說說地理信息系統那些久遠的發展歷史

發布日期：2018-12-19 00:00 瀏覽量：14627

地理信息系統（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有時又稱為“地學信息系統”。是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。

一、地理信息系統的分類

地理信息系統按其范圍大小可以分為全球的、區域的和局部的三種。通常GIS主要研究地球表層的若干個要素的空間分布，屬于2～2．5維GIS，布滿整個三維空間建立的GIS，才是真三維GIS。一般也常常將數字位置模型（2維）和數字高程模型（1維）的結合稱為2＋1維或3維，加上時間坐標的GIS稱為4維GIS或時態GIS。

二、地理信息系統的基本功能

1.數據采集與編輯功能：包括圖形數據采集與編輯和屬性數據編輯與分析。

2.地理數據庫管理系統的基本功：包括數據庫定義、數據庫的建立與維護、數據庫操作、通訊功能等。

3.制圖功能：根據 GIS的數據結構及繪圖儀的類型，用戶可獲得矢量地圖或柵格地圖。地理信息系統不僅可以為用戶輸出全要素地圖，而且可以根據用戶需要分層輸出各種專題地圖，如行政區劃圖、土壤利用圖、道路交通圖、等高城圖等等。還可以通過空間分析得到一些特殊的地學分析用圖，如坡度圖、坡向圖、剖面圖等等。

4.空間查詢與空間分析功能：包括拓撲空間查詢、緩沖區分析、疊置分析、空間集合分析、地學分析。

5.地形分析功能：包括數字高程模型的建立、地形分析。

三、再來了解一下久遠的發展歷史

古往今來，幾乎人類所有活動都是發生在地球上，都與地球表面位置（即地理空間位置）息息相關，隨著計算機技術的日益發展和普及，地理信息系統以及在此基礎上發展起來的“數字地球”“數字城市”在人們的生產和生活中發揮著越來越重要的作用。

1.5萬年前，在拉斯考克（Lascaux）附近的洞穴墻壁上，法國的獵人畫下了他們所捕獵動物的圖案。與這些動物圖畫相關的是一些描述遷移路線和軌跡的線條和符號。這些早期記錄符合了現代地理資訊系統的二元素結構，即一個圖形文件對應一個屬性數據庫。

18世紀地形圖繪制的現代勘測技術得以實現，同時還出現了專題繪圖的早期版本，例如：科學方面或人口普查資料。

20世紀60年代早期，在核武器研究的推動下，計算機硬件的發展導致通用計算機“繪圖”的應用。1967年，世界上第一個真正投入應用的地理信息系統由聯邦林業和農村發展部在加拿大安大略省的渥太華研發。羅杰?湯姆林森博士開發的這個系統被稱為加拿大地理信息系統（CGIS），用于存儲，分析和利用加拿大土地統計局收集的數據，并增設了等級分類因素來進行分析。

20世紀80年代和90年代產業成長刺激了應用了GIS的UNIX工作站和個人計算機飛速增長。至20世紀末，GIS在各種系統中的迅速增長使得其在相關的少量平臺已經得到了鞏固和規范。并且用戶開始提出了在互聯網上查看GIS數據的概念，這要求數據的格式和傳輸標準化。

四、強大的空間分析功能應用于統計服務，可以提高統計服務質量

空間分析能力是GIS的主要功能，也是GIS與計算機制圖軟件相區別的主要特征。空間分析是從空間物體的空間位置、聯系等方面去研究空間事物，以及對空間事物做出定量的描述。空間分析需要復雜的數學工具，其中最主要的是空間統計學、圖論、拓撲學、計算幾何等，其主要任務是對空間構成進行描述和分析，以達到獲取、描述和認知空間數據；理解和解釋地理圖案的背景過程；空間過程的模擬和預測；調控地理空間上發生的事件等目的。

移動GIS是通過與流動裝置結合，地理資訊系統可以為用戶提供即時的地理信息。一般汽車上的導航裝置都是結合了衛星定位設備（GPS）和地理資訊系統（GIS）的復合系統；在香港曾經很流行的地圖王，則是一套可以安裝在PDA或手提電話上的即時地圖系統。汽車導航系統是地理資訊系統的一個特例，它除了一般的地理資訊系統的內容以外，還包括了各條道路的行車及相關信息的數據庫。這個數據庫利用矢量表示行車的路線、方向、路段等信息，又利用網絡拓撲的概念來決定最佳行走路線。地理數據文件（GDF）是為導航系統描述地圖數據的ISO標準。汽車導航系統組合了地圖匹配、GPS定位和來計算車輛的位置。地圖資源數據庫也用于航跡規劃、導航，并可能還有主動安全系統、輔助駕駛及位置定位服務等高級功能。汽車導航系統的數據庫應用了地圖資源數據庫管理。

地理信息系統由于有著強大的圖像功能和空間分析能力，在統計分析工作中有著廣泛的應用前景。

——地理信息系統支持跨區域分析，實現了傳統數據庫匯總數據無法實現的分析。隨著跨行政區域的連片經濟區，如：科技園區，特色工業、農業產品經濟區，沿高速公路、高速鐵路經濟帶等的發展，對環繞跨經濟區域的統計信息和統計分析隨之增長，而傳統統計制度下的統計報表無法滿足這種要求。統計地理信息系統信息系統的空間分析功能可以實現對任一區域信息進行分析，相對哪些區域進行分析，就用鼠標圈住哪些區域。

——地理信息系統使統計分析更加直觀和生動，實現人機互動。傳統的統計服務方式主要是提供統計分析報告，統計分析報告的表達方法主要有三種，即文字、表格、統計圖。這三種方法的載體主要是紙質的統計報告，是靜態的。閱讀者只能閱讀報告寫作者提供的報告，只能接收寫作者提供的信息和觀點。地理信息系統強大的網絡分析功能，可以極大地改變傳統統計服務方式，充分滿足信息需要者對統計信息的需求。地理信息系統后臺可以把各種基層信息、分組信息、區域信息通過模塊來反映，使用者根據自己的意愿和需要選擇模塊，可立即得到各種分組數據、并隨著所選數據不同即時得到相應的統計表、統計圖，以及區域空間展示效果。

——地理信息系統可以整合信息資源提高統計分析效率。在大數據時代，任何一個社會經濟現象都是多種因素多種信息共同影響和作用的結果。地理信息系統有著強大的數據融合能力，統計地理信息系統可以整合各級各專業數據信息，使統計分析可以立足于全國各級各專業的整個信息平臺上，從更長遠的縱向和更廣闊的橫向，通覽各級各專業數據發展變化情況，極大地減少查閱歷年年鑒和統計資料的工作，提高統計分析效率。

地理信息系統自20世紀60年代誕生以來，已經大踏步應用于環境保護、土地管理、道路交通等諸多領域。由于統計數據顯著的空間特征，將地理信息系統應用于統計工作必將發揮更大的作用。

廣泛應用于普查和名錄庫建設，是統計發展過程中一次里程碑式的進步

在地理信息系統已廣泛應用于國內外諸多行業和領域的時代背景下，統計地理信息系統的建設將顯著改進統計工作方法、改變統計服務方式，是統計發展過程中一次里程碑式的進步。

——地理信息系統應用于普查，保證調查單位的不重不漏。衡量普查工作質量的主要標志有兩個方面，即普查的全面性和準確性。全面性首先表現為調查對象的不重不漏，準確性首先表現為調查單位的真實存在。為了確保調查單位的不重不漏和真實存在，以往普查的主要措施是各級普查機構包括國家、省、市、縣、社區（鄉鎮）通過多次和反復的實地檢查和抽查，耗費大量的人力、物力、財力和時間。地理信息系統應用于普查可以通過網絡有效控制和監督普查過程，減少實地核查次數，確保調查單位的不重不漏和真實存在。

——地理信息系統應用于名錄庫管理工作，保證名錄庫中單位增減變動的真實可靠。名錄庫管理工作不僅是各級政府及時掌握單位增減變動的需要，也肩負著為下一次普查奠定基礎的重任。因而把地理信息系統應用于名錄庫管理工作，將更加有力地保證單位增減的真實可靠。地理信息系統應用于名錄庫管理，要求名錄庫中的全部單位都有自己的空間位置信息，特別是單位的增減變動，首先是空間位置信息的增減變動，當統計人員能夠提供每一個新增單位空間位置信息，則保證了基本單位名錄庫中每個單位的真實可靠。