地理信息系统
1.1 地理信息系統(tǒng)的基本概念
1.1.1 地理數(shù)據(jù)與地理信息
\1. 地理數(shù)據(jù)
地理數(shù)據(jù)（geographical data）是指各種地理特征和現(xiàn)象間關(guān)系的符號(hào)化表示，包含空間位置、屬性特征和時(shí)態(tài)特征三部分。空間位置數(shù)據(jù)描述地物所在的位置，這種位置既可以是在大地參考系下的絕對(duì)位置，也可以是地物間的相對(duì)位置；屬性特征是對(duì)地物特征的定性或定量描述；時(shí)態(tài)特征數(shù)據(jù)是指地理數(shù)據(jù)采集或地理現(xiàn)象發(fā)生的時(shí)刻或時(shí)段。
2. 地理信息
地理信息（geographical information）是有關(guān)地理實(shí)體和地理現(xiàn)象的性質(zhì)、特征和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表征和一切有用的知識(shí)，它是對(duì)表達(dá)地理特征和地理現(xiàn)象之間關(guān)系的地理數(shù)據(jù)的解釋。地理信息具有一般信息的特點(diǎn)之外，還具有獨(dú)特的特征：
（1）定位特征：地理信息屬于空間信息，位置的識(shí)別與數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，是地理信息區(qū)別與其他類型信息的顯著標(biāo)志。
（2）多維特征：在二維空間的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)三維結(jié)構(gòu)。
（3）時(shí)序特征：時(shí)空的動(dòng)態(tài)變化引起地理信息的屬性數(shù)據(jù)或空間數(shù)據(jù)的變化。
1.1.2 地理信息系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。
地理信息系統(tǒng)既是跨越地球科學(xué)、空間科學(xué)和信息科學(xué)的一門應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科，又是一項(xiàng)工程應(yīng)用技術(shù)，它是以地學(xué)原理為依托，在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下，研究空間數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)、管理、分析、建模和顯示的相關(guān)理論方法和應(yīng)用技術(shù)，以解決復(fù)雜的管理、規(guī)劃和決策等問(wèn)題。
1.1.3 GIS組成
圖1.GIS組成
GIS功能的實(shí)現(xiàn)需要一定的環(huán)境支持，GIS 運(yùn)行環(huán)境包括計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)、地學(xué)模型和管理與應(yīng)用人員五大部分。
\1. 硬件系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)與一些外部設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接構(gòu)成GIS的硬件系統(tǒng)，用以存儲(chǔ)、處理、傳輸和顯示地理信息或空間數(shù)據(jù)。一般包括：計(jì)算機(jī)主機(jī)，數(shù)據(jù)輸入輸出設(shè)備，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
\2. 軟件系統(tǒng)
軟件系統(tǒng)是指 GIS 運(yùn)行所必需的各種程序，通常包括 GIS 支撐軟件、GIS 平臺(tái)軟件和 GIS應(yīng)用軟件三類。
圖2.GIS軟件系統(tǒng)組成
（1）GIS支撐軟件：任何GIS軟件都需要一個(gè)基礎(chǔ)的運(yùn)行環(huán)境，例如，常用的操作系統(tǒng)包括移動(dòng)端的安卓、IOS，PC端的Windows、Linux、人大金倉(cāng)等；GIS數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理，通常也需要依賴于大型企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，有 Oracle、Microsoft SQL Server等。
（2）GIS平臺(tái)軟件：GIS平臺(tái)軟件包含處理地理信息的各種高級(jí)功能，可作為其他應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的平臺(tái)。最為典型的 GIS平臺(tái)如國(guó)外的 ArcGIS 商業(yè)平臺(tái)，QGIS 開(kāi)源平臺(tái)等；國(guó)內(nèi)的有GeoScene、MapGIS、GeoStar、SuperMap等商業(yè)平臺(tái)。
（3）GIS應(yīng)用軟件：GIS 的應(yīng)用行業(yè)非常廣泛。基礎(chǔ)平臺(tái)軟件提供的功能并不能滿足各行業(yè)對(duì) GIS 的業(yè)務(wù)需求。這就需要 GIS 開(kāi)發(fā)人員基于某個(gè) GIS 平臺(tái)已有的功能和開(kāi)放的接口，結(jié)合某個(gè)行業(yè)的具體業(yè)務(wù)需求開(kāi)發(fā)出符合行業(yè)需要的 GIS 應(yīng)用系統(tǒng)。
3. 空間數(shù)據(jù)
是地理信息系統(tǒng)操作的對(duì)象，具體描述空間實(shí)體的空間特征、屬性特征和時(shí)間特征。
4. 地學(xué)模型
GIS 的地學(xué)模型是根據(jù)具體的地學(xué)目標(biāo)和問(wèn)題，以 GIS 已有的操作和方法為基礎(chǔ)，構(gòu)建能夠表達(dá)或模擬特定現(xiàn)象的計(jì)算機(jī)模型。
5. 應(yīng)用人員
具體可以將 GIS 的應(yīng)用人員分為科學(xué)研究人員、項(xiàng)目管理人員、軟件設(shè)計(jì)人員、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員、數(shù)據(jù)維護(hù)人員和普通用戶六類。
2.1 地理信息系統(tǒng)功能及應(yīng)用功能
2.1.1 GIS的基本功能
GIS的基本功能包括：數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)編輯與處理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、組織與管理，空間查詢與空間分析，數(shù)據(jù)輸出與可視化表達(dá)，應(yīng)用模型與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。
2.1.2 GIS應(yīng)用功能
GIS 的應(yīng)用功能不同于其基本功能。GIS 的基本功能是所有GIS都應(yīng)具有的，其功能固定且有限。而應(yīng)用功能則面向不同的應(yīng)用環(huán)境及需求，構(gòu)建了不同的應(yīng)用模型，專注于行業(yè)內(nèi)特定問(wèn)題的解決。
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圖3.GIS應(yīng)用功能
2.2 GIS不同平臺(tái)之間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
2.2.1 MapGIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ArcGIS數(shù)據(jù)
MapGIS向ArcGIS數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換可以通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)，如通過(guò)E00文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，E00數(shù)據(jù)是一種ArcGIS提供的外部交換格式，通常用于和其它GIS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。
2.2.2 AutoCAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ArcGIS數(shù)據(jù)
\1. ArcGIS 內(nèi)置 Data Interoperability 工具箱下“快速導(dǎo)入（Quick Import）”工具。該工具就是內(nèi)置的 FME（Feature Manipulate Engine的簡(jiǎn)稱，是加拿大 Safe Software 公司開(kāi)發(fā)的空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理系統(tǒng)），使用該工具必須單獨(dú)安ArcGIS_Data_Interop_for_Desktop .exe，同時(shí)勾選對(duì)應(yīng)模塊的許可。
\2. CAD 至地理數(shù)據(jù)庫(kù) (CAD To Geodatabase) 工具：測(cè)試數(shù)據(jù)：chp9\my.dwg，和上面的“快速導(dǎo)入工具”一樣。
\3. 可以直接將CAD數(shù)據(jù)直接添加進(jìn)ArcMap之中。
圖4. CAD轉(zhuǎn)ArcGIS
2.2.3 ArcGIS轉(zhuǎn)CAD
ArcGIS轉(zhuǎn)CAD，有兩種方法：Quick Export工具和“導(dǎo)出為 CAD（Export CAD）”工具。
\1. Quick Export工具
（1）從工具箱中找到 Quick Export 工具，選擇 Input Layer 為 DGX 線。
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圖5.Quick Export 導(dǎo)入DGX
（2）單擊Output Dataset右側(cè)按鈕，下面Search輸入框輸入DWG，選擇Autodesk AutoCAD DWG/DXF。
（3）單擊OK按鈕后，設(shè)置輸出DWG，也可以是DXF格式，單擊“Parameters…” 按鈕。選擇Extended Entity Data，輸出的CAD 數(shù)據(jù)帶擴(kuò)展屬性。
\2. “導(dǎo)出為CAD”工具
輸出CAD版本支持CAD R14、CAD2000到CAD2018等各種版本，可以是DXF，也可以是DWG。如果勾選“追加到現(xiàn)有文件”，則允許將輸出文件內(nèi)容添加到現(xiàn)有CAD 輸出文件后面，現(xiàn)有CAD 文件內(nèi)容不會(huì)丟失。
3.1 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展史
3.1.1 開(kāi)拓時(shí)期（20世紀(jì)50-60年代）
1967年，世界上第一個(gè)真正投入應(yīng)用的地理信息系統(tǒng)由聯(lián)邦林業(yè)和農(nóng)村發(fā)展部在加拿大安大略省的渥太華研發(fā)。羅杰·湯姆林森博士開(kāi)發(fā)的這個(gè)系統(tǒng)被稱為加拿大地理信息系統(tǒng)。此階段，硬件系統(tǒng)的功能弱，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)能力小且存取速度慢。因此GIS軟件的研制主要是針對(duì)具體的GIS應(yīng)用進(jìn)行的。
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圖6.GIS之父羅杰·湯姆林森
3.1.2 鞏固發(fā)展時(shí)期（20世紀(jì)70年代）
該階段關(guān)注的主要是空間地理信息的管理，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和軟件技術(shù)迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)處理速度加快，內(nèi)存容量增大，還推出了大容量存儲(chǔ)設(shè)備–磁盤(pán)，這為地理數(shù)據(jù)的錄入、存儲(chǔ)、輸出等提供了強(qiáng)有力的支撐。
3.1.3 大發(fā)展時(shí)期（20世紀(jì)80年代）
第四代計(jì)算機(jī)的推出，以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建立，使地理信息的傳輸時(shí)效得到極大的提高。在系統(tǒng)軟件方面，完全面向數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)通過(guò)操作系統(tǒng)(OS)管理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理開(kāi)始和數(shù)學(xué)模型、模擬等決策工具結(jié)合。這個(gè)時(shí)期GIS發(fā)展的總體特點(diǎn)是：柵格矢量轉(zhuǎn)換技術(shù)、自動(dòng)拓?fù)渚幋a以及多邊形中拓?fù)湔`差檢測(cè)等方法得以發(fā)展；具有屬性數(shù)據(jù)的單張或部分圖幅可以與其他圖幅自動(dòng)拼接；采用命令語(yǔ)言建立空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。
3.1.4 應(yīng)用普及時(shí)代（20世紀(jì)90年代）
此時(shí)期應(yīng)用需求大幅度增加，表現(xiàn)出地理信息系統(tǒng)走向地理信息服務(wù)的趨勢(shì)，發(fā)展趨勢(shì)包括：網(wǎng)絡(luò)GIS、互操作GIS、地理信息共享與標(biāo)準(zhǔn)化、時(shí)態(tài)GIS、3S集成、虛擬GIS、移動(dòng)GIS等內(nèi)容。
3.1.5 大變革時(shí)代（21世紀(jì)初至今）
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和智能設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展，學(xué)界從地理信息系統(tǒng)到地理信息科學(xué)，更加注重學(xué)科建設(shè)與學(xué)科創(chuàng)新；業(yè)界從地理信息系統(tǒng)到地理信息服務(wù)，使服務(wù)更加智能。新的應(yīng)用需求有以智慧城市為建設(shè)目標(biāo)的海綿城市、智能管網(wǎng)、智能電網(wǎng)、智能物流和共享交通等一系列專業(yè)型和大眾化服務(wù)。
3.2 國(guó)內(nèi)外主流GIS軟件
3.2.1 國(guó)外主流軟件
\1. ArcGIS：
ArcGIS軟件是美國(guó)ESRI公司在全面整合了GIS與數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件工程、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等其他方面的計(jì)算機(jī)主流技術(shù)之后，成功推出的代表GIS較高技術(shù)水平的全系列GIS產(chǎn)品。ArcGIS系列軟件包括：ArcGIS Desktop（專業(yè)GIS應(yīng)用的完整套件），ArcGIS Engine（定制開(kāi)發(fā)GIS應(yīng)用的嵌入式開(kāi)發(fā)組件），ArcSDE、ArcIMS和ArcGIS Server（服務(wù)端GIS），ArcGIS Mobile（ESRI公司移動(dòng)GIS解決方案之一），ArcGIS Online（一個(gè)面向全球用戶的公有云GIS平臺(tái)）。
\2. Skyline：
是美國(guó)Skyline公司研發(fā)的三維數(shù)字地球平臺(tái)軟件。可利用遙感航測(cè)影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程數(shù)據(jù)以及其他二三維數(shù)據(jù)搭建出一個(gè)對(duì)真實(shí)世界進(jìn)行模擬的三維場(chǎng)景。
\3. Bentley：
Bentley軟件是一個(gè)BIM軟件系列，軟件公司名字叫Bentley，產(chǎn)品是基于Microstation開(kāi)發(fā)的一系列行業(yè)軟件。Bentley軟件的特點(diǎn)是專業(yè)化程度高，數(shù)據(jù)和平臺(tái)統(tǒng)一性強(qiáng)。具有內(nèi)存小，更便捷，互操作性高等優(yōu)點(diǎn)。
3.2.2 國(guó)內(nèi)主流GIS
\1. GeoScene：
是易智瑞公司推出的一款新一代國(guó)產(chǎn)地理信息平臺(tái)。GeoScene平臺(tái)以云計(jì)算為核心，并融合各類最新IT技術(shù)，具有強(qiáng)大的地圖制作、空間數(shù)據(jù)管理、大數(shù)據(jù)與人工智能挖掘分析、空間信息可視化以及整合、發(fā)布與共享的能力。
\2. MapGIS：
中地?cái)?shù)碼集團(tuán)的產(chǎn)品，是中國(guó)具有完全自主知識(shí)版權(quán)的地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遙感處理與GIS完全融合，支持空中、地上、地表、地下全空間真三維一體化的GIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)。
\3. SuperMap：
北京超圖公司開(kāi)發(fā)的新一代GIS軟件系統(tǒng)，是一套全組件開(kāi)放式GIS軟件平臺(tái)。
3.3 GIS領(lǐng)域研究和發(fā)展
3.3.1 數(shù)據(jù)獲取方面
\1. 傾斜攝影測(cè)量：
相對(duì)于豎直航空攝影在地物里面信息獲取方面的缺陷，傾斜航空攝影可以快速獲取大范圍區(qū)域地表物體三維立體面信息，具有較高精度。
\2. 近景攝影測(cè)量：
采用地面或者近地面短距離攝影測(cè)量設(shè)備進(jìn)行，近景攝影測(cè)量更注重于對(duì)單個(gè)地物的超高精度測(cè)量，可完美還原如雕塑、文物、景觀等復(fù)雜地物。
\3. 影像智能識(shí)別：
在人工智能技術(shù)的加持下，對(duì)遙感影像解譯樣本展開(kāi)深度學(xué)習(xí)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)從影像提取要素的能力越來(lái)越強(qiáng)，精度越來(lái)越高。
\4. 智能數(shù)據(jù)匹配：
智能數(shù)據(jù)匹配是利用搜索引擎獲取的海量網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行篩選，獲得與地理位置相關(guān)聯(lián)的信息，并與地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，達(dá)到快速發(fā)現(xiàn)變化，自動(dòng)進(jìn)行更新的目的。
\5. 空間信息擴(kuò)展（地下、深海、深空）：
隨著探索和測(cè)量手段的不斷發(fā)展，人類活動(dòng)的范圍已經(jīng)擴(kuò)大到了地下空間、深海、外太空甚至地外行星，觀測(cè)尺度從空間更是擴(kuò)展到了時(shí)空。
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圖7.BAE公司為美國(guó)研發(fā)深海定位導(dǎo)航系統(tǒng)
3.3.2數(shù)據(jù)分析方面
\1. 高效的數(shù)據(jù)管理：
數(shù)據(jù)管理技術(shù)基于NoSQL、分布式存儲(chǔ)、空間數(shù)據(jù)模型等的發(fā)展，GIS數(shù)據(jù)的管理模型為更好的數(shù)據(jù)應(yīng)用提供良好基礎(chǔ)。
\2. 跨行業(yè)數(shù)據(jù)透視：
空間數(shù)據(jù)分析和挖掘一直是GIS最強(qiáng)大的武器，隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的發(fā)展，數(shù)據(jù)進(jìn)入一個(gè)爆炸時(shí)代，GIS數(shù)據(jù)與很多行業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉，產(chǎn)生奇妙的化學(xué)反應(yīng)。
3.迅捷的處理速度：
數(shù)據(jù)分析出現(xiàn)兩種趨勢(shì)，一是實(shí)時(shí)化，可以根據(jù)運(yùn)行軌跡實(shí)時(shí)的計(jì)算出場(chǎng)景變化；二是深度化，計(jì)算覆蓋面變廣，涵蓋信息越來(lái)越多，獲取更多抽象的、內(nèi)涵豐富的數(shù)據(jù)加工產(chǎn)品。
3.3.3 數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方面
\1. 無(wú)線擴(kuò)張的三維空間
\2. VR和AR技術(shù)的發(fā)展
\3. 豐富多彩的Web地圖
\4. GIS專業(yè)化應(yīng)用
3.3.4 當(dāng)代GIS的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
\1. 地理空間信息公共服務(wù)
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和普遍應(yīng)用，越來(lái)越多的地理空間信息被送到網(wǎng)絡(luò)上提供大眾服務(wù)。例如，谷歌地圖（Google Map, https://www.google.com/maps）、微軟地圖（bing maps, https://cn.bing.com/ditu）、天地圖（https://www.tianditu.gov.cn）、開(kāi)放街道圖（OpenStreetMap, 簡(jiǎn)稱OSM，https://www.openstreetmap.org）、百度地圖（https://map.baidu.com）等，都提供了在網(wǎng)絡(luò)地圖上查詢各種與位置相關(guān)信息的功能。
\2. 組件GIS
GIS軟件大多數(shù)都已經(jīng)過(guò)渡到基于組件的體系結(jié)構(gòu)。一般都采用COM/DCOM技術(shù)。組件體系結(jié)構(gòu)為GIS軟件工程化開(kāi)發(fā)提供了強(qiáng)有力的保障。一方面組件采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，軟件模塊化更加清晰，軟件模塊的重用性更好，另一方面也為用戶的二次開(kāi)發(fā)提供了良好的接口。組件接口是二進(jìn)制接口，它可以跨語(yǔ)言平臺(tái)調(diào)用。
3.互聯(lián)網(wǎng)GIS
互聯(lián)網(wǎng)為地理信息系統(tǒng)提供了新的操作平臺(tái)，互聯(lián)網(wǎng)與地理信息系統(tǒng)的結(jié)合，即Web GIS是GIS發(fā)展的必然趨勢(shì)。Web GIS使用戶不必購(gòu)買昂貴的GIS軟件，而直接通過(guò)Internet獲取GIS數(shù)據(jù)和使用GIS功能，以滿足不同層次用戶對(duì)GIS數(shù)據(jù)的使用要求。Web GIS在用戶和空間數(shù)據(jù)之間提供可操作的工具，而且這種數(shù)據(jù)信息是動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)的。
\4. 多維動(dòng)態(tài)GIS
傳統(tǒng)的GIS都是二維的，僅能處理和管理二維圖形和屬性數(shù)據(jù)。有些軟件也具有2.5維數(shù)字高程模型（DEM）地形分析功能。隨著技術(shù)的發(fā)展，三維建模和三維GIS迅速發(fā)展，而且具有很大的市場(chǎng)潛力。隨著對(duì)時(shí)態(tài)問(wèn)題和地理過(guò)程建模的研究，時(shí)態(tài)GIS的研究逐步得到了重視。多維動(dòng)態(tài)GIS成為了當(dāng)代GIS發(fā)展的一個(gè)重要方向。當(dāng)前的多維動(dòng)態(tài)GIS主要有以下幾種：1）DEM地形數(shù)據(jù)和地面正射影像紋理疊加在一起，形成三維的虛擬地形景觀模型。2) 在虛擬地形景觀模型之上，將地面建筑物豎起來(lái)，形成城市三維GIS。3) 真三維GIS。它不僅表達(dá)三維物體表面（地面和地面建筑物的表面），也表達(dá)物體的內(nèi)部，如礦山，地下水等物體。4）時(shí)態(tài)GIS。時(shí)態(tài)GIS是當(dāng)前GIS研究與發(fā)展的一個(gè)重要方向。一般在二維GIS上加上時(shí)間維，稱為時(shí)態(tài)GIS。如果三維GIS之上再考慮時(shí)態(tài)問(wèn)題，稱為四維GIS或三維動(dòng)態(tài)GIS。
\5. 移動(dòng)GIS
隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的高速發(fā)展，特別是Internet和移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，GIS由信息存貯與管理的系統(tǒng)發(fā)展到社會(huì)化的、面向大眾的信息服務(wù)系統(tǒng)。移動(dòng)GIS是一種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，其定義有狹義與廣義之分，狹義的移動(dòng)GIS是指運(yùn)行于移動(dòng)終端并具有桌面GIS功能的GIS系統(tǒng)。廣義的移動(dòng)GIS是一種集成系統(tǒng)，是GIS、GNSS、移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、多媒體技術(shù)等的集成。
\6. 實(shí)時(shí)GIS
隨著位置服務(wù)技術(shù)（LBS）和天空地各種傳感器的廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了海量的時(shí)空序列數(shù)據(jù)。為了快速接入、存儲(chǔ)、管理這些時(shí)空序列數(shù)據(jù)，維護(hù)時(shí)空關(guān)系，描述和分析時(shí)空變化過(guò)程，滿足對(duì)日益頻發(fā)的各種自然和人文突發(fā)事件的檢測(cè)、預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)以及智慧城市建設(shè)等的需求，迫切需要研發(fā)一種面向動(dòng)態(tài)地理對(duì)象與動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬的新一代實(shí)時(shí)GIS系統(tǒng)。
\7. 地理信息網(wǎng)絡(luò)共享與互操作
高速發(fā)展，特別是Internet和移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，GIS由信息存貯與管理的系統(tǒng)發(fā)展到社會(huì)化的、面向大眾的信息服務(wù)系統(tǒng)。移動(dòng)GIS是一種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，其定義有狹義與廣義之分，狹義的移動(dòng)GIS是指運(yùn)行于移動(dòng)終端并具有桌面GIS功能的GIS系統(tǒng)。廣義的移動(dòng)GIS是一種集成系統(tǒng)，是GIS、GNSS、移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、多媒體技術(shù)等的集成。
\6. 實(shí)時(shí)GIS
隨著位置服務(wù)技術(shù)（LBS）和天空地各種傳感器的廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了海量的時(shí)空序列數(shù)據(jù)。為了快速接入、存儲(chǔ)、管理這些時(shí)空序列數(shù)據(jù)，維護(hù)時(shí)空關(guān)系，描述和分析時(shí)空變化過(guò)程，滿足對(duì)日益頻發(fā)的各種自然和人文突發(fā)事件的檢測(cè)、預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)以及智慧城市建設(shè)等的需求，迫切需要研發(fā)一種面向動(dòng)態(tài)地理對(duì)象與動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬的新一代實(shí)時(shí)GIS系統(tǒng)。
\7. 地理信息網(wǎng)絡(luò)共享與互操作
傳統(tǒng)的GIS由于各軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型、軟件體系結(jié)構(gòu)不同，致使不同GIS軟件的空間信息難以共享。為此，開(kāi)放地理信息聯(lián)盟（OGC, Open Geospatial Consortium）和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO/TC211）制定了一系列有關(guān)地理信息共享與互操作的標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)（Web）服務(wù)技術(shù)是地理信息共享與互操作最容易實(shí)現(xiàn)和推廣使用的技術(shù)，例如，基于Web的地圖服務(wù)規(guī)范，利用具有地理空間位置信息的數(shù)據(jù)制作地圖，并使用Web服務(wù)技術(shù)發(fā)布地圖信息，它可以被任何支持Web服務(wù)的軟件調(diào)用與嵌入，使不同GIS軟件建立的空間數(shù)據(jù)庫(kù)可以相互調(diào)用地理信息。
總結(jié)
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