◆朱漁 羅來曦

基于計算機技術(shù)的GIS技術(shù)研究

◆朱漁 羅來曦

（宜春職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江西 336000）

地理信息系統(tǒng)GIS是一門依托計算機技術(shù)形成的新興技術(shù)，在計算機的普及和應(yīng)用過程中提供了大量的推力?，F(xiàn)如今無論是計算機技術(shù)還是GIS技術(shù)，由于其不斷快速深入的發(fā)展，都發(fā)生著巨大的變化。此次文章主要是結(jié)合了當(dāng)前計算機、GIS技術(shù)的發(fā)展特點，預(yù)測分析未來GIS技術(shù)發(fā)展的趨勢及前景。

計算機技術(shù)；GIS

地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System），它是一種依托于計算機軟件和硬件功能，可以對地理空間信息進行采集、存儲、處理、分析、檢索和顯示空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)，可以為使用用戶提供決策信息支持。與傳統(tǒng)輿圖相比，地理信息系統(tǒng)GIS能有效將地理信息數(shù)據(jù)進行存儲和分析表達。隨著計算機技術(shù)的不斷更新，GIS的功能也在不斷發(fā)展開拓，從最初的僅僅利用計算機進行“繪圖”應(yīng)用，到現(xiàn)在配合各種組成式工具應(yīng)用于各個領(lǐng)域。現(xiàn)在GIS技術(shù)依托計算機技術(shù)的不斷開發(fā)，正處于一個急劇變化過程之中。

1 GIS技術(shù)的構(gòu)成

地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種具有信息系統(tǒng)空間專業(yè)形式的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，他具有集中、存儲、操作、和顯示地理參考信息等功能。他主要由硬件系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)、軟件系統(tǒng)組成，其硬件系統(tǒng)主要設(shè)施有攝入設(shè)備、儲存設(shè)備、輸出設(shè)備；軟件系統(tǒng)主要包含計算機系統(tǒng)軟件、GIS軟件、應(yīng)用分析程序。其地理信息系統(tǒng)的組成圖如圖1。

2 GIS技術(shù)的發(fā)展

傳統(tǒng)GIS技術(shù)主要是依托集中式的信息處理方式，其數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)儲存、數(shù)據(jù)分析處理、應(yīng)用技術(shù)管理等都是依靠電腦主機來完成。通過分析發(fā)現(xiàn)，該種地理信息系統(tǒng)處理方式對于電腦主機的要求并非特別高，普通的中小型處理站就可以擔(dān)任處理。我們可以將其技術(shù)分為兩部分完成，一是由GIS應(yīng)用的主機完成，另外一部分由用戶的軟件程序來執(zhí)行完成。這樣就可以在不限地域不限制時間不限環(huán)境的狀況下，只要是GIS技術(shù)的操作用戶，就可以在網(wǎng)絡(luò)上通過GIS技術(shù)獲取不同地區(qū)的地理信息[1]。

圖1 組成圖

在實際使用過程中，我們往往將GIS技術(shù)與GPS技術(shù)相結(jié)合，讓GPS技術(shù)來成為GIS技術(shù)對空間數(shù)據(jù)的需求。這樣無論在車輛導(dǎo)航、還是自動智能化駕駛中都可以依靠GPS的定位系統(tǒng)和GIS的電子地理信息內(nèi)容，通過軟件程序中設(shè)定的多媒體等高新技術(shù)將具有實時動態(tài)監(jiān)測GIS系統(tǒng)信息通過計算機的智能化數(shù)據(jù)分析，將可能產(chǎn)生或者存在的情況反饋給業(yè)主，給用戶提供更加科學(xué)化的決策咨詢。

隨著納米電子技術(shù)的出現(xiàn)，其生產(chǎn)的電子元件可以讓計算機元件生產(chǎn)進入微型化、智能化，它很好解決了早期對計算機集成度和處理速度的限制，致使計算機技術(shù)不斷突破自身的元轉(zhuǎn)速度，達到更加智能高效的處理程度及速度。而處理速度的不斷提高，也導(dǎo)致計算機技術(shù)可以打破限制，可以同時處理更多地理信息數(shù)據(jù)，在對采集到的大量數(shù)據(jù)可以同時開展多項內(nèi)容的同時分析，大大提高了用戶使用該數(shù)據(jù)的體驗滿意度，同時也減少了使用GIS技術(shù)的數(shù)據(jù)分析時間，為用戶提供了更加高效、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)信息[2]。

3 GIS技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用

（1）農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用中，地理信息系統(tǒng)GIS技術(shù)主要應(yīng)用于國土資源信息管理、農(nóng)業(yè)資源信息管理、區(qū)域農(nóng)業(yè)規(guī)劃等各方面的研究應(yīng)用。在實際運用中利用全球定位系統(tǒng)GPS和地理信息系統(tǒng)GIS相結(jié)合對農(nóng)業(yè)地塊信息進行統(tǒng)籌處理分析等。該技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的運用得到了豐富的回報[3]。

（2）林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。將各地林業(yè)地區(qū)的使用狀態(tài)、植被分布情況及物質(zhì)等數(shù)據(jù)信息進行整理，以供決策者開展決策參考。

（3）土地資源領(lǐng)域的應(yīng)用。通過收集、調(diào)查和存儲數(shù)據(jù)，將地塊土地資料信息整理，開展土地資源評價、國有土地資源規(guī)劃、土地利用等方面工作。

（4）環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用。利用GIS技術(shù)，將自然資源環(huán)境狀況、動態(tài)變化、土壤資料信息等整合分析，充分利用于監(jiān)管、評價、治理、追蹤等各方面的環(huán)境資源管理之中。

（5）在災(zāi)難發(fā)生的應(yīng)用。通過對自然災(zāi)害信息收集，根據(jù)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的變化，預(yù)測、評估可能產(chǎn)生的自然災(zāi)害，或者模擬該自然災(zāi)害發(fā)生時可能產(chǎn)生的危害，相關(guān)數(shù)據(jù)信息及時共享，借此幫助決策者在自然災(zāi)害發(fā)生之時為其提供決策依據(jù)及決策建議。

（6）石油行業(yè)的應(yīng)用。GIS技術(shù)在石油行業(yè)的應(yīng)用非常廣泛，其使用涉及石油前期的勘探開發(fā)到采集到陸地、管道運輸，到最后的銷售過程GIS技術(shù)的應(yīng)用都貫穿其中。其主要運用包括的內(nèi)容有：石油的勘探，GIS技術(shù)可以整合現(xiàn)有的油田資源及各地的地理信息，結(jié)合分析評估具有潛在石油儲存的地域處在什么空間位置及其存在的特點。人們可以通過分析出來的各種情況及數(shù)據(jù)對存在潛在油田的地區(qū)進行開發(fā)，由此減少了勘探開發(fā)時期的時間，降低勘探開發(fā)難度。同時，我們可以利用GIS技術(shù)電子地圖，進行更加合理的管道規(guī)劃及管道運輸?shù)木S護工作。最后在市場銷售過程中，GIS技術(shù)可以給銷售公司提供所處市場的石油市場行情、人口數(shù)據(jù)及交通信息，分析該地是否存在石油需求或者是否已經(jīng)達到銷售飽和。

通過各領(lǐng)域應(yīng)用我們可以看出GIS技術(shù)的作用是開展數(shù)據(jù)分析，時而會涉及分析大量數(shù)據(jù)的狀況，如果存儲空間狹小則不利于數(shù)據(jù)的存儲，從而導(dǎo)致分析數(shù)據(jù)時產(chǎn)生數(shù)據(jù)分析錯誤。GIS數(shù)據(jù)分析時需要將所有數(shù)據(jù)進行處理、分析，因而需要較大的存儲空間進行數(shù)據(jù)儲存，計算機技術(shù)很好解決了這個問題，在網(wǎng)絡(luò)云端為GIS提供了龐大的數(shù)據(jù)儲存空間。同時，GIS技術(shù)具有存儲數(shù)據(jù)功能，所以他可以代替以往紙質(zhì)檔數(shù)據(jù)儲存方式，讓各個地方的數(shù)據(jù)匯總在一起。進而在數(shù)據(jù)分析時降低人力成本，節(jié)約時間。紙質(zhì)檔數(shù)據(jù)儲存方式，需要良好的存儲地并且妥善保管，若出現(xiàn)丟失或者損壞只能重新采集，對工作造成影響。而GIS技術(shù)很好解決了該項問題，GIS技術(shù)利用計算器將數(shù)據(jù)傳送云端，大量數(shù)據(jù)匯總并共享，使人們使用數(shù)據(jù)方式提取需要的信息更加方便快捷，同時也降低了數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險，提高了數(shù)據(jù)分析效率及準確性。

4 計算機技術(shù)對GIS技術(shù)的影響

地理信息系統(tǒng)GIS實現(xiàn)基礎(chǔ)是計算機和相關(guān)的設(shè)備。20世紀90年代初開始，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，計算機對數(shù)據(jù)的處理能力越來越高，隨著多媒體、空間、虛擬實景、數(shù)字測繪等多項技術(shù)的反正，將GIS發(fā)展趨向于更多的可能，讓其總體上呈現(xiàn)出“網(wǎng)絡(luò)化”、“開放化”“虛實結(jié)合”、“集成化”、“空間多維化”等發(fā)展演變[4]。具體情況如下：

（1）網(wǎng)絡(luò)化-Web GIS技術(shù)。Web GIS技術(shù)是在傳統(tǒng)GIS技術(shù)上利用瀏覽、發(fā)布、下載等網(wǎng)絡(luò)手段，實現(xiàn)GIS各項基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫查詢和分析功能。人們可以利用它在更廣闊的空間尋找各種空間數(shù)據(jù)、圖形、圖像。與傳統(tǒng)GIS相比，其適應(yīng)性強、應(yīng)用廣泛、實時性強、社會化維護，減少重復(fù)勞動、操作簡單。目前Web GIS技術(shù)分為被動式的Web GIS和主動式的Web GIS。被動式的Web GIS主要是采用CGI和Server API技術(shù)實現(xiàn)，具有開發(fā)率高、對服務(wù)器性能要求較高、等待時間較長等特征。其產(chǎn)品圖形如圖2：

圖2 產(chǎn)品圖形

主動式的Web GIS方式不是由服務(wù)器包辦處理用戶的一切請求，而是通過服務(wù)器向客戶端發(fā)送一段運行在本地機上的客戶程序。他具有與客戶相交互通的功能，其解決空間信息網(wǎng)上發(fā)布優(yōu)于被動式的Web GIS。

（2）開放化。利用各行業(yè)標準及接口簡歷地理信息系統(tǒng)，使其可以在數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)和自身系統(tǒng)內(nèi)流動。這樣可以讓數(shù)據(jù)在世界各地共享，實現(xiàn)數(shù)據(jù)全球化。與傳統(tǒng)GIS相比具有互相操作無障礙，可在不同軟件、硬件電腦上運行，技術(shù)公開化，不限制電腦配置、地點等限制。

（3）虛實結(jié)合-VR-GIS技術(shù)。虛擬實現(xiàn)技術(shù)，是利用VR技術(shù)相結(jié)合，通過VR技術(shù)將虛擬系統(tǒng)數(shù)據(jù)成像化，讓其可以模擬現(xiàn)實環(huán)境。但由于目前技術(shù)有限，所以此仍處于技術(shù)待攻克范疇。

（4）多媒體-多媒體GIS技術(shù)。運用多媒體技術(shù)，讓GIS技術(shù)擁有聲音、圖像、色彩、動畫、文字等表達感知信息。與傳統(tǒng)GIS相比具有更豐富、更靈動、更高效的特點。

（5）集成化-3S技術(shù)。全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感技術(shù)（RS）及地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)相結(jié)合，通過集成作用將GIS技術(shù)變成實時、動態(tài)的電腦技術(shù)。具有自主開展地理數(shù)據(jù)信息采集、處理和更新數(shù)據(jù)的功能，能夠通過自身智能化的設(shè)計對數(shù)據(jù)進行分析和運用，為各種科學(xué)決策提供咨詢并分析回答用戶提出的各項復(fù)雜的地理信息問題等特點。工作方式如圖3：

圖3 工作方式

（6）空間多維化-3D GIS技術(shù)。利用3D空間技術(shù)，將3D研究對象開展模型建設(shè)，讓人們更加直觀看到空間數(shù)據(jù)，能夠更好地開展地質(zhì)、礦山、海洋、城市地下管理、城市空間規(guī)劃、城市景觀分析等的工作探索。利用3D GIS二次開發(fā)工具來開發(fā)3D GIS軟件，既能實現(xiàn)3D GIS的基本功能，又能提高開發(fā)效率，是一種比較理想的3D GIS開發(fā)方法。現(xiàn)階段國內(nèi)外比較成熟的3D GIS軟件有多種，如Terra Vista、Skyline、TerrainView、靈圖的VRMap等。

綜上所述，GIS技術(shù)在計算機技術(shù)的不斷更新?lián)Q代下，呈現(xiàn)多種發(fā)展趨勢。他們的多項技術(shù)結(jié)合，不僅促進了GIS技術(shù)的更新發(fā)展，也促進了地理信息產(chǎn)業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。未來隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，信息共享化的建成，人們可以通過地理信息系統(tǒng)平臺共享其數(shù)據(jù)，方便人們進行信息交流與共享。

[1]郭占軍. 當(dāng)前計算機技術(shù)與GIS發(fā)展趨勢[J]. 科技資訊，2006，000（024）：17-18.

[2]劉海霞，張洪波. 計算機技術(shù)與GIS發(fā)展趨勢[J]. 中國科技信息，2005（16A）：57-57.

[3]陳延輝，甘泉. 基于計算機技術(shù)的GIS技術(shù)發(fā)展趨勢探討[J]. 煤炭技術(shù)，2013，32（001）：265-266.

[4]王少安. 地理信息系統(tǒng)（GIS）及其發(fā)展趨勢[J]. 焦作工學(xué)院學(xué)報，2001.