地理信息系统发展趋势
学院：资源与环境科学学院
专业：人文地理学 姓名：安月茹 学号：2015111221
简述GIS发展趋势
1、概念介绍
地理信息系统（Geographic Information SystemGIS）是一门综合性学科，是结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。其核心是用计算机来处理和分析地理信息，已经广泛的应用在不同的领域。
2、国外地理信息系统的发展历程
国际上地理信息系统的发展始于20世纪60年代，地理信息系统起源于北美。由于当时计算机技术水平不高,存贮量小,磁带存取速度较慢,使得GIS带有更多的机助制图色彩,地学分析功能极简单。20世纪70年代以后,由于计算机软硬件迅速发展,特别是大容量存贮功能磁盘的使用,为地理空间数据的录入、存贮、检索、输出提供了强有力的手段,使GIS朝实用方向迅速发展。70年代的GIS分析功能和60年代相比,并未得到很大的扩充,许多数据库的容量也较小。因此,70年代可以说是地理信息系统的巩固阶段。
20世纪80年代是GIS普及和推广应用的大发展阶段,由于新一代高性能的计算机的普及和迅速发展,GIS也逐步走向成熟。GIS的软硬件投资大大降低而能力明显提高,已进入多学科领域,由功能单一、比较简单的分散系统发展成为多功能的用户共享的综合性信息系统,并向智能化发展。随着GIS与卫星遥感技术的结合,GIS已用于全球变化的研究与监测。所以,80年代是地理信息系统发展具有突破性的年代,出现了一些具代表性的性能较好的GIS软件。如ARC/INFO、MICROSTA TION、SICAD、GENAMAP等。
20世纪90年代,GIS已成为确定性产业,投入使用的GIS系统,每2～3年就翻一番。GIS已渗透到各行各业,愈来愈多的国际性会议、学术刊物以GIS为主题,它已成为人们规划管理中不可缺少的应用工具。
3、中国地理信息系统的发展历程
中国的地理信息系统研究与应用始于20世纪70年代末80年代初，虽然历史较
短,但发展很快。大体分3个阶段。
第一阶段,从1978～1980年为准备阶段,主要是舆论准备,队伍组建,开始GIS的启蒙研究。
第二阶段,从1981～1985年为起步阶段,主要对GIS进行理论探索和区域性实验研究,并制定国家GIS的规范,并进行信息采集、数据库模型设计。1985年国家资源与环境信息系统实验室成立。
第三阶段,是从1986年到现在,为GIS的全面发展阶段,作为一个全国性的研究领域,GIS已逐步和国民经济建设相结合,取得了重要进展和实际应用效益。现已在全国范围内形成了地理信息系统的科研队伍,大中小城市的城市信息系统和土地利用信息系统,资源管理信息系统等专题的地理信息系统纷纷建立和运转起来。
4、地理信息系统的发展趋势
随着网络系统的快速发展，以及国家对地理信息技术的支持，地理信息系统的发展速速十分惊人，本文重点阐述近几年成为热点的智慧城市，以及智慧城市建设相关的地理信息技术。随着经济的发展，城市问题愈来愈突出，然而智慧城市成为解决城市问题的一条可行道路，也是未来城市发展的趋势。智慧城市是基于数字城市、3S、物联网和云计算建立的现实世界与数字世界的融合，以实现对人和物的感知、控制和智能服务。智慧城市对经济转型发展、城市智能管理和对大众的智能服务具有广泛的前景，从而使得人与自然更加协调的发展。 4.1、大数据与智慧城市
智慧城市建设是一个系统工程，需要根据每个城市自身的特点\在做好顶层设计后统一规划，分步实施。智慧城市的实现需要建设更加完善的信息基础设施和包括智慧城市运营为主的技术支撑，才能保证各种智慧城市的应用能够用得好、用得起。
智慧城市通过无所不在的物联网将现实城市与数字城市连在一起。全球每日产生超乎想象，数据量不断扩张的大数据。 人们每分每秒以极速在网络上交换思想、数据和信息。
智慧城市建设中将产生的大数据问题既是下一代的科学前沿问题，也是推进智慧城市发展的源动力，它必将带来新的机遇和挑战，需要有针对性地加快有关大数据的技术创新和重点攻关研究，才能推动和加速智慧服务产业的发展，以更
好，更多的智慧应用服务大众的同时，让城市更加科学、高效、低碳和安全地运行。
4.2三维GIS与智慧城市
从三维GIS发展到实时GIS是GIS未来发展的又一大趋势。GIS已经形成二维GIS、三维GIS与实时GIS交相辉映的多维动态表示新格局，将大立体、高动态的现实世界更加全面准确地映射到计算机数据库，它突破了空间信息在二维地图平面中单调表现的束缚，为各行各业以及人们的日常生活提供了更有效的辅助决策支持。
智慧城市是真实城市环境与虚拟城市环境的融合与协同，三维GIS在其中发挥重要的时空信息承载和纽带作用，并提供了有力的可视化分析方法和支撑手段，正日益成为政府、企业和公众不可或缺的科学的、定量与定性结合的、直观方便的助手。为有效支撑智慧城市的建设与城市安全，三维GIS在数据模型与数据结构、数据组织与数据库管理、可视化与空间分析等方面需要新的概念框架、方法和技术。
智慧城市聚焦于城市的管理和服务，强调市民对城市的全面感知，以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到城市运行的“智慧”状态。因此，智慧城市应致力于国民经济信息化、环境维护自动化、生活服务便捷化和社会管理智能化的发展。第一，国民经济信息化: 既包括信息技术的产业化，也包括传统产业的信息化。第二，生活服务便捷化: 提供了一个冲破传统地域社区的信息通道，建立了一个跨越时间和空间局限的虚拟生活模式，通过远程控制和智能监控使家居生活更加安全、更加便捷、更加舒适。第三，环境维护自动化: 引入智慧因子全面改造环境保护的技术手段和管理模式，自动监控周边环境以预防环境污染和生态破坏，智慧感知生产生活中能源消耗并加以自动控制，实现节能减排。第四，社会管理智能化: 采用智慧技术整合城市各部门，实现公共事务处理和公共资源分配的开放透明，推进整个城市互动式、精细化、人性化的治理，并实时监控公共资源的使用，科学调整公共资源的配置，以充分利用有限的公共资源。 4.3、云GIS
云计算正在成为下一代计算平台，它能够推动管理体系变革，控制资源消耗，降低事业成本，因此各国政府都大力推动其发展。为顺应“云计算”、“物联网”、
“智慧地球”等新兴技术潮流，满足政府部门、企业单位、社会公众对GIS应用在专业化方向深入、社会化方向拓展的需要，云GIS的发展呈现以下趋势：
（1）地理数据管理方面
遥感数据获取能力不断提高，来自传感器网络的位置数据不断增加，下一代互联网和物联网中地理相关数据不断丰富，使得传统GIS中“点-线-面”数据模型及其管理体系已经无法满足对全球尺度、动态变化地理世界的描述。时空大数据、三维地理对象、时态对象与时态场、时空关联数据等对传统GIS数据管理技术和模式提出了不可回避的巨大挑战。云GIS系统必须将数据管理范畴扩展到包含时空大数据等新型数据类型的广域多重空间上去，探索新的数据管理方法，研发新的数据管理软件来支撑系统和应用发展。
（2）地理计算方面
空间数据处理、空间分析和复杂系统模拟等问题规模不断增大，传统的地理计算范式已经不能满足问题求解的性能要求，同时还需要探索提出面向时空大数据分析处理的新型地理计算范式。因此，需要结合高性能计算、分布式计算、内存计算和云计算的技术进展，发展新一代高性能地学计算范式，研发以服务为导向的、运算高效的地理计算支撑软件。
（3）地理信息制图与终端服务方面
面向下一代互联网的云服务模式给传统地理信息制图与交互技术带了巨大冲击。原有的主要基于客户端能力的制图与交互方式在云服务模式下将变得难以施行，同时，大众化应用环境中的高并发问题也是一个新的挑战。因此，需要重点研究面向地理信息服务的时空大数据动态制图与高性能可视化技术，研发大规模复杂地理数据可视化引擎，更好地建立“现实世界—地理世界—虚拟世界”之间的联系，为用户提供一体化、操作透明、高度真实和个性化的地理信息终端服务新模式。
（4）GIS专题应用系统构建方面
国内外均充分吸纳最新的计算机技术和信息技术，加强GIS的集成创新，在新型计算硬件架构的支撑下，改造或研发新型GIS软件平台，在底层构建高性能地理计算和存储环境，在上层打造广域而多重的地理信息服务体系，为应用提供“数据—计算—服务”于一体的整体性解决方案。