GIS工程建設相關問題探討

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摘要：地理信息系統簡稱gis，是GeographicInformationSystem的縮寫，它是在電腦的軟件系統和硬件系統基礎上建立的一個技術系統，以描述、顯示、分析、運算、管理、儲存、以及采集整個或部分地球表層以及大氣層空間中的有關地理分布數據。認識和解決GIS工程建設中遇到的相關問題，對于有關應用軟件的開發和完善，具有重要的指導意義。本文主要從地理信息系統（GIS）工程建設的發展概況、一般流程、應用模式及關鍵性因素等幾個方面，闡述了GIS工程建設中的一般性問題，指出了我國GIS工程建設中存在的一系列問題。

1、引言

地理信息系統（GIS）可以對地理數據進行分析、顯示、查詢、輸入、存儲的一項計算機系統，該學科集合了計算機、遙感、地圖學、地理學，具有較強的綜合性，并在各個領域得到了廣泛的應用。地理信息系統按照用途與目的可以劃分為以下幾個方面：資源環境信息系統；土地信息系統；其它各種專業地理信息系統；基礎信息系統，主要用于國家和省級空間數據基礎設施，以及各種專業基礎的地理信息系統；城市地理信息系統，其中又包括土地管理、交通、城市管線、城市勘察、城市規劃等信息系統。上世紀90年代以來，GIS在全球以前所未有的速度，在商業界、科學界、技術界，以及在經濟、社會、管理部門都得到了大力的推廣使用。認識和解決當前GIS工程建設中遇到的相關問題，對于GIS應用軟件的開發和完善，具有重要的指導意義。

2、GIS工程建設發展概況

GIS工程建設是一項浩大的系統工程，其投資高而見效慢、用戶需求迫切而建設周期長、技術難度高而建設者素質良莠不齊等特點，決定了其建設的復雜性和艱巨性。相比較于國外發達國家，我國的GIS工程建設雖然發展比較晚，但發展速度非?？?，已建立了一定規模的專業隊伍和學術組織，并在在GIS產業化發展、生產應用、軟件開發、以及理論研究等方面的成績也比較優異。（1）起步階段：從1970年開始，我國逐漸在遙感技術、測量、以及制圖等領域內，應用電子計算機。由于全球衛星遙感技術的快速發展，在1974年，我國引進了美國地球資源衛星圖像，大力推動了我國影像解譯，以及遙感圖像處理工作的開展。通過不斷努力，我國測繪局系統在地形測圖工作和航空攝影測量方面取得了優異的成績，在為GIS的空間數據庫的建立提高了可靠的依據，另外，機助制圖、解析和數字測圖、數字高程研究和使用也得到了同步發展。進入80年代之后，我國執行“六五”、“七五”計劃，遙感應用得到廣泛推廣，此外，GIS也開始了試驗研究階段。在典型試驗中，其研究包括：分析算法、應用軟件的開發、數據處理、空間數據庫建設、以及數據規范和標準等。在專題試驗和應用方面，基于全國大地測量和數字地面模型建立1：100萬國土基礎信息系統和全國土地信息系統，1：400萬全國資源與環境系統以及洪水災情預報與分析系統等專題研究試驗。城市建設、勘測、規劃等部門認可了輔助城市規劃的各種中小型信息系統。（2）發展階段：在1990年左右，由于我國國民經濟的快速發展，推動了GIS的全面發展。國家測繪局取得了全國范圍內1：25萬比例尺數字地圖，并建立了數字化測繪信息產業以及空間數據庫。遙感應用從典型試驗逐步走向運行系統，機、星、地一體化水災監測的實時系統已通過“八五”和“九五”兩個五年計劃的攻關而走向運行，從航空和航天遙感影像上自動/半自動模式識別和提取特征，能一直持續地提供幾何和屬性數據給GIS。結和國家在“七五”期間所建立的交通運輸、統計、以及企業管理等數據庫，在“八五”和“九五”期間，建立和運轉起來了多種形式的GIS專題。1999年底，由中國科學院、國家科技部會同其它多個部委在北京召開了第一屆國際數字地球大會，發表了“數字地球北京宣言”，標志著我國GIS走上了一個全新的發展階段。

3、GIS工程建設的主要流程

GIS工程建設可以劃分為需求定義、系統設計、系統實施和運行與維護等四個階段。各階段的主要工作內容如下：（1）需求定義階段：主要包括提出建議、方案評價和信息需求分析等主要步驟。其中，GIS建設之初，首先需要提出系統總的功能要求和若干初步方案；其次，需要對前階段所提出的方案，從技術、經濟、組織機構環境等各方面對方案進行評價，得到一個科學嚴謹且切實可行的方案；最后，需要進行需求分析，對得出的方案更加具體化。需求分析報告應盡量使熟悉業務而不熟悉計算機的管理、決策人員能夠看懂，它和可行性報告一起，經上級批準后就進入系統的概要設計環節。（2）系統設計階段：系統設計階段包括概要設計、詳細設計、數據庫設計等過程。概要設計是解決系統要做什么的問題，與使用者之間的關系問題，詳細設計是把需求轉化為現實系統的具體設計，是解決怎樣做的問題。完成了概要設計，下一步的實施計劃，特別是時間、資金、人力的安排都比較明朗。如果概要設計和原先的需求分析、可行性研究有出入，則必須重新證實。因為進入詳細設計環節后，再對原先定下的原則作修改，會浪費很多人力和時間。（3）系統實施：根據概要設計和詳細設計確定的目標和內容，在系統設計的原則指導下，分步驟、分階段的開發完成系統。（4）維護及運行：經過上述各個環節之后，系統正式提交用戶，交付使用。在系統正式運行之后，并非系統建設已經一蹴而就，可以束之高閣了。對開發方而言，必須提供周到的售后服務以及將來的系統升級；對用戶而言，必須一方面努力挖掘系統的功能與潛力并發現其不足而不斷完善，另一方面要進行相應的工作方式轉變、管理制度健全和機構職能調整等工作，要做到使系統來源于實際而高于實際。系統的試運行應由系統開發人員和用戶共同進行，在試運行過程中進行正確性完善和適用性完善。

4、GIS工程建設的應用模式

GIS是一個新的技術，它將現代技術完美的融入了傳統科學，從而形成一種新的思維模式，為空間數據分析提供了新的研究方法，有效的解決了各種實際工作問題。GIS應用模式按照其工程建設的應用方式和作用被劃分為兩種，一種是科學研究工具，另一種是辦公服務系統。（1）科學研究工具在有關地學領域的科研項目研究中，通過應用GIS這一輔助手段，獲得和分析科學計算結果。由于科研項目的規模和復雜程度不同，如公共服務設施的選址等規模較小，且內容簡單的研究項目，使用GIS通用軟件所具有的一般空間分析功能即可滿足研究的需求；對于全球氣候變化研究，或是大型工程環境評價等規模大、且內容比較復雜的項目，除了要用到GIS通用軟件所具有的一般功能外，還需應用專家系統，或專業分析模型等。（2）辦公服務系統按照GIS應用層次的高低，將其辦公服務系統的應用模式劃分為空間決策支持系統、空間事務處理系統、以及空間管理信息系統三個部分?？臻g事務處理系統可以有效地自動化處理日常事務，并對大量的空間信息進行準確、迅速、及時地處理。該系統已被廣泛地應用于各種大型應用GIS的數據采集部門、具體事務部門、以及地圖出版、地籍管理、資源調查、測繪等各個領域；空間管理信息系統的主要目標是高效的處理信息，它是基于空間事務處理系統上建立的，為管理者提供數據的查詢和統計，以及專業的分析等輔助決策信息，該系統被廣泛地應用于管網規劃管理、城市規劃、土地利用、以及道路交通管理等各個領域內；空間決策支持系統是在前兩種系統的基礎之上發展起來的更高一級的管理信息系統，其除了為決策者提供了一個模擬決策過程，還為其提供了選擇方案的決策支持環境，有效地解決了半結構化和非結構化的決策問題，該系統被廣泛地應用于宏觀決策、區域可持續發展和行業發展規劃等領域內。

參考文獻

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作者：鄒輝培 朱峰 單位：江蘇省淮安市盱眙縣測量隊