺乏！ 第三，中国GIS应用的民用度不高，GIS到底是发展大众方向还是主要以承包地理信息系统工程项目为主业内还存在一定的争议。到现在，我们国内也没有出现真正的GIS大众商业运作模式，这种模式还需要继续探索。一旦GIS产业发展走向大众化，就存在产业泡沫的问题，例如我们年初所看到的GIS与GDP发展的互动关系。我们急需一种比较完整的商业模式来运作GIS产业，而不是像“小作坊”一样的包项目生产，这样的项目不可能永远存在。 第四，政府对于GIS产业的政策不明朗，中央政府对于GIS的立场是支持的，但是迫于GIS项目的敏感性，所以很多的项目无法推行。地方上，各个政府机关的小利益矛盾比较尖锐，项目推行受到多方面非技术因素的影响，直接导致了很多的项目“流产”或“空壳”。从而影响了中国GIS的走向。 第五，GIS教育多而不精，缺乏实践教育，学生毕业后就业压力巨大，GIS市场的容量并不能消化这些毕业生，导致人才流失。大量的毕业生考研后继续失业，毕业生转行成为风尚，甚至出现了学校GIS专业没有人做GIS的尴尬情况。这导致了中国GIS人才的缺口增大，GIS从业者创新能力下降。当然，这个问题是应试教育引起的，也普遍的存在于其他专业！ 第六，也是最关键的一条，就是我们正在逐渐的丧失创新能力，并且缺乏有效的风险投资作为GIS产业发展的支持，相比于GIS来说，房地产、道路建设、贸易等产业更加实际，更加的赚钱。因此，GIS人必须寻找一种适合我们自己的融资方式和商业模式来改变这种问题。 其实不管是业界还是技术的前沿 都把gis的软件开发策略作为一段时间或者是长期的规划来处理 这样基本上覆盖了gis核心服务的模型构架 使得服务的方向较为单一 不能很好的实行大众化的服务 这个固然跟眼前的政府政策有很大的关系 但是业界自己的发展探寻是不是也应该重新审视一下自己的阶段成果呢！ gid在中国的发展已有二三十年了吧 不论是早期的技术引进还是目前的自主研发（当然研发力度还远远不及国外的同行 这方面esri就是好的榜样）都还有很大的提升空间 而有些业内人士由于正好看好了这个态势 也大胆猜想GIS将会渗透各个领域各个行业 也将是IT的另一大主流方向 这话有一定的道理 在某种程度上也能很好的体现GIS发展的前景【GIS对经济、社会作用】一、GIS技术的兴起 为了解决人类所面临的人口、资源、环境和可持续发展等问题，协调自然与社会间的矛盾，以保障社会经济的可持续发展，必须采用现代的各种信息技术。GIS在其中发挥重要作用，而得到了各国政府和社会团体的广泛关注。很多国家都建立起国家性和地区性地理信息研究中心，发布有关行政法令，进行地理信息系统研究，培养人才，以满足地理信息系统迅速发展的需要。 以美国为例，1988年统计，84%的联邦机构已使用和计划使用地理信息系统，7万多个地方政府机构已建立了GIS服务系统。政府对地理信息产业的投入每年约为亿美元。1992年，仅美国地质调查局的空间数据库投入就达亿美元。随着美国地理信息产业的发展，每年的应用项目多达一万个以上，降低成本5—10亿美元，并新创产值在10亿美元，并新创产值在10亿美元以上。 美国总统克林顿于1994年4月11日签发了“协调地理数据的获取和使用：国家空间数据基础设施（NSDI）”的行政命令。该行政令要求成立联邦地理数据委员会（FGDC），发展国家地理空间数据交换网络（NGDC），在FGDC组织下制定数据标准，并在2000年1月完成美国的国家数字地理空间数据框架（NDGDF），以支持在2000年将展开的十年一度的人口普查。 近年来，地理信息系统技术发展极为迅速，并向着集成化和商品化发展，开始形成比较完整的地理信息产业。1994年，全球地理信息系统及其相关产业的年产值已达31亿美元，年增长率在35%以上。 我国是一个发展中大国，人口基数大，经济基础差，人均资源占有量少且地区分布不平衡，环境污染严重，生态系统脆弱，长期以来对粗放型经济增长的追求使得我国的资源与环境问题更加恶化。中国政府充分的认识到这种局面，于1994年出台了《中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境和发展白皮书》，在中国共产党十四届五中全会上把可持续发展列为基本国策之一。地理信息系统，作为一种空间技术，与人类的生存、地区的发展和进步关系密切。地理信息系统将为人类解决全球与地区环境与发展问题，实现社会经济可持续发展目标做出重要贡献。 经过15年的发展，地理信息系统在我国得到了很大的发展，其应用前景与价值已得到有关部门的认识与重视，目前开展地理信息系统工作的部门已超过20个。我国已建成2个地理信息系统国家重点实验室，建成2个地理信息系统国家重点实验室，建成国土基础地理信息系统1：100万数据库和十多个较大规模的信息系统。通过“八五”国家科技攻关，地理信息系统技术逐渐从实验、局部走向实用化、集成化和产业化，在重大自然灾害的监测与评估、重要产粮区主要农作物估产、城市交通管理等方面取得突破性进展，产生了明显的社会、经济效益。 地理信息系统的在我国的应用虽然取得了很大成就，但与美国等先进国家相比，在应用的规模和深度上还存在较大的差距。中国的国民生产总值为4300亿美元，据外商估算，1993年的GIS投入为2000万美元，占国民生产总值的，与美国的相比差一个数量级。目前建立的GIS专业应用系统大多属面向具体项目的GIS，研究成果多，实用系统少，普遍存在利用绿低，效益不高，重开发轻应用的状况。在国产GIS基础软件开发方面，也存在投资和开发力量分散、低水平重复开发普遍，开发周期长，效率低，产品功能雷同，商品化程度低等问题。同时在地理信息获取方面也存在着重复投资多，信息的质量问题也比较严重，信息的标准化还需进一步加强等问题。 地理信息系统有着广泛的社会需求和广阔的应用领域。近年来，国民经济建设、国民经济管理和人民生活与社会发展对地理信息产品和服务的需求逐步增加。一方面各级政府部门或国民经济管理机构、业务部门要求及时地了解和掌握国民经济建设和社会发展在地域空间上的运行状态、分布特征、资源环境条件和社会经济基础等方面的地理信息。另一方面，在商业、运输等部门，为了更好的管理日常业务，并进行各种分析评价工作，也开始使用地理信息系统。随着世界性高速信息网络的建设，地理信息系统开始进入家庭和日常办公场所。 今后五年以至到2000年是我国改革和发展的关键时期。我国经济将持续快速发展，基础工业、基础设施建设大规模展开，城市化发展加快，而人口、资源、环境压力很大。这段时间内，我国将实现经济体制和经济增长方式的重要转型和转变。坚持可持续发展，逐步缩小地区发展差距，基本消除绝对贫困是这一时期的基本方针和任务。与此同时，面向21世纪信息时代的来临，我们必须抓住机遇，加速国民经济信息化进程，在信息基础设施的建设方面迈出较大步伐。 这一时期也是我国GIS发展十分关键的时期。必须从国内外GIS发展的现状和趋势出发，根据这一时期国家经济和社会发展的要求和国情、国力，考虑这一时期我国GIS发展的规划、战略、政策和措施。遵循我国信息化建设“统筹规划、联合建设、统一标准、专通结合”的总方针，大力推进我国GIS的实用化和产业化。 二、GIS在当代学科体系中的地位 地理信息系统是一种特定的处理地理信息的信息系统，它的定义多种多样，是一种覆盖领域十分广泛的高新技术。 地理信息，由于它具有区域性、多维性和时序性，是人类生存和社会活动中连接各种信息，形成在空间和时间上连续分布的综合信息的基础。它是解决人口、资源与环境和社会可持续发展所面临的各种问题和促进国民经济持续、快速和健康发展的基本信息手段。 地理信息系统所依托的学科称为“地理信息学”（Geomatics)，它是一个现代的科学术语，代表了用各种现代化方法来采集、量测、分析、存贮、管理、显示、传播和应用与地理和空间分布有关的数据的一门综合和集成的信息科学，是当前的测绘学、摄影测量与遥感、地图学、地理信息系统、计算机图像图形学、卫星定位技术与现代通讯技术的有机结合。 地理信息系统是以上多学科集成的基础平台，用作搜集、存贮、管理和分析空间信息和数据。卫星定位、遥感和摄影测量是是快速获取和更新地理信息的主要手段，目前正走向全数字化道路。地图学与图像图形学既用作地理信息的分析和处理，也用于地理信息成果的显示与表达。专家系统的引入将力求使数据采集、更新、分析和应用更加自动化和智能化。现代通讯技术，尤其是正在兴建的信息高速公路将为地理信息在各部门的传播和应用提供保证。因此，地理信息学的形成和发展是整个信息科学和技术发展的一个重要组成部分，将会给相关学科的发展带来机遇和挑战。 近年来，国外一些高校开始将原来的测绘专业改为地理信息学专业，如荷兰的ITC和香港理工学院称Geoinformatics，加拿大的拉瓦尔大学和卡尔加里大学称Geomatics，澳大利亚的新南威尔士大学称为Geomatic Engineering。这标志着地理信息学（Geomatics）作为一门科学、技术和产业已经形成。 对于地理信息系统和地理信息学在当代学科体系中的地位还没有统一的认识，一般将它看做是一门跨学科的边缘学科。 钱学森教授从八十年代出以来，一直提倡建立一门地理科学，它是自然科学与社会科学的汇合，是一门以理解和协调人地关系为最高目标的研究作为人地系统的地球表层的科学，它与自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、人体科学、美学、军事科学、行为科学并列的一大现代科学技术门类，它不是单一学科，而是一个学科体系。地理科学就是研究人口、资源、环境与发展的，不言而喻，地理科学将发挥主要作用。 杨开忠教授将地理科学分为四个层次：地理科学哲学、基础地理科学、应用地理科学和技术地理科学，我们略加修改，如图1所示。 图 1 地理科学体系图解 地理信息学同地图学、GPS、遥感、测绘、数量地理学同属于技术地理学。近年来人们所关注的GIS、RS与GPS的集成的理论基础也在于此，它们都是地理科学的技术支持学科，有着共同的研究对象，只有彼此结合起来，才能将研究推向深入，这是地理科学研究方法的一次质的飞跃。地理信息系统为地理科学研究提供了一个现代化工具，使地理科学的研究从传统的定性描述走向定量分析和空间分析，从简单系统走向复杂系统，具有了更好的技术手段。 三、GIS发展的不同阶段 GIS对社会发展所起的作用，与它所处的发展阶段紧密相关的。一项新技术的推广应用都要经过一个研究、推广、普及的过程，其中还需多次反复，才能成功，GIS也不例外。目前来说，它仍然出于发展阶段，特征在于它的基本理论及方法还出于不断探索完善之中，有关其数据模型、数据处理方法的论文也不断出现。但它的应用早已提上日程，有关管理、教育的研究已引起人们的关注。 关于我国GIS事业的发展历程，何建邦和蒋景瞳研究员对此做了回顾，他们认为国际地理信息系统的发展开始于本世纪60年代。中国地理信息系统研究与应用起步较晚，从80年代初开始，已有15年的历史。 中国科学院院士陈述彭教授在1978年杭州遥感学术讨论会上，把地理信息系统作为一个学科和技术领域分支提出，但当时并未引起重视和讨论。以它作为中国GIS事业准备工作开始。根据实际发展历程，他们建议把我国GIS发展划分为如下阶段： 1978—1980 为准备阶段，在我国正式提出地理信息系统领域； 1980—1985 为起步阶段，经过两年的准备和辩论，终于在1980年1月19日在中国科学院遥感应用研究所建立了全国第一个GIS研究室。GIS正式走上研究和实验的舞台，在中国开始了它的发展。 1986—1995 为发展阶段，从第七个五年计划（1986—1990）开始，GIS作为政府行为，正式列入国家科技攻关计划，开始了有计划、有组织、有目标的科学研究、应用实验和工程建设的工作。在这个发展阶段内又可划分为两个时期，即前五年（1986—1990）的初步发展时期和后五年（1991—1995，即第八个五年计划期间）的加快发展时期。GIS从研究、实验和局部应用走向实用化、集成化和工程化，在国民经济和社会保障上开始发挥重大作用，技术渐趋成熟。 1996年以后为走向产业化的阶段。目前，中国GIS已具备产业化的条件，已经造就了一批GIS专家和产业队伍，形成了多个GIS研究、培训和数字化基地。在本世纪最后五年，GIS在中国将会正式成为一种产业，进入市场，在国民经济和公众生活中得到广泛的应用。 我国GIS正处在向产业化转变的时期，叶嘉安教授对我国GIS产业化过程中所面临的重要转变进行了总结，主要有以下几点： 1、项目（资金）来源的转变 近年来，我国GIS系统开发资金逐渐由以科研经费（国家投资）为主转向商业投资为主转变，投资的回报需要直接来自所开发系统的运行过程中，这是GIS商品化的标志，这说明GIS的技术日趋成熟，GIS进入实际应用阶段。实际应用部门对GIS的需求日益高涨，成了项目和资金的主要来源。 2、开发者的转变 随着项目性质的变化，系统开发者由单纯的科研人员开始向工程技术人员转变。开发者头脑中的工程观念和市场观念、用户观念开始加强。 3、开发模式的转变 由国家投资、科研人员设计开发，以科研机构为主实施系统建设的“建设—移交”式的开发模式，转向开发部门与用户共同开发或用户自行开发，而由科研技术部门提供技术支持的开发模式。 4、技术重点的转变 系统功能开发由技术驱动转变为需求驱动，由注重软、硬件技术向注重管理技术和实用效益方面转变。 5、区域尺度的转变 受需求和资金来源引导，系统建设开始转向国家、区域、城市和工程项目等多种尺度，其中城市地理信息系统在近期蓬勃发展。 6、目标的转变 随着信息的社会化和产业化，GIS将由以面向管理决策部门的决策支持为主要目标，转向满足多层次、多领域的广泛的社会需求。 7、系统类型的转变 GIS由面向项目的系统向面向管理的系统发展成为必然的趋势。 陈子坦博士从应用的角度将GIS分为四个层次：项目水平、部门水平、企业化水平和社团水平。 项目GIS是GIS应用的初级阶段，用户的目标是完成一个特定的项目。用户主要关心的是获得这一项目的结论，其他与GIS相关的操作只是工具性的或中间过程。它们不能定期维护数据和应用程序的更新，在一个项目结束后，这个系统的周期也就结束了，大多数的科研机构、大学和科学家的GIS应用正处于这一阶段。 部门GIS的特点是具有一个维护良好的GIS数据库。这一数据库是定期更新的，并被很好的管理。从而可以用来完成一个部门、一个政府机构和合作双方中某一方的某些日常工作。这一部门中的用户随时利用最新的数据来分析和决策。目前已有数千的机构建立了部门GIS系统。 企业化GIS运行于多部门环境中，这些部门具有各自的职责和功能，他们之间共享共同的地理基础数据，分享硬件、软件系统资源，分享应用模型、专家经验和知识。他们还要分享维护和管理这一GIS系统的责任。网络通讯和分布式计算是支持企业化GIS的技术，所有数据和系统资源分布于一个网络上，在网络上流动，供多用户共享。企业化GIS可以帮助包括环境单位在内的企业更有效、更有目的性的完成决策制定过程。目前大约有数百个企业化层次上的GIS运行于政府和大公司中。 社会化GIS是GIS发展的未来层次。GIS不只是用于政府和科研机构，而且会被社会一般公众和团体所接触。人们可以通过Internet网络方便地获取所需的地理信息数据，象使用字处理软件那样方便地使用GIS软件。信息高速公路向社会化GIS提供技术支持。GIS系统将成为各种信息系统的一部分。GIS通过提供空间检索功能，在帮助人们操纵大量信息方面起着重要的作用。 从上述分析可以看出：我国目前所建立的GIS系统大部分属于项目GIS，只有少数的几个系统属于部门GIS，正逐渐向企业化GIS发展中。这就决定了GIS在我国社会发展中所起的作用并不是广泛的，GIS的建立和使用，基本上是政府行为，主要是为政府部门决策服务。 四、GIS在我国社会发展中的作用 我国GIS的应用水平，虽然与美国等发达国家相比存在较大的差距，但已经在国民经济各部门中发挥了重要作用。这里，我们仅就GIS在我国应用的几个主要领域作一简单介绍。 1、综合减灾 我国是在世界上自然灾害类型多，发生频繁，灾害损失最严重的少数国家之一，在以往的40年中，每年灾害经济损失约占国家财政收入的六分之一。近年来灾害直接经济损失每年约1000亿元，其增长速度明显超过全国经济增长，因灾人口伤亡也很严重。减轻自然灾害是我国社会经济持续发展的一项必不可少的工作。 减轻自然灾害是一项系统工程，它包括对自然灾害的监测、预报、评估、防灾、抗灾、救灾、恢复、教育、保险与综合管理，减灾的每一过程和环节都与空间的地理要素密切相关，如灾害发生的时空分布、强度与频度、灾害发生地社会经济易损性及抗灾能力、灾害评估、灾害应及救助措施及预案等，因而地理信息系统是减轻自然灾害的重要工具和手段，建立在具有庞大空间分析功能的地理信息系统上的减灾系统，才能在减灾中发挥快速、准确的决策作用。 GIS在减灾中的应用主要包括以下几个方面：1、灾害的监测和预报；2、自然灾害评估，包括灾前的历史灾害影响评价及灾情预测，实时的灾害应急评估和灾后的灾情评定；3、救灾和抗灾；4、灾害应急救助与救援；5、灾害保险与灾后恢复；6、灾害教育与宣传；7、灾害管理和灾害区划；地理信息系统在减灾中的应用会越来越广泛，尽管目前的应用还不完善，但随着综合减灾研究山进行，地理信息系统在该领域必将发挥出举足轻重的技术支持作用。 近年来，地理信息系统已经在减轻自然灾害的各个环节和领域得到或将得到应用。在我国的各单灾种灾害研究与管理部门，已建立了若干个用于单灾种研究的灾害信息管理系统，国家“八五”科技攻关项目中已开展了系列的自然灾害应急监测与评估研究及相应技术的研制，如水利部与科学院建立的实时洪水监测及水灾风险评估系统，中国科学院与国家气象局初步建立了实时台风、暴雨、洪涝灾害信息及减灾系统，中国科学院、国家教委所属有关科研、教学部门研制的应急气象卫星对小区域自然灾害进行应急评估的技术系统；国家地震局对一些城市进行震害预测的地理信息系统等。此外，GIS在人为事故的处理中也发挥了重要作用。 以重大自然灾害的监测与评价系统为例，该系统由7个子系统构成，以监测和评价洪水、干旱、林火、地震、雪灾、沙害和松毛虫害等7种灾害为目标，分别建成了相应的数据库、分析评价模型和试运行系统，从而构成了一个以GIS和RS技术为支撑的重大自然灾害监测评估的集成系统。该系统在监测评估近年来发生的重大自然灾害方面发挥了重大作用。 2、政府决策 GIS对社会发展的重要意义体现在其可以提高管理决策的科学性及合理性，无论是中央政府，还是地方政府，其管理水平的提高与GIS等信息技术的发展密切相关，特别是在现在信息社会中。 国情信息采集及管理、宏观经济、社会及环境规划、重大灾害防治等行政管理工作，在信息时代离不开GIS技术的支持，国务院综合国情地理信息系统的成功运行充分说明了这一点。它是一个融GIS与与办公自动化为一体的空间型信息系统，它以国家基础地理信息系统数据、政务数据和国民经济统计数据为基础，旨在为国务院领导机关研建一个以高新技术为支撑的宏观分析决策系统。该系统在国务院办公厅运行后，使得中央各部门的决策者门十分方便的查询所感兴趣的信息，方便了管理工作，一期工程的应用推动了省级GIS的建设。另一方面，GIS技术的发展还将成为未来国家级信息高速公路的一个重要组成部分，在信息高速公路的支持下，GIS对国家级的管理工作将具有更大的作用。 辽宁省国土资源信息系统是一个多要素多层次的空间型地理信息系统，是全国第一个省级地理信息系统，旨在为辽宁省政府机关提供一个用于对国土资源进行分析评价和规划应用的辅助工具。该系统在运行中，管理国土工作常用的数据，向有关部门提供信息服务，进行了沈阳市土地利用潜力评价和土地利用适宜性评价、辽宁省钢铁工业布局分析、本溪县水库淹没区分析等，为辽宁省的国土规划研究和编制提供了有力的科学依据。 中科院遥感所进行了“区域可持续发展决策支持系统的研究，建立了水资源、社会、经济决策支持模型和土地利用动态监测模型、土地人口承载力模型、人口预测评价模型、可持续发展动态规划模型等。以农业可持续发展为中心建立了遥感动态监测、分析评价、预测预警、管理规划与决策的完整体系，并进行了宏观规划、中观管理、微观工程决策三个层次的实验。随着研究的进一步深入和完善，类似的系统将在政府部门决策中发挥重要作用。 3、市政管理 城市历来是政治、经济、文化活动的中心，随着城市化进程的不断深入，城市在我国国民经济生活中发挥着越来越重要的作用，城市化所引起的一系列环境、生态、建设、管理等问题日益突出。城市是一个复杂的开放的空间系统，如果没有地理信息系统的支持，很难对城市进行有效的管理。 最近几年，城市地理信息系统在我国得到了蓬勃发展。深圳、北京、上海、厦门、海口、北海等大城市和沿海经济开放城市先后建立了城市地理信息系统。应用于城市资源、环境、交通、人口、土地管理、公共事业、基础设施、商业、旅游等领域，是发展最快的地理信息系统。 4、科学研究与教育 目前我国建立的地理信息系统，大部分是由科研单位和大学研究机构建立的，与科研和教育关系密切。通过这些系统的建立，使我们对GIS的认识逐渐深入，技术日趋成熟，培养了大批的不同层次的GIS研究开发人员，普及了GIS的知识，为我国GIS事业的产业化奠定了良好的基础。同时建立的一些GIS系统对后续系统的完善提供了技术规范，并为后续系统和其它科学研究提供了基础地理数据。特别是国家测绘局建立的国家基础地理信息系统，发挥了重要的示范作用。 5、其它 地理信息系统在其他领域的应用也不断深入，如农作物估产、军事指挥、投资环境评价等。如重点产粮区主要农作物估产系统，该系统以估算松辽平原、黄淮海平原、江汉平原和太湖流域的玉米、小麦和稻米的产量为目标，综合利用GIS和RS技术与野外调查相结合，提出了上述农作物播种面积的估算方法，建立了各自的单产模型，经过多次完善和多级集成，建成的重点产粮区农作物估产的信息系统。 地理信息系统在我国经过15年的发展已经在国民经济各部门中发挥着越来越重要的作用，从它的应用领域来看，几乎是无所不包的。

测绘工程论文参考文献

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