GIS软件技术趋势

【摘 要】随着计算机技术的发展,GIS应用水平的不断提高,GIS的软件技术产生了新的变革.本文由GIS的发展历史展开,提出了GIS发展的新趋势.主要以地理数据的分布式处理、三维GIS、GIS开发快捷化、地理数据标准化为代表的方向上发展,并以国内外GIS软件在这些趋势方面的成功应用的为例进行说明.

【关 键 词】云GIS三维GIS自发式地理信息应用集成开发平台标准化数据模型

Abstract:WiththedevelopmentoftheputertechnologyandtheunceasingenhancementfortheGISapplicationlevel,GISsoftwaretechnologycreatesnewchanges.BasedonthedevelopmenthistoryofGIS,thispaperputorwardthenewtrendofdevelopmentofGIS.Itsdirectionofthedevelopmentmainlyinthegeographicdataprocessing,the3dGIS,theGISdevelopmenthigh-speeding,andthegeographicaldatastandard.ThispaperexplainsitbytheexampleofthesuccesulapplicationinthesetrendsinGISsoftware.

引言

GIS(GeographyInformationSystem)自诞生以来,其平台软件技术就非快地发展着,在不断带来惊喜的同时,也带来了挑战.技术的不断进步意味着新的应用模式成为可能,从20世纪九十年代末至今,GIS软件技术已经经历了三个阶段.这三个阶段不仅深刻地影响了过去十年的GIS应用开发方式,并把GIS的应用推到前所未有的高度.

第一阶段从1970年到1980年,为准备阶段,主要经历了提出倡议、组建队伍、培训人才、组织个别实验研究等阶段.第二阶段从1981年到1985年,为起步阶段,完成了技术引进、数据规范和标准的研究、空间数据库的建立、数据处理和分析算法及应用软件的开发等环节.第三个阶段从1986年到现在,为初步发展阶段,我国GIS的研究和应用进入有组织、有计划、有目标的阶段.

随着互联网技术,以及计算机技术、数据库技术的飞速发展,GIS即将步入新一怎么发表展阶段.新一代GIS软件将在空间数据处理、三维GIS、多来源的数据信息、更为快捷开发模式、行业数据标准化等方面发生革命性的变化.

1.GIS技术发展新趋势

1.1云GIS(CloudGIS)

计算机网络技术的飞速发展,分布式处理(DistributedComputing)、并行处理(ParallelComputing)和网格计算(GridComputing)的技术也越来越成熟,并在此基本上进一步发展出云计算.云计算与地理信息系统的结合即构成了云GIS.只需要一台笔记本或者一个手机,用户就可以通过网络怎么写作来满足用户对GIS功能的需求,甚至包括超级计算这样的任务.这就是云GIS,用户无需了解、也不用担心系统应用运行的具体位置,只需通过终端就可以在任意位置获取具有超大规模、虚拟化、按需怎么写作等一系列特性的GIS怎么写作.

ESRI的产品ArcGIS10PreviewRelease版本推出,标志着全系ArcGIS产品发展重心向云计算方向的转移.其子产品ArcGISOnline是ESRI的GIS云计算平台.它供了大量的GIS工具,包括地理处理分析Geoprocessing和地理定位等.获取所有这些信息和功能,用户仅需安装一个浏览器即可.

同样采用云计算思想的还有Autodesk公司的ProjectTwitch.它利用云计算,使用户可以直接从运行在怎么写作器上的网络中访问到Autodesk软件.

1.2三维GIS

二维空间展示是地理信息科学的核心,无论是在空间关系的原理上,还是数据模型,还是运算,还是在空间分析软件技术.随着二维GIS数据模型与数据结构理论和技术的成熟,图形学理论、数据库理论技术及其它相关计算机技术的进一步发展,加上应用需求的强烈推动,三维GIS的大力研究和加速发展现已成为可能.

Skyline公司以新的视角提出三维GIS的解决方案SkylineGlobeEnterpriseSolution(Skylineglobe企业解决方案),使用户能创建自定义的三维可视化场景,进行浏览、查询和分析,通过三维交互的方式展示大量的空间地理数据,并在此基础上实现与业务的轻松整合,使其行业应用日益广泛.它给客户提供一站式怎么写作,并开放了所有的API,不论是在网络环境中还是单机应用,让用户能够根据自己的需求写作功能,建立个性化的三维地理信息系统.

北京国遥新天地的产品EV-Globe的地图怎么写作器不但兼容了二维GIS绝大部分的功能,而且可以提供一般三维GIS平台不具备的缓冲区分析、最优路径分析等强大功能,同时,还提供距离测量、线段剖面、折线剖面、区域淹没、通视分析等三维GIS特色的空间分析功能.此外,用户还可以在EV-Globe中看到烟雾、尘暴、火焰以及下雨、下雪等特殊效果.EV-Globe在空间分析上的优势,可以说是集二维GIS与三维GIS之长,受到国内市场的青睐.

1.3自发式地理信息(VolunteeredGeogra-

phicInformation)

自发式地理信息的概念是由MichaelF.Goodchild提出来的.它是指用户通过移动设备和浏览器自发贡献地理数据.在传统的以电子地图为基础的GIS时代,数据提供者与用户有明显的界线,而现在,数据使用者和用户间已没有明显界线,因为地理信息的更新与维护可以是数据提供者,也可以是终端用户.更新与维护是提供者和终端用户,从专业的定期更新走向大众化的更新和怎么写作,更新模式从静态定期更新走向实时和准实时的大众参与更新.

Google公司的GoogleEarth是非常典型的由用户参与地理数据的例子.在GoogleEarth中可以轻松插入要返回的地点的标记,或者将自己的图像覆盖在所创建的地图上.一切工作都可以在工具栏中完成.还可以将用户的文件导入到GoogleEarth中来显示路线、兴趣点、边界数据等.GoogleEarth可以理解一种名为KML的语言,在GoogleEarth应用程序中打开自己的KML文件,然后看着数据显示在GoogleEarth图像中.

有关VGI一个更有说服力的例子就是Wikimapia,它采用的一些程度,已经在Wikimapia百科全书里运行的非常成功,而且将它们提供给地名辞典共享.任何人只要可以上网就可以选择地球上任何地点为其他添加描述,包括链接它的其他资源.任何人都可以编辑词条,义务评论查看结果,以检查其准确度和意义.

1.4开发模式的新发展

传统的常用的开发模式有以下三种:独立开发、宿主型二次开发、GIS组件二次开发.其中GIS组件二次开发一直是现在应用GIS的主流方向,但是依然存在开发难度大,投入高的问题.而现在出现的应用集成开发平台的提出,"零编程、巧组合、易搭建"的可视化开发大大的提高了GIS降低开发难度提高了开发效率.专业GIS数据模型的建立,简化GIS开发步骤的同时,推动GIS往数据标准化,行业化的方向发展.

1.4.1应用集成开发平台

MapGISK9于2009年4月由中地数码发布.MapGISK9是国家863计划重点攻关成果.它在开发模型上有新突破,那就是应用集成开发平台.许多企业普遍采用面向对象、组件化技术开发,这些技术复杂、开发难度大,其次,地理信息系统是跨学科、跨行业的技术,涉及面广,GIS应用系统需要访问分布在多个数据源的异构数据,也需要整合诸如文档、数据库属性表等非空间数据,另外,用户需求不断变动,系统设计不断调整,使系统的开发与维护面对巨大的挑战.

中地数码在这种形势下,提出了新一代GIS架构技术及新一代GIS开发模式,率先推出了数据中心集成开发平台,实现了“零编程、巧组合、易搭建”的可视化开发,使不懂编程的人员开发GIS系统的梦想成为现实,从而推动了人们从重视开发技术细节的传统开发模式向重视专业、业务的新一发模式转变,掀起了GIS开发和应用领域的一场变革.尤其使用户在二次开发方面缩短开发周期、节约开发成本、提高工作效率、提升软件质量等功不可没.实现了GIS应用开发从重视开发技术细节的传统开发模式向重视专业及业务流程的新一发模式的转变.

1.4.2行业标准化数据模型

ESRI公司建造很多针对行业应用的数据模型.目标是简化项目开发的步骤,促进并支持数据标准化的建立.ESRI为各种应用领域分别进行数据库设计.这些数据库设计模型目的是为了帮助GIS用户很快的提高效率,通过ARCGIS开发平台,使用这些数据库.

ESRI致力于使ARCGIS数据模型发展成为标准.ESRI跟进及参与了很多标准化的努力的工作,例如ISO(InternationalOrganizationforStandardization)、OGC(OpenGISConsortium)、FGDC(FederalGeographicDataCommittee)、地理空间数据、及ANSI(AmericanNationalStand-

ardsInstitute).这些标准都在数据模型中都有所体现.每个ARCGIS数据模型采用空间数据表示.每个数据模型详细说明了其完整的规则、关键数据层及特征层.

在ArcGIS数据模型网站中,已经开发有超过25个行业数据模型,概念及逻辑图.这行数据模型的领域涉及政府、公共安全与应急减灾、自然资源、交通运输、公共事业、商业与公共怎么写作、以及教育.在这些领域中已经有诸多应用,在推动GIS数据标准化方面起着领军的作用.

2.总结与展望

本文首先分析了GIS技术的发展历程,然后提出了新一代GIS技术的发展趋势,并以现有的GIS软件具有的特性为例进行说明.

互联网的提出与实施,以及计算机技术、数据库技术的飞速发展,带动了GIS的发展发生着变革.在地理信息数据的存储处理方面有更为高效,在开发模式上朝着快捷化,专业化,标准化的方向上迈进.这给我们带来前所未有的机遇,在具体的行业应用方面提供了更大的可能.这也必将拉动整个地理信息产业的发展,促使全球地理信息的共享在宏观上将产生巨大的经济利益和社会利益,人类将会得到新一代GIS所带来我们的各种便捷的怎么写作.