简述GIS发展趋势

地理信息系统发展趋势地理信息系统发展趋势 学院 资源与环境科学学院学院 资源与环境科学学院 专业 人文地理学专业 人文地理学 姓名 安月茹姓名 安月茹 学号 学号 20151112212015111221 简述简述 GISGIS 发展趋势发展趋势 1 1 概念介绍 概念介绍 地理信息系统 Geographic Information System GIS 是一门综合性学科 是结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学 有时又称为 地学信息系统 它是一种特定的十分重要的空间信息系统 它是在计算机硬 软件系统支持下 对整个或部分地球表层 包括大气层 空间中的有关地理分布数据进行采集 储存 管理 运算 分析 显示和描述的技术系统 其核心是用计算机来处理 和分析地理信息 已经广泛的应用在不同的领域 2 2 国外地理信息系统的发展历程 国外地理信息系统的发展历程 国际上地理信息系统的发展始于 20 世纪 60 年代 地理信息系统起源于北 美 由于当时计算机技术水平不高 存贮量小 磁带存取速度较慢 使得 GIS 带有 更多的机助制图色彩 地学分析功能极简单 20 世纪 70 年代以后 由于计算机 软硬件迅速发展 特别是大容量存贮功能磁盘的使用 为地理空间数据的录入 存贮 检索 输出提供了强有力的手段 使 GIS 朝实用方向迅速发展 70 年代 的 GIS 分析功能和 60 年代相比 并未得到很大的扩充 许多数据库的容量也较小 因此 70 年代可以说是地理信息系统的巩固阶段 20 世纪 80 年代是 GIS 普及和推广应用的大发展阶段 由于新一代高性能的 计算机的普及和迅速发展 GIS 也逐步走向成熟 GIS 的软硬件投资大大降低而 能力明显提高 已进入多学科领域 由功能单一 比较简单的分散系统发展成为 多功能的用户共享的综合性信息系统 并向智能化发展 随着 GIS 与卫星遥感技 术的结合 GIS 已用于全球变化的研究与监测 所以 80 年代是地理信息系统发 展具有突破性的年代 出现了一些具代表性的性能较好的 GIS 软件 如 ARC INFO MICROSTA TION SICAD GENAMAP 等 20 世纪 90 年代 GIS 已成为确定性产业 投入使用的 GIS 系统 每 2 3 年就 翻一番 GIS 已渗透到各行各业 愈来愈多的国际性会议 学术刊物以 GIS 为主 题 它已成为人们规划管理中不可缺少的应用工具 3 3 中国地理信息系统的发展历程 中国地理信息系统的发展历程 中国的地理信息系统研究与应用始于 20 世纪 70 年代末 80 年代初 虽然历 史较短 但发展很快 大体分 3 个阶段 第一阶段 从 1978 1980 年为准备阶段 主要是舆论准备 队伍组建 开始 GIS 的启蒙研究 第二阶段 从 1981 1985 年为起步阶段 主要对 GIS 进行理论探索和区域性 实验研究 并制定国家 GIS 的规范 并进行信息采集 数据库模型设计 1985 年 国家资源与环境信息系统实验室成立 第三阶段 是从 1986 年到现在 为 GIS 的全面发展阶段 作为一个全国性的 研究领域 GIS 已逐步和国民经济建设相结合 取得了重要进展和实际应用效益 现已在全国范围内形成了地理信息系统的科研队伍 大中小城市的城市信息系统 和土地利用信息系统 资源管理信息系统等专题的地理信息系统纷纷建立和运转 起来 4 4 地理信息系统的发展趋势 地理信息系统的发展趋势 随着网络系统的快速发展 以及国家对地理信息技术的支持 地理信息系 统的发展速速十分惊人 本文重点阐述近几年成为热点的智慧城市 以及智慧 城市建设相关的地理信息技术 随着经济的发展 城市问题愈来愈突出 然而 智慧城市成为解决城市问题的一条可行道路 也是未来城市发展的趋势 智慧 城市是基于数字城市 3S 物联网和云计算建立的现实世界与数字世界的融合 以实现对人和物的感知 控制和智能服务 智慧城市对经济转型发展 城市智 能管理和对大众的智能服务具有广泛的前景 从而使得人与自然更加协调的发 展 4 14 1 大数据与智慧城市 大数据与智慧城市 智慧城市建设是一个系统工程 需要根据每个城市自身的特点 在做好顶层 设计后统一规划 分步实施 智慧城市的实现需要建设更加完善的信息基础设 施和包括智慧城市运营为主的技术支撑 才能保证各种智慧城市的应用能够用 得好 用得起 智慧城市通过无所不在的物联网将现实城市与数字城市连在一起 全球每 日产生超乎想象 数据量不断扩张的大数据 人们每分每秒以极速在网络上交 换思想 数据和信息 智慧城市建设中将产生的大数据问题既是下一代的科学前沿问题 也是推 进智慧城市发展的源动力 它必将带来新的机遇和挑战 需要有针对性地加快 有关大数据的技术创新和重点攻关研究 才能推动和加速智慧服务产业的发展 以更好 更多的智慧应用服务大众的同时 让城市更加科学 高效 低碳和安 全地运行 4 24 2 三维三维 GISGIS 与智慧城市与智慧城市 从三维 GIS 发展到实时 GIS 是 GIS 未来发展的又一大趋势 GIS 已经形成 二维 GIS 三维 GIS 与实时 GIS 交相辉映的多维动态表示新格局 将大立体 高动态的现实世界更加全面准确地映射到计算机数据库 它突破了空间信息在 二维地图平面中单调表现的束缚 为各行各业以及人们的日常生活提供了更有 效的辅助决策支持 智慧城市是真实城市环境与虚拟城市环境的融合与协同 三维 GIS 在其中 发挥重要的时空信息承载和纽带作用 并提供了有力的可视化分析方法和支撑 手段 正日益成为政府 企业和公众不可或缺的科学的 定量与定性结合的 直观方便的助手 为有效支撑智慧城市的建设与城市安全 三维 GIS 在数据模 型与数据结构 数据组织与数据库管理 可视化与空间分析等方面需要新的概 念框架 方法和技术 智慧城市聚焦于城市的管理和服务 强调市民对城市的全面感知 以更加 精细和动态的方式管理生产和生活 达到城市运行的 智慧 状态 因此 智 慧城市应致力于国民经济信息化 环境维护自动化 生活服务便捷化和社会管 理智能化的发展 第一 国民经济信息化 既包括信息技术的产业化 也包括 传统产业的信息化 第二 生活服务便捷化 提供了一个冲破传统地域社区的 信息通道 建立了一个跨越时间和空间局限的虚拟生活模式 通过远程控制和 智能监控使家居生活更加安全 更加便捷 更加舒适 第三 环境维护自动化 引入智慧因子全面改造环境保护的技术手段和管理模式 自动监控周边环境以 预防环境污染和生态破坏 智慧感知生产生活中能源消耗并加以自动控制 实 现节能减排 第四 社会管理智能化 采用智慧技术整合城市各部门 实现公 共事务处理和公共资源分配的开放透明 推进整个城市互动式 精细化 人性 化的治理 并实时监控公共资源的使用 科学调整公共资源的配置 以充分利 用有限的公共资源 4 34 3 云 云 GISGIS 云计算正在成为下一代计算平台 它能够推动管理体系变革 控制资源消 耗 降低事业成本 因此各国政府都大力推动其发展 为顺应 云计算 物联网 智慧地球 等新兴技术潮流 满足政府部门 企业单位 社会 公众对 GIS 应用在专业化方向深入 社会化方向拓展的需要 云 GIS 的发展呈 现以下趋势 1 地理数据管理方面 遥感数据获取能力不断提高 来自传感器网络的位置数据不断增加 下一 代互联网和物联网中地理相关数据不断丰富 使得传统 GIS 中 点 线 面 数 据模型及其管理体系已经无法满足对全球尺度 动态变化地理世界的描述 时 空大数据 三维地理对象 时态对象与时态场 时空关联数据等对传统 GIS 数 据管理技术和模式提出了不可回避的巨大挑战 云 GIS 系统必须将数据管理范 畴扩展到包含时空大数据等新型数据类型的广域多重空间上去 探索新的数据 管理方法 研发新的数据管理软件来支撑系统和应用发展 2 地理计算方面 空间数据处理 空间分析和复杂系统模拟等问题规模不断增大 传统的地 理计算范式已经不能满足问题求解的性能要求 同时还需要探索提出面向时空 大数据分析处理的新型地理计算范式 因此 需要结合高性能计算 分布式计 算 内存计算和云计算的技术进展 发展新一代高性能地学计算范式 研发以 服务为导向的 运算高效的地理计算支撑软件 3 地理信息制图与终端服务方面 面向下一代互联网的云服务模式给传统地理信息制图与交互技术带了巨大 冲击 原有的主要基于客户端能力的制图与交互方式在云服务模式下将变得难 以施行 同时 大众化应用环境中的高并发问题也是一个新的挑战 因此 需 要重点研究面向地理信息服务的时空大数据动态制图与高性能可视化技术 研 发大规模复杂地理数据可视化引擎 更好地建立 现实世界 地理世界 虚拟 世界 之间的联系 为用户提供一体化 操作透明 高度真实和个性化的地理 信息终端服务新模式 4 GIS 专题应用系统构建方面 国内外均充分吸纳最新的计算机技术和信息技术 加强 GIS 的集成创新 在新型计算硬件架构的支撑下 改造或研发新型 GIS 软件平台 在底层构建高 性能地理计算和存储环境 在上层打造广域而多重的地理信息服务体系 为应 用提供 数据 计算 服务 于一体的整体性解决方案 5 GIS 网络应用与服务模式方面 在云计算技术的支持下 用户可以实现按需使用 GIS 用户不需要知道数 据 软件来自何处 可随时 随地获得计算能力 资源 信息 服务 知识 用户可以把各种资源如地理数据 应用软件 硬件设备都放在云计算平台的统 一管理中 进一步强化地理分析 处理能力 同时 云计算服务可靠 安全 每个地理信息应用部署都与物理平台无关 通过虚拟平台进行管理 以及对地 理信息应用进行扩展 迁移和备份等各种操作 4 4 移动互联网 中国移动互联网在未来的的发展趋势主要表以下四个方面 1 搜索是重中之重 无论是传统互联网还是移动互联网 对于搜索的要求都是非常大的 通过 搜索可以给企业带来流量 因此 移动搜索仍然是移动互联网时代的主要应用 2 LBS 是未来趋势 基于本地化的位置服务 LBS 将会在未来发挥巨大的作用 它是移动互联网 时代的一个突破性发明 传统互联网和移动互联网的最大差别就是后者是非常 本地化的 在 LBS 方面具有非常大的优势 企业可以把用户在其位置的信息进 行更多的整合服务 3 APP 进入快死阶段 纵观 APP 的发展历程 大致可以分成两块 一块是习惯性的分成 用户寻 找适合的品牌 一块是变动性的分成 人们的变动性达到了 60 促使 APP 应 用的生命周期急剧缩短 进入快死阶段 其中最严重的是游戏产业 4 移动电商蓬勃发展 现在 我国移动电子商务市场成长良好 发展健康 专家预测在未来两年 内 用户规模和市场规模都将进一步扩大 并且保持高速增长 这也预示着中 国已经步入了电子商务快速发展的时期 在市场运作上 移动电子商务主导者 包括传统电子商务服务商 电信运营商 新兴的移动电子商务提供商等等都已 经开始在移动电子商务领域的布局 市场用户进入者增多 服务形式也开始呈 现多样性发展 行业结构不断进行良性更新 中国移动互联网已经具有了新跨 越的必备条件 5 5 GISGIS 在城市规划中的应用在城市规划中的应用 1 GIS 提供规划直观和理性的工具 CAD 在城市规划中应用广泛 CAD 主要是把设计过程和结果用数据库管理 用图形 图像来表达 它不需要对地图及其相关属性进行综合管理 也不需要 复杂的叠合 查询功能 因此其图形能力强而相对属性数据的管理能力较弱只 能作为绘图软件 GIS 具有对空间数据与 属性数据的统一管理与分析能力 极大的丰富了规划设计手段和成果 直 观而理性的空间分析模块可以辅助规划师对规划方案进行模拟 选择和评估 从而优选优化设计 弥补了原来城市规划纯图形 纯文字 定量分析与定性分 析脱节的缺陷 使空间数据的图形表达与属性数据的空间分析有了很大的提高 为城市规划提供了一个直观和理性的工具 2 GIS 对规划数据的存储管理与分析功能 GIS 具有海量数据的存储和管理功能 支持多种表现形式的空间数据 提供 良好的数据维护更新能力 以及查询 叠合 分类 网络 邻近 数字高程模型 等空间信息的查询和分析能力 对城市规划管理具有重要的意义 按照传统的方 式 规划部门或者是利用文件的方式 或者采用目前流行的数据库方式来管理规 划数据 缺陷是不具备空间查询定位能力 而 GTIS 技术完全解决了上述问题 基于 GIS 建立的城市规划空间数据库有综合的信息平台 极大的方便了规划 数据的存储与管理 在规划数据管理上有着广阔的应用前景 3 GIS 在动态城市规划 规划管理方面的作用 城市信息更新的速度随着城市化进程的不断加快 规划的制定与修编周期 大大缩短 要求城市信息具有良好的现实性 对信息的处理具有实时性 GIS 由 于具有数据更新的快捷性 空间分析的实时性的特点 对城市规划的动态调整 提供了良好的技术支持 借助 GIS 的作用 可以对城市规划的实施进行监督 和反馈 然后迅速的根据实施状况对规划方案进行调整 使城市规划处于一个 通畅的良性循环过程中 4 GIS 在城市三维可视化中的应用 传统的城市规划设计主要采用平面的图纸设计或 CAD 平面设计 无法给工 作人员和用户提供形象的场景感和直观的印象 近年来 随着都市圈 城市猎人 都市等三维仿真电子地图的涌现 三维地图逐渐走进大众的视野 相比二维 GIS 三维 GIS 为空间信息的展示提供了更丰富 逼真的平台 将抽象难懂的 空间信息直观化和可视化 人们结合自己相关的常识和经验就可以理解 从而 做出准确而快速的判断 城市规划中的空间信息化主要用于景观仿真 长期以 来 平面图 剖面图 透视图以及实体模型一直是城市规划中空间信息可视化 的基本方法 20 世纪