地理信息系統的發展

Ⅰ 為什麼近年來地理信息系統高速發展

科學不斷在進步的

Ⅱ GIS發展歷史與發展趨勢

經過了多年的發展，各行業對 GIS 的認識和掌握程度日益提高，GIS 本身的技術水平和軟硬體設施也日臻完善，其綜合性和先進性也得到充分體現，這使得 GIS 在資源環境和社會經濟等領域得到了廣泛應用，發揮了重大的作用。目前，GIS 應用領域已包括測繪、政府、建築、地質、環保、農業、城鄉規劃、災害監測等各個部門。

1. GIS 發展歷史

回顧 GIS 發展的歷史，可以歸納為三個發展階段。20 世紀 50 年代中期到 80 年代後期，是 GIS 的開發時期，該階段的 GIS 軟體是以地圖為基礎進行單機、集中式處理，具有數據處理系統和管理信息系統初期設計的主要特點。80 年代末到 90 年代初是 GIS 第二個發展階段，這一階段 GIS 在快速發展的計算機硬體和軟體支撐下得到了迅速發展，商品化GIS 軟體正式進入傳統的軟體市場，並在各行業中得到廣泛應用。90 年代中後期以來，是GIS 的第三個重要的發展歷史時期，此時 GIS 普遍採用了面向對象的軟體技術，極大提高了 GIS 的二次開發能力，實現了空間數據和屬性數據的一體化存儲。在此基礎上還逐漸形成了 「3S」技術集成，在一定程度上實現了矢量數據、圖像數據一體化存儲、疊加和矢量-柵格數據的相互轉化。

在地學應用方面，GIS 發展主要經歷了以下幾個階段: 20 世紀 70 年代末，一些數學地質專家、遙感地質專家、計算機地學處理專家積極開展了這方面應用工作; 80 年代中後期，GIS 的地學應用特別是礦產資源評價預測處於實驗成熟期; 進入 90 年代，GIS 在地學和其他領域得到空前廣泛應用; 90 年代初期，美國礦產資源評價預測廣泛應用了包括GIS 在內的計算機信息處理技術，90 年代中後期，GIS 在礦產預測方面採用了多種數學模型，如模糊邏輯法、代數法、神經網路法，這些工作極大地推動和豐富了地學研究與 GIS的結合。

2. GIS 未來發展趨勢

從系統角度看，在未來的幾十年內，GIS 將向著數據標准化 ( Interoperable GIS) 、數據多維化 ( 3D/4D GIS) 、系統集成化 ( Component GIS) 、平台網路化 ( Web GIS) 和應用社會化 ( 數字地球，DE) 的方向發展。

互操作地理信息系統 ( Interoperable GIS) 是 GIS 系統集成平台，它實現在異構環境下多個地理信息的系統或其應用系統之間的互相通信和協作，以完成某一特定任務。

三維或四維地理信息系統 ( 3D/4D GIS) 是從以往靜態的二維 GIS 模型向三維、四維、甚至多維的動態模型轉換，從而實現利用 GIS 表達世界真三維空間數據場。目前 3DGIS 已開始應用於許多行業中，如礦山三維 GIS 的構建，地質構造模型的三維可視化，城市三維景觀製作，三維可視化在固體礦產中的應用，三維可視化在地震解釋中的應用，三維 GIS 在地質災害中的應用，三維 GIS 在數字區調中的應用等。

Com GIS ( Component GIS) 是面向對象和構件技術的地理信息系統，是把 GIS 的功能模塊劃分為多個控制項，每個控制項完成不同的功能，通過可視化的軟體開發工具集成起來，形成最終 GIS 應用。

Web GIS 是 Internet 和 WWW 技術應用於 GIS 開發的產物，是實現 GIS 互操作的一條最佳解決途徑。從 Internet 的任意節點，用戶都可以瀏覽 Web GIS 站點中的空間數據，製作專題圖，進行各種空間信息檢索和空間分析。隨著 Internet 的飛速發展，Web GIS 的發展更加廣闊，它改變了 GIS 數據及應用的訪問和傳輸方式，使 GIS 真正變成了大眾使用的工具。

數字地球 ( DE) 是對真實地球及其相關現象統一性的數字化重現和認識，其核心思想是用數字化手段統一處理地球問題和最大限度地利用信息資源。數字地球是 GIS 的延伸，建立數字地球的核心技術包括 GIS 與資料庫、遙感、遙測、信息技術等。遙感、遙測技術用來完成數據採集、處理和識別，GIS 和資料庫技術用於完成數據存儲、檢索、集成、融合、綜合和分析，從而完成數字地球的核心功能，光纜、衛星通信技術以及計算機網路等技術則完成海量空間數據的傳輸任務。

Ⅲ 地理信息系統的發展歷史

35,000年前，在Lascaux附近的洞穴牆壁上，法國的Cro Magnon獵人畫下了他們所捕獵動物的圖案。與這些動物圖畫相關的是一些描述遷移路線和軌跡線條和符木。這些早期記錄符合了現代地理信息系統的二元素結構：一個圖形文件對應一個屬性資料庫。 18世紀地形圖繪制的現代勘測技術得以實現, 同時還出現了專題繪圖的早期版本, 例如：科學方面或戶口普查資料。 20世紀初期世紀將圖片分成層的「照片石印術」得以發展。直至60年代早期，在核武器研究的推動下，計算機硬體的發展導致通用計算機「繪圖」的應用。
1967年世界第一個投入實際操作的GIS系統由聯邦能量、礦產和資源部門在安大略省的渥太華開發出來。 這個系統是由Roger Tomlinson開發的，被稱為「Canadian GIS」（CGIS）。它被用來存儲，分析以及處理所收集來的有關加拿大土地存貨清單（CLI）數據。CLI通過在1:250，000的比例尺下繪制關於土壤, 農業, 休閑、野生生物、水鳥、林業, 和土地利用等各種信息為加拿大農村測定土地能力，並增設了了等級分類因素來進行分析。
CGIS是世界的第一個「系統」， 並且在「繪圖」應用上進行了改進，它具有覆蓋，測量，資料數字化/掃描的功能，支持一個跨越大陸的國家坐標系統，將線編碼為具有真實的嵌入拓撲結構的「弧」，並且將屬性和位置的信息分別存儲在單獨的文件中。它的開發者，地理學家Roger Tomlinson，被稱為「GIS之父」。
CGIS一直持續到20世紀70年代才完成，但這花費了太長的一段時間，因此在它最初發展期，不能與如Intergraph這樣的銷售各種商業地圖應用軟體的供應商競爭。微型計算機硬體的發展使得象ESRI和CARIS那樣的供應商成功地兼並了大多數的CGIS特徵，並結合了對空間和屬性信息的分離的第1 種世代方法與對組織的屬性數據的第2種世代方法入資料庫結構。20世紀80年代和90年代產業成長刺激了應用了GIS的UNIX工作站和個人計算機飛速增長。至20世紀末，在各種系統中迅速增長使得其在在相關的少量平台已經得到了鞏固和規范。並且用戶開始提出了在互聯網上查看GIS數據的概念，這要求數據的格式和傳輸標准化。

我國地理信息系統的起步稍晚，但發展勢頭相當迅猛，大致可分為以下三個階段。
第一是起步階段。20世紀70年代初期，我國開始推廣電子計算機在測量、制圖和遙感領域中的應用。隨著國際遙感技術的發展，我國在1974年開始引進美國地球資源衛星圖像，開展了遙感圖像處理和解譯工作。1976年召開了第一次遙感技術規劃會議，形成了遙感技術試驗和應用蓬勃發展的新局面，先後開展了京津唐地區紅外遙感試驗。新疆哈密地區航空遙感試驗、天津渤海灣地區的環境遙感研究、天津地區的農業土地資源遙感清查工作。長期以來，國家測繪局系統開展了一系列航空攝影測量和地形測圖，為建立地理信息系統資料庫打下了堅實的基礎。解析和數字測圖、機助制圖、數字高程模型的研究和使用也同步進行。1977年誕生了第一張由計算機輸出的全要素地圖。1978年，國家計委在黃山召開了全國第一屆資料庫學術討論會。所有這些為GIS的研製和應用作了技術上的准備。
第二是試驗階段。進入80年代之後，我國執行「六五」、「七五」計劃，國民經濟全面發展，很快對「信息革命」作出熱烈響應。在大力開展遙感應用的同時，GIS也全面進入試驗階段。在典型試驗中主要研究數據規范和標准、空間資料庫建設、數據處理和分析演算法及應用軟體的開發等。以農業為對象，研究有關質量評價和動態分析預報的模式與軟體，並用於水庫淹沒損失、水資源估算、土地資源清查、環境質量評價與人口趨勢分析等多項專題的試驗研究。在專題試驗和應用方面，在全國大地測量和數字地面模型建立的基礎上，建成了全國1：100萬地留資料庫系統和全國土地信息系統、1：4見萬全國資源和環境信息系統及1：25o萬水土保持信息系統，並開展了黃土高原信息系統以及洪水災情預報與分析系統等專題研究試驗。用於輔助城市規劃的各種小型信息系統在城市建設和規劃部門也獲得了認可。
在學術交流和人才培養方面得到很大發展。在國內召開了多次關於GIS的國際學術討論會。1985年，中國科學院建立了「資源與環境信息系統國家級重點開放實驗室」，1988年和1990年武漢測繪科技大學先後建立了「信息工程專業」和「測繪遙感信息工程國家級重點開放實驗室」。我國許多大學中開設了rs方面的課程和不同層次的講習班，已培養出了一大批從事GIS研究與應用的博士和碩土。
第三是GIS全面發展階段。80年代末到90年代以來，我國的GIS隨著社會主義市場經濟的發展走上了全面發展階段。國家測繪局正在全國范圍內建立數字化測繪信息產業。1：100萬地圖資料庫已公開發售，衛：25萬地圖資料庫也已完成建庫，並開始了全國1石萬地圖資料庫生產與建庫工作，各省測繪局正在抓緊建立省級1：1萬基礎地理信息系統。數字攝影測量和遙感應用從典型試驗逐步走向運行系統，這樣就可保證向GIS源源不斷地提供地形和專題信息。進入90年代以來，沿海、沿江經濟開發區的發展，土地的有償使用和外資的引進，急需GIS為之服務，有力地促進了城市地理信息系統的發展。用於城市規劃、土地管理、交通、電力及各種基礎設施管理的城市信息系統在我國許多城市相繼建立。
在基礎研究和軟體開發方面，科技部在「九五」科技攻關計劃中，將「遙感、地理信息系統和全球定位系統的綜合應用」列入國家「九五」重中之重科技攻關項目，在該項目中投入相當大的研究經費支持武漢測繪科技大學、北京大學、中國地質大學、中國林業科學研究院和中國科學院地理研究所等單位開發我國自主版權的地理信息系統基礎軟體。經過幾年的努力，中國GIS基礎軟體與國外的差距迅速縮小，涌現出若干能參與市場競爭的地理信息系統軟體，如GeoStar， MapGIS， OityStar， ViewGIS等。在遙感方面，在該項目的支持下，已建立全國基於IK4遙感影像土地分類結果的土地動態監測信息系統。國家這一重大項目的實施，有力地促進了中國遙感和地理信息系統的發展

Ⅳ GIS系統的發展歷史

我國抄GIS的發展較晚，經襲歷了四個階段，即起步(1970-1980)、准備(1980-1985)、發展(1985-1995)、產業化(1996以後)階段。GIS已在許多部門和領域得到應用，並引起了政府部門的高度重視。從應用方面看，地理信息系統已在資源開發、環境保護、城市規劃建設、土地管理、農作物調查與結產、交通、能源、通訊、地圖測繪、林業、房地產開發、自然災害的監測與評估、金融、保險、石油與天然氣、軍事、犯罪分析、運輸與導航、110報警系統、公共汽車調度等方面得到了具體應用。
國內外已有城市測繪地理信息系統或測繪資料庫正在運行或建設中。一批地理信息系統軟體已研製開發成功，一批高等院校已設立了一些與GIS有關的專業或學科，一批專門從事GIS產業活動的高新技術產業相繼成立。此外，還成立了「中國GIS協會「和「中國GPS技術應用協會「等。
目前國內建設GIS系統比較常用的軟體有Supermap GIS系列、MapGIS系列、MyGIS系列。

Ⅳ 簡述GIS的發展。

GIS技術發展概況：

在新興的信息產業中，GIS(Geographic Information System,地理信息系統)作為集計算機科學、地理學、測繪遙感學、環境科學、城市科學、空間科學和治理科學及相關學科等為一 體的新興邊緣學科，近30年來迅速興起。

GIS將計算機技術和空間地理分布數據相結合，通過系統建立、空間操作與模型分析，為地球科學、環境科學和工程設計、乃至企業治理等方面的規劃、治理和決策提供有用的信息。

目前GIS在國內外應用領域已相當廣泛，不但成功地應用於測繪、制圖、資源和環境等領域，而且已成為城市規劃、公共設施治理、工程建設等的重要工具，此外GIS還進入了軍事戰略分析與決策、商務策劃、文教衛生乃至人們日常活動的各種領域中。

目前GIS被認為是21世紀支柱性產業，是信息產業的重要組成部分。「九五」期間國家科技部已將GIS列為「重中之重」的項目，並重點支持發展我國的GIS產業。

(5)地理信息系統的發展擴展閱讀

我國的GIS發展較歐美先進國家起步約晚15年左右，但發展速度並不很慢。1994年9月，我國國家測繪總局與美國ARC/INFO總部簽定了合作的ARC CHINA計劃。

僅以GIS在城市方面的應用就有城市自來水、城市煤氣、城市規劃、城市地下管線、城市環境、城市道路、城市土地等不勝枚舉，至於其他各方面的應用諸如環境監測、水土流失、礦產資源、投資評價等更是屢見不鮮。所有這些都標志著GIS在我國的成長與發展。

參考資料網路——GIS

Ⅵ 地理信息系統的意義、特點與發展趨勢

地理信息系統（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有時又稱為「地學信息系統」。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。
位置與地理信息既是LBS的核心，也是LBS的基礎。一個單純的經緯度坐標只有置於特定的地理信息中，代表為某個地點、標志、方位後，才會被用戶認識和理解。用戶在通過相關技術獲取到位置信息之後，還需要了解所處的地理環境，查詢和分析環境信息，從而為用戶活動提供信息支持與服務。
地理信息系統（GIS，Geographic Information System）是一門綜合性學科，結合地理學與地圖學以及遙感和計算機科學，已經廣泛的應用在不同的領域，是用於輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統，隨著GIS的發展，也有稱GIS為「地理信息科學」（Geographic Information Science），近年來，也有稱GIS為"地理信息服務"（Geographic Information service）。GIS是一種基於計算機的工具，它可以對空間信息進行分析和處理（簡而言之，是對地球上存在的現象和發生的事件進行成圖和分析）。 GIS 技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的資料庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起。

特點
公共的地理定位基礎；
具有採集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力；
系統以分析模型驅動，具有極強的空間綜合分析和動態預測能力，並能產生高層次的地理信息；
以地理研究和地理決策為目的，是一個人機互動式的空間決策支持系統。

發展空間
許多學科受益於地理信息系統技術。活躍的地理信息系統市場導致了GIS組件的硬體和軟體的低成本和持續改進。這些發展反過來導致這項技術在科學、政府、企業和產業等方面更廣泛的應用，應用包括房地產、公共衛生、犯罪地圖、國防、可持續發展、自然資源、景觀建築、考古學、社區規劃、運輸和物流。地理信息系統也分化出定位服務(LBS)。LBS使用GPS通過所在地與固定基站的關系用移動設備顯示其位置(最近的餐廳,加油站,消防栓),移動設備(朋友,孩子,一輛警車)或回傳他們的位置到一個中央伺服器顯示或作其他處理。隨著GPS功能與日益強大的移動電子(手機、pad、筆記本電腦)整合，這些服務繼續發展。

Ⅶ 地理信息系統的歷史發展

古往今來，幾乎人類所有活動都是發生在地球上，都與地球表面位置（即地理空間位置）息息相關，隨著計算機技術的日益發展和普及，地理信息系統（Geography Information System，GIS）以及在此基礎上發展起來的「數字地球」、「數字城市」在人們的生產和生活中起著越來越重要的作用。

GIS可以分為以下五部分：
人員，是GIS中最重要的組成部分。開發人員必須定義GIS中被執行的各種任務，開發處理程序。 熟練的操作人員通常可以克服GIS軟體功能的不足，但是相反的情況就不成立。最好的軟體也無法彌補操作人員對GIS的一無所知所帶來的負作用。
數據，精確的可用的數據可以影響到查詢和分析的結果。
硬體，硬體的性能影響到軟體對數據的處理速度，使用是否方便及可能的輸出方式。
軟體，不僅包含GIS軟體，還包括各種資料庫，繪圖、統計、影像處理及其它程序。
過程，GIS 要求明確定義，一致的方法來生成正確的可驗證的結果。
GIS屬於信息系統的一類，不同在於它能運作和處理地理參照數據。地理參照數據描述地球表面(包括大氣層和較淺的地表下空間)空間要素的位置和屬性，在GIS中的兩種地理數據成分：空間數據，與空間要素幾何特性有關；屬性數據，提供空間要素的信息。
地理信息系統（GIS）與全球定位系統(GPS)、遙感系統(RS)合稱3S系統。
地理信息系統(GIS) 是一種具有信息系統空間專業形式的數據管理系統。在嚴格的意義上, 這是一個具有集中、存儲、操作、和顯示地理參考信息的計算機系統。例如，根據在資料庫中的位置對數據進行識別。實習者通常也認為整個GIS系統包括操作人員以及輸入系統的數據。
地理信息系統（GIS）技術能夠應用於科學調查、資源管理、財產管理、發展規劃、繪圖和路線規劃。例如，一個地理信息系統(GIS)能使應急計劃者在自然災害的情況下較易地計算出應急反應時間，或利用GIS系統來發現那些需要保護不受污染的濕地。
地理數據和地理信息
什麼是信息（Information）？1948年，美國數學家、資訊理論的創始人香農（Claude Elwood Shannon）在題為《通訊的數學理論》的論文中指出：「信息是用來消除隨機不定性的東西」； 1948年，美國著名數學家、控制論的創始人維納（Norbert Wiener）在《控制論》一書中，指出：「信息就是信息，既非物質，也非能量。」 狹義資訊理論將信息定義為「兩次不定性之差」，即指人們獲得信息前後對事物認識的差別；廣義資訊理論認為，信息是指主體（人、生物或機器）與外部客體（環境、其他人、生物或機器）之間相互聯系的一種形式，是主體與客體之間的一切有用的消息或知識。我們認為信息是通過某些介質向人們（或系統）提供關於現實世界新的事實的知識，它來源於數據且不隨載體變化而變化，它具有客觀性、實用性、傳輸性和共享性的特點 。
信息與數據既有區別，又有聯系。數據是定性、定量描述某一目標的原始資料，包括文字、數字、符號、語言、圖像、影像等，它具有可識別性、可存儲性、可擴充性、可壓縮性、可傳遞性及可轉換性等特點。信息與數據是不可分離的，信息來源於數據，數據是信息的載體。數據是客觀對象的表示，而信息則是數據中包含的意義，是數據的內容和解釋。對數據進行處理（運算、排序、編碼、分類、增強等）就是為了得到數據中包含的信息。數據包含原始事實，信息是數據處理的結果，是把數據處理成有意義的和有用的形式。
地理信息作為一種特殊的信息，它同樣來源於地理數據。地理數據是各種地理特徵和現象間關系的符號化表示，是指表徵地理環境中要素的數量、質量、分布特徵及其規律的數字、文字、圖像等的總和。地理數據主要包括空間位置數據、屬性特徵數據及時域特徵數據三個部分。空間位置數據描述地理對象所在的位置，這種位置既包括地理要素的絕對位置（如大地經緯度坐標），也包括地理要素間的相對位置關系（如空間上的相鄰、包含等）。屬性數據有時又稱非空間數據，是描述特定地理要素特徵的定性或定量指標，如公路的等級、寬度、起點、終點等。時域特徵數據是記錄地理數據採集或地理現象發生的時刻或時段。時域特徵數據對環境模擬分析非常重要，正受到地理信息系統學界越來越多的重視。空間位置、屬性及時域特徵構成了地理空間分析的三大基本要素。
地理信息是地理數據中包含的意義，是關於地球表面特定位置的信息，是有關地理實體的性質、特徵和運動狀態的表徵和一切有用的知識。作為一種特殊的信息，地理信息除具備一般信息的基本特徵外，還具有區域性、空間層次性和動態性特點。
當今社會，人們非常依賴計算機以及計算機處理過的信息。在計算機時代，信息系統部分或全部由計算機系統支持，因此，計算機硬體、軟體、數據和用戶是信息系統的四大要素。其中，計算機硬體包括各類計算機處理及終端設備；軟體是支持數據信息的採集、存貯加工、再現和回答用戶問題的計算機程序系統；數據則是系統分析與處理的對象，構成系統的應用基礎；用戶是信息系統所服務的對象。
從20世紀中葉開始，人們就開始開發出許多計算機信息系統，這些系統採用各種技術手段來處理地理信息，它包括：
○ 數字化技術：輸入地理數據，將數據轉換為數字化形式的技術；
○ 存儲技術：將這類信息以壓縮的格式存儲在磁碟、光碟、以及其他數字化存儲介質上的技術；
○ 空間分析技術：對地理數據進行空間分析，完成對地理數據的檢索、查詢，對地理數據的長度、面積、體積等的量算，完成最佳位置的選擇或最佳路徑的分析以及其他許多相關任務的方法；
○ 環境預測與模擬技術：在不同的情況下，對環境的變化進行預測模擬的方法；
○ 可視化技術：用數字、圖像、表格等形式顯示、表達地理信息的技術。
這類系統共同的名字就是地理信息系統（GIS , Geographic Information System），它是用於採集、存儲、處理、分析、檢索和顯示空間數據的計算機系統。與地圖相比，GIS具備的先天優勢是將數據的存儲與數據的表達進行分離，因此基於相同的基礎數據能夠產生出各種不同的產品。
由於不同的部門和不同的應用目的，GIS的定義也有所不同。當前對GIS的定義一般有四種觀點：即面向數據處理過程的定義、面向工具箱的定義、面向專題應用的定義和面向資料庫的定義。Goodchild把GIS定義為「採集、存貯、管理、分析和顯示有關地理現象信息的綜合技術系統」。Burrough認為「GIS是屬於從現實世界中採集、存儲、提取、轉換和顯示空間數據的一組有力的工具」，俄羅斯學者也把GIS定義為「一種解決各種復雜的地理相關問題，以及具有內部聯系的工具集合」。面向資料庫是定義則是在工具箱定義的基礎上，更加強調分析工具和資料庫間的連接，認為GIS是空間分析方法和數據管理系統的結合。面向專題應用的定義是在面向過程定義的基礎上，強調GIS所處理的數據類型，如土地利用GIS、交通GIS等；我們認為地理信息系統它是在計算機硬、軟體系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。它和其他計算系統一樣包括計算機硬體、軟體、數據和用戶四大要素。只不過GIS中的所有數據都具有地理參照，也就是說，數據通過某個坐標系統與地球表面中的特定位置發生聯系。
地理信息系統簡稱GIS，多數人認為是Geographical Information System（地理信息系統），也有人認為是Geo-information System（地學信息系統）等等。人們對GIS理解在不斷深入，內涵在不斷拓展，「GIS」中，「S」的含義包含四層意思：
一是系統（System），是從技術層面的角度論述地理信息系統，即面向區域、資源、環境等規劃、管理和分析，是指處理地理數據的計算機技術系統，但更強調其對地理數據的管理和分析能力，地理信息系統從技術層面意味著幫助構建一個地理信息系統工具，如給現有地理信息系統增加新的功能或開發一個新的地理信息系統或利用現有地理信息系統工具解決一定的問題，如一個地理信息系統項目可能包括以下幾個階段：
（1）定義一個問題；
（2）獲取軟體或硬體；
（3）採集與獲取數據；
（4）建立資料庫；
（5）實施分析；
（6）解釋和展示結果。
這里的地理信息系統技術（Geographic information technologies）是指收集與處理地理信息的技術，包括全球定位系統（GPS）、遙感（Remote Sensing）和GIS。從這個含義看，GIS包含兩大任務，一是空間數據處理；二是GIS應用開發。
二是科學（Science），是廣義上的地理信息系統，常稱之為地理信息科學，是一個具有理論和技術的科學體系，意味著研究存在於GIS和其它地理信息技術後面的理論與觀念（GIScience）。
三是代表著服務（Service），隨著遙感等信息技術、互聯網技術、計算機技術等的應用和普及，地理信息系統已經從單純的技術型和研究型逐步向地理信息服務層面轉移，如導航需要催生了導航GIS的誕生，著名的搜索引擎Google也增加了Google Earth功能，GIS成為人們日常生活中的一部分。當同時論述GIS技術、GIS科學或GIS服務時，為避免混淆，一般用GIS表示技術，GIScience或GISci表示地理信息科學，GIService或GISer表示地理信息服務。
四是研究（Studies），即GIS= Geographic Information Studies，研究有關地理信息技術引起的社會問題（societal context），如法律問題（legal context），私人或機密主題，地理信息的經濟學問題等。
因此，地理信息系統（Geographic Information System,GIS）是一種專門用於採集、存儲、管理、分析和表達空間數據的信息系統，它既是表達、模擬現實空間世界和進行空間數據處理分析的「工具」，也可看作是人們用於解決空間問題的「資源」，同時還是一門關於空間信息處理分析的「科學技術」 。 60年代早期，在核武器研究的推動下，計算機硬體的發展導致通用計算機「繪圖」的應用。
1967年，世界上第一個真正投入應用的地理信息系統由聯邦林業和農村發展部在加拿大安大略省的渥太華研發。羅傑·湯姆林森博士開發的這個系統被稱為加拿大地理信息系統（CGIS ） ，用於存儲，分析和利用加拿大土地統計局（ CLI，使用的1:50,000比例尺，利用關於土壤、農業、休閑，野生動物、水禽、林業和土地利用的地理信息，以確定加拿大農村的土地能力。）收集的數據，並增設了等級分類因素來進行分析。
CGIS是「計算機制圖」應用的改進版，它提供了覆蓋，資料數字化/掃描功能。它支持一個橫跨大陸的國家坐標系統，將線編碼為具有真實的嵌入拓撲結構的「弧」，並在單獨的文件中存儲屬性和區位信息。由於這一結果，湯姆林森已經成為稱為「地理信息系統之父」，尤其是因為他在促進收斂地理數據的空間分析中對覆蓋的應用。
CGIS一直持續到20世紀70年代才完成，但耗時太長，因此在其發展初期，不能與如Intergraph這樣的銷售各種商業地圖應用軟體的供應商競爭。CGIS一直使用到20世紀90年代，並在加拿大建立了一個龐大的數字化的土地資源資料庫。它被開發為基於大型機的系統以支持一個在聯邦和省的資源規劃和管理。其能力是大陸范圍內的復雜數據分析。CGIS未被應用於商業 。微型計算機硬體的發展使得象ESRI和CARIS那樣的供應商成功地兼並了大多數的CGIS特徵，並結合了對空間和屬性信息的分離的第一種世代方法與對組織的屬性數據的第二種世代方法入資料庫結構。20世紀80年代和90年代產業成長刺激了應用了GIS的UNIX工作站和個人計算機飛速增長。至20世紀末，在各種系統中迅速增長使得其在相關的少量平台已經得到了鞏固和規范。並且用戶開始提出了在互聯網上查看GIS數據的概念，這要求數據的格式和傳輸標准化。

Ⅷ 　地理信息系統的發展現狀與趨勢

一、國外GIS的發展歷史與現狀

地理信息系統（Geographic Information System,GIS）是以地理空間資料庫為基礎，在計算機軟硬體支持下，對空間相關數據進行採集、管理、操作、分析、模擬和顯示，並採用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態的地理信息，為地理研究和地理決策服務而建立起來的計算機技術系統。從外部看錶現為計算機的軟硬體系統，而其內涵卻是由計算機程序和地理數據組成的地理空間信息模型，是一個邏輯縮小的、高度信息化的地理系統，計算機系統的支持是GIS的主要特徵，使GIS得以快速、精確、綜合地對復雜的地理系統進行空間定位和過程分析。

世界上第一個GIS是在1963年由加拿大測量學家R.F.托姆林森提出並建立的，稱為加拿大地理信息系統，主要用於自然資源的管理與規劃。稍後，美國哈佛大學研究出SY-MAP系統軟體。但當時的計算機技術水平不高、存儲容量小、磁帶存儲速度慢，使得GIS帶有更多的機助制圖色彩，用於地學分析和空間數據模擬的功能極為簡單。

進入70年代以後，計算機軟硬體技術飛速發展，尤其是大容量的存儲設備——硬碟的使用，為空間數據的輸入、存儲、檢索和輸出提供了強有力的手段；高性能的圖形顯示器的發展，增強了人機對話和高質量圖形顯示功能，促使GIS朝著實用方向迅速發展。在此階段的標志是一些發達國家先後建立了許多專業性的土地信息系統和地理信息系統，據統計70年代大約有300個系統投入使用，例如美國地質調查局從1970年到1976年建立了50多個信息系統，用於獲取和處理地質、地理、地形和水資源信息；日本國土地理院從1974年開始建立數字國土信息系統，存儲、處理和檢索測量數據、航空像片信息、行政區劃、土地利用、地形、地質等信息，為國家和地區土地規劃服務；瑞典在中央、區域和城市三級建立了許多信息系統。一些商業公司開始活躍起來，軟體在市場上受到歡迎，許多大學和研究機構開始重視GIS軟體設計和應用研究，成立了各種GIS研究實驗室。

80年代是GIS普及和推廣應用階段。隨著計算機的迅速發展和普及，地理信息系統也逐步走向成熟，並在全世界范圍內全面地推向應用階段，第三世界國家也開始引進、應用和發展自己的地理信息系統。高性能微型計算機的問世，使得微機地理信息系統得到了蓬勃發展，並使地理信息系統工具具有更高的效率、更強的通用性和獨立性，更少地依賴於應用領域和計算機硬體環境，為地理信息系統的建立和應用開辟了新的途徑。GIS的應用從解決比較簡單的規劃管理問題（如道路、輸電線等）轉為更復雜的區域開發和決策問題，例如土地利用、沙漠化、城市化、環境與資源評價等。隨著GIS與衛星遙感技術的結合，GIS開始用於全球變化與全球監測。80年代是GIS發展具有突破性的年代，僅1989年市場上有報價的GIS軟體就達70多家，並涌現出一批有代表性的GIS軟體，如：ARC/IN-FO、MicrostationSICAD、Genamap、System9等。

進入90年代以後，微機地理信息系統得到了迅猛的發展，並且性能也得到了極大加強，向綜合性、智能性發展。GIS已成為一種新興的確定性產業，投入使用的GIS系統，每2～3年就翻一番，GIS市場的年增長率大於35%，從事GIS的廠家超過300家。GIS已滲透到各行各業，愈來愈多的國際性會議以GIS為主題，愈來愈多的學術刊物以GIS為標題，愈來愈多的學科，如地理學、工程學、森林學、城鄉規劃、計算機科學、測繪學、航天遙感、礦床地質、水資源等都把GIS作為發展方向。國家和地區性的GIS研究中心在美、英等主要西方國家中建立。

二、我國地理信息系統的發展

我國地理信息系統的研製與應用始於70年代末期，它的發展基礎是計算機制圖、計算機技術、計量地理和遙感技術。

1978～1980年為准備階段，主要是進行輿論准備，正式提出倡議，開始組建隊伍和實驗研究。

1981～1985年為起步階段，主要是對地理信息系統進行理論探索和區域性實驗研究，並在此基礎上制定國家地理信息系統規范。1981年在四川渡口二灘進行實驗，以航空遙感資料為基礎，進行數據採集和資料庫模型設計；1984年開始，國家測繪局測繪科學研究所著手組建國土基礎信息系統；1985年國家資源與環境信息系統實驗室成立。

1986～1993年為初步發展階段，地理信息系統被列入國家「七五」攻關課題，取得了重要進展和實際效益，形成了比較系統的研究計劃：研究資源與環境信息系統國家規范和標准，解決信息共享和系統兼容問題；開展全國性和區域性的信息系統的建立和應用模式研究；研製和開發軟體系統與專家系統，全國建成了一批資料庫、開發了一系列的空間信息處理與制圖軟體；完成了一批綜合性、區域性和專題性的信息系統。

1994年以來為軟體商品化階段，在國外成熟軟體在我國得到廣泛應用的同時，帶動了具有自主版權的國產地理信息系統基礎軟體的的崛起，一批起點高、功能強、價格低廉的國產軟體相繼研製成功，並推向市場。為客觀地了解我國GIS基礎軟體的開發水平、開發現狀和產業化前景，推動具有我國自主版權的GIS基礎軟體的健康發展，國家遙感中心、中國地理信息系統協會、中國海外信息系統協會從1996年開始對國產GIS基礎軟體和專項應用軟體進行測評，從四年的測評結果來看，國產GIS軟體的發展情況喜人，軟體的功能、性能、品種和商品化程度都有了較大幅度的提高，完全可以在相關領域內實際應用，與國外優秀GIS軟體的差距正在逐步縮小，個別領域已經超過了國外GIS軟體，在微機（PC）GIS軟體和某些應用領域具備了與國外軟體競爭的實力。

三、地理信息系統（GIS）的發展趨勢

GIS技術的發展已經取得了巨大的成就，並對社會的發展作出了巨大的貢獻，但對人們的期望和要求來講還遠遠不夠，GIS的進一步發展應主要表現在以下幾個方面：

1.多媒體地理數據的管理與操作管理

在一個多種數據類型並存的混合系統中，如何實現各類數據的隨意操作和有效管理，這是現今信息媒體多元化新時代的一個突出問題，它比單一地圖資料庫的操作要復雜得多。信息資源庫包括的主要內容有：地理資料庫、專業資料庫、圖像庫、文件庫和聲音庫等。

2.數字制圖技術

紙基地圖在任何時候都是不可能被取代的，利用數字地圖庫直接生產紙基地圖，即數字地圖環境下的自動編圖的核心是數字地圖的自動制圖綜合技術，它比屏幕顯示為目的的電子地圖的製作要復雜得多，要處理各要素之間的關系，目前仍視為一個國際性的難題。此外，還應包括建立基於地圖資料庫和GIS技術集成的地圖生產系統。

3.「3S」集成技術

GPS（全球定位系統）、RS（遙感）、GIS（地理信息系統）產生的時間不一，理論基礎和技術特點也不盡一致，但它們的學科性質是相通的，即共同研究、表達和分析地球科學信息，在逐步發展過程中構成了相輔相成的關系，三者的結合覆蓋了信息採集、處理和分析的全過程，使GPS、RS、GIS構成的衛星對地觀測系統成為地球系統科學研究的重要手段。

4.空間可視化技術與虛擬現實技術

可視化是指運用計算機圖形圖像處理技術，將復雜的科學現象或自然景觀，甚至十分抽象的概念圖形化，以便於理解現象、發現規律和傳播知識。虛擬現實也稱虛擬環境或人工現實，是一種由計算機生成的高級人機交互系統，構成一個以視覺為主的可感知環境。空間可視化技術與虛擬現實技術可用於製作動態地圖、地形環境模擬、地圖設計製作等方面。

5.三維GIS和時態GIS技術

在地質、礦山、地下水、大氣、環境等方面，人們不僅需要研究現象的二維分布，更需要研究其三維空間分布甚至與時間有關的時空分布特徵和規律，因此，對於真三維和四維GIS的需求更加迫切，而真四維是在真三維的基礎上增加時間維。

6.網路GIS和WWW GIS技術

由於萬維網具有開放性和友好的用戶界面，它迅速成為網路信息處理和分布的主要工具。在伺服器端，GIS軟體系統通過CGi（連接器）與萬維網的HTTP（超文本傳輸協議）伺服器相連；在客戶端，有萬維網瀏覽器以HTML（超文本標注語言）建立用戶界面。

Ⅸ 【地理信息系統】的發展

一、國際發展狀況
地理信息系統的存在與發展已歷經30餘年。用戶的需要、技術的進步、應用方法論的提
高，以及有關組織機構的建立等因素，深深地影響著地理信息系統的發展。
綜觀GIS發展，尤其是北美地區的實際情況，可將地理信息系統發展分為以下幾個階段：

（1）60年代為地理信息系統開拓期，注重於空間數據的地學處理。例如，處理人口統計
局數據（如美國人口調查局建立的DIME）、資源普查數據（如加拿大統計局的GRDSR）等
。許多大學研製了一些基於柵格系統的軟體包，如哈佛的SYMAP、馬里蘭大學的MANS等。
綜合來看，初期地理信息系統發展的動力來自於諸多方面，如學術探討、新技術的應用
、大量空間數據處理的生產需求等。對於這個時期地理信息系統的發展來說，專家興趣
以及政府的推動起著積極的引導作用，並且大多地理信息系統工作限於政府及大學的范
疇，國際交往甚少。
（2）70年代為地理信息系統的鞏固發展期，注重於空間地理信息的管理。地理信息系統
的真正發展應是70年代的事情。這種發展應歸結於以下幾方面的原因：一是資源開發、
利用乃至環境保護問題成為政府首要解決之疑難，而這些都需要一種能有效地分析、處
理空間信息的技術、方法與系統。二是計算機技術迅速發展，數據處理加快，內存容量
增大，超小型、多用戶系統的出現，尤其是計算機硬體價格下降，使得政府部門、學校
以及科研機構、私營公司也能夠配置計算機系統；在軟體方面，第一套利用關系資料庫
管理系統的軟體問世，新型的地理信息系統軟體不斷出現，據IGU調查，70年代就有 80
多個地理信息系統軟體。第三，專業化人才不斷增加，許多大學開始提供地理信息系統
培訓，一些商業性的咨詢服務公司開始從事地理信息系統工作，如美國環境系統研究所
（ESRI）成立於1969年。這個時期地理信息系統發展的總體特點是：地理信息系統在繼
承60年代技術基礎之上，充分利用了新的計算機技術，但系統的數據分析能力仍然很弱
；在地理信息系統技術方面未有新的突破；系統的應用與開發多限於某個機構；專家個
人的影響削弱，而政府影響增強。
（3）80年代為地理信息系統大發展時期，注重於空間決策支持分析。地理信息系統的應
用領域迅速擴大，從資源管理、環境規劃到應急反應，從商業服務區域劃分到政治選舉
分區等，涉及到了許多的學科與領域，如古人類學、景觀生態規劃、森林管理、土木工
程以及計算機科學等。許多國家制定了本國的地理信息發展規劃，啟動了若干科研項目
，建立了一些政府性、學術性機構。如中國於1985年成立了資源與環境信息系統國家重
點實驗室，美國於1987年成立了國家地理信息與分析中心（NCGIA），英國於1987年成立
了地理信息協會。同時，商業性的咨詢公司，軟體製造商大量涌現，並提供系列專業性
服務。這個時期地理信息系統發展最顯著的特點是商業化實用系統進入市場。
（4）90年代為地理信息系統的用戶時代。一方面，地理信息系統已成為許多機構必備的
工作系統，尤其是政府決策部門在一定程度上由於受地理信息系統影響而改變了現有機
構的運行方式、設置與工作計劃等。另一方面，社會對地理信息系統認識普遍提高，需
求大幅度增加，從而導致地理信息系統應用的擴大與深化。國家級乃至全球性的地理信
息系統已成為公眾關注的問題，例如地理信息系統已列入美國政府制定的「信息高速公
路」計劃；同美國副總統戈爾提出的「數字地球」戰略、我國的「21世紀議程」和「三
金工程」也包括地理信息系統。毫無疑問，地理信息系統將發展成為現代社會最基本的
服務系統。
二、國內發展狀況
我國地理信息系統方面的工作自80年代初開始。以1980年中國科學院遙感應用研究所成
立全國第一個地理信息系統研究室為標志，在幾年的起步發展階段中，我國地理信息系
統在理論探索、硬體配製、軟體研製、規范制訂、區域試驗研究、局部系統建立、初步
應用試驗和技術隊伍培養等方面都取得了進步，積累了經驗，為在全國范圍內展開地理
信息系統的研究和應用奠定了基礎。
地理信息系統進入發展階段的標志是第七個五年計劃開始。地理信息系統研究作為政府
行為，正式列入國家科技攻關計劃，開始了有計劃、有組織、有目標的科學研究、應用
實驗和工程建設工作。許多部門同時展開了地理信息系統研究與開發工作。如全國性地
理信息系統（或資料庫）實體建設、區域地理信息系統研究和建設、城市地理信息系統
、地理信息系統基礎軟體或專題應用軟體的研製和地理信息系統教育培訓。通過近五年
的努力，在地理信息系統技術上的應用開創了新的局面，並在全國性應用、區域管理、
規劃和決策中取得了實際的效益。
自90年代起，地理信息系統步入快速發展階段。執行地理信息系統和遙感聯合科技攻關
計劃，強調地理信息系統的實用化、集成化和工程化，力圖使地理信息系統從初步發展
時期的研究實驗、局部實用走向實用化和生產化，為國民經濟重大問題提供分析和決策
依據。努力實現基礎環境資料庫的建設，推進國產軟體系統的實用化、遙感和地理信息
系統技術一體化。在地理信息系統的區域工作重心上，出現了「東移」和「進城」的趨
向，促進了地理信息系統在經濟相對發達、技術力量比較雄厚、用戶需求更為急迫的地
區和城市首先實用化。這期間開展的主要研究及今後尚需進一步發展的領域有：重大自
然災害監測與評估系統的建設和應用；重點產糧區主要農作物估產；城市地理信息系統
的建設與應用；建立數字化測繪技術體系；國家基礎地理信息系統建設與應用；專業信
息系統與資料庫的建設和應用；基礎通用軟體的研製與建立；地理信息系統規范化與標
准化；基於地理信息系統的數據產品研製與生產。同時經營地理信息系統業務的公司逐
漸增多。
總之，中國地理信息系統事業經過十年的發展，取得了重大的進展。地理信息系統的研
究和應用正逐步形成行業，具備了走向產業化的條件。