地理信息技术的发展阶段
㈠ 地理信息行业未来10年的发展趋势是什么
高科技产业,前景不错,据前瞻产业研究院《2016-2021年中国地理信息产业发展前景与投资战略规划分析报告》显示,地理信息产业是高速增长的新兴产业。近年来,地理信息产业迅猛发展,不仅在国家信息化、现代化建设中发挥了显著作用,而且在促进经济增长和保持社会稳定中作出了重要贡献。随着经济社会快速发展、特别是人民群众对地理信息的需求日益旺盛,地理信息产业显现了巨大发展潜力和无限广阔的前景。
近年来,我国地理信息产业需求广、发展快、效益好、贡献大,在国家信息化建设中作用明显,在国家经济活动中成为新的经济增长点。
2005年至2008年,基础地理信息数据提供总量每年以20%以上的速度增长。以国家基础地理信息中心为例,2005年至2008年基础地理信息数据总提供量分别约为4TB、5TB、7TB、32TB。
地理信息已经广泛应用于网络位置搜索、车载导航、移动目标监控、数码相机、便携式移动导航、智能交通、智能通信、游戏等诸多方面。据Internet
Guide中国互联网调查报告,2006年,网络网络地图搜索服务的用户到达率为32.5%。据艾瑞咨询集团调查显示,2008年有近8000万用户通过互联网使用地图。地理信息已经成为互联网、手机、汽车等多方面用户社会大众进行位置查询、交通出行、导航定位的重要信息,已经走进社会大众衣、食、住、行、玩等日常生活。
㈡ 【地理信息系统】的发展
一、国际发展状况
地理信息系统的存在与发展已历经30余年。用户的需要、技术的进步、应用方法论的提
高,以及有关组织机构的建立等因素,深深地影响着地理信息系统的发展。
综观GIS发展,尤其是北美地区的实际情况,可将地理信息系统发展分为以下几个阶段:
(1)60年代为地理信息系统开拓期,注重于空间数据的地学处理。例如,处理人口统计
局数据(如美国人口调查局建立的DIME)、资源普查数据(如加拿大统计局的GRDSR)等
。许多大学研制了一些基于栅格系统的软件包,如哈佛的SYMAP、马里兰大学的MANS等。
综合来看,初期地理信息系统发展的动力来自于诸多方面,如学术探讨、新技术的应用
、大量空间数据处理的生产需求等。对于这个时期地理信息系统的发展来说,专家兴趣
以及政府的推动起着积极的引导作用,并且大多地理信息系统工作限于政府及大学的范
畴,国际交往甚少。
(2)70年代为地理信息系统的巩固发展期,注重于空间地理信息的管理。地理信息系统
的真正发展应是70年代的事情。这种发展应归结于以下几方面的原因:一是资源开发、
利用乃至环境保护问题成为政府首要解决之疑难,而这些都需要一种能有效地分析、处
理空间信息的技术、方法与系统。二是计算机技术迅速发展,数据处理加快,内存容量
增大,超小型、多用户系统的出现,尤其是计算机硬件价格下降,使得政府部门、学校
以及科研机构、私营公司也能够配置计算机系统;在软件方面,第一套利用关系数据库
管理系统的软件问世,新型的地理信息系统软件不断出现,据IGU调查,70年代就有 80
多个地理信息系统软件。第三,专业化人才不断增加,许多大学开始提供地理信息系统
培训,一些商业性的咨询服务公司开始从事地理信息系统工作,如美国环境系统研究所
(ESRI)成立于1969年。这个时期地理信息系统发展的总体特点是:地理信息系统在继
承60年代技术基础之上,充分利用了新的计算机技术,但系统的数据分析能力仍然很弱
;在地理信息系统技术方面未有新的突破;系统的应用与开发多限于某个机构;专家个
人的影响削弱,而政府影响增强。
(3)80年代为地理信息系统大发展时期,注重于空间决策支持分析。地理信息系统的应
用领域迅速扩大,从资源管理、环境规划到应急反应,从商业服务区域划分到政治选举
分区等,涉及到了许多的学科与领域,如古人类学、景观生态规划、森林管理、土木工
程以及计算机科学等。许多国家制定了本国的地理信息发展规划,启动了若干科研项目
,建立了一些政府性、学术性机构。如中国于1985年成立了资源与环境信息系统国家重
点实验室,美国于1987年成立了国家地理信息与分析中心(NCGIA),英国于1987年成立
了地理信息协会。同时,商业性的咨询公司,软件制造商大量涌现,并提供系列专业性
服务。这个时期地理信息系统发展最显著的特点是商业化实用系统进入市场。
(4)90年代为地理信息系统的用户时代。一方面,地理信息系统已成为许多机构必备的
工作系统,尤其是政府决策部门在一定程度上由于受地理信息系统影响而改变了现有机
构的运行方式、设置与工作计划等。另一方面,社会对地理信息系统认识普遍提高,需
求大幅度增加,从而导致地理信息系统应用的扩大与深化。国家级乃至全球性的地理信
息系统已成为公众关注的问题,例如地理信息系统已列入美国政府制定的“信息高速公
路”计划;同美国副总统戈尔提出的“数字地球”战略、我国的“21世纪议程”和“三
金工程”也包括地理信息系统。毫无疑问,地理信息系统将发展成为现代社会最基本的
服务系统。
二、国内发展状况
我国地理信息系统方面的工作自80年代初开始。以1980年中国科学院遥感应用研究所成
立全国第一个地理信息系统研究室为标志,在几年的起步发展阶段中,我国地理信息系
统在理论探索、硬件配制、软件研制、规范制订、区域试验研究、局部系统建立、初步
应用试验和技术队伍培养等方面都取得了进步,积累了经验,为在全国范围内展开地理
信息系统的研究和应用奠定了基础。
地理信息系统进入发展阶段的标志是第七个五年计划开始。地理信息系统研究作为政府
行为,正式列入国家科技攻关计划,开始了有计划、有组织、有目标的科学研究、应用
实验和工程建设工作。许多部门同时展开了地理信息系统研究与开发工作。如全国性地
理信息系统(或数据库)实体建设、区域地理信息系统研究和建设、城市地理信息系统
、地理信息系统基础软件或专题应用软件的研制和地理信息系统教育培训。通过近五年
的努力,在地理信息系统技术上的应用开创了新的局面,并在全国性应用、区域管理、
规划和决策中取得了实际的效益。
自90年代起,地理信息系统步入快速发展阶段。执行地理信息系统和遥感联合科技攻关
计划,强调地理信息系统的实用化、集成化和工程化,力图使地理信息系统从初步发展
时期的研究实验、局部实用走向实用化和生产化,为国民经济重大问题提供分析和决策
依据。努力实现基础环境数据库的建设,推进国产软件系统的实用化、遥感和地理信息
系统技术一体化。在地理信息系统的区域工作重心上,出现了“东移”和“进城”的趋
向,促进了地理信息系统在经济相对发达、技术力量比较雄厚、用户需求更为急迫的地
区和城市首先实用化。这期间开展的主要研究及今后尚需进一步发展的领域有:重大自
然灾害监测与评估系统的建设和应用;重点产粮区主要农作物估产;城市地理信息系统
的建设与应用;建立数字化测绘技术体系;国家基础地理信息系统建设与应用;专业信
息系统与数据库的建设和应用;基础通用软件的研制与建立;地理信息系统规范化与标
准化;基于地理信息系统的数据产品研制与生产。同时经营地理信息系统业务的公司逐
渐增多。
总之,中国地理信息系统事业经过十年的发展,取得了重大的进展。地理信息系统的研
究和应用正逐步形成行业,具备了走向产业化的条件。
㈢ GIS技术的发展趋势
GIS在资源环境领域的应用方兴未艾,从技术、地理信息、经济社会的需求等方面分析,在该领域有以下趋势及建议:
应用软件数据端口应有专门化,专业化方向发展,在同类型同方向的GIS数据交流共享方向提供适当的方便,以解决GIS数据来源和数据质量难以保证的问题。
结合国家信息化推进工作,以电子政务相关工程为基础,推动GIS在资源环境管理中的推广应用。信息化建设已成为我国各级政府及企业的重要任务,GIS在以资源、能源、生产、资金等空间综合配置、优化组合为目的的信息化建设中,可以发挥应有的作用;结合相应的应用工程,推动GIS的发展;
应用往专业化方向发展,功能由通用管理功能转向资源评估、监督、跟踪分析等专业功能方向发展。随着经济社会的发展,经济社会与资源环境之间的各方面的矛盾及问题逐渐暴露出来,这些问题在时间和空间上具有诸多的关联性,分析这些问题、提出合理的解决方案建议,需要功能更专业化的GIS软件系统支持;
支持多源、多尺度、多类型集成应用的软件平台工具的开发应用。信息获取技术的快速发展和多源化趋势,要求资源环境方面的GIS应能够接收、处理及分析多种来源、多尺度的地理信息;
促进3S技术集成应用,推动专业技术及软件的发展,全球定位系统、遥感技术与GIS的集成应用已成为GIS软件发展的趋势之一,而这种应用的发展是在应用推动的基础上建立的,针对特定的应用领域的集成化的GIS将成为资源环境领域GIS的发展方向,也是系统与业务结合的需要;
开展专业应用系统开发建设,结合资源环境各领域的需求,开发多种专业化的GIS,如针对性生态保护区、生态功能区、地下水、生物资源等领域的专业性GIS软件与管理系统。 国内GIS现状和对策
地理信息系统技术是一门综合性的技术,它的发展是与地理学、地图学、摄影测量学、遥感技术、数学和统计科学、信息技术等有关学科的发展分不开的。GIS的发展可分为四个阶段:第一个阶段是初始发展阶段,20世纪60年代世界上第一个GIS系统由加拿大测量学家R.F.Tomlison提出并建立,主要用于自然资源的管理和规划;第二个阶段是发展巩固阶段,20世纪70年代由于计算机硬件和软件技术的飞速发展,尤其是大容量存储设备的使用,促进了GIS朝实用的方向发展,不同专题、不同规模、不同类型的各具特色的地理信息系统在世界各地纷纷付诸研制,如美国、英国、德国、瑞典和日本等国对GIS的研究都投入了大量的人力、物力和财力;第三个阶段是推广应用阶段,20世纪80年代,GIS逐步走向成熟,并在全世界范围内全面推广,应用领域不断扩大,并与卫星遥感技术结合,开始应用于全球性的问题,这个阶段涌现出一大批GIS软件,如ARC/INFO,GENAMAP,SPANS,MAPINFO,ERDAS,Microstation等;第四个阶段是蓬勃发展阶段,20世纪90年代,随着地理信息产品的建立和数字化信息产品在全世界的普及,GIS成为确定性的产业,并逐渐渗透到各行各业,成为人们生活、学习和工作不可缺少的工具和助手。
地理信息系统的研制与应用在我国起步较晚,虽然历史较短,但发展势头迅猛。我国GIS的发展可分为三个阶段。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。机械制图和遥感应用,为GIS的研制和应用做了技术和理论上的准备。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,对GIS进行了理论探索和区域性的实验研究。第三个阶段从1986年到2013年,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,逐步建立了不同层次、不同规模的组织机构、研究中心和实验室。GIS研究逐步与国民经济建设和社会生活需求相结合,并取得了重要进展和实际应用效益。主要表现在四个方面:(1)制定了国家地理信息系统规范,解决信息共享和系统兼容问题,为全国地理信息系统的建立做准备。(2)应用型GIS发展迅速。(3)在引进的基础上扩充和研制了一批软件。(4)开始出版有关地理信息系统理论、技术和应用等方面的书籍,设立了地理信息系统专业,培养了大批人才,并积极开展国际合作,参与全球性地理信息系统的讨论和实验。在科技部等国家有关部门的大力组织和支持下,国产GIS基础软件开发工作取得了重要进展,出现了一批GIS高技术企业,开发出了较为成熟的国产GIS软件,如MapGIS、GeoStar、CityStar、SuperMap、MapEngine、GROW等,并形成了一定的产业规模。这些国产GIS软件以较高的性价比,打破了国外GIS软件对我国市场的垄断,有力促进了我国地理信息系统技术的发展。这些年,GIS技术在我国得到了广泛应用,其应用面从传统的城市规划、土地利用、测绘、环境保护、电力、电信、减灾防灾等领域渗透到矿产资源调查、海洋资源调查与管理等各方面,取得了丰硕的成果和巨大的经济效益。当前,国家有关部门正逐步将GIS嵌入到电子政务系统中。
随着计算机和信息技术的快速发展,GIS技术得到了迅猛的发展。GIS系统正朝着专业或大型化、社会化方向不断发展着。“大型化”体现在系统和数据规模两个方面;“社会化”则要求GIS要面向整个社会,满足社会各界对有关地理信息的需求,简言之就是“开放数据”、“简化操作”,“面向服务”,通过网络实现从数据乃至系统之间的完全共享和互动。下面我们从地理信息系统技术角度来讨论和分析当前GIS的相关技术及其发展趋势。1.1 空间信息的获取、处理与交换地理空间数据是GIS的血液,构建和维护空间数据库是一项复杂、工作量巨大的工程,它包括:数据的获取、校验和规范化、结构化处理、数据维护等过程。GIS处理的数据对象是空间对象,有很强的时空特性,获取数据的手段及数据的形式也复杂多样。获取数据的基本方式有:野外全站仪平板测量、GPS测量、室内地图扫描数字化、数字摄影测量、从遥感影像进行目标测量和数据转换等。这些获取技术已基本成熟。同时,空间数据也具有很强的时效性,不同的空间数据必须进行周期不等的数据更新维护,空间数据库中数据的准确、及时、完整是实现GIS应用系统价值的前提基础。空间数据维护往往涉及跨部门、跨行业的多种数据格式和多种数据类型的大量数据,提供有效的空间数据编辑更新手段是当前亟待解决的一个重要课题。基于上述信息获取技术,在过去的二十年间,国家有关部委和行业部门已经积累了大量原始数字化数据和相应资料,建立了1100多个大、中型数据库以及大量的各类数字化地理基础图、专题图、城市地籍图等。国家测绘局已经完成了全国l:100万、 1:25万基础地理空间数据库以及全国七大江河数字地形模型的建设,并启动了全国l:5万,部分省份1:1万基础地理空间数据库的建设。这些基础数据有力促进了GIS技术的广泛应用,进而产生了大量的GIS数据。但由于地理信息系统软件大多采用不同的空间数据模型,以及它们在地理实体上的认识差异,使得所积累的数据难以转换和共享(即使能够数据转换,也会产生信息的丢失),从而形成一个个新的数据孤岛。制订数据交换的格式标准已成为大家的共识。一些国家和组织已经在进行这方面的工作,并定义了一些数据交换标准,如SDTS,OpenGIS联盟制订的GML,另外一些公认的数据格式如DXF,Shapefile和MIF文件格式等正逐渐成为数据交换的事实标准。我国也在“九五”期间制定了地球空间数据转换标准。但是由于人们对空间信息认识和研究成果的制约,还没有一个统一的地理数据模型,因此建立实用的数据交换格式和信息标准将是一个长期、复杂过程。1.2 空间数据的管理空间数据的管理涉及到二个方面的内容:空间数据模型和空间数据库。空间数据模型刻画了现实世界中空间实体及其相互间的联系,它为空间数据的组织和空间数据库的设计提供了基本的方法。因此,空间数据模型的研究对设计空间数据库和发展新一代GIS系统起着举足轻重的作用。在GIS中与空间信息有关的信息模型有三个,即基于对象(要素)(Feature)的模型、场(Field)模型以及网络(Network)模型。GIS基础软件平台的研制和应用系统的设计开发一直沿用这三种空间数据模型,但这些模型在空间实体间的相互关系及其时空变化的描述与表达、数据组织、空间分析等方面均有较大的局限性,难以满足新一代GIS基础软件平台和应用系统发展的要求。主要表现为:(1) 仅能表达空间点、线、面目标间极为有限的简单拓扑关系,且这些拓扑关系的生成与维护耗时费力;(2) 难以有效地表达现实三维空间实体及其相互关系;(3) 适于记录和表达某一时刻空间实体性状及相互间关系静态分布,难以有效地描述和表达空间实体及其相互间关系的时空变化;(4) 没有考虑异地、异构、异质空间数据的互操作和分布式“对象”处理等问题。针对上述不足,时空数据模型、三维数据模型、分布式空间数据管理、GIS设计的CASE工具等研究已成为当前国际上GIS空间数据模型研究的学术前沿。
㈣ 地理信息技术的出现和发展对地理学和测绘学产生了什么影响
在今年以前,GIS指的是地理信息系统,现在都叫地理信息科学。
你如果是高考填志愿的话,那两者是没有差别的,也就是说现在叫地理信息科学的专业以前叫地理信息系统。
㈤ 地理信息技术的主要功能是什么
人类生活在地球上,80%以上的信息与地球上的空间位置有关。GIS的出现是信息技术及其应用发展到一定程度的必然产物。地理信息系统萌芽于上世纪的60年代。1962年,加拿大的Roger F. Tomlinson提出利用数字计算机处理和分析大量的土地利用地图数据,并建议加拿大土地调查局建立加拿大地理信息系统(CGIS),以实现专题地图的叠加、面积量算、自然资源的管理和规划等;与此同时,美国的Duane F. Marble在美国西北大学研究利用数字计算机研制数据处理软件系统,以支持大规模城市交通研究,并提出建立地理信息系统的思想。70年代是地理信息系统走向实用的发展期。美国、加拿大、英国、西德、瑞典和日本等国对GIS的研究均投入了大量人力、物力和财力。到1972年CGIS全面投入运行与使用,成为世界上第一个运行型的地理信息系统;在此期间美国地质调查局发展了50多个地理信息系统,用于获取和处理地质、地理、地形和水资源信息;1974年日本国土地理院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;瑞典在中央、区域和城市三级建立了许多信息系统,如土地测量信息系统、斯德哥尔摩地理信息系统、城市规划信息系统等。但由于当时的GIS系统多数运行在小型机上,涉及的计算机软硬件、外部设备及GIS软件本身的价格都相当昂贵,限制了GIS的应用范围。
80年代是GIS的推广应用阶段,由于计算机技术的飞速发展,在性能大幅度提高的同时,价格迅速下降,特别是工作站和个人计算机的出现与完善,使GIS的应用领域与范围不断扩大。GIS与卫星遥感技术相结合,开始用于全球性问题的研究,如全球变化和全球监测、全球沙漠化、全球可居住区评价、厄尔尼诺现象及酸雨、核扩散及核废料等(李德仁,1994);从土地利用、城市规划等宏观管理应用,深入到各个领域解决工程问题,如环境与资源评价、工程选址、设施管理、紧急事件响应等。在这一时期,出现了一大批代表性的GIS软件,如ARC/INFO、GENAMAP、SPANS、MAPINPO、ERDAS、Microstation等,其中ARC/INFO已经愈来愈多地为世界各国地质调查部门所采用,并在区域地质调查、区域矿产资源与环境评价、矿产资源与矿权管理中发挥越来越重要作用。
90年代为GIS的用户时代,随着地理信息产业的建立和数字化信息产品在全世界的普及,GIS成为了一个产业,投入使用的GIS系统,每2~3年就翻一番,GIS市场的增长也很快。目前,GIS的应用在走向区域化和全球化的同时,己渗透到各行各业,涉及千家万户,成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。与此同时,GIS也从单机、二维、封闭向开放、网络(包括Web GIS)、多维的方向发展。
我国地理信息系统方面的工作始于80年代初。地理信息系统进入发展阶段的标志是第七个五年计划的开始,地理信息系统研究作为政府行为,正式列入国家科技攻关计划,开始了有计划、有组织、有目标的科学研究、应用实验和工程建设工作。许多部门同时展开了地理信息系统研究与开发工作。1994年中国GIS协会在北京成立,标志中国GIS行业已形成一定规模。九五期间,国家将地理信息系统的研究应用作为重中之重的项目予以支持,1996年,为支持国产GIS软件的发展,原国家科委开始组织软件评测,并组织应用示范工程。这一系列的举措极大的促进了国产GIS软件的发展与GIS的应用。1998年,国产软件打破国外软件的垄断,在国内市场的占有率达25%。同年,在抽样调查25个省市19个行业的1000多个单位中,全部使用了地理信息系统(秦其明、袁胜元,2001)。地理信息系统在资源调查、评价、管理和监测,在城市的管理、规划和市政工程、行政管理与空间决策、灾害的评估与预测、地籍管理及土地利用,在交通、农业、公安等诸多领域得到了广泛的应用。 2. 地理信息系统的组成
GIS的应用系统由五个主要部分构成,即硬件、软件、数据、人员和方法。
㈥ 大数据时代测绘地理信息如何发展
地理信息产业发展趋势向好 “互联网+测绘”将成行业新常态
地理信息产业,是以现代测绘技术、信息技术、计算机技术、通讯技术和网络技术相结合而发展起来的综合性产业。既包括
GIS(地理信息系统)产业、卫星定位与导航产业、航空航天遥感产业,也包括传统测绘产业和地理信息系统的专业应用,还包括LBS(基于位置服务)、地理信息服务和各类相关技术及其应用。
随着网络技术的不断发展,云计算大数据移动互联网的普及,地理信息软件也应推动地理信息获取、处理、管理和网络化分发服务软件产品的集成,重点发展基于下一代互联网、移动互联网等,适应云计算技术、时空技术、三维技术等的地理信息系统软件产品。
地理信息产业总产值
根据前瞻产业研究院发布的《地理信息产业发展前景与投资战略规划分析报告》数据显示,截至2013年底,行业内企业达2万多家,从业人员超过40万人,年产值近2,600亿元。新应用、新服务不断产生,互联网搜索和电子商务提供商、通信服务提供商、汽车厂商等纷纷涉足地理信息应用领域,形成了遥感应用、导航定位和位置服务等产业增长点。
到2020年,政策法规体系基本建立,结构优化、布局合理、特色鲜明、竞争有序的产业发展格局初步形成,互联网搜索和电子商务提供商、通信服务提供商、汽车厂商等纷纷涉足地理信息应用领域,新应用、新服务不断产生,形成遥感应用、导航定位和位置服务等产业增长点。2016
年4360亿人民币,年均复合增长率为20%,到2020年地理信息产业的总产值规模将达到9040.90亿人民币,未来10年,地理信息产业总产值将保持稳定高速的年均增长率,到2021年形成万亿元的年产值。
地理信息服务业服务总值持续快速增长,2020年将达1,736亿元
地理信息服务业是地理信息产业的核心部分,近年来,随着“一带一路”等国家战略的提出,不动产统一登记等一系列国家重大项目和重点工作的启动,国家现代测绘基准体系基础设施建设的推进,基础地理信息数据更新速度的加快,数字城市及智慧城市应用范围的不断扩大,地理信息服务总值持续快速增长。
同时,随着地理信息的不断发展,新应用、新服务不断产生,互联网搜索和电子商务提供商、通信服务提供商、汽车厂商等纷纷涉足地理信息应用领域,形成了遥感应用、导航定位和位置服务等产业增长点。参与主体的多样化结合商业模式的创新,地理信息产业正逐步走向应用多元化、深度化的时代,企业的核心竞争力不断提高。
阿里巴巴、腾讯、网络等大型互联网企业积极进军地理信息产业,给传统的中小地理信息企业带来了不小的竞争压力,导致了企业竞争的加剧,但同时也为加快产业提质增效和地理信息企业转型升级提供了强大外力。今后,产业的发展应是“互联网+
”驱动下的有质量、有效益的创新发展。
地理信息服务业未来发展趋势
产业链将进一步延伸
在大数据时代,基于物联网、云计算、互联网技术发展的大数据技术将对地理信息服务业产业链的各个环节产生全方位的影响,引起地理信息服务业产业链结构的调整。
产业链结构的调整主要表现为产业链变长的趋势。在大数据时代,地理大数据分析与挖掘可以直接创造价值,为用户提供服务。而地理大数据分析与挖掘需要掌握专门的技术,可能还需要一定的行业背景,因此很可能发展成为一个独立增值的产业链环节。此外,地理数据与其他大数据的集成,地理大数据的存储、管理与运营都需要专门的设备和技术,在大数据时代,也很有可能发展成为一个独立的产业链环节。
“互联网+测绘”将成行业新常态
近年来,随着互联网时代的深刻变革,云计算、大数据、物联网等智能化技术的发展对测绘科学不断渗透,地理信息服务业的产业结构、产品内容及服务范围发生了重大变化,“互联网+测绘”将成为地理信息服务业新常态。
行业内企业向综合性和个性化方向发展
在大数据时代,以需求为导向的地理信息服务企业主要向两个方向发展。一是综合性,即地理信息服务企业提供的服务从单一内容的服务向多类型服务发展,从满足单一需求向提供整体解决方案发展,从提供某一种产业活动向提供多种产业活动发展。地理信息服务企业的综合化发展趋势同时也顺应和体现了地理信息技术的发展趋势。
近年来,3S技术趋于融合发展,地理信息服务领域的内外业一体化、软硬件一体化也更加明显,同时,云计算、物联网、大数据等技术的发展,也使地理信息服务企业提供应用整体解决方案服务成为可能。二是个性化,在大数据时代,利用大数据发现需求、挖掘各类信息、解决各类问题的需求将迅速增长,公众用户的个性化产品发展空间广阔。
㈦ 地理信息系统的历史发展
古往今来,几乎人类所有活动都是发生在地球上,都与地球表面位置(即地理空间位置)息息相关,随着计算机技术的日益发展和普及,地理信息系统(Geography Information System,GIS)以及在此基础上发展起来的“数字地球”、“数字城市”在人们的生产和生活中起着越来越重要的作用。
GIS可以分为以下五部分:
人员,是GIS中最重要的组成部分。开发人员必须定义GIS中被执行的各种任务,开发处理程序。 熟练的操作人员通常可以克服GIS软件功能的不足,但是相反的情况就不成立。最好的软件也无法弥补操作人员对GIS的一无所知所带来的负作用。
数据,精确的可用的数据可以影响到查询和分析的结果。
硬件,硬件的性能影响到软件对数据的处理速度,使用是否方便及可能的输出方式。
软件,不仅包含GIS软件,还包括各种数据库,绘图、统计、影像处理及其它程序。
过程,GIS 要求明确定义,一致的方法来生成正确的可验证的结果。
GIS属于信息系统的一类,不同在于它能运作和处理地理参照数据。地理参照数据描述地球表面(包括大气层和较浅的地表下空间)空间要素的位置和属性,在GIS中的两种地理数据成分:空间数据,与空间要素几何特性有关;属性数据,提供空间要素的信息。
地理信息系统(GIS)与全球定位系统(GPS)、遥感系统(RS)合称3S系统。
地理信息系统(GIS) 是一种具有信息系统空间专业形式的数据管理系统。在严格的意义上, 这是一个具有集中、存储、操作、和显示地理参考信息的计算机系统。例如,根据在数据库中的位置对数据进行识别。实习者通常也认为整个GIS系统包括操作人员以及输入系统的数据。
地理信息系统(GIS)技术能够应用于科学调查、资源管理、财产管理、发展规划、绘图和路线规划。例如,一个地理信息系统(GIS)能使应急计划者在自然灾害的情况下较易地计算出应急反应时间,或利用GIS系统来发现那些需要保护不受污染的湿地。
地理数据和地理信息
什么是信息(Information)?1948年,美国数学家、信息论的创始人香农(Claude Elwood Shannon)在题为《通讯的数学理论》的论文中指出:“信息是用来消除随机不定性的东西”; 1948年,美国著名数学家、控制论的创始人维纳(Norbert Wiener)在《控制论》一书中,指出:“信息就是信息,既非物质,也非能量。” 狭义信息论将信息定义为“两次不定性之差”,即指人们获得信息前后对事物认识的差别;广义信息论认为,信息是指主体(人、生物或机器)与外部客体(环境、其他人、生物或机器)之间相互联系的一种形式,是主体与客体之间的一切有用的消息或知识。我们认为信息是通过某些介质向人们(或系统)提供关于现实世界新的事实的知识,它来源于数据且不随载体变化而变化,它具有客观性、实用性、传输性和共享性的特点 。
信息与数据既有区别,又有联系。数据是定性、定量描述某一目标的原始资料,包括文字、数字、符号、语言、图像、影像等,它具有可识别性、可存储性、可扩充性、可压缩性、可传递性及可转换性等特点。信息与数据是不可分离的,信息来源于数据,数据是信息的载体。数据是客观对象的表示,而信息则是数据中包含的意义,是数据的内容和解释。对数据进行处理(运算、排序、编码、分类、增强等)就是为了得到数据中包含的信息。数据包含原始事实,信息是数据处理的结果,是把数据处理成有意义的和有用的形式。
地理信息作为一种特殊的信息,它同样来源于地理数据。地理数据是各种地理特征和现象间关系的符号化表示,是指表征地理环境中要素的数量、质量、分布特征及其规律的数字、文字、图像等的总和。地理数据主要包括空间位置数据、属性特征数据及时域特征数据三个部分。空间位置数据描述地理对象所在的位置,这种位置既包括地理要素的绝对位置(如大地经纬度坐标),也包括地理要素间的相对位置关系(如空间上的相邻、包含等)。属性数据有时又称非空间数据,是描述特定地理要素特征的定性或定量指标,如公路的等级、宽度、起点、终点等。时域特征数据是记录地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段。时域特征数据对环境模拟分析非常重要,正受到地理信息系统学界越来越多的重视。空间位置、属性及时域特征构成了地理空间分析的三大基本要素。
地理信息是地理数据中包含的意义,是关于地球表面特定位置的信息,是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识。作为一种特殊的信息,地理信息除具备一般信息的基本特征外,还具有区域性、空间层次性和动态性特点。
当今社会,人们非常依赖计算机以及计算机处理过的信息。在计算机时代,信息系统部分或全部由计算机系统支持,因此,计算机硬件、软件、数据和用户是信息系统的四大要素。其中,计算机硬件包括各类计算机处理及终端设备;软件是支持数据信息的采集、存贮加工、再现和回答用户问题的计算机程序系统;数据则是系统分析与处理的对象,构成系统的应用基础;用户是信息系统所服务的对象。
从20世纪中叶开始,人们就开始开发出许多计算机信息系统,这些系统采用各种技术手段来处理地理信息,它包括:
○ 数字化技术:输入地理数据,将数据转换为数字化形式的技术;
○ 存储技术:将这类信息以压缩的格式存储在磁盘、光盘、以及其他数字化存储介质上的技术;
○ 空间分析技术:对地理数据进行空间分析,完成对地理数据的检索、查询,对地理数据的长度、面积、体积等的量算,完成最佳位置的选择或最佳路径的分析以及其他许多相关任务的方法;
○ 环境预测与模拟技术:在不同的情况下,对环境的变化进行预测模拟的方法;
○ 可视化技术:用数字、图像、表格等形式显示、表达地理信息的技术。
这类系统共同的名字就是地理信息系统(GIS , Geographic Information System),它是用于采集、存储、处理、分析、检索和显示空间数据的计算机系统。与地图相比,GIS具备的先天优势是将数据的存储与数据的表达进行分离,因此基于相同的基础数据能够产生出各种不同的产品。
由于不同的部门和不同的应用目的,GIS的定义也有所不同。当前对GIS的定义一般有四种观点:即面向数据处理过程的定义、面向工具箱的定义、面向专题应用的定义和面向数据库的定义。Goodchild把GIS定义为“采集、存贮、管理、分析和显示有关地理现象信息的综合技术系统”。Burrough认为“GIS是属于从现实世界中采集、存储、提取、转换和显示空间数据的一组有力的工具”,俄罗斯学者也把GIS定义为“一种解决各种复杂的地理相关问题,以及具有内部联系的工具集合”。面向数据库是定义则是在工具箱定义的基础上,更加强调分析工具和数据库间的连接,认为GIS是空间分析方法和数据管理系统的结合。面向专题应用的定义是在面向过程定义的基础上,强调GIS所处理的数据类型,如土地利用GIS、交通GIS等;我们认为地理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。它和其他计算系统一样包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。只不过GIS中的所有数据都具有地理参照,也就是说,数据通过某个坐标系统与地球表面中的特定位置发生联系。
地理信息系统简称GIS,多数人认为是Geographical Information System(地理信息系统),也有人认为是Geo-information System(地学信息系统)等等。人们对GIS理解在不断深入,内涵在不断拓展,“GIS”中,“S”的含义包含四层意思:
一是系统(System),是从技术层面的角度论述地理信息系统,即面向区域、资源、环境等规划、管理和分析,是指处理地理数据的计算机技术系统,但更强调其对地理数据的管理和分析能力,地理信息系统从技术层面意味着帮助构建一个地理信息系统工具,如给现有地理信息系统增加新的功能或开发一个新的地理信息系统或利用现有地理信息系统工具解决一定的问题,如一个地理信息系统项目可能包括以下几个阶段:
(1)定义一个问题;
(2)获取软件或硬件;
(3)采集与获取数据;
(4)建立数据库;
(5)实施分析;
(6)解释和展示结果。
这里的地理信息系统技术(Geographic information technologies)是指收集与处理地理信息的技术,包括全球定位系统(GPS)、遥感(Remote Sensing)和GIS。从这个含义看,GIS包含两大任务,一是空间数据处理;二是GIS应用开发。
二是科学(Science),是广义上的地理信息系统,常称之为地理信息科学,是一个具有理论和技术的科学体系,意味着研究存在于GIS和其它地理信息技术后面的理论与观念(GIScience)。
三是代表着服务(Service),随着遥感等信息技术、互联网技术、计算机技术等的应用和普及,地理信息系统已经从单纯的技术型和研究型逐步向地理信息服务层面转移,如导航需要催生了导航GIS的诞生,著名的搜索引擎Google也增加了Google Earth功能,GIS成为人们日常生活中的一部分。当同时论述GIS技术、GIS科学或GIS服务时,为避免混淆,一般用GIS表示技术,GIScience或GISci表示地理信息科学,GIService或GISer表示地理信息服务。
四是研究(Studies),即GIS= Geographic Information Studies,研究有关地理信息技术引起的社会问题(societal context),如法律问题(legal context),私人或机密主题,地理信息的经济学问题等。
因此,地理信息系统(Geographic Information System,GIS)是一种专门用于采集、存储、管理、分析和表达空间数据的信息系统,它既是表达、模拟现实空间世界和进行空间数据处理分析的“工具”,也可看作是人们用于解决空间问题的“资源”,同时还是一门关于空间信息处理分析的“科学技术” 。 60年代早期,在核武器研究的推动下,计算机硬件的发展导致通用计算机“绘图”的应用。
1967年,世界上第一个真正投入应用的地理信息系统由联邦林业和农村发展部在加拿大安大略省的渥太华研发。罗杰·汤姆林森博士开发的这个系统被称为加拿大地理信息系统(CGIS ) ,用于存储,分析和利用加拿大土地统计局( CLI,使用的1:50,000比例尺,利用关于土壤、农业、休闲,野生动物、水禽、林业和土地利用的地理信息,以确定加拿大农村的土地能力。)收集的数据,并增设了等级分类因素来进行分析。
CGIS是“计算机制图”应用的改进版,它提供了覆盖,资料数字化/扫描功能。它支持一个横跨大陆的国家坐标系统,将线编码为具有真实的嵌入拓扑结构的“弧”,并在单独的文件中存储属性和区位信息。由于这一结果,汤姆林森已经成为称为“地理信息系统之父”,尤其是因为他在促进收敛地理数据的空间分析中对覆盖的应用。
CGIS一直持续到20世纪70年代才完成,但耗时太长,因此在其发展初期,不能与如Intergraph这样的销售各种商业地图应用软件的供应商竞争。CGIS一直使用到20世纪90年代,并在加拿大建立了一个庞大的数字化的土地资源数据库。它被开发为基于大型机的系统以支持一个在联邦和省的资源规划和管理。其能力是大陆范围内的复杂数据分析。CGIS未被应用于商业 。微型计算机硬件的发展使得象ESRI和CARIS那样的供应商成功地兼并了大多数的CGIS特征,并结合了对空间和属性信息的分离的第一种世代方法与对组织的属性数据的第二种世代方法入数据库结构。20世纪80年代和90年代产业成长刺激了应用了GIS的UNIX工作站和个人计算机飞速增长。至20世纪末,在各种系统中迅速增长使得其在相关的少量平台已经得到了巩固和规范。并且用户开始提出了在互联网上查看GIS数据的概念,这要求数据的格式和传输标准化。
㈧ 地理信息产业的地理信息产业发展的机遇与挑战
GIS 应用正在朝着企业应用方向发展,如自来水、电信等行业在内的许多企业开始大 量采用GIS 和遥感技术。而在卫星导航应用中,企业已经成为做大地理信息产业的主体,如导航、监控、航海和信息服务领域。近年来我国地理信息产业规模不断扩大,市场日趋繁盛。据悉,“十一五”期间,以为百姓提供车载导航、手机移动定位、互联网位置服务和智能交通等服务为代表的卫星导航产业,整体每年以近34%的速度增长,到2010年我国导航产业的总产值将达到500亿元。国产数字城市软件市场占有率达70%以上,打破了前几年国外软件一统天下的局面。全国近200所相关院校,每年地理信息专业毕业生逾万人,就业率高达98.7%。2006年以来,地理信息产业以每年超过20%的速度迅猛增长,2010年产业总产值有望突破1000亿元。据国家测绘局有关负责人介绍,目前我国地理信息产业呈现出企业大扩张的局面,几乎每天都在诞生新的地理信息企业,一些IT企业也涉足地理信息业。武汉、哈尔滨、西安等地的地理信息产业园已经发挥良好效益,山东、江苏、浙江等多个省市也正在积极筹划或建设地理信息产业基地,积极推动地理信息产业规模化、集约化发展。预计到“十二五”末,我国地理信息产业有望超越2000亿元总产值。
政策的支持、技术的创新、市场的扩大、企业的成熟、教育的跟进都为我们地理信息产业的发展提供了无数机遇,然而,在激烈国际竞争的,我们仍然面临着很多困难与挑战主要表在以下几个方面: 在遥感数据方面,我国目前使用的卫星遥感数据90%以上来自美国、法国、加拿大
等国家。高空间分辨率和高光谱卫星、全天候雷达卫星数据我国尚属空白。提升技术创新
能力,促进技术成果的转化,已显得非常迫切。此外,基础数据不完善也是影响我国地理
信息产业发展的重要制约因素。 地理信息包括基础地理信息数据库、地理空间信息框架数据库、综合信息数据库、行业专题信息数据库。在信息化社会里,地理信息服务方式呈多样化,这些数据库又可派生出许多子系统,比如面向政府的电子政务系统、面向百姓的公众服务系统,林业、旅游等专题应用系统,基于位置服务的GPS导航定位系统等。
然而,虽然这些系统的市场空间很大,但是由于信息资源开发不足、利用不够,共享机制不完善,信息服务社会化程度低,我国的地理信息产业还处于起步阶段,地理信息产业还存在着一些亟待解决的问题。
地图标准的不统一、不规范,带来的麻烦有时让人哭笑不得。例如,当你正常行驶在公路上,GPS却发出错误的信息,提示你正在河中行走;更糟的是,如果地图网站报错地理位置的话,有可能你要多跑几十公里的冤枉路了;更有甚者,两个县之间对着建一座桥,两个县的建设单位各按各的图纸来造,结果因为使用的地图坐标系不同,最后导致大桥合不上龙,损失巨大。
就城市建设来说,城市建设需要建立从项目选址、拨地、规划方案报批、建筑方案审查、红线放样、建设工地管理、竣工验收、房产管理的一条龙服务和管理系统。但整个流程涉及多个部门,各选各的图纸,各按各的方式行事,这种信息隔离必然造成管理上的脱节和信息化建设上的重复投资。
造成这种情况的直接原因除了统筹协调和监管力度不够外,基础设施薄弱,信息资源自主保障能力不强,政策法规、标准规范和安全保障体系不健全等也是问题所在。目前,各界对于加快建立地理信息统一的公共服务平台,消除信息孤岛,推进产业化发展的呼声越来越强烈。 地理信息公共服务平台建设,需要政策、数据、应用和技术的高度集成,需要解决地理信息采集、加工、存储、管理、更新、分发与服务的一系列问题。地理信息公共服务平台建设,应以政务网、专网、互联网为基础,结合电子政务,在测绘成果和专业信息保密的范围内,为政策管理,行业应用,社会公共提供全方位,多层次的基础地理信息服务。
首先要在技术上实现统一。专家认为,地理信息公共平台建设,最重要的就是标准问题。地理信息的整合,要以测绘部门为主体,通过与各个行业相关部门合作完成,其前提是标准要统一,才能编制相应的共享交换软件,实现与各类数据库的共享与交换。同时,要建立网络环境下的地理空间信息共享平台,实现分布式数据库快速、实时共享。由各部门对自身生产的地理空间信息进行动态维护,以实现全部空间信息的更新和维护。
随着共建共享机制的建立,地理空间信息的社会服务能力才会显著提高,如地图导航、数字营销、网上地图、数字街区等。地理信息生产的目的就是更好地为社会服务,这些新技术产业也使测绘市场发生了许多变化,从生产型市场逐步过渡为服务型市场,测绘人员从重复的地理信息生产转向地理信息的挖掘,从简单的地理信息销售走向高科技含量的地理信息服务。针对一边是信息资源严重缺乏,另一边是对已有信息利用不充分的矛盾,有关专家指出,要立足现有条件,尽快实现已有数据资源,应用系统的集成,统一平台,统一建库,统一管理,实现内部信息集成和共享,外部提供综合服务,真正搭建起地理信息公共服务平台的框架体系,包括空间信息基础数据,共享标准、规范和取费等政策,软件平台和规划、国土、城建、民政、公安等重要节点的应用系统建设。
同时,地理信息公共服务平台的推广应用,需要自上而下和自下而上的双向努力,一是自上而下的政策协调与支持;二是自下而上的市场推动,主动与各行业,各部门沟通,通过行业和区域试点,将地理信息应用于数字行业,数字社区和政府信息化管理,促进地理信息在共建共享方面达成共识。 地理信息出自不同部门的不同标准,地图产品良莠不齐的现状也将很快得以解决,到2010年,我国将基本建成数字中国地理空间框架数据体系。国家测绘局已陆续同交通部、民政部、国家环保总局等部门签署了基础地理信息共建共享协议,以进一步促进基础地理信息的广泛应用。在数据库建设标准方面,目前国家小比例尺的地理空间数据库标准已经形成。GIS 标准化的滞后、GIS 教育与产业发展的不适应,都是我们需要积极面对,努力应对的。
㈨ 关于“地理信息技术”
我国的GIS研究工作开始于20世纪80年代初,以1980年中科院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室为标志J.纵观其发展历程,也可以归纳为四个阶段:
1筹备阶段(1978~1980)
1978年,中国实行改革开放,加快了与西方先进国家的学术与技术交流,此时,地理信息产业被引进中国,但是由于人才、技术、设备、资金等方面的原因,发展GIS条件还不成熟,因此这一阶段主要是进行舆论宣传,提出倡仪,组建队伍、组织个别实验研究等等。
2 起步阶段(1980~l985)
从1980年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室,我国GIS开始步人正式发展阶段,并进行了一系列的理论探索和区域性研究,制定了国家地理信息系统规范.截至1985年国家资源与环境信息系统实验室成立.几年间,我国在GIS的理论探索、硬件配置、软件研制、规范制定、区域实验研究、局部系统建立、初步应用实验和技术队伍培养等方面都取得了较大进步,积累了丰富的经验。
3 发展阶段(1985~l995)
这一时期,GIS的研究作为政府行为,正式被列入国家科技公关计划,开始了有计划、有组织、有目标的科学研究、应用实验和工程建设工作.GIS进人了快速发展时期,全国建立了一批数据库;开发了一系列空间信息处理和制图软件;建立了一些具有分析和应用深度的地理模型和基础性的专家系统;在全国范围内出现了一批GIS的专业科研队伍,建立了不同层次、不同规模的研究中心和实验室;完成了一批综合性、区域性和专题性的GIS系统.同时出版了有关GIS理论、技术和应用等方面的著作,并积极开展国际合作,参与全球性GIS的讨论和实验。
4 产业化阶段(1996年以后)
“九五”期间(1996~2000),原国家科委将GIS作为独立课题列入“重中之重”科技攻关计划,给予了充分的重视和支持,技术发展速度明显加快,GIS基础软件技术支持得到了全面的加强,出现了一大批拥有自主版权的国产GIS软件,如北京超图公司的SuperMap、武汉吉奥公司的Geogtar、武汉奥发公司的MapGIS、北京大学的Citystar(城市之星)、北大方正的方正智绘等等,我国的GIS产业化模型已初步形成。
㈩ 地理信息技术是什么
即"3S"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。
地理信版息技术的核心是3S技术,但是并不权局限于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、GIS RS GPS=3S
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、GIS Internet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。