摘要：随着我国科学技术的不断进步与发展，伴随着计算技术水平的不断提高，一门新型的技术已经形成就是GIS，随着它的出现，其所应用的范围也很广，应用程度也很大，已经渗透到各个方面，被人们越来越重视。本文将根据现状对其进行多方面的分析，展望一下未来的发展前景。
关键词：GIS；研究领域；发展趋势
随着计算机行业的迅速发展，对于日新月异的新型技术已经越来越多，对于日渐完善的图形学理论，GIS也逐渐成熟起来，在此已经被人们所认识，而且已经应用到我们的生活每一个角落。这些年，GIS已经被全国普遍重视起来，可想而知它的重要性。它的管理空间数据比较大，已经在很多部门进行应用，它的范围已经覆盖到各个领域。而且它正处在急速发展的时期，并且在不断变强，对于GIS的研究与总结，对我们而言具有重大的意义，为此我们将进行未来发展趋势的分析。
1.GIS现状的研究及分析
近些年来，随着计算机网络的不断进步，以及相关理论知识的和技术方面正在不断完善，GIS正在进行着迅速的发展。它拥有着海量的存储功能，并且在处理与表达显示方面也有着非常显著的成效，我们可以将其概括为以下几个方面：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GIS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“对象一关系DBMS(数据库管理系统)”；5以GIS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GIS,使其信息识别功能、空间分析功能得以增强等等。
2.当前GIS发展所存在的问题
根据目前GIS的研究成果表明，GIS现在的技术还存在着一些问题，GIS 的科学和经济价值尚未被广泛地接受和认知 , 因此处于资金投入不足、推广应用比较困难的局面。对于模型，数据结构等一些方面还存在着不足之处，可以说这样下去会在某种程度上对GIS技术的发展起到一定的制约。
2.1数据结构方面存在的问题
现在来看，我们通用的GIS主要是有矢量，栅格或者是二者相结合的一种混合系统，如果说是混合系统，可是二者也是把两类数据进行分开存储的，在执行某些任务的时候还是需要不同的数据形式进行处理。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。
2.2GIS模式存在的问题
对于传统的GIS模型来说，它是把对客观世界地理空间按照计算机的方法进行不自然的分割和抽象化，让人们对地理的空间进行认知，这样很难表达出现实中复杂的地理实体，同时会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之处，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力、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。
2.3其他方面的问题
目前，GIS正自在一个发展时期，正在不断进行着改进，它在进一步发展的同时也面临着诸多的问题与挑战，主要是在以下几个方面体现出来：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。有关数字地图产品的规范和标准，以及数据格式有待统一和完善。
3.GIS 的主要应用领域
3.1 环保管理：主要用 GIS 建立环境模型和环境信息系统，对环境的变化及发展趋势进行预报分析，同时通过统计分析及模拟研究为环境保护提供决策依据。
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3.2 社会调查与统计分析：GIS 在国外已被广泛的应用到人口学、选举、人文地理等方面，我国也已经开始开展这方面的研究和应用工作。
3.3 城市基础设施管理：城市基础设施主要是指城市地下管道、通信网络、邮政网点、道路与交通设施等。由于这些设施同时具有与几何和空间位置相关的特性，建立基于 GIS 的信息系统能够提高对这些设施的管理水平，从而产生巨大的经济效益和社会效益。
3.4 测绘地理信息系统的建立：目前基于 GIS 软件平台的地理信息系统无论是图形处理、空间分析与统计、属性信息存储与查询、统计报表生成、决策支持等方面都比早期的系统有较大的改进。
3.5 其它领域的应用：GIS 已被广泛地应用到一些其它城市规划、房地产开发及物业管理、商业开发与购物中心设置、资源调查、灾害预报与灾后评估、金融机构与投资分析、地质普查、采矿等领域。
4.GIS未来的发展趋势
GIS未来发展的主要趋势可以分为数据管理方面，技术集成方面以及发展历程方面。
4.1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3DGIS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。
4.2空间数据库未来将会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。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。
4.3可以利用数据挖掘技术进行不断的新知识发现。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。
4.4技术集成方面的体现
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。
4.5GIS与虚拟的现实技术可以进行完整的结合。虚拟现实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。
4.6在发展历程方面将有着很好的发展趋势体现。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理产品在全世界的普及,GIS将深入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。
总结：
综上所述，通过我们对GIS现状进行了研究与分析，不难看出这种信息化产业是非常重要的，它正在迅速的发展不断前行。利用好现状的技术，分析其中的不足之处，可以让我们更好的了解到GIS，以便不断发展，拥有着取长补短的心理才可以快速发展。未来的GIS将深入到我们的生活每一个角落，成为人们生产，工作，学习与生活的必备小助手。
参考文献
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[4]李根杰,王少安,张子平.地理信息系统的发展趋势[J].国土资源信息化2015,(2):10-14.
论文作者:覃海娇
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/22
标签：数据论文; 空间论文; 技术论文; 栅格论文; 发展趋势论文; 数据结构论文; 环境论文; 《基层建设》2017年4期论文;