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GIS是什么？GIS開發(fā)主要從事什么方面的開發(fā)？
GIS軟件開發(fā)（第一講）.ppt免費下載
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地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有時又稱為“地學信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數(shù)據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統(tǒng)。
GIS技術的發(fā)展趨勢
GIS在資源環(huán)境領域的應用方興未艾，從技術、地理信息、經濟社會的需求等方面分析，在該領域有以下趨勢及建議：
應用軟件數(shù)據端口應有專門化，專業(yè)化方向發(fā)展，在同類型同方向的GIS數(shù)據交流共享方向提供適當?shù)姆奖悖越鉀QGIS數(shù)據來源和數(shù)據質量難以保證的問題。
結合國家信息化推進工作，以電子政務相關工程為基礎，推動GIS在資源環(huán)境管理中的推廣應用。
信息化建設已成為我國各級 *** 及企業(yè)的重要任務，GIS在以資源、能源、生產、資金等空間綜合配置、優(yōu)化組合為目的的信息化建設中，可以發(fā)揮應有的作用；結合相應的應用工程，推動GIS的發(fā)展；
應用往專業(yè)化方向發(fā)展，功能由通用管理功能轉向資源評估、監(jiān)督、跟蹤分析等專業(yè)功能方向發(fā)展。
隨著經濟社會的發(fā)展，經濟社會與資源環(huán)境之間的各方面的矛盾及問題逐漸暴露出來，這些問題在時間和空間上具有諸多的關聯(lián)性，分析這些問題、提出合理的解決方案建議，需要功能更專業(yè)化的GIS軟件系統(tǒng)支持；
支持多源、多尺度、多類型集成應用的軟件平臺工具的開發(fā)應用。
信息獲取技術的快速發(fā)展和多源化趨勢，要求資源環(huán)境方面的GIS應能夠接收、處理及分析多種來源、多尺度的地理信息；
促進3S技術集成應用，推動專業(yè)技術及軟件的發(fā)展，全球定位系統(tǒng)、遙感技術與GIS的集成應用已成為GIS軟件發(fā)展的趨勢之一，而這種應用的發(fā)展是在應用推動的基礎上建立的，針對特定的應用領域的集成化的GIS將成為資源環(huán)境領域GIS的發(fā)展方向，也是系統(tǒng)與業(yè)務結合的需要；
開展專業(yè)應用系統(tǒng)開發(fā)建設，結合資源環(huán)境各領域的需求，開發(fā)多種專業(yè)化的GIS，如針對性生態(tài)保護區(qū)、生態(tài)功能區(qū)、地下水、生物資源等領域的專業(yè)性GIS軟件與管理系統(tǒng)。
國內GIS現(xiàn)狀和對策
地理信息系統(tǒng)技術是一門綜合性的技術，它的發(fā)展是與地理學、地圖學、攝影測量學、遙感技術、數(shù)學和統(tǒng)計科學、信息技術等有關學科的發(fā)展分不開的。
GIS的發(fā)展可分為四個階段：第一個階段是初始發(fā)展階段，20世紀60年代世界上第一個GIS系統(tǒng)由加拿大測量學家R.F.Tomlison提出并建立，主要用于自然資源的管理和規(guī)劃；第二個階段是發(fā)展鞏固階段，20世紀70年代由于計算機硬件和軟件技術的飛速發(fā)展，尤其是大容量存儲設備的使用，促進了GIS朝實用的方向發(fā)展，不同專題、不同規(guī)模、不同類型的各具特色的地理信息系統(tǒng)在世界各地紛紛付諸研制，如美國、英國、德國、瑞典和日本等國對GIS的研究都投入了大量的人力、物力和財力；第三個階段是推廣應用階段，20世紀80年代，GIS逐步走向成熟，并在全世界范圍內全面推廣，應用領域不斷擴大，并與衛(wèi)星遙感技術結合，開始應用于全球性的問題，這個階段涌現(xiàn)出一大批GIS軟件，如ARC/INFO，GENAMAP，SPANS，MAPINFO，ERDAS，Microstation等；第四個階段是蓬勃發(fā)展階段，20世紀90年代，隨著地理信息產品的建立和數(shù)字化信息產品在全世界的普及，GIS成為確定性的產業(yè)，并逐漸滲透到各行各業(yè)，成為人們生活、學習和工作不可缺少的工具和助手。
地理信息系統(tǒng)的研制與應用在我國起步較晚，雖然歷史較短，但發(fā)展勢頭迅猛。
我國GIS的發(fā)展可分為三個階段。
第一階段從1970年到1980年，為準備階段，主要經歷了提出倡議、組建隊伍、培訓人才、組織個別實驗研究等階段。
機械制圖和遙感應用，為GIS的研制和應用做了技術和理論上的準備。
第二階段從1981年到1985年，為起步階段，完成了技術引進、數(shù)據規(guī)范和標準的研究、空間數(shù)據庫的建立、數(shù)據處理和分析算法及應用軟件的開發(fā)等環(huán)節(jié)，對GIS進行了理論探索和區(qū)域性的實驗研究。
第三個階段從1986年到2013年，為初步發(fā)展階段，我國GIS的研究和應用進入有組織、有計劃、有目標的階段，逐步建立了不同層次、不同規(guī)模的組織機構、研究中心和實驗室。
GIS研究逐步與國民經濟建設和社會生活需求相結合，并取得了重要進展和實際應用效益。
主要表現(xiàn)在四個方面：（1）制定了國家地理信息系統(tǒng)規(guī)范，解決信息共享和系統(tǒng)兼容問題，為全國地理信息系統(tǒng)的建立做準備。
（2）應用型GIS發(fā)展迅速。
（3）在引進的基礎上擴充和研制了一批軟件。
（4）開始出版有關地理信息系統(tǒng)理論、技術和應用等方面的書籍，設立了地理信息系統(tǒng)專業(yè)，培養(yǎng)了大批人才，并積極開展國際合作，參與全球性地理信息系統(tǒng)的討論和實驗。
在科技部等國家有關部門的大力組織和支持下，國產GIS基礎軟件開發(fā)工作取得了重要進展，出現(xiàn)了一批GIS高技術企業(yè)，開發(fā)出了較為成熟的國產GIS軟件，如MapGIS、GeoStar、CityStar、SuperMap、MapEngine、GROW等，并形成了一定的產業(yè)規(guī)模。
這些國產GIS軟件以較高的性價比，打破了國外GIS軟件對我國市場的壟斷，有力促進了我國地理信息系統(tǒng)技術的發(fā)展。
這些年，GIS技術在我國得到了廣泛應用，其應用面從傳統(tǒng)的城市規(guī)劃、土地利用、測繪、環(huán)境保護、電力、電信、減災防災等領域滲透到礦產資源調查、海洋資源調查與管理等各方面，取得了豐碩的成果和巨大的經濟效益。
當前，國家有關部門正逐步將GIS嵌入到電子政務系統(tǒng)中。
隨著計算機和信息技術的快速發(fā)展，GIS技術得到了迅猛的發(fā)展。
GIS系統(tǒng)正朝著專業(yè)或大型化、社會化方向不斷發(fā)展著。
“大型化”體現(xiàn)在系統(tǒng)和數(shù)據規(guī)模兩個方面；“社會化”則要求GIS要面向整個社會，滿足社會各界對有關地理信息的需求，簡言之就是“開放數(shù)據”、“簡化操作”，“面向服務”，通過網絡實現(xiàn)從數(shù)據乃至系統(tǒng)之間的完全共享和互動。
下面我們從地理信息系統(tǒng)技術角度來討論和分析當前GIS的相關技術及其發(fā)展趨勢。
1.1 空間信息的獲取、處理與交換地理空間數(shù)據是GIS的血液，構建和維護空間數(shù)據庫是一項復雜、工作量巨大的工程，它包括：數(shù)據的獲取、校驗和規(guī)范化、結構化處理、數(shù)據維護等過程。
GIS處理的數(shù)據對象是空間對象，有很強的時空特性，獲取數(shù)據的手段及數(shù)據的形式也復雜多樣。
獲取數(shù)據的基本方式有：野外全站儀平板測量、GPS測量、室內地圖掃描數(shù)字化、數(shù)字攝影測量、從遙感影像進行目標測量和數(shù)據轉換等。
這些獲取技術已基本成熟。
同時，空間數(shù)據也具有很強的時效性，不同的空間數(shù)據必須進行周期不等的數(shù)據更新維護，空間數(shù)據庫中數(shù)據的準確、及時、完整是實現(xiàn)GIS應用系統(tǒng)價值的前提基礎。
空間數(shù)據維護往往涉及跨部門、跨行業(yè)的多種數(shù)據格式和多種數(shù)據類型的大量數(shù)據，提供有效的空間數(shù)據編輯更新手段是當前亟待解決的一個重要課題。
基于上述信息獲取技術，在過去的二十年間，國家有關部委和行業(yè)部門已經積累了大量原始數(shù)字化數(shù)據和相應資料，建立了1100多個大、中型數(shù)據庫以及大量的各類數(shù)字化地理基礎圖、專題圖、城市地籍圖等。
國家測繪局已經完成了全國l：100萬、 1：25萬基礎地理空間數(shù)據庫以及全國七大江河數(shù)字地形模型的建設，并啟動了全國l：5萬，部分省份1：1萬基礎地理空間數(shù)據庫的建設。
這些基礎數(shù)據有力促進了GIS技術的廣泛應用，進而產生了大量的GIS數(shù)據。
但由于地理信息系統(tǒng)軟件大多采用不同的空間數(shù)據模型，以及它們在地理實體上的認識差異，使得所積累的數(shù)據難以轉換和共享（即使能夠數(shù)據轉換，也會產生信息的丟失），從而形成一個個新的數(shù)據孤島。
制訂數(shù)據交換的格式標準已成為大家的共識。
一些國家和組織已經在進行這方面的工作，并定義了一些數(shù)據交換標準，如SDTS，OpenGIS聯(lián)盟制訂的GML，另外一些公認的數(shù)據格式如DXF，Shapefile和MIF文件格式等正逐漸成為數(shù)據交換的事實標準。
我國也在“九五”期間制定了地球空間數(shù)據轉換標準。
但是由于人們對空間信息認識和研究成果的制約，還沒有一個統(tǒng)一的地理數(shù)據模型，因此建立實用的數(shù)據交換格式和信息標準將是一個長期、復雜過程。
1.2 空間數(shù)據的管理空間數(shù)據的管理涉及到二個方面的內容：空間數(shù)據模型和空間數(shù)據庫。
空間數(shù)據模型刻畫了現(xiàn)實世界中空間實體及其相互間的聯(lián)系，它為空間數(shù)據的組織和空間數(shù)據庫的設計提供了基本的方法。
因此，空間數(shù)據模型的研究對設計空間數(shù)據庫和發(fā)展新一代GIS系統(tǒng)起著舉足輕重的作用。
在GIS中與空間信息有關的信息模型有三個，即基于對象(要素)(Feature)的模型、場(Field)模型以及網絡(Network)模型。
GIS基礎軟件平臺的研制和應用系統(tǒng)的設計開發(fā)一直沿用這三種空間數(shù)據模型，但這些模型在空間實體間的相互關系及其時空變化的描述與表達、數(shù)據組織、空間分析等方面均有較大的局限性，難以滿足新一代GIS基礎軟件平臺和應用系統(tǒng)發(fā)展的要求。
主要表現(xiàn)為：（1） 僅能表達空間點、線、面目標間極為有限的簡單拓撲關系，且這些拓撲關系的生成與維護耗時費力；（2） 難以有效地表達現(xiàn)實三維空間實體及其相互關系；（3） 適于記錄和表達某一時刻空間實體性狀及相互間關系靜態(tài)分布，難以有效地描述和表達空間實體及其相互間關系的時空變化；（4） 沒有考慮異地、異構、異質空間數(shù)據的互操作和分布式“對象”處理等問題。
針對上述不足，時空數(shù)據模型、三維數(shù)據模型、分布式空間數(shù)據管理、GIS設計的CASE工具等研究已成為當前國際上GIS空間數(shù)據模型研究的學術前沿。
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