地理信息系统

张俊峰

目录

  • 1 第1章 绪论
    • 1.1 GIS的基本概念
    • 1.2 GIS的组成与功能
    • 1.3 GIS的研究内容
    • 1.4 GIS与相关学科的关系
    • 1.5 GIS的应用领域
    • 1.6 常用的GIS软件
    • 1.7 实验01
  • 2 第2章 空间数据基础
    • 2.1 地理空间
    • 2.2 空间数据模型
    • 2.3 空间数据组织与编码
    • 2.4 空间数据质量
    • 2.5 空间数据的元数据
    • 2.6 实验02-07
  • 3 第3章 空间数据的输入与处理
    • 3.1 空间数据的输入
    • 3.2 空间数据的编辑
    • 3.3 空间数据的处理
    • 3.4 空间数据的压缩与编码
    • 3.5 空间数据库
    • 3.6 空间查询
    • 3.7 实验08-15
  • 4 第4章 空间分析
    • 4.1 空间分析概述
    • 4.2 矢量数据的分析方法
      • 4.2.1 统计分析
      • 4.2.2 量算分析
      • 4.2.3 邻近性分析
      • 4.2.4 叠加分析
      • 4.2.5 空间网络分析
    • 4.3 栅格数据的分析方法
      • 4.3.1 数据的分析环境
      • 4.3.2 栅格数据的重采样
      • 4.3.3 聚合与聚类分析
      • 4.3.4 叠加分析
      • 4.3.5 简单表面分析
      • 4.3.6 统计分析
      • 4.3.7 距离量测
    • 4.4 DTM与三维分析
      • 4.4.1 创建表面
      • 4.4.2 表面分析
      • 4.4.3 三维分析
    • 4.5 空间分析建模
    • 4.6 实验16-25
  • 5 第5章 空间数据的可视化与输出
    • 5.1 空间数据的可视化
    • 5.2 地理信息系统与地图制图
    • 5.3 电子地图
    • 5.4 地理信息系统产品的输出
    • 5.5 实验26-27
  • 6 第6章 地理信息系统的开发与应用
    • 6.1 地理信息系统的开发
    • 6.2 地理信息系统的应用
    • 6.3 实验28-30
  • 7 第7章 地理信息系统的发展
    • 7.1 GIS的发展历程
    • 7.2 GIS的发展动力
    • 7.3 GIS的未来
GIS的发展历程

7.1 GIS的发展历程

1. 国外发展状况

20世纪60年代:地理信息系统的开拓阶段。标志性成果是世界上第一个地理信息系统——加拿大地理信息系统(CGIS)。这一时期主要注重空间数据的地学处理,并且在北美和西欧成立了许多与GIS有关的组织机构,并召开了一系列的地理信息系统国际研讨会,促进了GIS知识与技术的传播。

20世纪70年代:成长阶段。地理信息系统由雏形变成了实用型的应用系统。在此期间,由于计算机硬件和软件技术的飞速发展,使空间数据的录入、存储、检索和输出等功能均得到了很大的增强,地理信息系统向实用化方向迅速发展,出现了许多不同专题、不同规模、不同类型的各具特色的地理信息系统。

20世纪80年代:推广应用阶段。这一时期,GIS的应用领域与范围不断扩大,同时GIS开始与卫星遥感技术相结合,用于解决全球性的难题,市场上出现了一大批具有代表性的GIS平台软件,如ARC/INFOGeoMediaMapInfo等。

20世纪90年代:普及阶段。由于计算机的普及,以及互联网的飞速发展,GIS的用户需求大幅度增加,市场增长很快,GIS已渗透到各行各业,极大地促进了GIS应用领域的扩大和应用水平的提高。与GIS相关的软件、硬件、空间数据与地图、机构与公司等涌现,GIS逐渐发展成了一个产业。

进入21世纪:发展成熟阶段。随着GIS理论、方法和技术的成熟,与相关学科的结合更加紧密,形成了地理信息科学,涉及的应用领域更宽广,GIS成为信息产业的重要组成部分,为人类解决与地理位置有关的问题提供了有力的技术支撑。


2. 国内发展状况

1)准备阶段(1978-1979

已故中国科学院院士——陈述彭先生,于1978年在杭州遥感学术讨论会上,提出将地理信息系统作为一个新学科和技术领域的主张,标志着我国开始组建队伍进行地理信息系统领域的探索性试验工作。这一阶段,我国主要开展了以下工作:GIS概念和理论体系的引入与建立;关于遥感分析、制图和数字地面模型的试验研究;GIS软、硬件的引进;相应规范的研究;局部系统或试验系统的开发研究等。例如,1978年中国科学院等单位联合开展的腾冲航空遥感试验,就是一项具有GIS启蒙性研究的示范工程,为GIS在中国的全面发展奠定了基础。

2)起步阶段(1980-1985

相关机构的建立:1980年中国科学院遥感应用研究所成立、1985年中国科学院资源与环境信息系统实验室成立。在这一阶段,我国在数据采集的预研究、区域信息系统模型试验、空间数据库研究、GIS软件研制和GIS规范与标准研究等方面开展了比较系统的研究。

3)发展阶段(1986-1995

标志性事件:地理信息系统研究作为政府行为,被正式列入“七五”、“八五”的国家科技攻关计划,作为一个全国性的研究领域,逐步和国民经济建设相结合,许多部门开展了地理信息系统研究与开发工作,如全国性地理信息系统实体建设、区域地理信息系统研究和建设、城市地理信息系统、地理信息系统基础软件或专题应用软件的研制、地理信息系统的教育培训等。这一时期,国内主要的商业化的GIS平台有:中国地质大学(武汉)的MapGIS和武汉大学的GeoStar等。

4)产业化阶段(1996-2000

GIS的研究和应用正逐步形成行业。1996年,为支持国产GIS软件的发展,原国家科学技术委员会开始组织软件评测,并组织应用示范工程。我国地理信息系统在技术研究、产品开发和成果应用等方面都取得了快速的进展,地理信息系统在国土资源、交通、农业、林业、通信、公安等诸多方面得到了广泛应用。

5)网络化与社会化阶段(2001-今)

随着互联网的普及和应用,我国GIS得到了快速发展,已经融入到人们的日常生活之中。从面向专业领域的项目开发到综合性城市与区域的可持续发展研究,从政府行为、学术行为发展到公民行为和信息共享,地理信息系统已成为我国信息社会的重要技术基础。


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