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单词 地理信息系统
释义

【地理信息系统】
 

拼译:geographical information system(GIS)
 

是60年代发展起来的新兴科学技术领域,它随着计算机、通讯网络、遥感技术、人工智能的进步以及系统工程、区位理论、模式分析等理论的深化发展,正向着系统化、模式化和智能化方向发展。

地理信息系统是对地理环境信息进行采集、储存、检索、分析和显示的综合性技术系统。它一般由信息源选取,整理编辑预处理、数据信息输入、数据管理、分析应用和数据图件输出几个部分组成,具有系统综合分析和预测预报的能力。有机地将自然、人文科学综合成为一体化,这对于自然资源与环境的管理、规划和决策等方面有着深远的科学实践意义和积极的重要作用。

地理信息系统具有空间与时间的分布特征,它通常以资源与环境为主要研究和服务对象。因此,在我国亦称作“资源与环境信息系统”(REIS),“地理”在此指“空间”含义,故其属于空间信息系统。1985年2月开始筹建的中国科学院资源与环境信息系统国家重点实验室,就是基于这一目的,开展这一领域的研究和应用。地理信息系统能实现对各种调查实测、遥感、地图和社会统计等资料数据建成地理数据库,进而开展多要素、多时序、多层次的综合分析处理,通过多途径向用户提供信息服务,为国民经济建设提供现代化的技术手段,使资源开发和环境整治从定性到定量分析,从静态达到动态监测等的新技术管理水平得以提高。所以,地理信息系统也是对地理空间信息进行综合分析处理的技术系统。

地理信息系统的类型众多,它们可按性质、用途、功能等予以分类:按性质分为静态、动态的非空间模式地理信息系统,静态、动态的空间模式地理信息系统,这4种模式以动态空间数据模式为核心;按用途分为资源与环境监测信息系统、城市规划与管理信息系统、规划与评价信息系统、空间信息分析系统等;按应用功能分为专题地理信息系统、区域地理信息系统和综合性地理信息系统。

20世纪60年代初,世界上主要是关于城市和土地利用方面的信息系统的研制,如加拿大地理信息系统(CGIS)。此后GIS经历着快速的发展,1966年美国成立了城市和区域信息系统协会(URISA)等,1968年国际地理联合会(IGU)设立了地理数据收集和处理委员会,它们为地理信息系统的发展,起到了积极地促进作用。70年代,继加拿大、美国后,德国、瑞典、日本、法国等先后都发展了各自的地理信息系统。1978年国际测量工作者联合会(FIG)规定了第3委员会的主要任务是研究地理信息系统。同年在德国达姆斯塔特(原联邦德国)工业大学召开了第1次地理信息系统会。70年代后期,地理信息系统与图像处理系统功能结合的软件系统日渐增多,并相继出现“遥感与地理信息系统”。早在1965年,Garrison等人就提出把遥感数据纳入地理信息系统的观点,Nichols和Brooner(1972)及Steiner(1973),分别介绍了遥感与地理信息系统的接口问题的研究。可见,遥感是GIS的重要信息源,GIS是处理和应用空间数据的一种强有力的工具。所以,在GIS支持下改善遥感数据分类精度是一个有效的技术途径。80年代,人工智能开始引进地理信息系统,在GIS支持下的专家系统的智能分析和决策应用等深入发展,从而促使地理信息系统达到新的研究水平。美国(Abler,1987;NCGIA,1989)和英国(Maher,1990)均建立起国家地理信息研究中心。

回顾GIS的发展,自60年代以来,在向纵深方向发展,现已逐步向实用化阶段过渡。目前已推出不少的商用地理信息系统,如美国环境系统研究所(ESRI)的ARC/INFO系统,它主要是用于地理数据的管理,具有输入、分析、管理、显示和转换等功能。它是模块化设计,故拥有通用地理信息处理的组件箱,实现更复杂的地理信息系统功能。

90年代地理信息系统的理论与技术有新的进展。陈述彭提出,要把科学注入到数据中去,把数据奉献给社会,提高地理信息系统的科学水平和社会效益。地理信息系统的发展,为遥感数据综合利用奠定了重要的基础。因此,到90年代人们越来越深刻地认识到开发遥感数据的必要性和GIS用于管理遥感数据的潜力,所以实现遥感与GIS一体化,建立实用性的一体化GIS,成为科学工作者深入关注的一个课题,即解决不同系统之间一体化和标准接口问题。对此,Ehlers等讨论了遥感与GIS一体化的3个阶段:第1阶段是借助于GIS与影像分析系统之间的某种数据交换格式来实现的;第2阶段是将串联或组合栅格/矢量处理方法予以实施;第3阶段是把遥感与GIS看成是一个系统。这种先进的一体化技术能极大地发挥多传感器遥感对GIS的作用,使其一体化系统具有更优越的功能。

目前GIS已成长为一较完整的产业,它较多地向GIS技术的进步、GIS的理论基础和专门领域的应用方面发展。GIS的硬件处理机速度和内存容量,每年成倍数的增加,计算机从同一网络内或网络群中访问正成为大型GIS应用的需求,并形成大范围的网络,在软件设计中更注重于复杂的空间数据类型、关系和一体化数据压缩问题的研究。对于数据,今后应集中提高数据收集和维护的功能,使数据共享技术迅速发展起来,另外,用户界面的发展,其设计思想尽量与人们所用的方式紧密结合,使用户界面变得简单易学,以适应于不同水平的用户群及其它的文化和语言。可见,GIS是一个多因素影响的复杂系统,其中所用技术的快速进步和适应用户及机构需要是影响的重要因素。不言而喻,90年代,微机地理信息系统是一重要的发展方向。GIS的技术、空间信息正迅速地成为各种决策任务中的重要因素,并进入研究或实验应用阶段。

【参考文献】:

1 Proceedings of International Workshop on Geographical Information System. Beijing ,1987,5:25~28

2 Proceedings of the second International Workshopon Geog-raphical Information System. Beijing, 1990,8:8~ 11

3 Manfred Ehlers.遥感与GIS,1990,4

4 AndrewU Frank,Max J Egenhofer.90年代GIS技术展望.1991,57(11)

(中国科学院地理研究所傅肃性研究员撰)

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