GIS的未来

【摘要】除了横向的区域级应用，纵向的“数字行业”建设也在全面展开。以空间数据为基础的、从中央到地方、从企业总部到各级分支机构，各级业务部门的集成业务系统建设需要构建GIS与业务应...

如今，地理信息系统（gis）的应用范围已经非常广阔，但是随着GIS应用深度和广度的不断扩展，一些新的需求也在不断涌现。

首先，“数字地球”、“数字国家”、“数字区域（省市）”的应用要求十分迫切。

随着人类获取空间数据的手段与技术的不断发展，一度曾经制约GIS应用发展的瓶颈将会大幅度地缓解。

所谓“数字**”，实际上就是将一定范围内的多尺度（比例尺）、多类型（矢量数据、影像数据等）地理空间数据加以组织，形成基本框架，在此基础上集成各类应用数据和应用技术（如MIS、ITS、OA等等），构建可以互通的应用系统，形成以地理空间数据为基础、包括各个领域应用系统的巨系统。

这类系统首先在美国发端（例如洛杉矶地区湖滨县集成了电子政务的城市综合管理系统），在我国也正方兴未艾，相当一部分城市正在开展“数字城市”的建设，构建“数字中国”的策略与可行性也在研究之中，城市应急联动系统建设也在全面展开。

除了横向的区域级应用，纵向的“数字行业”建设也在全面展开。以空间数据为基础的、从中央到地方、从企业总部到各级分支机构，各级业务部门的集成业务系统建设需要构建GIS与业务应用集成的系统平台。

例如，“数字国土”将集成各级国土管理、矿产管理系统、“数字石油”将全面管理各级油田、输油管线、“数字林业”将全面管理各级林务部门和林场，等等。使管理更加全面，决策更加科学。

未来几年，直接面向公众的GIS应用将大范围展开。与卫星定位相结合的导航、搜救、物流配送将形成巨大的产业，从营业网点的布设、交通路线的规划，乃至父母对儿童管控，凡此种种无一能够离开GIS的支持。

嵌入式GIS将在人们周围频繁出现，成为像手表、移动电话（或直接嵌入GIS）一样不可或缺的日常必需品，它与无线通信技术的结合，将极大地方便人们的生活。

至于军事方面，从庞大的作战单位到单兵，任何精确打击武器，都伴随着GIS的身影。

应用的扩展、理论研究的深入、技术的发展以及一批IT大鳄（如微软、甲骨文等）重视并进入空间信息领域将加速GIS软件的升级换代。Google Earth的出现已经开始动摇传统GIS的观念。新一代地理信息系统软件将在未来5-10年内出现。第四代GIS软件将呈现出一系列重大的概念与技术变革：

空间数据的概念模型、组织模型与存储模型将发生重大革命，时空数据数据模型将替代单一时相的静态空间数据模型，场模型的完善将不可避免地冲击目前空间数据离散模型的表示与组织方式，空间数据解析模型表示与组织将成为某些情况下的重要手段并继续发展，并引发空间数据计算模型的变化；以地图处理为基础的模式将让位于直接面向空间实体及其关系的处理模式，从而使地理信息系统软件进入“后Tomlinson时代”。

空间数据协同计算技术将成熟并进入实用，以“数据资源共享、计算资源共享、动态性、负载平衡、容错”为特色的空间数据协同计算将成为构建GIS应用系统的技术基础，具备上述主要特点的网格地理信息系统将成为GIS软件的主流。行业级、区域级需要GIS集群的空间信息应用系统将在其支持下变得十分普遍。

因特网的出现使“计算机联合起来”在技术上变成可能，网格地理信息系统也将在技术上支持“GIS联合起来”。

时空复合数据库查询语言技术将进入实用，成为空间数据库的基本配置。这类语言不仅可以支持时空数据模型、实现时间与空间两个方向及其复合计算，而且可以支持分布式环境下的并发计算，在空间数据计算组织、时空复合查询和分布式计算任务分配乃至空间数据一致性、完整性维护等方面具有强大的描述能力，较之目前的空间数据库查询语言应用覆盖面更加宽广。用户可以用它方便地组织空间数据（包括属性数据）的应用计算任务，摆脱面向过程的空间数据计算模式，真正实现面向问题的计算。

此外，新一代地理信息系统软件在与其它软件的集成能力、空间表现能力和三维处理能力等方面也会有更大的发展与突破。

我国的地理信息系统软件水平在过去10年间得到了长足的进步，产业得到了明显的发展。但是，我们必须正视并接受面临的挑战，加快脚步，实现技术创新，争取跨越式的发展，攀登地理信息系统技术的世界高峰。

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GIS软件体系的三个层次

从GIS软件体系来看，它可以分为三个层次（如下图所示）：

・GIS基础平台软件

・GIS行业应用平台软件

・GIS应用软件。

其中，GIS基础平台软件实现空间数据的组织、存储以及基本的数据操纵、分析、传输和表现，解决空间数据管理与计算中的共性问题，提供开发GIS应用开发平台或应用软件的基本支持；

应用开发平台软件则针对特定的应用领域，解决与本领域密切相关的空间信息应用共性问题，与特定的应用领域知识结合紧密，为本领域GIS应用系统的开发提供带有领域专业特点的支持；

GIS应用系统软件则根据用户的需要，包括功能、性能和界面等要求，解决面向用户的特定的应用问题。