地理信息国内外研究现状
『壹』 地理信息系统的发展概况急~！！！！！
GIS 是为解决资源与环境等全球性问题而发展起来的技
术与产业。上世纪60 年代中期，加拿大开始研究建立世界上
第一个地理信息系统(CGIS)，随后又出现了美国哈佛大学的
SYMAP 和GRID 等系统。自那时起，GIS 开始服务于经济建设
和社会生活。在北美、西欧和日本等发达国家，现在已建立
了国家级、洲际之间以及各种专题性的地理信息系统。我国
GIS 的研究与应用始于上世纪80 年代，近30 年来发展也十分
迅速，在计算机辅助绘制地图等方面开展了大量基础性的试
验与研究工作，在理论、技术方法和实践经验等方面都有了
长足的进步。
1.国外地理信息系统(GIS) 发展的4 个阶段
（1）模拟地理信息系统阶段
自19 世纪以来就得到广泛应用的地图——模拟的图形数
据库和描述地理的文献著作——模拟的属性数据库相结合，
构成了地理信息系统的基本概念模型。但是，这种模拟式的、
基于纸张的信息系统和信息过程，使得空间相关数据的存贮、
管理、量算与分析、应用极不规范、不方便和效率低下。随
着计算机科学的兴起，数字地理信息的管理与使用成为必然。
（2）学术探索阶段
上世纪50 年代，由于电子技术的发展及其在测量与制图
学中的应用，人们开始有可能用电子计算机来收集、存贮和
处理各种与空间和地理分布有关的图形和属性数据。1956 年，
奥地利测绘部门首先利用电子计算机建立了地籍数据库，随
后这一技术被各国广泛应用于土地测绘与地籍管理。1963 年，
加拿大测量学家首先提出地理信息系统这一术语，并建立了
世界上第一个地理信息系统—— 加拿大地理信息系统
（CGIS），用于资源与环境的管理和规划。稍后，北美和西欧
成立了许多与GIS 有关的组织与机构，如美国城市与区域信
息系统协会（URISA），国际地理联合会（IGU）地理数据收集
和处理委员会（CGDPS）等，极大地促进了地理信息系统
知识与技术的传播和推广应用。
（3）飞速发展和推广应用阶段
上世纪70 年代以后，由于计算机技术的工业化、标准化
与实用化，以及大型商用数据库系统的建立与使用，地理信
息系统对地理空间数据的处理速度与能力取得突破性进展。
其结果是：①一些发达国家先后建立了许多专业性的土地信
息系统（LIS）和资源与环境信息系统（GIS）；②关于GIS 软
件、硬件和项目开发的商业公司篷勃发展。到1989 年，国际
市场上有报价的GIS 软件达70 多个，并出现一些有代表性的
公司和产品。③数字地理信息的生产标准化、工业化和商品
化。④各种通用和专用的地理空间分析模型得到深入研究和
广泛使用，GIS 的空间分析能力显著增强。⑤有关GIS 的具有
技术权威和行政权威的行业机构和研究部门在GIS 的应用发
展中发挥引导和驱动作用。
（4）地理信息产业的形成和社会化地理信息系统的出现
上世纪90 年代以来，随着互联网络的发展及国民经济信
息化的推进，地理信息系统作为大的地理信息中心，进入日
常办公室和千家万户之中，从面向专业领域的项目开发到综
合性城市与区域的可持续发展研究，从政府行为、学术行为
发展到公民行为和信息民主，成为信息社会的重要技术基础。
2.国内地理信息系统(GIS)发展现状
我国对GIS 的研究起步较晚，但是近30 年来，在各级政
府和有关人士的大力呼吁和促动下，我国的地理信息系统事
业突飞猛进，成绩巨大。我国GIS 的发展可以划分为3 个阶
段。
（1）起步准备阶段（1978～1985 年）
主要在概念和理论体系的引入与建立，关于遥感分析、
制图和数字地面模型的试验研究，以及软、硬件的引进，相
应规范的研究，局部系统或试验系统的开发研究，为GIS 的
全面发展奠定基础。
（2）加速发展阶段（1985～1995 年）
GIS 作为一个全国性的研究与应用领域，进行了有计划、
有目标、有组织的科学试验与工程建设，取得一定的社会经
济效益。主要表现在：①GIS 教育与知识传播的热浪此起彼伏，
GIS 成为空间相关领域的热门话题；②GIS 建设引起各级
政府高度重视，其发展机制由学术推动演变为政府推动；③
部分城市和沿海地区GIS 建设率先进入实施阶段，并取得阶
段性成果；④出现商品化的国产GIS 软件、硬件品牌；出现
专门的GIS 的管理中心、研究机构与公司；出现专门的GIS
协会，涌现一批GIS 专门人才；出现专门的刊物与展示会；
初步形成全国性的GIS 市场。⑤在应用模式、行业模式和管
理方面作了有益的探索。
（3）地理信息产业化阶段（1995－）
目前，我国GIS 的发展正处于向产业化阶段过渡的转折
点。能否借助国际大气候的东风，倚重国内经济高速发展的
大好形势，搭乘全球信息高速公路的快车，实现地理信息产
业化和国民经济信息化，这是国内地理信息界人士面临的严
重挑战和千载难逢的机遇。而在这一过程中，一方面需要探
索建立一套政府宏观调控与市场机制相结合的地理信息产业
模式。另一方面，则要充分总结和借鉴国内外地理信息系统
项目建设的经验和教训，掌握地理信息系统的发展动向，建
立起行之有效的地理信息系统工程学的理论、方法与管理模
式。
（三）地理信息系统(GIS)的发展动向
近年来地理信息系统技术发展迅速，其主要的原动力来
自日益广泛的应用领域对地理信息系统不断提高的要求。另
一方面，计算机科学的飞速发展为地理信息系统提供了先进
的工具和手段，许多计算机领域的新技术，如面向对象技术、
三维技术、图象处理和人工智能技术都可直接应用到地理信
息系统中。下面对当前地理信息系统研究中的几个热点研究
领域作一介绍。
1.GIS 中面向对象技术研究
面向对象方法为人们在计算机上直接描述物理世界提供
了一条适合于人类思维模式的方法，面向对象的技术在GIS
中的应用，即面向对象的GIS，已成为GIS 的发展方向。这是
因为空间信息较之传统数据库处理的一维信息更为复杂、琐
碎，面向对象的方法为描述复杂的空间信息提供了一条直观、
结构清晰、组织有序的方法，因而倍受重视。面向对象的GIS
较之传统GIS 有下列优点：(1)所有的地物以对象形式封装，
而不是以复杂的关系形式存储，使系统组织结构良好、清晰；
(2)以对象为基础，消除了分层的概念；(3)面向对象的分类
结构和组装结构使GIS 可以直接定义和处理复杂的地物类型；
(4)根据面向对象后编译的思想，用户可以在现有抽象数据类
型和空间操作箱上定义自己所需的数据类型和空间操作方
法，增强系统的开发性和可扩充性；(5)基于icon 的面向对
象的用户界面，便于用户操作和使用。
2.时空系统
传统的地理信息系统只考虑地物的空间特性，忽略了其
时间特性。在许多应用领域中，如环境监测、地震救援、天
气预报等，空间对象是随时间变化的，而这种动态变化的规
律在求解过程中起着十分重要的作用。过去GIS 忽略时态主
要是受器件的限制，也有技术方面的原因。近年来，对GIS
中时态特性的研究变得十分活跃，即所谓“时空系统”。
地物除了具有三维空间中的空间性质外，如何刻画时间
维的变化也十分重要。通常把GIS 的时间维分成处理时间维
和有效时间维。处理时间又称数据库时间或系统时间，它指
在GIS 中处理发生的时间。有效时间亦称事件时间或实际时
间，它指在实际应用领域事件出现的时间。
根据处理时间和有效时间的划分，可以把时空系统分为4
类：静态时空系统、历史时态系统、回溯时态系统和双时态
系统。
(1)静态时空系统。它既不支持处理时间，也不支持有效
时间，系统只保留应用领域的一种状态，比如当前状态。(2)
历史时态系统。它只支持有效时间，这种系统适用于事件实
际发生的历史对问题求解十分重要的应用领域。(3)回溯时态
系统。它只支持处理时间，这种系统适用于信息系统的历史
对问题求解十分重要的应用领域。(4)双时态系统。它同时支
持处理时间和有效时间。处理时间记录了信息系统的历史，
有效时间记录了事件发生的历史。 时空系统主要研究时空模
型，时空数据的表示、存储、操作、查询和时空分析。
3.地理信息建模系统
通用GIS 的空间分析功能对于大多数的应用问题是远远
不够的，因为这些领域都有自己独特的专用模型，目前通用
的GIS 大多通过提供进行二次开发的工具和环境来解决这一
问题。二次开发工具的一个主要问题是它对于普通用户而言
过于困难。而GIS 成功应用于专门领域的关键在于支持建立
该领域特有的空间分析模型。GIS 应当支持面向用户的空间分
析模型的定义、生成和检验的环境，支持与用户交互式的基
于GIS 的分析、建模和决策。这种GIS 系统又称为地理信
息建模系统(GIMS)。GIMS 是目前GIS 研究的热点问题之一。
GIMS 的研究有几个值得注意的动向。(1)面向对象在GIS
中的应用。面向对象技术用对象(实体属性和操作的封装)、
对象类结构(分类和组装结构)、对象间的通讯来描述客观世
界，为描述复杂的三维空间提供了一条结构化的途径。这种
技术本身就为模型的定义和表示提供了有效的手段，因而在
面向对象GIS 基础上研究面向对象的模型定义、生成和检验，
应当比在传统GIS 上用传统方法要容易得多。(2)基于icon
的用户建模界面。建模过程中的对象和空间分析操作均以
icon 形式展示给用户，用户亦可自定义icon。用户在对icon
的定义、选择和操作中完成模型的定义和检验。这种方法较
之AML 这类宏语言要方便和直观得多。(3)GIS 与其他的模型
和知识库的结合。这是许多应用领域面临的一个非常实际的
问题，即存在GIS 之外的模型和知识库如何与GIS 耦合成一
个有机整体。
4.GIS 将往高维化发展
GIS 在矿山与地质领域的应用受到很大限制的重要原因
是其在处理三维问题上的不足。现有的GIS 软件虽然可以用
数字高程模型来处理空间实体的高程坐标，但是由于他们无
法建立空间实体的三维拓扑关系，使得很多真三维操作难以
实现，因而人们将现有的GIS 称为二维GIS 或2.5 维GIS。矿
山、地质以及气象、环境、地球物理、水文等众多的应用领
域都需要三维GIS 平台来支持他们大量的真三维操作。空间
可视化技术是指在动态、时空变换、多维的可交互的地图条
件下探索视觉效果和提高视觉效果的技术。虚拟现实(VR)技
术，也称虚拟环境和人工现实，已在游戏中成功使用。运用
空间可视化技术和虚拟现实技术进行地形环境仿真，真实再
现地景，用于交互式观察和分析，提高对地形环境的认知效
果，是今后三维GIS 可视化发展的一个重点。四维GIS（4DGIS）
一般是指在原有的三维GIS 基础上加入时间变量而构成的
GIS。许多人认为地质特征是不变的，但实际上大部分地质特
征是动态的、变化的，不是所有地质情况都是变化缓慢的，
水灾、地震、暴风雨以及滑坡都会使局部地质条件发生快速
而巨大的变化。地质学家对4D(立体3D 加上时间第4D)的空
间——时间模型尤感兴趣。但是，增加一维将带来很大的问
题。比如数据量的几何级数增长，致使数据的采集、存取、
处理都带来一系列的问题。不过，这些问题可以在计算机技
术、数据库技术以及相关电子技术的发展而得到解决。因此，
如何设计4DGIS 并运用它来描述和处理地理对象的时态特征
是一个重要的发展领域。
『贰』 地理空间信息服务研究现状
目前国内外在地理信息服务领域研究较多，主要分为下面三个方面。
1.3.3.1 地理空间信息服务标准化方面
地理空间信息服务标准化工作是地理空间信息服务得以稳健发展，高效互操作与集成的基础，得到了许多国际化组织和机构的关注，取得了不少研究成果。作为全球最大的空间信息、互操作规范的制订者和倡议者，开放地理信息系统联盟(OpenGISConsortium，OGC)已经认识到在地理信息领域中引入 Web 服务技术的重要性和紧迫性，对地理信息服务制定了一系列的规范，主要包括: 网络矢量数据服务(Web Feature Service，WFS)、网络栅格数据服务(Web Coverage Service，WCS)、网络地图服务(Web Map Service，WMS)、网络处理服务(Web Geoprocessing Service)、网络目录服务(Catalogue Service-Web)等地理信息服务的相关规范。以上这些规范既可以作为 Web 服务的空间数据服务规范，又可以作为空间数据的互操作实现规范。国际标准化组织 ISO/TC211 技术委员会在 ISO 19119 草案中也对地理信息服务的相关概念、标准做了规定。在 ISO/TC211 技术委员会和 OGC 组织制定地理信息服务的内涵和标准的基础上，越来越多的学者投入到地理信息 Web 服务研究中。然而，国内在地理空间信息服务标准化方面的研究人员和研究工作非常少。
1.3.3.2 地理空间信息服务模式及框架方面
国外 Panatkool(2002)介绍了一种基于 P2P 网格的分布式网络地理信息服务模式，在这个模式下，地理信息服务可以在节点间迁移。Onchaga(2006)研究了一种服务质量(QoS)支持的服务链方法，使得地理空间信息服务在发现、组合以及执行过程中能同时顾及功能性以及质量上的要求，并且构建了一个服务质量管理框架以对服务链中基础的概念，规则以及机制进行定义。Shu et al.(2006)提出了如下图 1.8 融合 OGC 技术和网格技术的地理空间信息共享架构。
图 1.8 于 OGC 服务的网格框架(Shu et al.，2006)
梁旭鹏等(2006)在分析了传统的解决空间信息共享与互操作方法存在的不足的基础上，提出从数据共享、功能互操作系统集成等多面考虑实现空间信息共享与互操作的设计思想，建立基于 Web 服务的分布式空间信息共享与互操作模型。陈应东(2008)提出了适合空间信息特点的空间信息服务模式组成结构，并详细论述了空间信息服务模式的基本组成要素和特征，以及模式之间的演变规律; 并在此基础上阐述了面向服务的空间信息服务活动过程的实现架构与运行流程，空间信息服务资源管理体系以及基于脱坡结构的描述服务之间关系的方法(陈应东，2008)。罗英伟等(罗英伟等，2003; 王文俊等，2005)设计了一个基于 Web Services 技术的、可实现城市空间信息服务集成与互操作的框架 － π 系统框架，系统由 6 个层次组成: 应用层、WWW 服务层、Web 空间应用集成层、空间应用集成服务层、元数据服务和空间信息服务层以及空间信息库层，系统给城市空间信息应用的开发者提供了一个二次开发的平台和应用系统的基础框架，屏蔽了城市空间信息应用的分布性和 GIS 平台的异构性，整个系统贯穿 Web Services 的概念，使系统具有良好的开放性，为支持其他 GIS 平台和空间信息服务提供基础。李琦等(李琦等，2002; 黄晓斌等，2004)在阐述空间智能体 GeoAgent 的概念、特点和行为等有关内容的基础上，提出基于 GeoAgent 的地理信息服务模式。该模式能够利用 GeoAgent 的优势来克服现有GIS 的不足，并通过与 Web 服务等技术相结合，为数字城市中地理信息服务的构建提供有效的方法和有利的支撑。汪洋等(2004)认为，区域性/全国性的海洋环境监测系统需要集成许多已有业务化运行的海洋信息系统，并且要为成千上万的应用系统提供服务，迫切需要一个支持分布式异构环境的海洋监测信息及服务集成框架来指导系统的建设。因此他提出了基于 XML，Web Service，Ontology 等技术的集成框架包括集成总线及 Adapter Serv-ice，元数据库及集成协调器与供二次开发的 API 及 Web Service 工具集。这一集成框架是开放的可扩充的，它实现了数据互操作，软件互操作与语义互操作，可以应用于大规模海洋监测系统的动态集成，并能有效利用网上丰富的涉海商业 Web 服务(汪洋等，2004)。
1.3.3.3 地理空间信息服务应用方面
这方面研究比较多，Best(2007)介绍了一种是通过在科学工作中使用地理空间信息服务的方法来实现动态环境中对海洋哺乳动物栖息地的预测。Hamre(2009)在 InterRisk项目(欧洲海洋海岸带环境风险互操作服务)中建立了基于网络地理信息服务的海洋污染监测与预报互操作服务，并成功运用于挪威、英国、爱尔兰、德国以及波兰的水域。Foerster et al.(2010)在网络服务环境下基于 OGC 的 WPS 服务实现了地理空间数据的地图综合以及模式转换。王兴玲(2002)对基于 Web 的地理信息服务模式以及相关方面的问题进行了初步的探索和研究，利用 XML(GML/SVG)和 Web Service 技术构建了一个基于 Web 的地理信息服务平台，并成功应用到 “北京指南”平台中。马林兵等(2003)提出了一个基于可重用 Web Services 技术在全球范围内解决 GIS 数据集成和共享问题的新方法，并应用于城市交通管理信息系统中。刘文亮等(2009)、杨峰等(2008)，分别通过 Web Service 实现了在分布式环境下海洋标量场数据与矢量场数据的远程时空过程可视化。何亚文等(2009b)通过 Web Service 实现了网络环境下的 NDVI 的计算，研究了基于Web Service 的 Argo 数据服务框架及相应的实现方法，为用户提供透明的、 “一站式” 的Argo 数据 Web 应用(何亚文等，2009a)。
『叁』 国内外研究现状
9. 1. 1 GIS 在突水评价方法的现状研究
目前，常用的突水预测方法主要有以下几种:
( 1) 突水系数法。20 世纪 60 年代初，我国焦作、峰峰、淄博矿区就总结出了预测底板突水的经验公式———突水系数法。他们是根据本矿区开采到一定深度时各个矿井底板突水的实际资料总结出来的。该方法物理概念明确、公式简单实用、计算方便且现场易于操作，在预测煤层陷落柱突水和解放受水威胁的煤炭资源方面起到了积极作用。该方法具有较强的生命力，一直沿用至今。
( 2) 突水概率指数法。该方法的基本思想为: 根据大量的突水资料分析，找出导致底板突水的主要影响因素; 利用专家经验知识和分类统计法确定各种因素在底板突水中所起作用的大小，即确定各种突水因素所占的权重，建立求突水概率指数的数学模型; 将建立的模型运用到已有的突水案例中，求出各个突水案例的突水概率指数; 依据案例的突水概率指数的统计，求出各种情况下的某突水程度发生的概率。此方法综合考虑到了煤层底板突水众多影响因素，利用该方法预测底板突水具有较为普遍的意义。
( 3) 脆弱性指数法: 此方法在煤层底板突水主控因素体系建立的基础上，以多源信息复合理论为指导，以具有强大空间数据分析处理能力的 GIS 为操作平台，在分析确定底板突水各主控因素的基础上，经过数据采集、数据分析和处理，建立各主控因素的专题图层; 运用多源信息复合叠加原理，采用如人工神经神经网络、证据权重法、Logistic 回归、层次分析法等现代线性或非线性数学方法，建立煤层突水预测评价模型，最终对煤层突水脆弱性做出科学的分区和预测评价。该评价方法考虑到了煤层突水的多种影响因素及相互复杂作用关系，考虑到各影响因素的重要性( 即“权重”) ，且具有多级分区的特点，易于掌握，在煤层突水，尤其是底板突水脆弱评价中的取得了满意的效果。
就煤层突水预测的评价方法而言，还有许多的理论和实际问题需要进行更全面、更深入的研究，尤其是对于煤层陷落柱突水的研究，从而对已有的突水预测评价方法在实用性和易用性方面逐步完善。因此，煤层陷落柱突水预测方法仍需不断地探索。
9. 1. 2 GIS 在突水危险性评价中的现状研究
随着计算机制图技术的发展，具有强大空间数据库管理功能和空间分析功能的地理信息系统( GIS) 在煤矿突水危险性评价中得到了越来越广泛的应用。经过近 40 年的发展，GIS 已成为一种熟练的空间数据处理技术。GIS 强大的空间数据库管理能力和空间分析功能为我们研究煤矿底板突水区域危险性评价提供了一个卓有成效的方法。GIS 已被广泛应用到评价工作的多个环节，例如数据采集、评价指标空间分析、评价计算以及评价结果表达，使我们从传统的复杂的手工劳动中解脱了出来，并使危险性评价的空间数据集成更简便、分析更快速、精度更高，从而促进了该研究领域的快速发展，相关的研究成果大量涌现。
曹中初、孙苏南等人( 1996) 将 GIS 技术引入煤矿水害预测研究，以 ARCINFO 作为操作平台，经过数据采集与处理、专题图层生成、图层配准与编辑、多因素复合叠加处理，建立了以峰峰二矿小青煤为例的突水预测新模式。
江东、王建华等人( 1999) 以山东肥城国家庄煤矿为研究区，以多源信息复合为核心，建立了 GIS 支持下的突水预测模型，并进行了深入研究。武强、董东林、陈佩佩等人( 2002) 利用 GIS 与 ANN 耦合技术，在准确描述煤层底板突水各主控因素对突水事件的影响基础上，建立了能够反映多种主控因素综合作用的突水模型，并对华北地区煤层地板突水进行了脆弱性分区。王茂连、孙苏南、江东等利用 GIS 技术，在综合分析矿区水文地质、地质构造和突水资料的基础上，建立能够反映多种影响因素综合作用的突水模式，帮助决策人员做出正确判断。这一技术在矿井突水预测评价领域具有广阔的应用前景。
9. 1. 3 贝叶斯网络的应用现状研究
贝叶斯网络( BN) 的发展主要经历了 3 个阶段:
( 1) 第一阶段( 20 世纪 90 年代之前) : 主要是建立 BN 基本理论体系和进行不确定性推理的研究，这个阶段主要是根据专家知识来构建 BN。
( 2) 第二阶段( 20 世纪 90 年代) : 主要是根据数据和专家知识相结合的方式来建立BN，这个阶段出现了许多经典的 BN 学习算法;
( 3) 第三阶段( 20 世纪末和 21 世纪初) : 以解决实际问题为目标，主要研究 BN 的应用。目前，BN 已被广泛地用于医疗诊断、工业控制、专家系统、统计决策等领域中解决实际问题，并且取得了较好的效果。
国外在近 10 年来，相继出现了大量应用 BN 解决实际问题的研究和文献，BN 在许多领域都得到了广泛的应用。例如医疗诊断方面有 ALARM 网，常被作为 BN 结构学习算法检验的标准网; Alberola 等把 BN 用于人类学习中的问题解决研究; Rodrigues 等将 BN 用于制造过程诊断控制; Gemela 利用 BN 进行金融风险分析; Sillanpaa 等利用 BN 模型进行 DNA 的分析; Brenda 利用 BN 进行系统可靠性分析; Socher 等人利用 BN 进行图像分析和语音识别;Sanguesa 等人利用 BN 学习方法进行工业废水处理。以上是 BN 在国外的一些成功应用。
国内 BN 的应用较国外稍晚一些，不过近几年也出现了很多关于使用 BN 解决实际问题的研究。西安电子科技大学的李伟生等将 BN 用于规划识别; 清华大学的曹冬明等利用BN 技术进行故障定位通用性较强; 上海大学的李明等将 BN 用于模型诊断串行译码; 上海交通大学的邓勇等将 BN 用于模型诊断; 清华大学的孙亚男等利用 BN 方法进行冠心病中医临床诊断; 戴芹等利用 BN 对遥感数据进行分类; 中南大学的李仪等利用 BN 对移动机器人进行避障等。
『肆』 国外研究状况
国外提出第一个景观规划( landscape planning) 方案的是德国的 Haber 等( 1972，1979)基于 Om( 1969) 的“分室模型”( compartment model) 所提出的土地利用分类系统( DLU)( Haber，1990; Naveh ＆ Lieberman，1994) 。1986 年，他们将其进一步概括和总结，形成了一套完整的基于景观生态规划方法，按如下五个步骤展开: ①土地利用现状类型调查; ②景观空间格局的描述分析; ③基于景观单元的景观敏感性评价; ④景观单元的空间关联度分析;⑤景观敏感度格局研究等。但这一方法注重自然因素和条件的分析，而对社会经营的需求缺乏考虑( Simonds，1961) 。针对此，捷克的 Ruzicka 和 Miklos( 1988，1990) ，在总结了已有的规划方法和模型之后，提出他们的一套系统的景观生态规划方法( LANDEP) ，包括综合的景观生态学分析、景观组成要素的系统调查与分析、景观样地的生态评价和土地优化利用建议等几方面内容( Ruzicha and Miklos，1990) 。景观生态规划强调对景观的优化利用与其生态条件相适应、相协调，并在维持景观生态安全格局的同时，获得长期的经营效益( Gusta-son 等，1994) 。
美国的森林景观规划的研究不仅提出和发展了一些逐渐证实和接受的一般性原则和理论，不断充实景观生态学的理论体系和方法论体系，而且取得了一些重要成果( Arizpe 等，1992; Gustason 等，1996，1999; Mlandenoff 等，1996，1999; Urban 等，1999; Wallin 等，1994;ESRI，2001) :
( 1) 区域总体景观结构分析与景观控制研究。Forman 及其同事对美国新泽西州濒海平原的栎林景观组成和格局分析，在森林景观生态研究中具有开创性的意义( Forman，1979) 。
( 2) 森林景观变化和森林破碎化过程、景观变化的生态后果及其景观调控研究。如Lladenoff 从森林生态可持续经营的角度分析北方针阔混交林区森林景观的变化特点，提出了作为森林生态可持续管理应着重解决林分经营活动如何在景观水平上进行综合，并做出正确的决策。( Mladenoff and Pastor，1993) 。
( 3) 森林景观格局与功能相互关系研究。景观结构和异质性对干扰在景观中的传播的影响，由于干扰源和性质的不同，具体的研究方法和结论也有很大差别( Runkli，1982; Fos-ter，1988) 。
( 4) 森林景观生态过程模拟模型与决策模型研究，如 D. J. 穆拉丹诺夫，W. L. 贝克尔编著了《森林景观变化的空间模拟: 方法和应用》( 1997) ，内容包括对目前森林景观空间模拟的方法的评价、主要森林景观模型及其应用、对未来森林景观空间模拟发展的展望等三方面。Mladenoff( 2004) 论述了森林景观干扰和演替的 LANDIS 模型。
目前，森林的景观规划途径有多种，如 Angelstam ＆ Rosenberg ( 1993) 提出四类: 景观生态学途径、自然景观途径、文化景观途径、非生态途径; Petersetal ( 1997) 总结有两类: 物种和种群途径、群落和景观途径; Clas Fries 等( 1998) 归纳为三类途径，物种途径( the species ap-proach) 、自然途径( the naturalness approach) 和多方面途径( the multiple aspects approach) 。
1998 年在芬兰召开的森林经营规划的景观生态学会议上，瑞典农业科学大学的 PerAngelstam 认为为了恢复重要的生境森林的经营需要制定景观生态规划，并阐述了规划中应包括的八方面内容。芬兰林业研究所的 Jyrki Kangas ＆ Annika Kangas 指出了最优化的森林规划中应包含的生态学信息，Oulu 大学的 Erkki Mntymaa ＆ Cecilia Gutierrez-Vogl 分析了景观生态学森林经营规划的环境效益，Oulu 大学的 Mikko Mnkknen ＆ Pasi Reunanen 分析了森林景观经营中廊道的作用，Paula Siitonen ＆ Antti Tanskanen 给出了完成生态保护网的最有效途径; Turku 大学的 Niina Vuorela，Ilkka Suojanen ＆ Risto Kalliola 介绍了应用空间数据表示的相关景观单元的可视化技术等( Baker 等，1991; Timo Kuuluvainen，2000; David，2004) 。
芬兰森林及公园部运用生态学理论和生物多样性保护理论建立了北方天然针叶林景观动态变化管理模型，研究认为“平衡与自然的平衡”范式被自然变迁的范式所代替，这种范式的改变主要是对科学的影响，其涉及到生态经营系统，它也应该成为景观生态学规划的基础。在斯堪的纳维亚半岛这种“自然法”也成为生态景观规划的成型基础。并研制了可持续森林经营 FPS 规划系统，该技术由地区自然资源规划、景观生态规划和经营措施规划三个层次组成，并进行了大面积的试验与推广，对 900 万 hm2国有森林进行了景观生态规划，充分考虑了以上途径的实施。该项目涉及群落生境、濒危物种群体、娱乐生境、景观和文化团体及居民住地等范围。利用地理信息系统和航空照片及野外实地调查的数据，全面了解整个规划面积上有特殊价值的立地，使其保持自然状态或用特殊方法经营。在时间尺度上强调规划的长期性，在空间尺度上具有一定可塑性，注重景观尺度的规划( Juho Pennanen等，2002; Yang H Z 等，1981) 。
森林景观生态过程模拟模型和决策模型研究。以枢嘎特( Shugant) 为代表的一批生态学家不断改进林冠空隙模型，发展了一系列反映不同森林类型特征的动态模型，如 FORESBRIND KIAMBRAM SMAFS 等( Shugart and West，1980; Shugart，1984; 邵国凡等，1995) ，推动了景观生态模型的完善和发展，使景观生态模型由静态模型为主发展到以动态模型为主的阶段，除了进一步完善马尔柯夫模型为基础的建模途径外，基于景观斑块动态的个体行为模型和网格模型也逐步得到发展，并在许多研究领域采用了模型化方法( Bartell andBrenkert，1991) 。森林生长、演替动态模型经历了 FOREST 模型、STEMS 模型、JABOWA 模型及其许多改进型向空间明晰化的 SORTIE 模型( Pacala 等，1993) 发展，而森林经营管理决策模型也从 FORPLAN 模型经历了类似的发展过程。棋盘式模型( Franklin and Forman，1987) 在森林经营模型向空间明晰化方向发展过程中具有里程碑的意义。在基于景观斑块动态的个体行为模型和网络模型方面，基于林窗动态的森林更新和演替模型方面也取得了很大进展，提出了一些实用性研究成果。在大尺度森林格局演替及其模拟方面也有很大的发展，从森林演替模型和景观动态统计概率模型向更为综合和空间明晰化方向发展( David等，2004; Zhang J T，1995) 。
『伍』 GIS技术在国内的研究现状及其发展趋势
0 引言
随着计算机技术的飞速发展、空间技术的日新月异及计算机图形学理论的日渐完善，GIS（Geographic Information System）技术也日趋成熟，并且逐渐被人们所认识和接受。近年来，GIS被世界各国普遍重视，尤其是“数字地球”概念的提出，使其核心技术GIS更为各国政府所关注。目前，以管理空间数据见长的GIS已经在全球变化与监测、军事、资源管理、城市规划、土地管理、环境研究、农作物估产、灾害预测、交通管理、矿产资源评价、文物保护、湿地制图以及政府部门等许多领域发挥着越来越重要的作用。当前GIS正处于急剧发展和变化之中，研究和总结GIS技术发展，对进一步开展GIS研究工作具有重要的指导意义。因此，本文就目前GIS技术的研究现状及未来发展趋势进行总结和分析。
1 GIS研究现状及其分析
1.1 GIS研究现状
世纪90年代以来，由于计算机技术的不断突破以及其它相关理论和技术的完善，GIS在全球得到了迅速的发展。在海量数据存储、处理、表达、显示及数据共享技术等方面都取得了显著的成效，其概括起来有以下几个方面[1]：①硬件系统采用服务器/客户机结构，初步形成了网络化、分布式、多媒体GIS；②在GIS的设计中，提出了采用“开放的CIS环境”的概念，最终以实现资源共享、数据共享为目标；③高度重视数据标准化与数据质量的问题，并已形成一些较为可行的数据标准；④面向对象的数据库管理系统已经问世，正在发展称之为“对象——关系DBMS（数据库管理系统）”；⑤以CIS为核心的“3S”技术的逐渐成熟，为资源与环境工作提供了空间数据新的工具和方法；⑥新的数学理论和工具采用CIS，使其信息识别功能、空间分析功能得以增强等等。
在GIS技术不断发展下，目前GIS的应用已从基础信息管理与规划转向更复杂的区域开发、预测预报，与卫星遥感技术相结合用于全球监测，成为重要的辅助决策工具。据有关部门估计，目前世界上常用的GIS软件己达400多种[2].国外较著名的GIS软件产品有[3]：Auotodesk系列产品、Arc/Info、MapInfo及其构件产品、Intergraph、Microstation等，还有Web环境下矢量地图发布的标准和规范，如XML、GML、SVG等等。我国GIS软件研制起步较晚，比较成熟的测绘软件主要有南方CASS，MapGIS，GeoStar，SuperMap等。尽管现存的GIS软件很多，但对于它的研究应用，归纳概括起来有二种情况：一是利用GIS系统处理用户的数据；二是在GIS的基础上，利用它的开发函数库二次开发用户专用的GIS软件。目前已成功应用包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。在美国及发达国家，GIS的应用遍及环境保护、灾害预测、城市规划建设、政府管理等众多领域。近年来，随着我国经济建设的迅速发展，加速了GIS应用的进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业等领域发挥r重要的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。
1.2 当前GIS发展存在的主要问题
基于以上GIS技术现状研究，本文分析认为GIS技术在模型、数据结构等方面存在着不足，一定程度上制约了GIS技术的发展。
（1）数据结构方面存在的问题
目前通用的GIS主要有矢量、栅格或两者相加的混合系统，即使是混合系统实际上也是将两类数据分开存储，当需要执行不同的任务时采用不同的数据形式。在矢量结构方面，其缺点是处理位置关系（包括相交、通过、包含等）相当费时，且缺乏与DEM和RS直接结合的能力。在栅格结构方面，存在着栅格数据分辨率低，精度差；难以建立地物间的拓扑关系；难以操作单个目标及栅格数据存贮量大等问题[4].
（2）GIS模型存在的问题
传统GIS模型是按照计算机的方法对客观世界地理空间不自然的分割和抽象，使得人们认知地理空间的认知模型与计算机中的数据模型不能形成良好的对应关系，难以表达复杂的地理实体，更难满足客观世界的整体特征要求。在GIS软件开发中，如果语义分割不合理，将难以有效表达地理空间实体间的关系，这就导致较深层次的分析、处理操作难以实现。随着GIS应用需求领域的不断开拓及计算机技术的迅速发展，对空间数据模型和空间数据结构提出了更高的要求，使得传统的地理空间数据模型力不从心，逐渐暴露其弊端。
目前，面向对象的数据模型一定程度上解决了传统GIS数据模型的某些不足，但是OODB（面向对象数据库）目前仍未在市场以及关键任务应用方面被广泛接受，因为OODB作为一个DBS还不太成熟，如缺少完全非过程性的查询语言以及视图、授权、动态模式更新和参数化性能协调等；且OODB与RDB之间缺少应有的兼容性，因而使得大量的已建立起来的庞大的RDB客户不敢轻易地去选择OODB.
（3）其他方面亟待解决的问题
当前，GIS正处在一个大变革时期，GIS的进一步发展还面临不少问题，主要表现在以下几个方面[5]：①GIS设计与实现的方法学问题。在GIS设计与实现过程中缺乏面向对象的认知方法学和面向对象的程序设计方法学的指导，导致GIS软件系统的可靠性和可维护性差；②GIS的功能问题。当前以数据采集、存储、管理和查询检索功能为主的GIS，不能满足社会和区域可持续发展在空间分析、预测预报、决策支持等方面的要求，直接影响到GIS的应用效益和生命力；③三维GIS模型及可视化问题。目前大多数GIS软件的图形显示是基于二维平面的，即使是三维效果显示也是采用DEM的方法来处理表达地形的起伏，涉及到地底下真三维的自然和人工现象显得无能为力。
2 GIS未来发展趋势
2.1数据管理方面
（1）多比例尺、多尺度和多维空间数据的表达[6]
对于多比例尺数据的显示，将运用影像金字塔技术、细节分层技术和地图综合等技术；而为了实现GIS的动态、实时和三维可视化，出现存储真三维坐标数据的3D GIS和真四维时空GIS，这其中涉及了空间数据的海量存储、时空数据处理与分析以及快速广域三维计算与显示等多项理论与技术[7].
（2）三库一体化的数据结构方向
空间数据库向着真正面向对象的数据模型和图形矢量库、影像栅格库和DEM格网库三库一体化数据结构的方向发展[8].这种三库一体化的数据结构改变了以图层为处理基础的组织方式，实现了直接面向空间实体的数据组织，使多源空间数据的录入与融合成为了可能，从而为GIS与遥感技术的集成创造了条件。
（3）基于空间数据仓库（Spatial Data warehouse）的海量空间数据管理的研究
空间数据量非常大，而且数据大都分散在政府、私人机构、公司的各个部门，数据的管理与使用就变得非常复杂，但这些空间数据又具有极大的科学价值和经济价值，因此大多数发达国家都比较重视空间数据仓库的建立工作，许多研究机构和政府部门都参与到空间数据仓库建立的研究工作。
（4）利用数据挖掘技术进行知识发现
空间数据挖掘是从空间数据库中抽取隐含的知识、空间关系以及其他非显式的包含在空间数据库中但以别的模式存在的信息供用户使用，这是GIS应用的较高层次。由于目前空间数据的组织与管理仍局限于二维、静态、单时相，且仍以图层为处理基础，因此，当前的GIS软件和空间数据库还不能有效地支持数据挖掘。
2.2技术集成方面
（1）“3S”集成
“3S”是GPS（全球定位系统）、RS（遥感）和GIS的简称，“3S”集成是指将遥感、空间定位系统和地理信息系统这三种对地观测技术有机地集成在一起。地理信息是一种信息流，RS、GPS和GIS中任何一个系统都只侧重于信息流特征中的一个方面，而不能满足准确、全面地描述地理信息流的要求。因此，无论从物质运动形式、地学信息的本质特征还是“3S”各自的技术特征来说，“3S”集成都是科技发展的必然结果。
目前，“3S”集成还仅限于两两结合方式，这是“3S”集成的初级和基础起步阶段，其核心是GIS与RS的结合。这种两两结合虽然优于单一系统，但是仍然存在以下缺陷。将“3S”进行集成从而形成一体化的信息技术体系是非常迫切的。这种集成包括空基“3S”集成和地基“3S”集成，即在硬件方面建立具有同步获取涉谱数据和空间数据的高重复观测能力的平台，而在软件方面使GIS支持数据封装，同时解决图形和图像数据的统一处理问题。
（2）GIS与虚拟现实技术的结合
虚拟现实（Virtual Reality）是一种最有效地模拟人在自然环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术，是当代信息技术高速发展和集成的产物。从本质上说，虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口，通过计算机建立一种仿真数字环境，将数据转换成图形、声音和接触感受，利用多种传感设备使用户“投入”到该环境中，用户可以如同在真实世界那样“处理”计算机系统所产生的虚拟物体。将虚拟和重建逼真的、可操作的地理三维实体，GIS用户在客观世界的虚拟环境中能更有效的管理、分析空间实体数据。因此，开发虚拟GIS已成为GIS发展的一大趋势。
（3）分布式技术、万维网与GIS的结合[9]
目前，随着Internet技术的迅猛发展，其应用已经深人到各行各业，作为与我们日常生活息息相关的GIS也不例外，它们的结合产生了web GIS.当前Web GIS系统已经得到迅速的发展，到1999年1月，仅在美国出现的这类系统就有23种之多。又由于客户端可能会采用新的应用协议，因此也被认为是Internet GIS.
计算机网络技术的飞速发展，分布式计算的优势日益凸显，GIS与分布式技术结合也就成为必然，它们的结合即构成了分布式CIS.它就是指利用最先进的分布式计算技术来处理分布在网络上的异构多源的地理信息，集成网络上不同平台上的空间服务，构建一个物理上分布，逻辑上统一的GIS.它与传统GIS最大的区别在于它不是按照系统的应用类别、运行环境划分的，而是按照系统中的数据分布特征和针对其中数据处理的计算特征而分类的。
（4）移动通信技术与CIS的结合发展[10]
WAP/WML技术作为无线互联网领域的一个热点，已经显示了其巨大的应用前景和市场价值。WAP柳ML技术与GIS技术的结合产生了移动GIS（Mobile GIS）应用和无线定位服务LBS（Location一basedServices）。通过WAR/WML技术，移动用户几乎可以在任何地方、时间获得网络提供的各种服务。无线定位服务将提供一个机会使GIS突破其传统行业的角色而进人到主流的IT技术领域里。大多数的分析家都认为，到2010年，无线网络将成为全球数据传送的主要途径。GIS的未来将会由其机动性所决定。
当前用于地理信息交互的语言还不足以完成真正的“设备无关接口”的互操作。各种移动设备对于从地理信息服务器所获得的信息，其表现方式是各不相同的，用户输人方式也不相同。因此，对于不同的移动设备需要一种统一的标记语言。无线定位服务将提供一个机会使GIS突破其传统行业的角色而进人到主流的IT技术领域里：大多数的分析家都认为，到2010年，无线网络将成为全球数据传送的主要途径。GIS的未来将会由其机动性所决定。
（5）GIS与决策支持系统（DSS）的集成[11]
决策支持系统（Decision Support System，简称DSS）是以管理学、运筹学、控制论、行为科学和人下智能为基础，运用信息仿真和计算手段为基础，综合利用现有的各种数据库、信息和模型来辅助决策者或决策分析人员解决结构化和半结构化问题，甚至非结构化问题的人机交互系统。
目前，绝大多数的GIS还仅限于图形的分析处理，缺乏对复杂空间问题的决策支持，而目前绝大多数的DSS则无法向决策者提供一个友好的可视化的决策环境。因此，将GIS与DSS相集成，最终形成空间决策支持系统（SDSS），借助GIS强大的空间数据处理分析功能，并在DSS中嵌入空间分析模块，从而辅助决策者求解复杂的空间问题，这是GIS应用向较高层次的发展。其中SDSS中知识的表达、获取和知识推理以及模型库、知识库、数据库三库接口的设计是哑待解决的关键问题。
2.3 发展历程方面
自20世纪60年代世界上第一个GIS——加拿大地理信息系统（CGIS）问世以来，经过40年的发展，GIS经历了三个阶段的发展。目前，随着第三代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，GIS即将步入第四代GIS发展阶段。
第四代GIS软件将在数据组织、存储、检索和运算等方面发生革命性的变革。数据组织应该是面向空间实体的，空间位置只是实体众多属性中的一类，它应和其它属性有机地组织在一起并统一存放：“关系”概念和“关系运算”应该加以扩充，应该包括空间关系及其运算；传统的结构化查询语言应该扩充，把空间关系及其查询包括在里面；以倒排表为基础的数据库索引机制应该扩展，建立至少包括拓扑关系在内的新的索引机制；数据存储机制应该适应空间数据提取和计算的要求等。只有实现数据真正的一体化存储和处理，才能自由地、方便地、快速地实现人们所期望的处理功能。在功能上，第四代GIS软件应该具备支持数字地球（区域、城市）的能力，成为OS、DBMS之上的主要应用集成平台，它具有统一的海量存储、查询和分析处理能力、一定的三维和时序处理能力、强大的应用集成能力和灵活的操纵能力，且具有一定的虚拟现实表达。
3 结束语
通过以上对GIS现状及发展趋势的分析，可以看出，GIS作为信息产业的重要组成部分，正以前所未有的速度向前发展。把握当前GIS的技术发展现状及不足，有利于人们预见GIS的发展趋势，站在更高更远的角度去扬长避短，较好地促进GIS技术的快速发展。随着地理信息系统产业的建立和数字化住处产品在全世界的普及，GIS将深人到各行各业以至千家万户，成为人们生产、工作、学习和生活中不可缺少的工具和助手。
『陆』 论述地理信息系统在国内外应用的现状
测量数来据可以从测量器械上的数字自数据收集系统中被直接输入到GIS中。从全球定位系统（GPS）——另一种测量工具中得到的位置，也可以被直接输入到GIS中。遥感数据同样在数据收集中发挥着重要作用，并由附在平台上的多个传感器组成。传感器包括摄像机、数字扫描仪和激光雷达，而平台则通常由航空器和卫星构成。 大部分数字数据来源于图片判读和航空照片。软拷贝工作站用来数字化直接从数字图像的立体象对中得到的特征。这些系统允许数据以二维或三维捕捉，它们的海拔直接从用照相测量法原理的立体象对中测量得到。现今，模拟航空照片先被扫描然后再输入到软拷贝系统，但随着高质量的数字摄像机越来越便宜，这一步也就可被省略了。 卫星遥感提供了空间数据的另一个重要来源。这里卫星使用不同的传感器包来被动地测量从主动传感器如雷达发射出去的电磁波频谱或无线电波的部分的反射系数。遥感收集可以进一步处理来标识感兴趣的对象和类例如土地覆盖的光栅数据。
『柒』 地理信息系统的发展现状与趋势
一、国外GIS的发展历史与现状
地理信息系统（Geographic Information System,GIS）是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。从外部看表现为计算机的软硬件系统，而其内涵却是由计算机程序和地理数据组成的地理空间信息模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统，计算机系统的支持是GIS的主要特征，使GIS得以快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程分析。
世界上第一个GIS是在1963年由加拿大测量学家R.F.托姆林森提出并建立的，称为加拿大地理信息系统，主要用于自然资源的管理与规划。稍后，美国哈佛大学研究出SY-MAP系统软件。但当时的计算机技术水平不高、存储容量小、磁带存储速度慢，使得GIS带有更多的机助制图色彩，用于地学分析和空间数据模拟的功能极为简单。
进入70年代以后，计算机软硬件技术飞速发展，尤其是大容量的存储设备——硬盘的使用，为空间数据的输入、存储、检索和输出提供了强有力的手段；高性能的图形显示器的发展，增强了人机对话和高质量图形显示功能，促使GIS朝着实用方向迅速发展。在此阶段的标志是一些发达国家先后建立了许多专业性的土地信息系统和地理信息系统，据统计70年代大约有300个系统投入使用，例如美国地质调查局从1970年到1976年建立了50多个信息系统，用于获取和处理地质、地理、地形和水资源信息；日本国土地理院从1974年开始建立数字国土信息系统，存储、处理和检索测量数据、航空像片信息、行政区划、土地利用、地形、地质等信息，为国家和地区土地规划服务；瑞典在中央、区域和城市三级建立了许多信息系统。一些商业公司开始活跃起来，软件在市场上受到欢迎，许多大学和研究机构开始重视GIS软件设计和应用研究，成立了各种GIS研究实验室。
80年代是GIS普及和推广应用阶段。随着计算机的迅速发展和普及，地理信息系统也逐步走向成熟，并在全世界范围内全面地推向应用阶段，第三世界国家也开始引进、应用和发展自己的地理信息系统。高性能微型计算机的问世，使得微机地理信息系统得到了蓬勃发展，并使地理信息系统工具具有更高的效率、更强的通用性和独立性，更少地依赖于应用领域和计算机硬件环境，为地理信息系统的建立和应用开辟了新的途径。GIS的应用从解决比较简单的规划管理问题（如道路、输电线等）转为更复杂的区域开发和决策问题，例如土地利用、沙漠化、城市化、环境与资源评价等。随着GIS与卫星遥感技术的结合，GIS开始用于全球变化与全球监测。80年代是GIS发展具有突破性的年代，仅1989年市场上有报价的GIS软件就达70多家，并涌现出一批有代表性的GIS软件，如：ARC/IN-FO、MicrostationSICAD、Genamap、System9等。
进入90年代以后，微机地理信息系统得到了迅猛的发展，并且性能也得到了极大加强，向综合性、智能性发展。GIS已成为一种新兴的确定性产业，投入使用的GIS系统，每2～3年就翻一番，GIS市场的年增长率大于35%，从事GIS的厂家超过300家。GIS已渗透到各行各业，愈来愈多的国际性会议以GIS为主题，愈来愈多的学术刊物以GIS为标题，愈来愈多的学科，如地理学、工程学、森林学、城乡规划、计算机科学、测绘学、航天遥感、矿床地质、水资源等都把GIS作为发展方向。国家和地区性的GIS研究中心在美、英等主要西方国家中建立。
二、我国地理信息系统的发展
我国地理信息系统的研制与应用始于70年代末期，它的发展基础是计算机制图、计算机技术、计量地理和遥感技术。
1978～1980年为准备阶段，主要是进行舆论准备，正式提出倡议，开始组建队伍和实验研究。
1981～1985年为起步阶段，主要是对地理信息系统进行理论探索和区域性实验研究，并在此基础上制定国家地理信息系统规范。1981年在四川渡口二滩进行实验，以航空遥感资料为基础，进行数据采集和数据库模型设计；1984年开始，国家测绘局测绘科学研究所着手组建国土基础信息系统；1985年国家资源与环境信息系统实验室成立。
1986～1993年为初步发展阶段，地理信息系统被列入国家“七五”攻关课题，取得了重要进展和实际效益，形成了比较系统的研究计划：研究资源与环境信息系统国家规范和标准，解决信息共享和系统兼容问题；开展全国性和区域性的信息系统的建立和应用模式研究；研制和开发软件系统与专家系统，全国建成了一批数据库、开发了一系列的空间信息处理与制图软件；完成了一批综合性、区域性和专题性的信息系统。
1994年以来为软件商品化阶段，在国外成熟软件在我国得到广泛应用的同时，带动了具有自主版权的国产地理信息系统基础软件的的崛起，一批起点高、功能强、价格低廉的国产软件相继研制成功，并推向市场。为客观地了解我国GIS基础软件的开发水平、开发现状和产业化前景，推动具有我国自主版权的GIS基础软件的健康发展，国家遥感中心、中国地理信息系统协会、中国海外信息系统协会从1996年开始对国产GIS基础软件和专项应用软件进行测评，从四年的测评结果来看，国产GIS软件的发展情况喜人，软件的功能、性能、品种和商品化程度都有了较大幅度的提高，完全可以在相关领域内实际应用，与国外优秀GIS软件的差距正在逐步缩小，个别领域已经超过了国外GIS软件，在微机（PC）GIS软件和某些应用领域具备了与国外软件竞争的实力。
三、地理信息系统（GIS）的发展趋势
GIS技术的发展已经取得了巨大的成就，并对社会的发展作出了巨大的贡献，但对人们的期望和要求来讲还远远不够，GIS的进一步发展应主要表现在以下几个方面：
1.多媒体地理数据的管理与操作管理
在一个多种数据类型并存的混合系统中，如何实现各类数据的随意操作和有效管理，这是现今信息媒体多元化新时代的一个突出问题，它比单一地图数据库的操作要复杂得多。信息资源库包括的主要内容有：地理数据库、专业数据库、图像库、文件库和声音库等。
2.数字制图技术
纸基地图在任何时候都是不可能被取代的，利用数字地图库直接生产纸基地图，即数字地图环境下的自动编图的核心是数字地图的自动制图综合技术，它比屏幕显示为目的的电子地图的制作要复杂得多，要处理各要素之间的关系，目前仍视为一个国际性的难题。此外，还应包括建立基于地图数据库和GIS技术集成的地图生产系统。
3.“3S”集成技术
GPS（全球定位系统）、RS（遥感）、GIS（地理信息系统）产生的时间不一，理论基础和技术特点也不尽一致，但它们的学科性质是相通的，即共同研究、表达和分析地球科学信息，在逐步发展过程中构成了相辅相成的关系，三者的结合覆盖了信息采集、处理和分析的全过程，使GPS、RS、GIS构成的卫星对地观测系统成为地球系统科学研究的重要手段。
4.空间可视化技术与虚拟现实技术
可视化是指运用计算机图形图像处理技术，将复杂的科学现象或自然景观，甚至十分抽象的概念图形化，以便于理解现象、发现规律和传播知识。虚拟现实也称虚拟环境或人工现实，是一种由计算机生成的高级人机交互系统，构成一个以视觉为主的可感知环境。空间可视化技术与虚拟现实技术可用于制作动态地图、地形环境仿真、地图设计制作等方面。
5.三维GIS和时态GIS技术
在地质、矿山、地下水、大气、环境等方面，人们不仅需要研究现象的二维分布，更需要研究其三维空间分布甚至与时间有关的时空分布特征和规律，因此，对于真三维和四维GIS的需求更加迫切，而真四维是在真三维的基础上增加时间维。
6.网络GIS和WWW GIS技术
由于万维网具有开放性和友好的用户界面，它迅速成为网络信息处理和分布的主要工具。在服务器端，GIS软件系统通过CGi（连接器）与万维网的HTTP（超文本传输协议）服务器相连；在客户端，有万维网浏览器以HTML（超文本标注语言）建立用户界面。
『捌』 国内国外gis公司发展现状
北京超维创想信息技术有限公司
真三维地理信息系统领航者
主要平台产品：基础真三维GIS平台－
工程勘察平台
矿产勘查平台
主要应用领域：面向地质领域应用，广泛应用于城市地质、工程勘察、矿产资源勘查、环境灾害地质、石油天然气勘探开发等地学领域。
主要特点：GSIS是新一代组件化真三维地理信息平台，具有如下显著特点：
（1）易学易用，功能设置及操作流程均符合地学工作者的工作习惯
（2）功能齐全，能够满足2维、2.5维和3维地学应用的各种需求
（3）提供多种方便实用的三维复杂地质模型生成方法，用户可以方便选择合适的方法来建立各种三维复杂地质模型，包括三维地质表面建模和三维地质属性建模
（4）基于矢量/栅格一体化的真三维数据结构，可以更好地表达三维地学对象和地学现象；
（5）具有海量空间数据处理能力（＞20GB）
（6）面向地学、模块完备，具有良好的可扩展性和灵活性，便于二次开发
网址：www.creatar.com
『玖』 关于Gis国内外发展情况详解....请教业内人士..感激不尽！！！
本人是GIS大三学生。
当初志愿表上只报了一所学校一个专业，打着录上就去录不上就复读的主意，谁知道100%命中率。。。。
幸好，至今不遗憾不后悔。
总的说来，GIS是一门新兴的专业、技术，在世界上的应用已经从最初的军事、土地、资源、环境等少数领域渗透到我们日常生活的各行各业，比如房产比如旅游比如你能想到的一切，都和GIS有或多或少的联系，同时GIS在技术上也日趋面向大众，具有极强的生命力。
以上是专业导师或者著作上说的，个人认为，学习GIS是实现个人价值的极好途径，因为它的每一项学习和研究都终将为全人类与自然的和谐发展找到平衡点、谋求福利，是一项崇高而美丽的职业。
假如你是男生，假如你对计算机有一点点了解，假如你觉得自己的大脑足够好使，假如你对编程有兴趣，欢迎你希望你在本专业继续深造。有学长就是因为痴迷于编程，在全国高校GIS大赛中表现出众，直接被美国某知名专业公司挖走，年薪6位数为底线。。
假如你是女生，假如你够细心，你就可以在数据方面有所建树，都知道数据是信息系统的灵魂，如果你想要一个安定的人生，就去做数据吧，，
假如你对管理感兴趣，那就更美妙了，GIS管理师、GIS监理试，人才相当稀少，市场无比广阔。
假如你愿意从政，那么本专业也期待你的加入。我国高校的GIS专业为国土资源部、水利部、电力部门提供了大量人才。因为GIS是具有规划性质的，可以为决策做出科学的技术支持，合理绿色环保可持续的开发和利用需要我们。
二次开发、数据、测绘。。。随便你选择。
前景是广阔的，道路是艰辛的。本专业除了需要学习各种基础课程比如高数、英语、物理、思修、毛邓，还需要学习很多的专业知识比如GIS概论、遥感、土地评价、测量学、自然地理、人文地理、经济地理，还有各种大众软件比如CAD、PS、Coreldraw，以及今后赖以生存的专业软件比如EDAS、ArcGIS等等等等。。。
但是我保证，每一门课程都是相当有意义的，涉及面之广，保证你认真学完后上知天文下知地理、天上飞的海里游的路上走的都知道、社会的人文的经济的都有话说。你会成为一个真正大写的人，你将背负与自然沟通、交流、和平相处的重任。
说到就业，希望你不要抱着它来读大学，否则你会很累，一切学习变得有功利性，你会不快乐。个人觉得，只要能够积极地思考、推理、比较、辨别，具备分析、审美力和创造力，时刻提醒自己充电，大量汲取知识，就可以使自己处于能够从事任何一门学科和工作的智力状态，抓住一点自己最感兴趣的内容深挖下去，在前人的基础上走出自己的特色，这样你才会开心，才会觉得有意义。
多学少说，希望你学得愉快。