地理信息技术

1、地理信息技术包括地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、全球定位系统（GPS）和数字地球技术。地理信息系统定义地理信息系统（Geographic Information System或 GeoInformation system，GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。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。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理

2、在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。基本特点通过上述的分析和定义可提出GIS的如下基本概念： 1、GIS的物理外壳是计算机化的技术系统，它又由若干个相互关联的子系统构成，如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分析子系统、图像处理子系统、数据产品输出子系统等，这些子系统的优劣、结构直接影响着GIS的硬件平台、功能、效率、数据处理的方式和产品输出的类型。 2、GIS的操作对象是空间数据，即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性和定量的描述、这是GIS区别于其它类型信息系统的根本标

3、志，也是其技术难点之所在。 3、GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力，可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息，实现地理空间过程演化的模拟和预测。 4、GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。大地测量、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精度的定位数；电子速测仪、GPS全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用，可直接、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品，为GIS提供丰富和更为实时的信息源，并促使GIS向更高层次发展。地理学是GIS的理论依托。有的学者断言，“地理信息系统和信息地

4、理学是地理科学第二次革命的主要工具和手段。如果说GIS的兴起和发展是地理科学信息革命的一把钥匙，那么，信息地理学的兴起和发展将是打开地理科学信息革命的一扇大门，必将为地理科学的发展和提高开辟一个崭新的天地”。GIS被誉为地学的第三代语言用数字形式来描述空间实体。遥感定义遥感是以航空摄影技术为基础，在本世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感，自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后，标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的发展，目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象，地质地理等领域，成为一门实用的，先进的空间探测技术。 遥感是利用遥感器从空中来探测地面物体性质的，它根据不同物体对

5、波谱产生不同响应的原理，识别地面上各类地物，具有遥远感知事物的意思。也就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料，并从中获取信息，经记录、传送、分析和判读来识别地物。遥感技术主要特点1、可获取大范围数据资料。遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右，陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右，从而，可及时获取大范围的信息。 2、获取信息的速度快，周期短。由于卫星围绕地球运转，从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料，以便更新原有资料，或根据新旧资料变化进行动态监测，这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。 3、获取信息受条件限制少。在地球上有很多地方，自然条件极为恶劣

6、，人类难以到达，如沙漠、沼泽、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术，特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。 4、获取信息的手段多，信息量大。根据不同的任务，遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。例如可采用可见光探测物体，也可采用紫外线，红外线和微波探测物体。利用不同波段对物体不同的穿透性，还可获取地物内部信息。例如，地面深层、水的下层，冰层下的水体，沙漠下面的地物特性等，微波波段还可以全天候的工作。全球定位系统定义全球卫星定位系统(Globle Positioning System) 是一种结合卫星及通讯发展的技术，利用导航卫星进行测时和测距。全球卫星定位系统(简称GPS)

7、是美国从本世纪70 年代开始研制，历时20 余年，耗资200 亿美元,于1994 年全面建成。具有海陆空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经过近十年我国测绘等部门的使用表明，全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等多种学科，取得了好的经济效益和社会效益。 GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。分布在六个轨道平面内。任何地点，任何时刻地平面上空都有四颗GPS卫星。 GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分GPS星座(GPS星座是

8、由24颗卫星组成的星座，其中21颗是工作卫星，3颗是备份卫星);地面控制部分地面监控系统；用户设备部分GPS 信号接收机。1、空间部分GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55。此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS 卫星产生两组电码, 一组称为C/ A 码( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一组称为P 码(Proc

9、ise Code 10123MHz) ,P 码因频率较高,不易受干扰,定位精度高,因此受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。C/ A 码人为采取措施而刻意降低精度后,主要开放给民间使用。2、地面控制部分地面控制部分由一个主控站,5 个全球监测站和3 个地面控制站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3 个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时,把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。

10、这种注入对每颗GPS 卫星每天一次,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。如果某地面站发生故障,那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。对于导航定位来说，GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历描述卫星运动及其轨道的 的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常 工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统 另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准GPS时间系统。这就需要地面站监测各颗卫星的时间，求出钟差。然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。

11、GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。3、用户设备部分用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内

12、电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。 全球定位系统具有六大特点：第一，全天候，不受任何天气的影响；第二，全球覆盖（高达98%）；第三，七维定点定速定时高精度；第四，快速、省时、高效率；第五，应用广泛、多功能；第六，可移动定位。 我国的卫星导航系统北斗一号研制成功。在渔业等方面起到重要作用。数字地球概念：数字化的地球，即把整个地球信息进行数字化后由计算机网络来管理的技术系统。 通俗地讲，就是用数字的方法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空

13、变化装入电脑中，实现在网络上的流通，并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。 严格地讲，数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类活动和生活质量。 数字地球是对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识。其核心思想是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会活动诸方面的问题，最大限度地利用资源，并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们所想了解的有关地球的信息，其特点是嵌入海量地理数据，实现多分辨率、三维对地球的描述，即虚拟地球

14、.理解误区地理信息技术的核心是3S技术，但是并不局限于3S技术，还包括虚拟环境，网络GIS等其他技术。 现在是地理信息技术与IT其它技术集成的时代： 1、GISRSGPS3S 2、GIS多媒体技术 3、GIS数据库技术 4、GIS办公自动化技术 5、GIS移动通信技术 6、GISInternet技术 可见，地理信息技术的核心是3S技术，但不限于三大技术。现代信息技术的核心是计算机制造技术信息技术的核心主要包括：传感技术传感技术是当代科学技术发展的一个重要标志，它与通信技术、计算机技术和微电子技术一起，构成信息产业的核心支柱。如果说计算机是人类大脑的延伸，那么传感器就是人类五官的延伸。通常，人用

15、眼、耳、鼻、舌、身等感觉器官捕获信息。随着光学技术和电子技术的发展，使用放大镜、显微镜、望远镜、照相机、摄像机、侦察卫星等可以帮助人们观察微小的、遥远的或高速运动的物体；电话机、收音机、CD唱机等可以看做是人耳功能的延伸；电子鼻以及其他测量各种气味的装置可以看做是人的嗅觉器官功能的延伸；温度表、湿度表以及各 种测量振动、压力的仪表可以看做是人的皮肤对温度和压力感觉功能的延伸。目前，科学家已经研制出许多应用现代感测技术的装置，不仅能替代人的感觉器官捕获各种信息，而且能捕获人的感觉器官不能感知的信息。同时，通过现代感测技术捕获的信息常常是精确的数字化数据，便于计算机处理。 通信技术信息只有通过交流

16、才能发挥效益，信息的交流直接影响着人类的生活和社会的发展。人们使用电报、电话、电视、广播等通信手段传递信息。20世纪以来，微波、光缆、卫星、计算机网络等通信技术得到迅猛发展，手持移动通信装置正以惊人的速度普及。“任何人可以在任何时间任何地方同任何人通信”的时代已经到来。 计算机技术计算机技术是信息处理的核心。计算机从诞生以来就不停地为人们处理大量的信息，而且随着计算机技术的不断发展，使其功能越来越强大。计算机不但能够处理数值信息，而且还能够处理各种文字、图形、图像、动画、声音等非数值信息。在人造地球卫星轨道的计算、天气预报、地震预测、自动控制、计算机辅助设计（CAD）、数据处理、计算机辅助教学

17、（CAI）、计算机网络通信、电子商务（E-business）等各个领域中，都要利用计算机来处理、加工信息。计算机处理信息的能力在不断地增强，计算机技术已经渗透到人们生活的方方面面，帮助人们更好地存储信息、检索信息、加工信息和再生信息。再加上计算机网络技术的不断成熟，使得计算机如虎添翼，人们利用计算机网络可以更广泛、快捷地获取信息、交流信息和传递信息，实现信息资源的共享。现代信息技术每时每刻都离不开计算机技术。 微电子技术微电子技术是现代信息技术的基石，微电子技术的发展，使器件的尺寸不断缩小，集成度不断提高，功耗不断降低，器件性能得到大幅度提高。在短短的几十年中，微电子技术取得了突飞猛进的发展，

18、它的每一次重大突破都给电子信息技术带来一次重大革命。今天，一切技术领域的发展都离不开微电子技术，尤其对于计算机技术来讲它更是基础和核心。地理信息技术简介 RS是指利用物体反射或辐射电磁波的固有特性，从远离地面的不同工作平台（如人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机、飞机、气球和高塔等），利用紫外线、可见光、红外线、微波等传感器，通过摄影、扫描等各种方式，接收并记录来自地球表层各类地物的电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而识别地面物质的性质和状态的综合技术。遥感技术具有宏观、快速、动态性强、受地面条件影响少等众多优点，可以大面积、全天时、全天候地开展灾害监测与调查，提供常规监测手段难以获得的各种

19、遥感数据，已成为灾害监测的重要技术手段。广泛应用于地学、环境、军事、测绘、农林等各个方面。它作为地理信息技术中的一个重要组成部分，是获取地理信息的重要手段。通过本部分内容的学习，一是要使学生了解遥感基本工作原理，二是要使学生学会初步判读遥感图像。判读遥感图像对学生学习地理和日常学习、工作中分析所遇到的卫星云图等都是很有益的。 GPS作为一种全新的现代定位方法，已逐渐在越来越多的领域取代了常规光学和电子仪器。80年代以来，尤其是90年代以来，GPS卫星定位和导航技术与现代通信技术相结合，在空间定位技术方面引起了革命性的变化。用GPS同时测定三维坐标的方法将测绘定位技术从陆地和近海扩展到整个海洋和

20、外层空间，从静态扩展到动态，从单点定位扩展到局部与广域差分，从事后处理扩展到实时(准实时)定位与导航，绝对和相对精度扩展到米级、厘米级乃至亚毫米级，从而大大拓宽它的应用范围和在各行各业中的作用。不久的将来，人人可以戴上GPS手表，加上移动电话，你的活动就可以自动进入数字地球中去。另外，GPS在车辆监控导航中的应用也初见端倪，是GPS一个最大的民用市场，能够有效的解决城市交通堵塞等问题，是未来智能交通系统的发展方向，也是现代城市交通规划中一个十分重要的考虑因素。 GIS的最显著特点是能够科学管理和综合分析空间数据，反映地理分布特征及其之间的拓扑关系。并具有决策功能。GIS为数字城市规划提供基础平

21、台，负责规划数据的编辑、转换、存储、检索、分析、模拟、表达与输出等功能。地理信息系统可以使得各种各样的信息，可以以不同的形式集合在一起，拓展了研究者与学习者的视角，为学科的研究、学习提供了一种新的方法、新的尝试。3S技术在现实的应用极其广泛。如对全球变化与社会可持续发展的作用；对社会经济和生活的影响；促进精细农业、智能化交通发展；利于城市的可持续发展和提高市民的生活质量等；战时利用GPS、RS和GIS进行战场侦察，信息的更新，军事指挥与调度，武器精确制导；战时与战后的军事打击效果评估等等。总之，随着三S技术及相关技术的发展，将对社会生活的各个方面产生巨大的影响。其中有些影响我们可以想象，有些影

22、响也许我们今日还无法想象。当然对于我们今天的高中教育教学同样意义重大。我国地理信息技术实现突破长期以来,软件一直是我国的“软肋”,操作系统、数据库、办公软件等绝大部分国产软件市场份额仅仅只有5左右。然而,地理信息技术中应用最为广泛的地理信息系统(简称GIS)软件的市场份额已经高达30以上,打破了该领域曾经被国外软件一统江山的局面。 地理信息技术从广义上来讲,包括地理信息系统(简称GIS)、遥感技术(简称RS)、全球卫星定位系统(简称GPS),统称3S。三项技术取长补短、结合应用,三者之间的相互作用形成了“一个大脑,两只眼睛”的框架,即RS和GPS向GIS提供或更新区域信息以及空间定位,GIS进

23、行相应的空间分析,以从RS和GPS提供的浩如烟海的数据中提取有用信息,并进行综合集成,构成对空间数据实时进行采集、更新、处理、分析及为各种实际应用提供科学的决策咨询的强大技术体系。 地理信息技术中应用最为广泛的是GIS,虽然很多人对GIS还很陌生,但是其技术本身已经广泛触及到了社会生活的各个角落。电子地图、GPS卫星导航、手机地图、数字地球、数字城市,还有很多人津津乐道的Google Earth这些眼下最时尚的新事物,其核心技术正是GIS技术。 中科院地理科学与资源研究所所长刘纪远日前对媒体表示,“上世纪90年代,在中国地理信息技术的发源地上,中科院地理信息产业发展中心等单位又开创了地理信息技

24、术自主创新和产业化之路,推动了如北京超图地理信息技术公司等一批具有国际竞争力的高科技企业,涌现出了以SuperMap GIS软件等为代表的自主创新的优秀品牌,这些企业已经赢得了该领域软件市场的近半壁江山。”据了解,中科院旗下的SuperMap是我国具有完全自主知识产权的软件产品。目前已在我国国土、交通、民航、房产、电力、电信等领域广泛应用,成为我国主流的GIS平台,不仅彻底打破国外软件一统江山的尴尬局面,还成功进入日本、韩国、印度、美国、法国、澳洲、意大利、香港等国家和地区,开创了我国GIS软件国际化的先河。在向来最为挑剔的日本市场,SuperMap已经成为日本用户软件选型的主流地理信息技术在

25、消防信息中的应用及发展趋势摘要：本文在分析目前地理信息技术在消防领域应用现状的基础上，结合GIS的最新技术发展动向，提出了今后的消防地理信息系统将以WEBGIS为主流，能和其它地理信息系统资源共享，互相操作，并结合其它前沿技术，使其在消防信息中得到更广泛、更高层次应用。 关键词：地理信息技术 消防 应用 发展趋势 1 引言 地理信息系统简称GIS(Geographical Information System)。它是以地理空间数据库为基础，在计算机硬、软件环境的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，适时提供空间和动态的地理信息，为决策服务的一类信息系统。消防部门担负着保

26、护生命和财产安全的重任，无论是为了灭火救援的快速反应，需要火警的定位、路径选择、相应火警点的水源、建筑物查询等等，还是日常的防火管理，需要了解人员密集场所的消防通道、危险物品存放等等，都需要消防地理信息系统来辅助管理决策。现在，地理信息技术、卫星成像及有关救灾领域的科学研究，使得灭火救援、救灾减灾等工作变得更加高效有序。 2 地理信息技术在消防领域的发展现状 2.1 在119接处警中的应用 GIS作为在119中运用的最早也是最能体现成果的技术，目前运用得比较成熟。GIS作为火警受理和智能决策系统有力的辅助手段，主要完成报警信息定位、GPS定位、信息查询统计、数据的分析显示，能够利用GIS系统准

27、确、迅速确定报警人的地点及火灾位置，通过优化择选和计算能确定最佳行车路线，另外通过车辆GPS定位系统，能够在地图上实时观察车辆的行车轨迹，以判断车辆是否按照指定的路线行驶。 2.2 在消防规划中的应用 由于GIS基于图形方式，相关信息内容比较详细、精确，并且在计算机上能比较直观地反映各种数据实图，可以及时进行各种消防重点单位的选址、规划、建设，消防站点的规划，以及消防水源的建设规划。通过将各种规范数据输入计算机，GIS系统将自动判断出规划的合理性及计算间距。以改变传统人为判断的失误和不准 确。 2.3 在分析消防信息数据中的应用 一是统计分析火灾数据，以前统计都是简单、枯燥的文字说明，不如图形

28、的直观、醒目，利用GIS可以在地图上直观地反映区域、行业火灾分布情况，以便于制定科学的措施和对策，减少火灾事故的发生。二是分析火灾隐患，通过建立基于GIS的火灾隐患信息管理系统，既能形象地反映情况，又能便于动态管理，通过一些信息查询、分析评价与科学决策，能够对于城市突发性事件进行科学预测，一定会产生非常明显的社会效益和经济效益，为各级政府决策提供科学依据，便于各级安全监督部门有针对性地加强督查工作。 2.4 制定灭火预案中的应用 由于GIS内容丰富，目前许多系统采用的是影像甚至立体图形，便于指挥员人员人空中了解观察周围情况。对于指挥员综合各种因素，制定有效的灭火预案有极大的帮助。 2.5 GP

29、S在执勤备战和灭火战斗中的作用 GPS是全球定位系统(GlobalPositioningSystem)的缩写，是一种卫星网络，具有全天候、精度高和应用广等特点，在定位勘察、测量与导航等领域有着广泛的应用。目前，全国部分地区的消防部队开始装备GPS。 一方面，GPS能迅速、准确地显示执勤车辆所处的地理位置。只要在消防总(支、大)队调度指挥中心监控室GPS定位查询系统平台上点击装有GPS接收机的执勤车车牌号，调度室GPS查询系统平台的液晶显示屏便会显示该执勤车的位置，且误差不超过10米。 另一方面，GPS能迅速、准确地显示执勤车辆所处的状态。根据GPS的工作原理，GPS的服务供应商进行了大量的科研

30、和开发，除提供位置查询外，还可以通过手机短信或因特网，提供抢险救援等多项服务，在消防车上装备GPS，上级指挥员只需在调度室GPS监控查询系统平台轻轻点击，就可迅速知道该车动、静时所处的状态。如行驶速度、监视车门及点火系统的打开和关闭情况；静态的位移情况；GPS接收机防拆卸的断电保护报警功能；当该车遇到意外，系统设有人工报警仅触动一个隐蔽的按钮，使可获得外援等。同时，大队、中队指挥员可通过GSM网，迅速在手机短信上获得上述情况。 3 地理信息技术在消防信息中的发展趋势 3. 1基于WEBGIS的将在消防信息成为主流 万维网地理信息系统(简称WebGIS)是Internet技术与GIS相结合的产物

31、，是在Internet或Intranet网络环境下的一种兼容、存储、处理、分析和显示与应用地理信息的计算机信息系统。 用基于WEBGIS的消防地理信息系统相比原来的C/S结构的消防地理信息系统，有明显的优点，主要体现在使用将更广泛、简便:消防网络上的所有授权用户无须安装客户端，只需使用浏览器就可访问GIS数据，并可进行数据管理、更新，从而增强了对空间数据管理的时效性。而且浏览器操作简便、通用、无须培训。WEBGIS是当今GIS的热点，目前的WEBGIS产品主要应用插件(Plugins)、ActiveX和JavaApplet等技术。但各个厂商采用所使用的ActiveX控件和JavaApplet都

32、是针对自己的软件和数据格式。由于不同部门采用不同的数据模型描述空间对象，给信息共享和数据的访问带来了极大的不便。GML是由OpenGIS联盟(OGC)发布的，为了解决地理空间信息的网络发布及共享，把XML应用到地理空间信息领域，基于XML对地理信息(包括地理特征的几何和属性)的传输和存储的编码规范。目前GML已经被大多数的GIS开发商所接受并得到进一步的开发，因此，消防地理信息系统将来会主要采取基于GML的WEBGIS技术。 结合“数字城市”概念，消防地理信息系统将与其它地理信息系统实现数据交换和互相操作数字城市主要指应用地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感(Remote se

33、nsing， RS)(简称3S技术)、遥测、网络、多媒体及虚拟仿真等技术，对城市的基础设施、功能机制进行自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统。现在很多城市都在搞“数字城市”工程。由市政府统一提供基础地图，各个有关部门分别负责专题数据，及时更新维护，共享数据，从而大幅度提高数据的质量、数量、时效性。消防地理信息系统也要积极加入到“数字城市”工程中去。要实现110、119、120、122等应急指挥分中心的联动，实现与其它地理信息系统的互连，就是要将消防地理信息系统开放。开放式地理信息系统(OpenGIS)的目的是最大限度地共享资源及信息交互。OpenGIS首先应该包括数据的开放，即分布在

34、异构数据库中的信息能共享，GML的出现已经提供了一个很好的解决方案。另外，还应该包括数据访问的开放，即不同的地理信息系统软件之间具有良好的互操作性。 3.2 消防地理信息系统将结合其它技术，功能进一步加强 结合三维可视化技术与虚拟现实技术(Virtual Reality )，完全再现地理环境的真实情况，把所有管理对象都置于一个真实的三维世界里，真正做到管理意义上的“所见即所得”，对消防地理信息系统来讲也是极有意义的，使指挥员仿佛身临其境，能对整个灭火救援、战术布置等指挥调度方案的确定起到辅助决策作用。消防地理信息系统由于GPS(全球定位系统)技术的使用得到移动定位应用，在消防车辆上安装GPS终

35、端和消防地理信息系统，使消防车辆能感知自身位置，并选择最佳路径到达火警点，消防通信指挥系统也能对消防车辆行车路线、路径轨迹、所处状态(如出动、到达、修理等)得到全面的管理，从而辅助决策指挥。使用WAPGIS(Wireless Application Proto-cal， GIS)，消防车辆或消防员也可随时随地获得方便、快捷、丰富的地理信息服务。 3.3 地理信息技术将会和消防业务信息系统有机结合，使之应用范围更加广泛 在灭火救援现场指挥中，不仅仅是传统应用中的地图显示、定位等基本功能，也可以结合其它信息系统(如危险品管理信息系统)在此地理信息系统上作一些复杂的计算。比如危险物品在发生泄露时，可

36、根据气象条件、危险物品特征、地理条件(如人口、建筑物等)进行复杂的计算，从而确定危险地带、疏散线路、方法等等诸如此类的应用。传统的消防管理信息系统，主要集中在文字数据的管理，诸如消防重点单位的基本信息(如单位名称、法人、地址等)、消火栓的管理、火灾调查及扑救总结都是使用文字信息来表示等等。在表示消防重点单位时不仅仅列出它的文字信息，还在电子地图上标出它的地理位置和照片、内部结构图、危险物品存放位置、名称数量等等，甚至还可以使用虚拟现实技术来描述它。这样的管理才是生动的、明确的。今后的消防地理信息系统是为大部分的消防业务所应用的，不仅仅用于消防通信指挥系统。 3.4 空间信息移动技术将成为地理信

37、息技术在消防信息发展中的大趋势 随着“3S”（GPS、GIS、RS）和现代通信技术特别是无线通信技术的不断发展与完善，以及人们对生活便利性要求的不断提高，一门新的技术综合 “3S”技术和现代通信技术的空间信息移动技术应运而生。 空间移动信息服务是综合“3S”技术和现代通信技术，以向人们提供与地理位置有关信息和服务的应用系统。其最大特征是服务，包括如下两方面的内容：智能地提供与信息需求者及其周围有关事物的信息与服务；无论是普通用户还是专业人员，无论是在移动终端，穿戴式计算机，还是在台式计算机上都能在任何时刻、任何地点获得有关的空间信息和服务。我们完全有理由相信GIS技术在消防信息的发展回在不久的

38、将来充分融入这一主体潮流。 通讯技术特别是无线通信，将以更宽的频带，更快的速度，更低廉的价格，为空间信息移动技术的发展提供包括声音，图像等各种数据在内的更先进的传播手段。GIS、GPS、RS将向深层次发展以更好的满足空间信息移动技术的需求。在室内、城市峡谷等一些接收不到GPS信号或GPS信号太弱的地方，GPS失去定位作用。为了解决这个问题， “GPS+GSMGIS（RS）+通信” 应用模式将会最终产生。而以地理信息技术为主要载体的消防信息技术将会充分融入这一模式中去，向着全球大网格模式发展。 4、结束语 利用当前最新的GIS三维建模、GPS技术、卫星遥感图和可视化技术，建设以计算机网络为载体的

39、三维可视化地理信息系统，并将其与通信技术结合起来，消防地理信息技术将会得到突破性发展。只要我们抓住机遇，迎接挑战，地理信息技术在我国消防信息领域的发展一定会呈现可喜的局面。 （王国利） 当代地理信息技术读书笔记 地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是由计算机系统、 地理数据和用户组成的，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分 析，生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源管理、环境监测、 交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识，为 工程设计和规划、管理决策服务。GIS 始于 60 年代的加拿大与美国，尔后各 国相继投入了

40、大量的研究工作， 80 年代末以来,特别是随着计算机技术的飞速 自 发展,地理信息的处理、分析手段日趋先进，GIS 技术日臻成熟，已广泛地应用 于环境、资源、石油、电力、土地、交通、公安、急救、航空、市政管理、城市 规划、经济咨询、灾害损失预测、投资评价、政府管理和军事等与地理坐标相关 的几乎所有领域。 但是，进入 90 年代以来，随着信息技术，尤其是计算机技术的快速发展，计 算机其微处理器的处理速度愈来愈快性能价格比更高; 其存储器能实现将大型 文件映射至内存的能力,并且能存储海量数据、数字地球（Digital Earth）的提 出与实施，多媒体技术、空间技术、虚拟实景、数字测绘技术、数据仓

41、库技术、 计算机图形技术三维图形芯片、 大容量光盘技术及宽频光纤通讯技术的突破性进 展，特别是消除数据通讯瓶颈的卫星互联网的建立，以及能够提供接近实时对地 观测图象的高分辨、高光谱、短周期遥感卫星的大量发射以及 GIS 的应用深度的 不断深入和广度的扩大，GIS 正处于急剧变化与发展之中，并对 GIS 提出了许多 新的要求。一方面，计算机的进步、信息网的发展和利用等技术上的突破，使得 以数字形式表示信息更加容易，另一方面，地理信息仍滞后于其它更适合于以数 字形式表示的信息，例如数字和文本。因此，地理信息的使用，又存在一定的困 难和障碍，如果这些障碍能够妥善解决，GIS 的应用将会取得突飞猛进的

42、发展。 GIS 技术依托的主要工具和平台是计算机及其相关设备。目前 GIS 主要总体上呈 现网络化、组件式、开放性、移动式、空间多维性与虚拟现实、3S 集成等发展 趋势。1、WebGIS 当今世界，Internet 已经成为一种主流，它不仅仅是一种单纯的技术手段 了，已经成为一种经济方式。人们的生活离不开 Internet，GIS 技术和 Internet 技术的融合，正逐渐形成一种新的技术，这就是 WebGIS。计算机网络技术的最 新发展推动着当代 GIS 技术的快速更新和发展， 使得在因特网上实现 GIS 应用日 益引起人们的关注，建立万维网 GIS(WWW GIS 或 Web GIS)是

43、近年来 GIS 研究领 域的一个热门话题。Web GIS 或互联网地理信息系统（Internet GIS）是当前 GIS 的一个重要发展方向。 传统 GIS 系统的弊端：文件服务器结构，处理能力完全依赖 CLIENT 端，效 率低下；CLIENT 端的任何操作都要将服务器文件远程复制到本地进行，多用户 并发操作时，网上存在多个备份，数据完整性难以控制；大量数据频繁传输，造 成网络瓶颈，降低系统性能；成本高昂，企业用户的 GIS 要求仅限于一般性功能， 为此每个 CLIENT 都配备昂贵的专业 GIS 软件无疑是巨大浪费；GIS 桌面系统操 作复杂，需要专业基础和长期培训，不适合企业级及大众化应

44、用；而 WebGIS 的 优势： 大规模降低成本，全面取代 GIS 桌面系统；将企业成员的交流合作与 GIS 专业操作有机结合，构成企业群体生产力；采用页面取代窗口，简单易用，降低 专业操作难度；充分利用网络资源，是一种理想的全局优化模式；对于 WebGIS 的设计思路，首先是基于 GIS 网络协议，其次就是 WebGIS 多源数据的集成，以 及多线程并形式计算和平台的独立性。 WebGIS 有更广泛的访问范围客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器 上的最新数据。其次就是平台独立性，由于是用通用的 Web 浏览器，用户可以适 时地访问 WebGIS 数据，其软件成本与全套专业 GIS 相比明

45、显要节省得多。目前， WebGIS 在 Internet/Intranet 上的应用为典型的三层结构，三层结构包括客户 机、应用服务器与 Web 服务器、数据库服务器。如今，WebGIS 得到了越来越广 泛的应用，一类为基于 Internet 的公共信息在线服务；WebGIS 的另外一类应用 为基于 Intranet 的企业内部业务管理。GIS 可以与无线通信相结合。WAP 技术的 发展与应用使无线通信技术与 GIS 技术以及 Internet 技术的结合成为可能，形 成了一种新的技术无线定位技术，因此也衍生一种新的服务，即无线定位服 务。利用这种技术，人们可以利用手机查询到自己所在的位置。G

46、IS 与无线通讯 的结合，使 GIS 借助于无线通讯等技术手段更加深入地融入到我们的日常生活当 中，这将是一个非常广阔的市场。 与传统的 GIS 相比，Web GIS 具有以下特点： (1)适应性强 运行。 (2)应用面广 不能，无处不在。 (3)现实性强 动态。 (4)维护社会化 数据的采集、输入、空间信息的分析与发布将是在社会协调 下运作，对其维护将是社会化，减少重复的劳动。 (5)使用简单 用户可以直接从网上获取所需要的各种地理信息， 直接进行各 种地理信息的分析，而不用关心空间数据库的维护和管理。 地理信息的实时更新在网上进行， 人们能得到最新信息和最新 网络功能将使 Web GIS

47、应用到整个社会，真正实现 GIS 的无所 Web GIS 是基于互联网的，因而是全球的，能够在不同的平台 网络 GIS 可实现网上发布、浏览、下载，实现基于 Web 的 GIS 查询和分析。尽管 目前已有多家国内外公司推出 Web GIS,总地来说， GIS 尚处在试验研究阶段， Web 其最终目标是应能实现 GIS 与 WWW 技术的有机结合，GIS 通过 WWW 成为大众使用 的技术和工具。 目前，WebGIS 的建设面临四个方面的挑战：网上数据发布、网上数据互操 作、网上数据采掘和网上数据管理及安全性。 2、组件式 GIS 组件式软件技术已经成为当今软件技术的潮流之一，为了适应这种技术潮

48、 流，GIS 软件象其他软件一样，已经或正在发生着革命性的变化，即由过去厂家 提供了全部系统或者具有二次开发功能的软件，过渡到提供组件由用户自己再开 发的方向上来。无疑，组件式 GIS 技术将给整个 GIS 技术体系和应用模式带来巨 大影响。组件式 GIS 的基本思想是把 GIS 的各大功能模块划分为几个控件，每个 控件完成不同的功能 各个 GIS 控件之间 以及 GIS 控件与其它非 GIS 控件之间 。 ， ， 可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的 GIS 应用。控件如 同一堆各式各样的积木，他们分别实现不同的功能(包括 GIS 和非 GIS 功能)，根 据需要把实现各种

49、功能的 “积木”搭建起来，就构成应用系统。基本特点把 GIS 的功能适当抽象，以组件形式供开发者使用，将会带来许多传统 GIS 工具无法比 拟的优点。 （1）小巧灵活、价格便宜 由于传统 GIS 结构的封闭性，往往使得软件本身变得越来越庞大，不同系统 的交互性差，系统的开发难度大。在组件模型下，各组件都集中地实现与自己最 紧密相关的系统功能，用户可以根据实际需要选择所需控件，最大限度地降低了 用户的经济负担。组件化的 GIS 平台集中提供空间数据管理能力，并且能以灵 活的方式与数据库系统连接。在保证功能的前提下，系统表现得小巧灵活，而其 价格仅是传统 GIS 开发工具的十分之一，甚至更少。这样

50、，用户便能以较好的性 能价格比获得或开发 GIS 应用系统。 （2）无须专门 GIS 开发语言 传统 GIS 往往具有独立的二次开发语言，对用户和应用开发者而言存在学习 上的负担。而且使用系统所提供的二次开发语言，开发往往受到限制，难以处理 复杂问题。而组件式 GIS 建立在严格的标准之上，不需要额外的 GIS 二次开发语 言，只需实现 GIS 的基本功能函数，按照 Microsoft 的 ActiveX 控件标准开发接 口。这有利于减轻 GIS 软件开发者的负担，而且增强了 GIS 软件的可扩展性。GIS 应用开发者，不必掌握额外的 GIS 开发语言，只需熟悉基于 Windows 平台的通用

51、 集成开发环境，以及 GIS 各个控件的属性、方法和事件，就可以完成应用系统的 开发和集成。目前，可供选择的开发环境很多，如 Visual C+、Visual Basic、 Visual FoxPro、Borland C+、Delphi、C+ Builder 以及 Power Builder 等都 可直接成为 GIS 或 GMIS 的优秀开发工具 它们各自的优点都能够得到充分发挥。 ， 这与传统 GIS 专门性开发环境相比，是一种质的飞跃。 （3）强大的 GIS 功能 新的 GIS 组件都是基于 32 位系统平台的，采用 InProc 直接调用形式，所以 无论是管理大数据的能力还是处理速度方面

52、均不比传统 GIS 软件逊色。小小的 GIS 组件完全能提供拼接、裁剪、叠合、缓冲区等空间处理能力和丰富的空间查 询与分析能力。 （4）开发简捷 由于 GIS 组件可以直接嵌入 MIS 开发工具中，对于广大开发人员来讲，就可 以自由选用他们熟悉的开发工具。而且，GIS 组件提供的 API 形式非常接近 MIS 工具的模式，开发人员可以像管理数据库表一样熟练地管理地图等空间数据，无 须对开发人员进行特殊的培训。在 GIS 或 GMIS 的开发过程中，开发人员的素质 与熟练程度是十分重要的因素。这将使大量的 MIS 开发人员能够较快地过渡到 GIS 或 GMIS 的开发工作中，从而大大加速 GIS

53、 的发展。 （5）更加大众化 组件式技术已经成为业界标准，用户可以象使用其他 ActiveX 控件一样使用 GIS 控件，使非专业的普通用户也能够开发和集成 GIS 应用系统，推动了 GIS 大 众化进程。组件式 GIS 的出现使 GIS 不仅是专家们的专业分析工具，同时也成 为普通用户对地理相关数据进行管理的的可视化工具。 3、开放式 GIS 开放式地理信息系统（Open GIS）是指在计算机和通信环境下，根据行业标 准和接口（Interface）所建立起来的地理信息系统。它不仅使数据能在应用系 统内流动，还能在系统间流动。Open GIS 是为了使不同的地理信息系统软件之 间具有良好的互操

54、作性，以及在异构分布数据库中实现信息共享的途径。为此， Open GIS 要具有下列特点： (1)互操作性：不同地理信息系统软件之间连接、信息交换没有障碍。 (2)可扩展性：硬件方面，可在不同软件、不同档次的计算机上运行，其性 能和硬件平台的性能成正比； 软件方面增加新的地学空间数据和地学数据处理功能。 (3)技术公开性：开放的思想主要是对用户公开，公开源代码及规范说明是 重要的途径之一。 (4)可移植性：独立于软件、硬件及网络环境，不需修改便可在不同的计算 机上运行。 除此之外，还有诸如兼容性、可实现性、协同性等特点。 为了研究和开发 Open GIS 技术，1996 年在美国成立的开放地理

55、信息联合会 主要研究和建立了开放式地理数据交互操作规程（OGIS，Open Geodata Interoperable Specification）。OGIS 是为了寻找一种方式，将地理信息系统 技术、分布处理技术、面向对象方法、数据库设计及实时信息获取方法更有效地 结合起来。 基于 OGIS 规范制订的开放系统模型是一种软件工程和系统设计方法， 这种方法应用于 GIS 领域， 侧重于改变当前 GIS 模型中特定的应用系统及其功能 与它内部数据模型及数据格式紧密捆绑的现状。当然，OGIS 只是对 Open GIS 定 义了抽象的互操作规程，具体如何实现，还需采用分布式对象的技术，通过 Acro

56、bat、OLE、ActiveX、Java 等语言实现。 Open GIS 技术将使 GIS 始终处于一种组织、开放式的状态，真正成为服务 于整个社会的产业以及实现地理信息的全球范围内的共享与互操作， 是未来网络 环境下 GIS 技术发展的必然趋势。 4、三维 GIS 时态 GIS 与虚拟现实技术 4.1、三维 GIS 在许多地学研究中，人们所要研究的对象是充满整个 3D 空间的，如大气污 染、洋流、地质模型等，必须用一个（X，Y，Z）的 3D 坐标来描述。在 3D GIS 中，研究对象是通过空间 X、Y、Z 轴进行定义，描述的是真 3D 的对象。随着计 算机技术和 GIS 在许多行业诸如地质、

57、矿山、海洋、城市地下管网，城市空间规 划、 城市景观分析、 无线通信覆盖范围分析等对三维 GIS 的需求日益迫切， GIS 3D 的理论和应用近年来受到许多学者的关注。到目前为止，虽然有 3D GIS 系统问 世，但其功能远远不能满足人们分析问题的需要，原因主要是 3D GIS 理论不成 熟，其拓扑关系模型一直没有解决；另外三维基础上的数据量十分大，很难建立 一个有效的，易于编程实现的三维模型,计算机海量数据的处理为三维 GIS 提供 了基础。 4.2、时态 GIS 人们都在一定的空间和时间环境中生存并从事各种社会活动。从信息系统， 尤其是 GIS 的实用角度出发，时间可以看成是一条没有端点，向过去和将来无限 延伸的线轴，它是现实世界的第四维。时间和空间不可分割地联系在一起，跟踪 和分析空间信息随时间的变化，应当是 GIS 的一个合理目标。这样的 GIS 就被称 为时态 GIS（Temporal GIS）。记录历史数据有时候是非常重要的。在 GIS 中也 要经常查询历史，最明显的例子就是宗地，一块宗地可能经过许多次的买卖或变 化。 在土地纠纷中， 人们需要详细的历史记录作为法律依据。 GIS 在环境应用中， 也经常需要用到多时态的信息对环境进行综合评价。所以，研究