GIS技術的發展趨勢

GIS在資源環境領域的應用方興未艾，從技術、地理信息、經濟社會的需求等方面分析，在該領域有以下趨勢及建議：

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應用軟件數據端口應有專門化，專業化方向發展，在同類型同方向的GIS數據交流共享方向提供適當的方便，以解決GIS數據來源和數據質量難以保證的問題。

結合國家信息化推進工作，以電子政務相關工程為基礎，推動GIS在資源環境管理中的推廣應用。

信息化建設已成為我國各級 *** 及企業的重要任務，GIS在以資源、能源、生產、資金等空間綜合配置、優化組合為目的的信息化建設中，可以發揮應有的作用；結合相應的應用工程，推動GIS的發展；

應用往專業化方向發展，功能由通用管理功能轉向資源評估、監督、跟蹤分析等專業功能方向發展。

隨著經濟社會的發展，經濟社會與資源環境之間的各方面的矛盾及問題逐漸暴露出來，這些問題在時間和空間上具有諸多的關聯性，分析這些問題、提出合理的解決方案建議，需要功能更專業化的GIS軟件系統支持；

支持多源、多尺度、多類型集成應用的軟件平臺工具的開發應用。

信息獲取技術的快速發展和多源化趨勢，要求資源環境方面的GIS應能夠接收、處理及分析多種來源、多尺度的地理信息；

促進3S技術集成應用，推動專業技術及軟件的發展，全球定位系統、遙感技術與GIS的集成應用已成為GIS軟件發展的趨勢之一，而這種應用的發展是在應用推動的基礎上建立的，針對特定的應用領域的集成化的GIS將成為資源環境領域GIS的發展方向，也是系統與業務結合的需要；

開展專業應用系統開發建設，結合資源環境各領域的需求，開發多種專業化的GIS，如針對性生態保護區、生態功能區、地下水、生物資源等領域的專業性GIS軟件與管理系統。

國內GIS現狀和對策

地理信息系統技術是一門綜合性的技術，它的發展是與地理學、地圖學、攝影測量學、遙感技術、數學和統計科學、信息技術等有關學科的發展分不開的。

GIS的發展可分為四個階段：第一個階段是初始發展階段，20世紀60年代世界上第一個GIS系統由加拿大測量學家R.F.Tomlison提出并建立，主要用于自然資源的管理和規劃；第二個階段是發展鞏固階段，20世紀70年代由于計算機硬件和軟件技術的飛速發展，尤其是大容量存儲設備的使用，促進了GIS朝實用的方向發展，不同專題、不同規模、不同類型的各具特色的地理信息系統在世界各地紛紛付諸研制，如美國、英國、德國、瑞典和日本等國對GIS的研究都投入了大量的人力、物力和財力；第三個階段是推廣應用階段，20世紀80年代，GIS逐步走向成熟，并在全世界范圍內全面推廣，應用領域不斷擴大，并與衛星遙感技術結合，開始應用于全球性的問題，這個階段涌現出一大批GIS軟件，如ARC/INFO，GENAMAP，SPANS，MAPINFO，ERDAS，Microstation等；第四個階段是蓬勃發展階段，20世紀90年代，隨著地理信息產品的建立和數字化信息產品在全世界的普及，GIS成為確定性的產業，并逐漸滲透到各行各業，成為人們生活、學習和工作不可缺少的工具和助手。

地理信息系統的研制與應用在我國起步較晚，雖然歷史較短，但發展勢頭迅猛。

我國GIS的發展可分為三個階段。

第一階段從1970年到1980年，為準備階段，主要經歷了提出倡議、組建隊伍、培訓人才、組織個別實驗研究等階段。

機械制圖和遙感應用，為GIS的研制和應用做了技術和理論上的準備。

第二階段從1981年到1985年，為起步階段，完成了技術引進、數據規范和標準的研究、空間數據庫的建立、數據處理和分析算法及應用軟件的開發等環節，對GIS進行了理論探索和區域性的實驗研究。

第三個階段從1986年到2013年，為初步發展階段，我國GIS的研究和應用進入有組織、有計劃、有目標的階段，逐步建立了不同層次、不同規模的組織機構、研究中心和實驗室。

GIS研究逐步與國民經濟建設和社會生活需求相結合，并取得了重要進展和實際應用效益。

主要表現在四個方面：（1）制定了國家地理信息系統規范，解決信息共享和系統兼容問題，為全國地理信息系統的建立做準備。

（2）應用型GIS發展迅速。

（3）在引進的基礎上擴充和研制了一批軟件。

（4）開始出版有關地理信息系統理論、技術和應用等方面的書籍，設立了地理信息系統專業，培養了大批人才，并積極開展國際合作，參與全球性地理信息系統的討論和實驗。

在科技部等國家有關部門的大力組織和支持下，國產GIS基礎軟件開發工作取得了重要進展，出現了一批GIS高技術企業，開發出了較為成熟的國產GIS軟件，如MapGIS、GeoStar、CityStar、SuperMap、MapEngine、GROW等，并形成了一定的產業規模。

這些國產GIS軟件以較高的性價比，打破了國外GIS軟件對我國市場的壟斷，有力促進了我國地理信息系統技術的發展。

這些年，GIS技術在我國得到了廣泛應用，其應用面從傳統的城市規劃、土地利用、測繪、環境保護、電力、電信、減災防災等領域滲透到礦產資源調查、海洋資源調查與管理等各方面，取得了豐碩的成果和巨大的經濟效益。

當前，國家有關部門正逐步將GIS嵌入到電子政務系統中。

隨著計算機和信息技術的快速發展，GIS技術得到了迅猛的發展。

GIS系統正朝著專業或大型化、社會化方向不斷發展著。

“大型化”體現在系統和數據規模兩個方面；“社會化”則要求GIS要面向整個社會，滿足社會各界對有關地理信息的需求，簡言之就是“開放數據”、“簡化操作”，“面向服務”，通過網絡實現從數據乃至系統之間的完全共享和互動。

下面我們從地理信息系統技術角度來討論和分析當前GIS的相關技術及其發展趨勢。

1.1 空間信息的獲取、處理與交換地理空間數據是GIS的血液，構建和維護空間數據庫是一項復雜、工作量巨大的工程，它包括：數據的獲取、校驗和規范化、結構化處理、數據維護等過程。

GIS處理的數據對象是空間對象，有很強的時空特性，獲取數據的手段及數據的形式也復雜多樣。

獲取數據的基本方式有：野外全站儀平板測量、GPS測量、室內地圖掃描數字化、數字攝影測量、從遙感影像進行目標測量和數據轉換等。

這些獲取技術已基本成熟。

同時，空間數據也具有很強的時效性，不同的空間數據必須進行周期不等的數據更新維護，空間數據庫中數據的準確、及時、完整是實現GIS應用系統價值的前提基礎。

空間數據維護往往涉及跨部門、跨行業的多種數據格式和多種數據類型的大量數據，提供有效的空間數據編輯更新手段是當前亟待解決的一個重要課題。

基于上述信息獲取技術，在過去的二十年間，國家有關部委和行業部門已經積累了大量原始數字化數據和相應資料，建立了1100多個大、中型數據庫以及大量的各類數字化地理基礎圖、專題圖、城市地籍圖等。

國家測繪局已經完成了全國l：100萬、 1：25萬基礎地理空間數據庫以及全國七大江河數字地形模型的建設，并啟動了全國l：5萬，部分省份1：1萬基礎地理空間數據庫的建設。

這些基礎數據有力促進了GIS技術的廣泛應用，進而產生了大量的GIS數據。

但由于地理信息系統軟件大多采用不同的空間數據模型，以及它們在地理實體上的認識差異，使得所積累的數據難以轉換和共享（即使能夠數據轉換，也會產生信息的丟失），從而形成一個個新的數據孤島。

制訂數據交換的格式標準已成為大家的共識。

一些國家和組織已經在進行這方面的工作，并定義了一些數據交換標準，如SDTS，OpenGIS聯盟制訂的GML，另外一些公認的數據格式如DXF，Shapefile和MIF文件格式等正逐漸成為數據交換的事實標準。

我國也在“九五”期間制定了地球空間數據轉換標準。

但是由于人們對空間信息認識和研究成果的制約，還沒有一個統一的地理數據模型，因此建立實用的數據交換格式和信息標準將是一個長期、復雜過程。

1.2 空間數據的管理空間數據的管理涉及到二個方面的內容：空間數據模型和空間數據庫。

空間數據模型刻畫了現實世界中空間實體及其相互間的聯系，它為空間數據的組織和空間數據庫的設計提供了基本的方法。

因此，空間數據模型的研究對設計空間數據庫和發展新一代GIS系統起著舉足輕重的作用。

在GIS中與空間信息有關的信息模型有三個，即基于對象(要素)(Feature)的模型、場(Field)模型以及網絡(Network)模型。

GIS基礎軟件平臺的研制和應用系統的設計開發一直沿用這三種空間數據模型，但這些模型在空間實體間的相互關系及其時空變化的描述與表達、數據組織、空間分析等方面均有較大的局限性，難以滿足新一代GIS基礎軟件平臺和應用系統發展的要求。

主要表現為：（1） 僅能表達空間點、線、面目標間極為有限的簡單拓撲關系，且這些拓撲關系的生成與維護耗時費力；（2） 難以有效地表達現實三維空間實體及其相互關系；（3） 適于記錄和表達某一時刻空間實體性狀及相互間關系靜態分布，難以有效地描述和表達空間實體及其相互間關系的時空變化；（4） 沒有考慮異地、異構、異質空間數據的互操作和分布式“對象”處理等問題。

針對上述不足，時空數據模型、三維數據模型、分布式空間數據管理、GIS設計的CASE工具等研究已成為當前國際上GIS空間數據模型研究的學術前沿。

GIS發展的主要趨勢（理論，技術和應用）

1. 組件式GIS

(1)高效無縫的系統集成,

(2)無須專門的GIS開發語言,只要掌握基于WindoWs開發的通用環境,以及組件式GIS各控件的屬性、方法和事件,就能完成應用系統的開發。

(3)大眾化的GIS用戶可以象使用其它ActiveX控件一樣使用GIS的控件,使非專業的GIS用戶也能勝任GIS應用開發工作。

(4)開發成本低,非GIS功能可以利用非專業控件,降低了系統的成本。

2.網絡GIS

(1)適應性強。 (2)應用面廣。 (3)現勢性強。 (4)維護社會化。 (5)使用簡單。

3. 新一代的時空數據結構與數據模型。

“真三維”、“時空四維”等結構也正在探索中。

GIS空間數據模型發展趨勢主要表現在:時空數據模型 三維數據模型 動態空間數據模型

4.地學空間數據自動輸入技術。

圖形和屬性數據的輸入歷來是GIS建立的一個“瓶頸”，自動輸入的發展將最終解決這個問題。GIS自動輸入包括對屬性表格的掃描和識別、圖形掃描和追蹤、拓撲關系自動生成、圖例符號的自動標識等。

5.具有統一標準的分布式GIS（Open GIS）

Open GIS是為了使不同的地理信息系統軟件之間具有良好的互操作性，以及在異構分布數據庫中實現信息共享的途徑。由于GIS的迅速發展，建立具有統一規范標準的多級、分布式系統，已成為地理信息系統發展的必然趨勢，國外的一些重要的GIS軟件系統如ARC/INFO、MIPS等都發展了網絡通訊功能。Open GIS具有(1)互操作性：(2)可擴展性：(3)技術公開性：(4)可移植性：還有兼容性、可實現性、協同性等特點。

6.GIS與RS、GPS一體化

3S集成技術的發展，形成了綜合的、完整的對地觀測系統，提高了人類認識地球的能力；相應地，它拓展了傳統測繪科學的研究領域。

7.GIS智能化

GIS最新熱點以及未來發展熱門領域有哪些？

GIS的熱點主要就是云計算，大數據，GIS的集成技術以及數據的獲取數據的分析等。

至于未來發展的熱門領域，我覺得是新材料，畢竟材料是我們進行一切活動的基礎，并且在各國企業發展的比重中也在不斷地增大。

所以學好新材料技術就業前景應該是很可觀的。

胡中南：Web端GIS技術新進展 | (PPT+速記)

在GTC 2020『GIS基礎軟件新技術論壇』上，超圖研究院副院長胡中南作《云原生GIS及Web端技術新進展》報告，他首先系統講解了云原生GIS技術的三大新進展：微服務更微、可擴展，容器化部署更全、更易用，自動化編排適配更多平臺等，介紹了這些技術如何支撐云南地質大數據等系統實現高可用、高并發、高彈性“三高”價值；也系統闡述了Web端GIS技術從基礎庫、組件庫、模板庫到WebApps的多層次結構及相關新進展，讓GIS前端應用開發定制更快速便捷。

本文將分為云原生GIS（點擊左側藍色文字可直接查看）與Web端GIS兩大部分，現分享Web端GIS技術部分資料如下：

演講PPT

上半部分主要講云原生GIS技術如何助力GIS系統快速部署與運維。

接下來我為大家介紹Web端GIS技術。

以前大家可能認為SuperMap的Web端就是一個SuperMap iClient JavaScript，僅僅是將Leaflet等開源技術做一些封裝集成、改進，和SuperMap服務器產品的REST API做了對接，其實這只是我們Web端技術棧的組成之一，也即圖上所示的基礎的iClient Libraries類庫（L1）。

我們在上面還提供了iClient Components，就是所謂的WebGIS組件庫（L2），適配了Vue框架和React框架。在這之上我們面向行業應用共性，基于組件庫進一步封裝，提供了Web模板庫iClient Templates（L3），只需將數據、LOGO和圖片等進行簡單修改，就可以快速上線。我們還提供了可構建、可定制、可擴展的Web Apps，如MapDashboard和WebSite UI（L4），以及更偏向使用的一些Web Apps，用做制圖、分析等（L5）。

由此可見，SuperMap GIS的Web端包括這五個層次的內容,已經不僅僅是SuperMap iClient JavaScript單個產品。

在SuperMap iClient JavaScript層面，我們也有新的增強與改進。

SuperMap iClient JavaScript 2020模塊圖。Web Libraries和 Web Components都有一些增強，新增加了Web Templates。

在此，我重點介紹一下組件和模板的新特性和新技術：組件技術就是把Libararies類庫做進一步的封裝，更少的代碼做更快的開發，比如可以一行代碼加一個Web Map組件，里面填一個服務地址和地圖資源ID，就可以出一個地圖了。歡迎大家在超圖軟件官網查看范例。

這是2019年我們提供的技術。今年我們新增了多款Vue組件，包括時間軸、卷簾地圖等。地圖、圖表等都有新的增強和改進。

今年我們新增了多款Vue組件，包括時間軸、卷簾地圖等。地圖、圖表等組件都有新的增強和改進。

這是我們做的全球新冠疫情圖范例。使用組件技術做了封裝，用戶不用一行一行寫代碼，操作更方便、開發更快捷。

新的Web模板技術，可以讓應用開發更便捷。直接提供多種行業應用模板，用戶只需修改LOGO、配色，或刪除不用的地方即可。

再上面就是大屏，可快速開發建站。

No Code無代碼開發，可以快速建站，包括SuperMap iPortal門戶首頁、地圖大屏App等，都可以進行拖拉式操作，不需要寫代碼就可以完成可視化定制。門戶首頁可以拖出來，Web應用可以用大屏拖出來。

地圖大屏也做了一些增強。

以前做了大屏只能看，不能互動，不能點，點了以后也不能操作。現在能看、能點、能互動。有了交互更好用。

包括，我們對布局也做了優化，移動端可以自己修改布局。

包括超寬屏終端都可以適配，這是一個項目的照片。

另外一個定制就是SuperMap iPortal站點定制和擴展增強。

從首頁到登錄頁、管理頁甚至各個Web Apps都支持定制和擴展。

從而實現No Code的可視化定制，同時做了一些新的組件和能力增強。

可以用這個特性快速搭建一個新的首頁，從上面的菜單、左上角的LOGO，包括Banner、橫幅各種內容都支持修改、增加和刪除。甚至用戶不懂開發都可以直接進行操作。此外，該布局是自適應的，在手機上同樣可以觀看。

這是2019年已有功能，今年我們做了新的增強。另外就是全代碼定制。

你可以基于自己的技術直接寫一個首頁。不管是我們提供的組件，還是你自己寫的組件，或是第三方組件都可以拿來使用。

包括我們的登錄頁和資源管理頁都可以進行修改和定制。

此外，大屏本身也是可以擴展的。

包括數據上圖。

數據洞察，都是可以修改和定制的。

可以加自己的圖表、UI。

前面所提到的是定制開發，再上層就是直接使用的WebApp。

如果大家感興趣，可以去我們官網：，或GTC網站：來觀看新特性。

數據上圖，制圖能力更豐富。

可以在線打印Web地圖。

簡單回顧一下，我們講到的兩大部分技術：一個是云原生GIS技術，讓GIS后臺服務管理運維更高效，另一個是Web端GIS技術，讓GIS前端應用開發定制更快速。一個是高效，一個是快速。

總的報告可以用兩個圖連起來，第一就是K8s部署結構圖，通過它可以把云原生GIS技術一覽無余，包括SuperMap iServer、SuperMap iPortal、SuperMap iManager之間的關系、用了什么技術等都可以看到。

第二張圖如上所示，我們在Web端的整體技術層次都可以看到，從SuperMap iClient Libraries類庫，到組件、模板，到大屏、Site UI定制、擴展，以及WebApps等等。

以上就是我的報告，謝謝大家。