1GIS的发展历程

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地理信息系统应用,，,1,一、地理信息系统的概念,二、地理信息系统的起源,三、地理信息系统的发展过程,四、我国地理信息系统发展概况,五、地理信息系统的发展趋势,第一章 地理信息系统的发展历程,2,地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一项以计算机为基础的新技术，围绕这项技术的研究、开发和应用形成了一门交叉性、边缘性的学科，是组织和管理空间数据的系统；在适当的计算机软硬件支持下，可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、研究各种空间实体及其相互关系。通过对多因素的综合分析，可以方便地获取满足应用需要的信息，并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。,一般认为，地理信息系统是具有数据采集、管理、查询、计算、分析与可视表现等多种功能的计算机技术系统。,一、地理信息系统的概念,3,术语：,Geo-Science Information System地学信息系统,Globe Information System地球信息系统,Geo-base Information System地理基础信息系统,Physical Resources Information System自然资源信息系统,Land Information System土地信息系统,Spatial Information System空间信息系统,Geographic Data System 地理数据系统,Geo-Coded Information System地理编码信息系统,Resources and Environment Information System资源与环境信息系统,一、地理信息系统的概念,4,定义：（D. Rhind：如果问一百个人，什么叫地理信息系统，也许会有九十九种答案，不过地理信息系统是一种技术。）,R. F. Tomlinson认为“地理信息系统本身并不是一个单独的领域，而是信息处理和许多涉及空间分析技术的领域之间的一个共同基础”。,D. F. Marble等认为地理信息系统是“一种处理空间数据的系统”。,J. K. Berry认为“地理信息系统是内部关联的、自动化的空间信息系统”。,K. C. Clark则把地理信息系统定义为“一种对空间数据进行采集、存储、提取、分析和显示的工具”。,Trofimov将地理信息系统定义为“一种解决各种复杂的地理相关问题，具有内部联系的，一组方法上、数学上、软件、硬件上和组织上的工具集合”。,FIG 对地理信息系统的定义则是“一个协助发展与规划及作出决定的工具”。,李德仁院士：“地理信息系统（GIS ）是一种十分特别而重要的空间信息系统，它是以采集、存贮、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。”,遥感大辞典给地理信息系统下的定义则是“地理信息系统是在计算机软、硬件支持下，把各种地理信息按空间分布或地理坐标，以一定格式输入、存储、查询检索、显示和综合分析应用的技术系统。”,一、地理信息系统的概念,5,二、地理信息系统的起源,1、,模拟的地理信息系统,地图（包括地形图和专题图）与古代文献著作的结合，相当于现代的GIS，例如苏州文庙宋代天文图碑、地理图碑、平江图碑 。,6,二、地理信息系统的起源,2、地理信息系统的产生,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；,1960年，加拿大测量学家 R. F. Tomlinson 提出了地图数字化管理分析的构想，并于1962年利用计算机进行森林分类和统计取得成功 ；,1963年，在联邦科学与工业研究组织(CSIRO)一次学术会议上一篇题为“区域规划中的地理信息系统”论文中正式提出了Geographic Information System这一术语 ；,1968年，加拿大建成世界上第一个地理信息系统加拿大地理信息系统（CGIS），用于自然资源的管理和规划；随后，哈佛大学即研制出了一套地理信息系统系统软件SYMAP。,7,三、 地理信息系统的发展过程,1、发展阶段 （20世纪60年代末期）,标志性事件：,CGIS、SYMAP；ESRI公司、Intergraph公司成立,技术水平低，功能简单：,由于当时计算机技术水平不高，存储容量小，运行速度慢，早期的地理信息系统带有更多的机助制图的色彩，地学分析功能极为简单。当时的系统能实现手扶跟踪数字化地图，进行地图数据的拓扑编辑，分幅数据的拼接，并发展了基于栅格的操作方法。,部门信息系统建设速度快，涉及行业面广：,美国人口调查局GRDSR 系统，华盛顿州MAP/MODEL，圣地亚哥县PIOS，瑞典房地产局的FRIS，及MLMIS、GRID、MIADS、GEOMAP、MANS、LUNR、LINMAP、COLMAP、ERIE和BRADMAP等。,与地理信息系统有关的组织和机构纷纷建立：,美国1966成立城市和区域信息系统协会（URISA）、城市信息系统管理机构委员会（USAC），1969年建立州信息系统全国协会（NASIS）。 国际地理联合会（IGU）于1968年设立了地理数据遥测和处理委员会（CGDSP）。,8,三、 地理信息系统的发展过程,2、巩固阶段（20世纪70年代）,专业地理信息系统纷纷涌现；,系统功能及实用价值提高；,地理信息系统开始进入商业推广。,技术特点：,系统人机交互能力的发展。可通过屏幕直接监视数字化操作，制图分析结果可很快显示，并进行实时的编辑。,数据输入速度有所提高，但仍需进一步发展。,系统图形功能略有改善，但没有很大扩充。,9,三、 地理信息系统的发展过程,3、突破阶段（20世纪80年代）,应用日益普及和实用；,矢量化工具、数据库、可视化和人机交互使GIS得以迅速发展；,技术特点：,栅格扫描技术得到很大发展，使数据输入速度大大提高，但栅格到矢量数据的变换是一个尚需研究的问题。,数据的存储技术和分析处理功能得到很大发展。为保证系统动态性和实时性，数字遥感图像的自动处理功能大大加强，促进了地理信息系统和遥感的结合。,幅面更大、分辨率更高、使用更方便的彩色CRT显示装置的发展，与此相关的联机影像数据缓冲存贮量的大大增加，以及数字驱动快速、大幅面彩色喷墨输出装置的发展，使系统数据和处理结果可以用不同方式显示。,关系型数据库管理系统（DBMS）的发展和应用，使地理信息系统的数据管理得到很大改善，系统软件工具和应用软件工具的研制，使数据处理开始和数学模型、模拟等决策工具结合。,10,三、 地理信息系统的发展过程,4、用户阶段（20世纪90年代）,基于关系数据库的大型集成式GIS开始推广应用；,GIS产业化机制形成。,11,四、我国地理信息系统发展概况,中国的地理信息系统建设始于70年代末80年代初，起步工作源于基础数据库的建设。,地理数据作为GIS的血液，在地理信息系统中的地位无可替代。50年代末到80年代初，总参测绘局与国家测绘局开展了一系列航空摄影测量和地形测图，进行了两次几乎覆盖全国的航空摄影，并完成了全国1:2.5万和1:5万比例尺基本地形图的测制。1:20万、1:50万和1:100万比例尺地形图也进行了二次更新，这为后来我国基础地理数据库的建设提供了重要的数据来源。,1982年，中科院地理研究所建成全国县界数据库；,1984年，中国国家基础地理信息系统（NFGIS）开始立项，该系统包括核心要素数据库（DLG）、数字高程模型数据库（DEM）、数字栅格地图数据库（DRG）、数字影像数据库（DOM）、地名数据库、大地数据库、土地覆盖数据库等分库。,80年代后期至90年代，在应用地理信息系统解决实际应用问题上，为了弥补GIS在地学知识方面的缺陷，许多学者引入专家系统技术，将它与地理信息系统相结合，建立面向不同应用领域的地学专家系统，解决复杂问题。如黄土地区土壤侵蚀专家系统的研究（马蔼乃，1990）；基于地理信息系统的地图设计与专家系统研究（张文星，1993）；新疆土壤系统分类专家系统及其开发工具研究（钟骏平，1997）；还有刘宏等人开发的长沙旅游咨询专家系统、南京大学开发的地下水专家系统（KCGW）。,12,五、地理信息系统的发展趋势,1、三维GIS,研究重点集中在三维数据结构（如数字表面模型、断面、柱状实体等）的设计、优化与实现，以及可视化技术的运用、三维系统的功能和模块设计等方面。,2、时态GIS,时态GIS的研究重点主要在时空数据库模型（如何设计并建立一个有效的数据库结构来存储时空数据）、时空分析和推理（如何根据数据库中大量的时间序列数据和空间数据进行包括时间推理和空间推理在内的数据分析）、时空数据库管理系统（目前主要研究的是时空数据库查询语言，而真正数据库管理系统层次的研究很少）、时空数据的可视化研究（探讨不同时间数据的显示、制图和符号化）4个方面。,3、网络GIS,13,