說說地理信息系統(tǒng)那些久遠的發(fā)展歷史

發(fā)布日期：2018-12-19 00:00 瀏覽量：10678

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有時又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”。是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。

一、地理信息系統(tǒng)的分類

地理信息系統(tǒng)按其范圍大小可以分為全球的、區(qū)域的和局部的三種。通常GIS主要研究地球表層的若干個要素的空間分布，屬于2～2．5維GIS，布滿整個三維空間建立的GIS，才是真三維GIS。一般也常常將數(shù)字位置模型（2維）和數(shù)字高程模型（1維）的結(jié)合稱為2＋1維或3維，加上時間坐標(biāo)的GIS稱為4維GIS或時態(tài)GIS。

二、地理信息系統(tǒng)的基本功能

1.數(shù)據(jù)采集與編輯功能：包括圖形數(shù)據(jù)采集與編輯和屬性數(shù)據(jù)編輯與分析。

2.地理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基本功：包括數(shù)據(jù)庫定義、數(shù)據(jù)庫的建立與維護、數(shù)據(jù)庫操作、通訊功能等。

3.制圖功能：根據(jù) GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及繪圖儀的類型，用戶可獲得矢量地圖或柵格地圖。地理信息系統(tǒng)不僅可以為用戶輸出全要素地圖，而且可以根據(jù)用戶需要分層輸出各種專題地圖，如行政區(qū)劃圖、土壤利用圖、道路交通圖、等高城圖等等。還可以通過空間分析得到一些特殊的地學(xué)分析用圖，如坡度圖、坡向圖、剖面圖等等。

4.空間查詢與空間分析功能：包括拓?fù)淇臻g查詢、緩沖區(qū)分析、疊置分析、空間集合分析、地學(xué)分析。

5.地形分析功能：包括數(shù)字高程模型的建立、地形分析。

三、再來了解一下久遠的發(fā)展歷史

古往今來，幾乎人類所有活動都是發(fā)生在地球上，都與地球表面位置（即地理空間位置）息息相關(guān)，隨著計算機技術(shù)的日益發(fā)展和普及，地理信息系統(tǒng)以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的“數(shù)字地球”“數(shù)字城市”在人們的生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。

1.5萬年前，在拉斯考克（Lascaux）附近的洞穴墻壁上，法國的獵人畫下了他們所捕獵動物的圖案。與這些動物圖畫相關(guān)的是一些描述遷移路線和軌跡的線條和符號。這些早期記錄符合了現(xiàn)代地理資訊系統(tǒng)的二元素結(jié)構(gòu)，即一個圖形文件對應(yīng)一個屬性數(shù)據(jù)庫。

18世紀(jì)地形圖繪制的現(xiàn)代勘測技術(shù)得以實現(xiàn)，同時還出現(xiàn)了專題繪圖的早期版本，例如：科學(xué)方面或人口普查資料。

20世紀(jì)60年代早期，在核武器研究的推動下，計算機硬件的發(fā)展導(dǎo)致通用計算機“繪圖”的應(yīng)用。1967年，世界上第一個真正投入應(yīng)用的地理信息系統(tǒng)由聯(lián)邦林業(yè)和農(nóng)村發(fā)展部在加拿大安大略省的渥太華研發(fā)。羅杰?湯姆林森博士開發(fā)的這個系統(tǒng)被稱為加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS），用于存儲，分析和利用加拿大土地統(tǒng)計局收集的數(shù)據(jù)，并增設(shè)了等級分類因素來進行分析。

20世紀(jì)80年代和90年代產(chǎn)業(yè)成長刺激了應(yīng)用了GIS的UNIX工作站和個人計算機飛速增長。至20世紀(jì)末，GIS在各種系統(tǒng)中的迅速增長使得其在相關(guān)的少量平臺已經(jīng)得到了鞏固和規(guī)范。并且用戶開始提出了在互聯(lián)網(wǎng)上查看GIS數(shù)據(jù)的概念，這要求數(shù)據(jù)的格式和傳輸標(biāo)準(zhǔn)化。

四、強大的空間分析功能應(yīng)用于統(tǒng)計服務(wù)，可以提高統(tǒng)計服務(wù)質(zhì)量

空間分析能力是GIS的主要功能，也是GIS與計算機制圖軟件相區(qū)別的主要特征?？臻g分析是從空間物體的空間位置、聯(lián)系等方面去研究空間事物，以及對空間事物做出定量的描述。空間分析需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)工具，其中最主要的是空間統(tǒng)計學(xué)、圖論、拓?fù)鋵W(xué)、計算幾何等，其主要任務(wù)是對空間構(gòu)成進行描述和分析，以達到獲取、描述和認(rèn)知空間數(shù)據(jù)；理解和解釋地理圖案的背景過程；空間過程的模擬和預(yù)測；調(diào)控地理空間上發(fā)生的事件等目的。

移動GIS是通過與流動裝置結(jié)合，地理資訊系統(tǒng)可以為用戶提供即時的地理信息。一般汽車上的導(dǎo)航裝置都是結(jié)合了衛(wèi)星定位設(shè)備（GPS）和地理資訊系統(tǒng)（GIS）的復(fù)合系統(tǒng)；在香港曾經(jīng)很流行的地圖王，則是一套可以安裝在PDA或手提電話上的即時地圖系統(tǒng)。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是地理資訊系統(tǒng)的一個特例，它除了一般的地理資訊系統(tǒng)的內(nèi)容以外，還包括了各條道路的行車及相關(guān)信息的數(shù)據(jù)庫。這個數(shù)據(jù)庫利用矢量表示行車的路線、方向、路段等信息，又利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母拍顏頉Q定最佳行走路線。地理數(shù)據(jù)文件（GDF）是為導(dǎo)航系統(tǒng)描述地圖數(shù)據(jù)的ISO標(biāo)準(zhǔn)。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)組合了地圖匹配、GPS定位和來計算車輛的位置。地圖資源數(shù)據(jù)庫也用于航跡規(guī)劃、導(dǎo)航，并可能還有主動安全系統(tǒng)、輔助駕駛及位置定位服務(wù)等高級功能。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用了地圖資源數(shù)據(jù)庫管理。

地理信息系統(tǒng)由于有著強大的圖像功能和空間分析能力，在統(tǒng)計分析工作中有著廣泛的應(yīng)用前景。

——地理信息系統(tǒng)支持跨區(qū)域分析，實現(xiàn)了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫匯總數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)的分析。隨著跨行政區(qū)域的連片經(jīng)濟區(qū)，如：科技園區(qū)，特色工業(yè)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品經(jīng)濟區(qū)，沿高速公路、高速鐵路經(jīng)濟帶等的發(fā)展，對環(huán)繞跨經(jīng)濟區(qū)域的統(tǒng)計信息和統(tǒng)計分析隨之增長，而傳統(tǒng)統(tǒng)計制度下的統(tǒng)計報表無法滿足這種要求。統(tǒng)計地理信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)的空間分析功能可以實現(xiàn)對任一區(qū)域信息進行分析，相對哪些區(qū)域進行分析，就用鼠標(biāo)圈住哪些區(qū)域。

——地理信息系統(tǒng)使統(tǒng)計分析更加直觀和生動，實現(xiàn)人機互動。傳統(tǒng)的統(tǒng)計服務(wù)方式主要是提供統(tǒng)計分析報告，統(tǒng)計分析報告的表達方法主要有三種，即文字、表格、統(tǒng)計圖。這三種方法的載體主要是紙質(zhì)的統(tǒng)計報告，是靜態(tài)的。閱讀者只能閱讀報告寫作者提供的報告，只能接收寫作者提供的信息和觀點。地理信息系統(tǒng)強大的網(wǎng)絡(luò)分析功能，可以極大地改變傳統(tǒng)統(tǒng)計服務(wù)方式，充分滿足信息需要者對統(tǒng)計信息的需求。地理信息系統(tǒng)后臺可以把各種基層信息、分組信息、區(qū)域信息通過模塊來反映，使用者根據(jù)自己的意愿和需要選擇模塊，可立即得到各種分組數(shù)據(jù)、并隨著所選數(shù)據(jù)不同即時得到相應(yīng)的統(tǒng)計表、統(tǒng)計圖，以及區(qū)域空間展示效果。

——地理信息系統(tǒng)可以整合信息資源提高統(tǒng)計分析效率。在大數(shù)據(jù)時代，任何一個社會經(jīng)濟現(xiàn)象都是多種因素多種信息共同影響和作用的結(jié)果。地理信息系統(tǒng)有著強大的數(shù)據(jù)融合能力，統(tǒng)計地理信息系統(tǒng)可以整合各級各專業(yè)數(shù)據(jù)信息，使統(tǒng)計分析可以立足于全國各級各專業(yè)的整個信息平臺上，從更長遠的縱向和更廣闊的橫向，通覽各級各專業(yè)數(shù)據(jù)發(fā)展變化情況，極大地減少查閱歷年年鑒和統(tǒng)計資料的工作，提高統(tǒng)計分析效率。

地理信息系統(tǒng)自20世紀(jì)60年代誕生以來，已經(jīng)大踏步應(yīng)用于環(huán)境保護、土地管理、道路交通等諸多領(lǐng)域。由于統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯著的空間特征，將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于統(tǒng)計工作必將發(fā)揮更大的作用。

廣泛應(yīng)用于普查和名錄庫建設(shè)，是統(tǒng)計發(fā)展過程中一次里程碑式的進步

在地理信息系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外諸多行業(yè)和領(lǐng)域的時代背景下，統(tǒng)計地理信息系統(tǒng)的建設(shè)將顯著改進統(tǒng)計工作方法、改變統(tǒng)計服務(wù)方式，是統(tǒng)計發(fā)展過程中一次里程碑式的進步。

——地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于普查，保證調(diào)查單位的不重不漏。衡量普查工作質(zhì)量的主要標(biāo)志有兩個方面，即普查的全面性和準(zhǔn)確性。全面性首先表現(xiàn)為調(diào)查對象的不重不漏，準(zhǔn)確性首先表現(xiàn)為調(diào)查單位的真實存在。為了確保調(diào)查單位的不重不漏和真實存在，以往普查的主要措施是各級普查機構(gòu)包括國家、省、市、縣、社區(qū)（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）通過多次和反復(fù)的實地檢查和抽查，耗費大量的人力、物力、財力和時間。地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于普查可以通過網(wǎng)絡(luò)有效控制和監(jiān)督普查過程，減少實地核查次數(shù)，確保調(diào)查單位的不重不漏和真實存在。

——地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于名錄庫管理工作，保證名錄庫中單位增減變動的真實可靠。名錄庫管理工作不僅是各級政府及時掌握單位增減變動的需要，也肩負(fù)著為下一次普查奠定基礎(chǔ)的重任。因而把地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于名錄庫管理工作，將更加有力地保證單位增減的真實可靠。地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于名錄庫管理，要求名錄庫中的全部單位都有自己的空間位置信息，特別是單位的增減變動，首先是空間位置信息的增減變動，當(dāng)統(tǒng)計人員能夠提供每一個新增單位空間位置信息，則保證了基本單位名錄庫中每個單位的真實可靠。

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