吳明達(dá)

摘 要 地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，簡稱GIS）是我國地理科學(xué)領(lǐng)域的新興技術(shù)手段。它主要運(yùn)用地理科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)解決諸如地圖測(cè)繪、遙感衛(wèi)星等方面的問題。GIS在我國起步較晚，但近幾年隨著互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，GIS發(fā)展迅速，展現(xiàn)出了廣闊的發(fā)展前景。目前國內(nèi)有些院校已經(jīng)開設(shè)了相關(guān)專業(yè)，今后中國會(huì)需要大量的GIS高端人才。文章主要從中國地理信息系統(tǒng)概況、應(yīng)用和發(fā)展建議等方面對(duì)GIS在我國的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出GIS未來發(fā)展的合理建議。

關(guān)鍵詞 地理信息系統(tǒng)；發(fā)展現(xiàn)狀；城鄉(xiāng)規(guī)劃

中圖分類號(hào) G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）222-0136-02

1 我國地理信息系統(tǒng)發(fā)展概況

1990年以后，全球進(jìn)入了以互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的信息時(shí)代。隨著各項(xiàng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及人們?nèi)找嬖鲩L的需求，地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星遙感、測(cè)繪、導(dǎo)航等名詞逐漸進(jìn)入人們視野。GIS在中國雖起步較晚，但因?yàn)槠鋺?yīng)用廣泛、需求較多、市場(chǎng)較大等特點(diǎn)，顯示出了極高的發(fā)展速度和廣闊的發(fā)展前景。GIS作為一門融合地理、物理、計(jì)算機(jī)等多方面的新興綜合學(xué)科，需要學(xué)生掌握多方面的知識(shí)，并存在許多實(shí)際應(yīng)用。與計(jì)算機(jī)相結(jié)合的特點(diǎn)也讓地理這門傳統(tǒng)學(xué)科煥發(fā)了新的活力。

早期的GIS因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)相對(duì)落后，計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理能力較低，所以GIS的應(yīng)用范圍和能力也相對(duì)有限。但是近20年，隨著計(jì)算機(jī)性能的提升，特別是大數(shù)據(jù)和人工智能時(shí)代的來臨，GIS的應(yīng)用逐漸變得廣泛。

2013年，中國進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)量的指數(shù)式增長也讓GIS迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。地理空間數(shù)據(jù)的大幅增長使得計(jì)算機(jī)能夠繪制出更全面細(xì)致的地圖，可以探測(cè)到更多地理數(shù)據(jù)，也可以建設(shè)更加全面完善的數(shù)據(jù)庫。大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)地理行業(yè)。運(yùn)用5年或10年以上的大數(shù)據(jù)，GIS能夠總結(jié)地理發(fā)展數(shù)據(jù)中的規(guī)律，并對(duì)未來的發(fā)展做出預(yù)測(cè)，這在氣象監(jiān)測(cè)、城市規(guī)劃、自然災(zāi)害防治等多個(gè)方面應(yīng)用廣泛。

隨著中國城鎮(zhèn)化的日趨完善和信息化飛速發(fā)展，人們對(duì)地理信息系統(tǒng)的需求不斷擴(kuò)大。國家“十三五規(guī)劃”中明確提出要推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化，推動(dòng)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，而這些都離不開GIS技術(shù)手段的支持。由此可見政府對(duì)GIS發(fā)展的重視程度。目前，我國地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)十分可觀，并且還在以較高的增長率持續(xù)增長。當(dāng)前的相關(guān)從業(yè)人員已超40萬人，相關(guān)單位2萬多家，他們分布在社會(huì)的各行各業(yè)，由此可見GIS的廣泛性和實(shí)用性。同時(shí)，在政府的積極推動(dòng)下，我國已在北京、山東、湖北、浙江等地先后建設(shè)了地理信息產(chǎn)業(yè)園區(qū)，其他省份也在積極建設(shè)中。其中位于北京順義的國家地理信息科技產(chǎn)業(yè)園是規(guī)模最大、資源最豐富的GIS產(chǎn)業(yè)園。這樣做可以把GIS相關(guān)人才和資源集中，提高資源利用率，減少成本，促進(jìn)地理信息產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 我國地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著國家對(duì)協(xié)同發(fā)展的重視與推進(jìn)，京津冀一體化進(jìn)程不斷加快。為了疏解北京的非首都功能，政府將許多高新科技產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到了周邊地區(qū)。2017年，國家在河北設(shè)立了雄安新區(qū)。與北京市區(qū)相比，雄安新區(qū)具有生態(tài)環(huán)境良好、地理位置優(yōu)越、發(fā)展空間充裕等優(yōu)勢(shì)。為了將雄安新區(qū)治理規(guī)劃好，國家啟動(dòng)了多輪測(cè)繪，已經(jīng)將雄安新區(qū)全部區(qū)域的時(shí)空影像繪制完成。通過GIS收集雄安新區(qū)基本的地理數(shù)據(jù)，有助于政府對(duì)新區(qū)進(jìn)行分區(qū)規(guī)劃，生態(tài)保護(hù)等工作，為雄安新區(qū)的科學(xué)規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展打下基礎(chǔ)。

雄安新區(qū)的規(guī)劃范圍不僅僅限于雄縣、榮成和安新縣，還包括周圍的縣、鄉(xiāng)等地，GIS能夠幫助在極大的范圍內(nèi)進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃。通過GIS能夠建立雄安新區(qū)的地理模型，通過分析當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境、礦產(chǎn)資源、地質(zhì)地貌等因素提高分區(qū)的科學(xué)性與合理性?？茖W(xué)的功能區(qū)劃分不僅要對(duì)氣候、地質(zhì)、水文、土壤、生態(tài)環(huán)境等自然區(qū)位因素進(jìn)行分析，人文區(qū)位因素也同樣重要。通過GIS與大數(shù)據(jù)結(jié)合的方式，計(jì)算機(jī)能夠分析出各地的人口密度和人口流動(dòng)變化趨勢(shì)，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源、降雨、風(fēng)向、熱力環(huán)流圈半徑等自然因素分析得出該地的環(huán)境承載力和人口合理容量，從而進(jìn)行科學(xué)的功能區(qū)劃分。

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，很多大城市病也隨之而來，而空氣污染就是其中之一。北京作為一線城市，周邊有許多不符合環(huán)保規(guī)定的工廠和企業(yè)。為了降低北京市內(nèi)的空氣污染，政府將主要工業(yè)區(qū)都劃在了郊區(qū)及周邊地區(qū)。雄安新區(qū)距離北京僅120公里，雖緊靠白洋淀，環(huán)境承載力較高，但因?yàn)楹颖笔侵毓I(yè)省份，而且新區(qū)正處在發(fā)展建設(shè)階段，必定會(huì)增加空氣污染。

目前許多地圖軟件都上線了霧霾地圖功能，能夠在地圖上實(shí)時(shí)顯示空氣污染指數(shù)。實(shí)現(xiàn)這樣的功能需要GIS的支持。GIS的優(yōu)勢(shì)是有強(qiáng)大的空間分析能力，和大數(shù)據(jù)結(jié)合后能夠?qū)⒏鞯氐目諝赓|(zhì)量以圖形化展現(xiàn)出來，并結(jié)合雄安當(dāng)?shù)氐臍庀蟆⑺?、功能區(qū)劃分等因素綜合分析當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量。再結(jié)合當(dāng)下熱門的人工智能技術(shù)，計(jì)算機(jī)能夠分析出各地的空氣質(zhì)量并自動(dòng)給出合理的出行和防護(hù)提醒。

國家在大力推進(jìn)城鎮(zhèn)化的同時(shí)，也不能忘記鄉(xiāng)村的建設(shè)。美麗鄉(xiāng)村建設(shè)最初由中國共產(chǎn)黨第十六屆五中全會(huì)提出。為貫徹黨的十八大精神，大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，推動(dòng)城鄉(xiāng)發(fā)展一體化的建設(shè)目標(biāo)，GIS一直為鄉(xiāng)村建設(shè)提供技術(shù)支持。2008年，浙江省安吉縣正式提出“中國美麗鄉(xiāng)村”計(jì)劃，正式啟動(dòng)了美麗鄉(xiāng)村建設(shè)。

與城市規(guī)劃不同，鄉(xiāng)村規(guī)劃對(duì)GIS的要求更加偏向自然地理。為了提高鄉(xiāng)村的經(jīng)濟(jì)及科技發(fā)展水平，首先要對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)進(jìn)行改革。通過GIS強(qiáng)大的分析能力，當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)部門可以利用計(jì)算機(jī)分析當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)、氣候、灌溉水源、溫度、土壤、地價(jià)等因素，迅速找到最適宜種植作物的區(qū)域。同時(shí)這也為政府管理鄉(xiāng)村提供了便利。解決了選址，接下來就是農(nóng)民們最關(guān)心的收成問題。隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化不斷發(fā)展，出現(xiàn)了許多自動(dòng)化的農(nóng)業(yè)輔助機(jī)械。

結(jié)合GIS與當(dāng)下熱門的人工智能技術(shù)，農(nóng)民可以利用電腦技術(shù)監(jiān)控作物的生長狀況。GIS的優(yōu)勢(shì)還包括數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、處理及分析，它能夠收集作物的各種生命體征并加以分析，最終得出作物的需求。農(nóng)民可以最大限度地滿足作物的需求，從而提升作物產(chǎn)量。同時(shí)GIS還有強(qiáng)大的模擬和預(yù)測(cè)能力，通過分析當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向、降水、土壤、地理位置等因素，綜合得出當(dāng)?shù)氐臑?zāi)害承受能力，并結(jié)合天氣預(yù)報(bào)和往年的受災(zāi)情況對(duì)未來可能發(fā)生的災(zāi)害做出模擬和預(yù)測(cè)，方便政府提前啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制。如果真的發(fā)生災(zāi)害，GIS也可以為制定有效的應(yīng)急方案提供技術(shù)支持。

除了農(nóng)業(yè)，旅游業(yè)也是鄉(xiāng)村收入的主要來源。以江西婺源為例，婺源近幾年旅游業(yè)發(fā)展迅速。至 2017年6月，婺源接待游客1 299.6萬人次、門票收入3.2億元、旅游綜合收入79.37億元，同比分別增長9.17%、12.75%、41.81%?？梢?，旅游業(yè)收入占據(jù)了婺源經(jīng)濟(jì)發(fā)展極大的比重。但隨著旅游業(yè)的蓬勃發(fā)展，也帶來了很多問題。一些景區(qū)不嚴(yán)格控制每日人流量，導(dǎo)致人數(shù)超過了環(huán)境本身的承受范圍，最終導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞。運(yùn)用GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和模擬能力，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控景區(qū)的生態(tài)狀況，包括水源、土地、樹木等的環(huán)境承載情況，并進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，從而預(yù)測(cè)當(dāng)日的可承受人數(shù)，保證人流量不超出自然資源的自我修復(fù)范圍。

此外，由于鄉(xiāng)村的整體發(fā)展水平較為落后，信息化程度相較于城市更低，游客想要了解一個(gè)景點(diǎn)的旅游信息就變得更加困難。GIS通過可視化表達(dá)，結(jié)合大數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)建模可以讓游客更直觀地了解到景區(qū)過去和未來，并分析當(dāng)?shù)氐淖匀患叭宋馁Y源，方便游客制定最合理的旅游攻略。同時(shí)GIS也為旅游業(yè)管理部門提供了極大的便利。

3 我國地理信息系統(tǒng)的發(fā)展建議

目前GIS在中國正處于蓬勃發(fā)展時(shí)期，擁有極大的發(fā)展空間，但仍受到信息化程度、城鎮(zhèn)化水平、科技發(fā)展水平、經(jīng)濟(jì)水平等諸多因素的限制。中國目前城鎮(zhèn)化、現(xiàn)代化水平距離西方發(fā)達(dá)國家還有很大差距。北京、上海等大城市已經(jīng)出現(xiàn)逆城鎮(zhèn)化跡象，但西北及西南山區(qū)仍有大量的貧困人群。為順應(yīng)國家十三五規(guī)劃中提出的“全力實(shí)施脫貧攻堅(jiān)”目標(biāo)，GIS可以幫助農(nóng)民提高產(chǎn)量、幫助村民預(yù)防自然災(zāi)害、還可以提升偏遠(yuǎn)地區(qū)的開放程度，助力貧困人口盡快脫貧。GIS可以利用自身的優(yōu)勢(shì)助力西部大開發(fā)，增加西部的經(jīng)濟(jì)水平，緩解東南部的人口壓力。

4 結(jié)論

本文主要對(duì)GIS在中國的發(fā)展現(xiàn)狀做了概括，分析了GIS的相關(guān)應(yīng)用，并為GIS技術(shù)的未來發(fā)展提出建議。綜上所述，GIS在中國具有廣闊的發(fā)展前景，并且已經(jīng)形成了一定規(guī)模。通過GIS在各個(gè)領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用可以看出，GIS并不是一項(xiàng)封閉的技術(shù)，只有與當(dāng)下熱門的計(jì)算機(jī)和大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合，GIS才能發(fā)揮出更大的效用。

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