一、背景
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20世紀80年代以來,交通運輸部門采用現代技術改善工作效率和質量。同時,環境保護、經濟可持續發展等影響人類生活質量和生存空間等重大問題日趨嚴重,而由交通所引起的環境污染、交通堵塞等問題也被人們逐漸認識,跨學科多層次的合作研究成為解決交通運輸及其相關問題的基本途徑。
隨著社會的進步,社會經濟水平不斷提高,人民生活也越來越富裕,由道路、水運、鐵路、航空和管道構成交通系統也越來越復雜。在交通的規劃、設計和管理中遇到許多前所未有的難題。而交通地理信息系統(Geographic Information System for Transportation,GIS-T)的出現給新時期的交通提供了嶄新的技術平臺和手段。
GIS-T是以現代計算機科學、地理學、信息科學、管理科學和測繪科學為基礎,并與傳統的交通信息分析和處理技術緊密結合,采用數據庫、計算機圖形學、多媒體等最新技術,對交通地理信息進行數據處理,能夠實時準確地采集、修改和更新地理空間數據和屬性信息,為決策者提供可視化的支持。GIS-T為新時期的交通行業發展提供了新的思維模式。
國務院頒布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006━2020年)》中指出,交通運輸業發展思路之一是“以提供順暢、便捷的人性化交通運輸服務為核心,加強統籌規劃,發展交通系統信息化和智能化技術,安全高速的交通運輸技術,提高運網能力和運輸效率,實現交通信息共享和各種交通方式的有效銜接,提升交通運營管理的技術水平,發展綜合交通運輸”。而智能化和信息化的基礎之一就是GIS-T。
交通部頒布的《公路水路交通中長期科技發展規劃綱要(2006-2020年)》中給出公路水路交通科技發展目標之一“到2010年,數字交通技術實用化程度和行業管理信息化水平明顯提升,集裝箱多式聯運和一體化運輸技術明顯突破,交通決策技術明顯提高。到2020年,智能化數字交通管理技術、一體化運輸技術、決策支持技術整體達到國際先進水平,交通運輸管理技術能夠適應交通現代化的要求,全面實現決策的數字化與科學化”。
國務院頒布的《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》指出,要“推進工業結構優化升級”,并“堅持以信息化帶動工業化,以工業化促進信息化,提高經濟社會信息化水平”。而GIS-T的研究、開發和應用正是促進交通行業信息化的必要手段和途徑,進而改善交通行業的發展模式,保證交通行業的科學發展和可持續發展。
二、國外發展狀況
美國是較早利用計算機技術建立交通運輸和規劃數據庫的國家之一。在20世紀80年代中期,美國聯邦公路署開始公路綜合數據庫的開發研制,并在1988年建立了實用的GIS-T。該系統包含45,000條道路,總長595,456公里覆蓋全美國的公路網,并且有與每條公路關聯的屬性信息,如公路等級、歸屬、編號、長度、路幅形式、中央分隔帶、交叉口類型、車道數、路面類型、橋梁、州交通量、州界等。1995年第20屆PLARC會議上,美國聯邦公路署向與會的各國代表提供了一張綜合公路數據庫V2.0光盤,該數據庫是適合于交通運輸網絡規劃、分析建模的綜合數據庫,是當時世界上最大的公路數據庫之一。
在美國公路署的倡導下,各州運輸局相繼展開一系列的GIS-T的研究,包括適合于GIS-T的交通運輸建模問題、GIS-T的數據存儲方式、數據格式轉換、GIS-T應用范圍、軟件平臺選擇、GIS-T項目可行性研究等。其中Wisconsin 運輸局是GIS-T的開發與數據集成的先驅,開發的基于地理信息系統的路面管理系統已投入運營之中,同時還開發了橋梁管理和維護地理信息系統、交通標志和道路設施管理系統、基于地理信息系統的交通事故分析等系統。為減少數據建庫費用,實現資源共享,各州運輸局與測繪部門緊密合作,采取分工負責數據采集,同時將GPS技術引入數據采集中并建立了進行空間信息采集和集成的參考框架和標準。美國運輸組織成立了GIS-T工作組,從事GIS-T與ITS的數據模型、線性參考系設計、數據質量控制、線性參考系中的誤差傳播等研究。
隨著GIS-T的廣泛研究和展開,美國從1992年以來先后召開多次學術研討會并出版了相應的論文集。美國開展GIS-T研究的特點是緊密結合交通運輸發展的實際,解決在交通運輸中急需解決的關鍵技術和策略問題。
德國是較早將GIS-T用于公路選線實際工作中的國家之一。在興建勃蘭登堡的Oranienburg市的繞城公路時,通過GIS-T技術進行了該項目的環境協調性研究及路線方案的規劃。日本東京煤氣公司研制了基于GIS-T的車載導航系統,該系統由CD-ROM數據庫和實時通信系統組成,用于事故搶修、車輛調度和野外作業指揮。加拿大的艾伯塔省建立了全省的公路維護系統,實現了GIS-T對道路養護的決策支持。美國印第安納州交通局采用GIS-T管理全州的公路、上千座橋梁以及鐵路、航道、民航機場等交通信息。
在發達國家,GIS-T幾乎已滲透于交通的各個領域。在交通規劃中應用于:交通需求分析與預測、路網方案評估、項目選擇及優化、交通工程設施規劃、危險品運輸路徑規劃、緊急情況下的疏散規劃、公交線路規劃、公共汽車站站址選擇等;在道路設計中應用于:道路走廊選擇、路權取得、道路線形仿真等;在交通管理與服務中的應用有:日程養護管理、路面管理系統、橋梁管理系統、輔助決策系統、交通控制、交通事故分析、交通動態模擬、汽車運輸調度、交通災害防治、超限卡車路徑選擇、車輛導航系統等;在港口應用于:港口基礎設施管理、船舶自動識別技術、裝卸管理等;在航道中應用于:航道疏浚、航標管理等。這些應用的技術手段是以GIS-T為中心,集成全球定位系統、遙感、網絡和多媒體等技術。
三、國內發展與現狀分析
我國是一個發展中國家,經濟上還處于發展階段。我國的現狀使交通規劃與管理就顯得十分重要。為從根本上解決交通問題,吸取西方發達國家在交通管理規劃方面的經驗教訓,增強規劃決策和管理的科學性、合理性,逐步展開GIS-T技術在交通規劃與管理中的推廣和應用,進行GIS-T的理論和應用研究,具有重要的理論意義和現實價值。
從20世紀80年代起,我國公路管理部門采用各種數據庫系統建立了一些公路路況數據庫,交通部組織組織了一系列旨在提高公路規劃和管理水平的應用系統開發研制,包括路面管理系統CPMS、橋梁管理系統CBMS,這些系統具有查詢簡單快速的特點,但只有公路屬性數據,并未建立各級道路的空間數據庫,無法滿足空間分析的需要,難以勝任對公路信息的全方位動態管理和進行公路規劃、建設和養護的分析和決策支持。為從總體上改善我國公路信息的管理水平,縮短與發達國家之間的差距,交通部決定建立我國自己的公路數據庫系統,并于1991年將省市兩級的公路數據庫建設任務下達,開發完成了地市級公路數據庫Trans-GIS的研制開發。1995年交通部科技司申報國家重點科技項目“GIS在公路信息系統中的應用研究與開發”中,著手研究將GIS-T技術用于公路建設和管理,建成基于公路交通地理信息系統。1998年中國城市規劃研究院承擔的863項目“GIS支持下的城市交通需求分析系統軟件開發”,將城市地理信息系統和交通需求模型結合為一體進行研究開發,在交通需求分析中引入地理信息系統空間數據分析模型和空間技術分析,從交通數據采集、管理、交通分析過程以及結果的表現等方面對交通需求分析進行支持。GIS-T的研究在中國蓬勃發展起來。
GIS-T蓬勃發展的主要原因分析如下:一是信息技術的發展,使得相關信息技術的性能價格比急劇提高,開發相關系統的經費門檻大幅度降低,系統開發費用從幾百萬降低到幾十萬人民幣。二是目前在軟件開發領域,組件技術以前所未有的方式提高了軟件的生產效率,近二十年來興起的面向對象技術進入到成熟的實用化階段。為了適應組件式軟件技術潮流,地理信息系統軟件像其他軟件一樣,由過去廠家提供全部系統或者具有二次開發功能的軟件,過渡到提供組件由用戶自己再開發的方向上來,從而使開發相關系統的技術門檻大幅度降低。三是我國公路大建設,以及因特網和電子商務引發的對物流的關注,形成了對以GIS-T為核心的3S(衛星定位系統GPS、地理信息系統GIS和遙感系統RS)技術研究和應用的強大的需求。
在此條件下,GIS-T呈現如下特點:
(1)交通系統應用3S技術,體現出集成和綜合的特點,交通部提出了“數字交通”的概念,加強以GIS-T為核心的信息技術在交通領域的綜合研發和應用。
(2)以省、部級有關單位為示范,以地市級單位為推廣,以大型的運輸企業為綜合應用,廣泛推廣實施GIS-T技術的應用,提高了交通行業發展的技術含量。
(3)不僅在基礎設施管理單位開發相關系統,而且逐漸向物流和電子商務等交通服務領域轉移,建立以GIS-T為平臺的物流核心關鍵技術。
(4)隨著我國智能運輸系統應用逐步開展,一些成功的智能運輸系統把GIS-T作為系統的信息平臺,通過地理信息系統整合各種其他交通信息。
根據目前GIS-T在交通行業的很多領域都有比較好的應用和發展前景。
在宏觀決策和規劃中的應用。我國交通在今后相當長時期內將處于快速發展時期,交通管理和建設的投資規模大、項目多、戰線長,是一個規模巨大、耦合度高、透明度低、動態而且開放的系統,需求預測、發展戰略、政策策略、資金投入等方面將面臨著大量的復雜決策問題,如建設項目的宏觀決策、建設和養護項目的選擇與優化排序、建設管理與工程的控制等。而目前這些決策,如規劃(計劃)、投資項目優化、公路建設和管理的宏觀決策和管理工作仍多處于手工操作階段,計算機僅僅用作文字和表格處理的工具。大量建設信息仍以紙張為存放介質且較為零散,查詢效率低,信息處理重復工作量大、耗時多,更無法實時、全面地為領導或上級部門提供綜合信息報告。利用地理信息系統等信息技術,可以提供直觀、明了的集點、線、面信息為一體的多媒體方式的各種公路專題圖,實現交通決策和管理的科學化,提高決策的效率和質量。
在公路建設中的應用。在公路建設中,可以充分利用交通地理信息技術為公路勘測和設計服務。在道路選線過程中,利用GPS和RS和其他測量手段,獲得外業的勘測數據,然后通過測量數據產生數字地面模型,作為內業數據處理的基礎,以選擇公路走向。在構建數字地面模型中,一般采用地形圖數字化或掃描矢量化,隨著數字地球概念和技術的廣泛應用,現在則以衛星圖像和航空照片為基礎,通過地理信息系統軟件可以快速精確地生成數字地面模型。在此基礎上,輸入有關的技術,環境及社會等數據,并且考慮各種限制條件,如曲率半徑、最大縱坡、多層地質構造及邊坡、已有線形物(公路,河流,鐵路等)、特別區域(沼澤地,城鎮,環境保護區等)等,優化道路的選擇。利用衛星圖像技術或航空攝影測量技術,可以準確獲得地形高程及圖像,大大減少繁瑣、艱巨的實地測量等前期工作。地理信息系統軟件等技術在計算機上的運算和虛擬,可以節省期資金及設計時間。通過確定路線最佳方案,可以大幅度減少并平衡工程的土石方量。通過在路線優化過程中處理、保存大量的數據,并計算各條優化路線的分項建設費用,為項目提供財務分析及運營費用控制。
在公路養護中的應用。路網的養護和建設業務范圍比較大,養護管理業務非常復雜和繁多,但從業務流程上講,有養護決策所需要信息的采集、養護方案決策、養護項目進度管理、竣工管理等環節。養護的不同職責也分散在不同的業務部門。我們可以通過GIS-T技術,進行整體的決策和調度,在路網級根據交通量、交通類型、路面狀態等決定養護的規模和次序,根據交通分配決定養護的時間以避免交通堵塞等,并且直接進行養護項目的管理,合理配備養護的人力和物力,有效安排養護資金,跟蹤、評價養護項目的完成情況,實現公路養護項目計劃管理、進度管理、成本管理、質量管理的計算機化。
GIS技術發展概況:
在新興的信息產業中,GIS(Geographic Information System,地理信息系統)作為集計算機科學、地理學、測繪遙感學、環境科學、城市科學、空間科學和治理科學及相關學科等為一 體的新興邊緣學科,近30年來迅速興起。
GIS將計算機技術和空間地理分布數據相結合,通過系統建立、空間操作與模型分析,為地球科學、環境科學和工程設計、乃至企業治理等方面的規劃、治理和決策提供有用的信息。
目前GIS在國內外應用領域已相當廣泛,不但成功地應用于測繪、制圖、資源和環境等領域,而且已成為城市規劃、公共設施治理、工程建設等的重要工具,此外GIS還進入了軍事戰略分析與決策、商務策劃、文教衛生乃至人們日?;顒拥母鞣N領域中。
目前GIS被認為是21世紀支柱性產業,是信息產業的重要組成部分。“九五”期間國家科技部已將GIS列為“重中之重”的項目,并重點支持發展我國的GIS產業。
擴展資料
我國的GIS發展較歐美先進國家起步約晚15年左右,但發展速度并不很慢。1994年9月,我國國家測繪總局與美國ARC/INFO總部簽定了合作的ARC CHINA計劃。
僅以GIS在城市方面的應用就有城市自來水、城市煤氣、城市規劃、城市地下管線、城市環境、城市道路、城市土地等不勝枚舉,至于其他各方面的應用諸如環境監測、水土流失、礦產資源、投資評價等更是屢見不鮮。所有這些都標志著GIS在我國的成長與發展。
參考資料百度百科——GIS
GIS技術目前應用領域及應用前景發布日期:2008-02-21 12:55:08 發布人:《數字社區&智能家居》2007年12月刊 目前應用領域
1.資源管理:要應用于農業和林業領域,解決農業和林業領域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級、統計、制圖等問題。主要回答“定位”和“模式”兩類問題。
2.資源配置:城市中各種公用設施、救災減災中物資的分配、全國范圍內能源保障、糧食供應等到機構的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應用中的目標是保證資源的最合理配置和發揮最大效益。
3.城市規劃和管理:空間規劃是GIS的一個重要應用領域,城市規劃和管理是其中的主要內容。例如,在大規模城市基礎設施建設中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學校、公共設施、運動場所、服務設施等能夠有最大的服務面(城市資源配置問題)等。
4.土地信息系統和地籍管理:土地和地籍管理涉及土地使用性質變化、地塊輪廓變化、地籍權屬關系變化等許 多內容,借助GIS技術可以高效、高質量地完成這些工作。
5.生態、環境管理與模擬:區域生態規劃、環境現狀評價、環境影響評價、污染物削減分配的決策支持、環境與區域可持續發展的決策支持、環保設施的管理、環境規劃等。
6.應急響應:解決在發生洪水、戰爭、核事故等重大自然或人為災害時,如何安排最佳的人員撤離路線、并配備相應的運輸和保障設施的問題。
7.地學研究與應用:地形分析、流域分析、土地利用研究、經濟地理研究、空間決策支持、空間統計分析、制圖等都可以借助地理信息系統工具完成。ArcInfo系統就是一個很好的地學分析應用軟件系統。
8.商業與市場:商業設施的建立充分考慮其市場潛力。例如大型商場的建立如果不考慮其他商場的分布、待建區周圍居民區的分布和人數,建成之后就可能無法達到預期的市場和服務面。有時甚至商場銷售的品種和市場定位都必須與待建區的人口結構(年齡構成、性別構成、文化水平)、消費水平等結合起來考慮。地理信息系統的空 間分析和數據庫功能可以解決這些問題。
9.基礎設施管理:城市的地上地下基礎設施(電信、自來水、道路交通、天然氣管線、排污設施、電力設施等)廣泛分布于城市的各個角落、且這些設施明顯具有地理參照特征的。它們的管理、統計、匯總都可以借助GIS完成,而且可以大大提高工作效率。
選址分析:根據區域地理環境的特點,綜合考慮資源配置、市場潛力、交通條件、地形特征、環境影響等因素,在區域范圍內選擇最佳位置,是GIS的一個典型應用領域,充分體現了GIS的空間分析功能。
網絡分析:建立交通網絡、地下管線網絡等的計算機模型,研究交通流量、進行交通規則、處理地下管線突發事件(爆管、斷路)等應急處理。警務和醫療救護的路徑優選、車輛導航等也是GIS網絡分析應用的實例。
可視化應用:以數字地形模型為基礎,建立城市、區域、或大型建筑工程、著名風景名勝區的三維可視化模型,實現多角度瀏覽,可廣泛應用于宣傳、城市和區域規劃、大型工程管理和仿真、旅游等領域。
分布式地理信息應用:隨著網絡和Internet技術的發展,運行于Intranet或Internet環境下的地理信息系統應用類型,其目標是實現地理信息的分布式存儲和信息共享,以及遠程空間導航。
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GIS的應用前景
目前GIS的研究和應用都處在一個高速發展的階段。在國外GIS技術已被各級政府部門和企業界廣泛認知和采用。尤其是在北美、歐洲、日本和澳大利亞等國家和地區,GIS市場已經基本形成。GIS數據公司和軟件公司比較多,他們在GIS系統建立和空間數據的使用方面已有了一套比較規范和成熟作法。在我國GIS技術也正被越來越多的政府部門和大型企業所采用。雖然起步較晚,但是有后發優勢,可以少走彎路,以比較高的起點開展GIS的理論研究和開發應用工作。
未來若干年空間數據采集和GIS技術將會有新的更大的發展,從而給城市空間數據生產和GIS應用增添新的生命力。以信息高速公路和計算機寬帶高速網為代表的國家信息基礎設施(NII)的建設、高分辨率衛星影像技術的實用化、數字攝影測量和空間定位技術的發展以及超大容量、高速數據存儲設備的發展將給城市空間數據生產和GIS應用帶來巨大積極效用。新的數據獲取與更新技術的發展、新數據形式的應用、數據共享政策及其實施、國家多尺度空間數據基礎設施的建設以及數字地球和數字城市的建設都將大大改善我國城市空間數據的狀況。
GIS技術的一些最新發展(如WebGIS、OpenGIS、ComGIS、3D GIS、TGIS等)將在城市得到實際應用,從而提高GIS系統應用的水平。城市GIS將進一步由技術推動轉向應用牽引。面向應用將是GIS的生命,GIS與其它技術的集成將成為主流,應用系統的質量將穩步提高,用戶的意識和行動將更有利于GIS的發展,應用將向深層次和大眾化兩極發展。
21世紀我國的城市將會有更大的發展,城市的發展將給城市GIS技術帶來新的機遇。城市GIS雖然面臨挑戰,但未來無限光明。由于GIS本身的特點,過去建立起來的城市GIS系統的實際效益在未來幾年將會逐步顯示出來,人們的認識會進一步提高,城市GIS的生命力將愈加旺盛,并將會發揮應有的、符合其特點的作用,GIS也將真正走向產業化和市場化。
【現狀】
中國GIS行業發展探討與分析(轉自)
學者們都說中國GIS市場巨大,GIS產業發展迅猛,但是我認為,中國的GIS是彷徨的。那么,讀者一定會問為什么?
正文之前,我們先解釋什么是彷徨。彷徨指徘徊,走來走去,不知道往哪里走好;猶豫不決;沒有方向。
好,明白了什么事彷徨,讀者應該已經明白中國GIS事業所處的狀態了。那么開始正文部分:
首先,我們幾乎沒有前沿的自主技術(我說這話很多所謂的自主研發的GIS廠商會生氣,在此表示抱歉,良藥苦口?。。?。國內的開發市場主要分為兩股力量:1、商業二次開發;2、開源GIS的商業開發。
前一個大部分使用的是ESRI、GeoMedia、MapX,超圖(superMap,中國少有的自主研發公司)也占有一定的份額,中地(MapGIS,個人認為中地并不是企業,而是政府機構)、GeoBean(地網開發方面資料太少了,不過功能還行)等的開發集中在政府外包的項目和學校科研。
后一個是雨后春筍一樣的開源掘金隊伍,發現了國外的開源GIS是免費的,便用來做商業開發,成為了國內發展較快的GIS隊伍的生力軍。的確,我就是后一個隊伍的一員,但是我心中存在淡淡的隱憂,我們不論是用人家的API還是OGC的開發標準,都是在追著洋人的屁股跑。
其次,國內的GIS以開發為主的情況下,并沒有出現能夠真正的提供GIS服務的供應商和研發商,沒有形成產業循環,而只是企業內行為,無法形成外部循環經濟效益。就其原因,主要是商業項目太少并且政府項目招標環節存在一定的“關系因素”,即招標部門養著一個專門用來投標開發的GIS開發企業,不論這樣是經濟的還是不經濟的,都能夠為招標的部門謀取一定的“利潤”。總的來說,GIS還是處于事業單位的發展模式下,真正的GIS市場秩序并沒有建立起來。市場上存在大量的沒有斷奶的所謂企業,這樣企業的競爭力嚴重不足,開發創新精神嚴重缺乏!
第三,中國GIS應用的民用度不高,GIS到底是發展大眾方向還是主要以承包地理信息系統工程項目為主業內還存在一定的爭議。到現在,我們國內也沒有出現真正的GIS大眾商業運作模式,這種模式還需要繼續探索。一旦GIS產業發展走向大眾化,就存在產業泡沫的問題,例如我們年初所看到的GIS與GDP發展的互動關系。我們急需一種比較完整的商業模式來運作GIS產業,而不是像“小作坊”一樣的包項目生產,這樣的項目不可能永遠存在。
第四,政府對于GIS產業的政策不明朗,中央政府對于GIS的立場是支持的,但是迫于GIS項目的敏感性,所以很多的項目無法推行。地方上,各個政府機關的小利益矛盾比較尖銳,項目推行受到多方面非技術因素的影響,直接導致了很多的項目“流產”或“空殼”。從而影響了中國GIS的走向。
第五,GIS教育多而不精,缺乏實踐教育,學生畢業后就業壓力巨大,GIS市場的容量并不能消化這些畢業生,導致人才流失。大量的畢業生考研后繼續失業,畢業生轉行成為風尚,甚至出現了學校GIS專業沒有人做GIS的尷尬情況。這導致了中國GIS人才的缺口增大,GIS從業者創新能力下降。當然,這個問題是應試教育引起的,也普遍的存在于其他專業!
第六,也是最關鍵的一條,就是我們正在逐漸的喪失創新能力,并且缺乏有效的風險投資作為GIS產業發展的支持,相比于GIS來說,房地產、道路建設、貿易等產業更加實際,更加的賺錢。因此,GIS人必須尋找一種適合我們自己的融資方式和商業模式來改變這種問題。
其實不管是業界還是技術的前沿 都把gis的軟件開發策略作為一段時間或者是長期的規劃來處理 這樣基本上覆蓋了gis核心服務的模型構架 使得服務的方向較為單一 不能很好的實行大眾化的服務 這個固然跟眼前的政府政策有很大的關系 但是業界自己的發展探尋是不是也應該重新審視一下自己的階段成果呢!
gid在中國的發展已有二三十年了吧 不論是早期的技術引進還是目前的自主研發(當然研發力度還遠遠不及國外的同行 這方面esri就是好的榜樣)都還有很大的提升空間 而有些業內人士由于正好看好了這個態勢 也大膽猜想GIS將會滲透各個領域各個行業 也將是IT的另一大主流方向 這話有一定的道理 在某種程度上也能很好的體現GIS發展的前景
【GIS對經濟、社會作用】
一、GIS技術的興起 為了解決人類所面臨的人口、資源、環境和可持續發展等問題,協調自然與社會間的矛盾,以保障社會經濟的可持續發展,必須采用現代的各種信息技術。GIS在其中發揮重要作用,而得到了各國政府和社會團體的廣泛關注。很多國家都建立起國家性和地區性地理信息研究中心,發布有關行政法令,進行地理信息系統研究,培養人才,以滿足地理信息系統迅速發展的需要。 以美國為例,1988年統計,84%的聯邦機構已使用和計劃使用地理信息系統,7萬多個地方政府機構已建立了GIS服務系統。政府對地理信息產業的投入每年約為16.5億美元。1992年,僅美國地質調查局的空間數據庫投入就達7.54億美元。隨著美國地理信息產業的發展,每年的應用項目多達一萬個以上,降低成本5—10億美元,并新創產值在10億美元,并新創產值在10億美元以上。 美國總統克林頓于1994年4月11日簽發了“協調地理數據的獲取和使用:國家空間數據基礎設施(NSDI)”的行政命令。該行政令要求成立聯邦地理數據委員會(FGDC),發展國家地理空間數據交換網絡(NGDC),在FGDC組織下制定數據標準,并在2000年1月完成美國的國家數字地理空間數據框架(NDGDF),以支持在2000年將展開的十年一度的人口普查。 近年來,地理信息系統技術發展極為迅速,并向著集成化和商品化發展,開始形成比較完整的地理信息產業。1994年,全球地理信息系統及其相關產業的年產值已達31億美元,年增長率在35%以上。 我國是一個發展中大國,人口基數大,經濟基礎差,人均資源占有量少且地區分布不平衡,環境污染嚴重,生態系統脆弱,長期以來對粗放型經濟增長的追求使得我國的資源與環境問題更加惡化。中國政府充分的認識到這種局面,于1994年出臺了《中國21世紀議程—中國21世紀人口、環境和發展白皮書》,在中國共產黨十四屆五中全會上把可持續發展列為基本國策之一。地理信息系統,作為一種空間技術,與人類的生存、地區的發展和進步關系密切。地理信息系統將為人類解決全球與地區環境與發展問題,實現社會經濟可持續發展目標做出重要貢獻。 經過15年的發展,地理信息系統在我國得到了很大的發展,其應用前景與價值已得到有關部門的認識與重視,目前開展地理信息系統工作的部門已超過20個。我國已建成2個地理信息系統國家重點實驗室,建成2個地理信息系統國家重點實驗室,建成國土基礎地理信息系統1:100萬數據庫和十多個較大規模的信息系統。通過“八五”國家科技攻關,地理信息系統技術逐漸從實驗、局部走向實用化、集成化和產業化,在重大自然災害的監測與評估、重要產糧區主要農作物估產、城市交通管理等方面取得突破性進展,產生了明顯的社會、經濟效益。 地理信息系統的在我國的應用雖然取得了很大成就,但與美國等先進國家相比,在應用的規模和深度上還存在較大的差距。中國的國民生產總值為4300億美元,據外商估算,1993年的GIS投入為2000萬美元,占國民生產總值的0.47/1000,與美國的3.3/10000相比差一個數量級。目前建立的GIS專業應用系統大多屬面向具體項目的GIS,研究成果多,實用系統少,普遍存在利用綠低,效益不高,重開發輕應用的狀況。在國產GIS基礎軟件開發方面,也存在投資和開發力量分散、低水平重復開發普遍,開發周期長,效率低,產品功能雷同,商品化程度低等問題。同時在地理信息獲取方面也存在著重復投資多,信息的質量問題也比較嚴重,信息的標準化還需進一步加強等問題。 地理信息系統有著廣泛的社會需求和廣闊的應用領域。近年來,國民經濟建設、國民經濟管理和人民生活與社會發展對地理信息產品和服務的需求逐步增加。一方面各級政府部門或國民經濟管理機構、業務部門要求及時地了解和掌握國民經濟建設和社會發展在地域空間上的運行狀態、分布特征、資源環境條件和社會經濟基礎等方面的地理信息。另一方面,在商業、運輸等部門,為了更好的管理日常業務,并進行各種分析評價工作,也開始使用地理信息系統。隨著世界性高速信息網絡的建設,地理信息系統開始進入家庭和日常辦公場所。 今后五年以至到2000年是我國改革和發展的關鍵時期。我國經濟將持續快速發展,基礎工業、基礎設施建設大規模展開,城市化發展加快,而人口、資源、環境壓力很大。這段時間內,我國將實現經濟體制和經濟增長方式的重要轉型和轉變。堅持可持續發展,逐步縮小地區發展差距,基本消除絕對貧困是這一時期的基本方針和任務。與此同時,面向21世紀信息時代的來臨,我們必須抓住機遇,加速國民經濟信息化進程,在信息基礎設施的建設方面邁出較大步伐。 這一時期也是我國GIS發展十分關鍵的時期。必須從國內外GIS發展的現狀和趨勢出發,根據這一時期國家經濟和社會發展的要求和國情、國力,考慮這一時期我國GIS發展的規劃、戰略、政策和措施。遵循我國信息化建設“統籌規劃、聯合建設、統一標準、專通結合”的總方針,大力推進我國GIS的實用化和產業化。 二、GIS在當代學科體系中的地位 地理信息系統是一種特定的處理地理信息的信息系統,它的定義多種多樣,是一種覆蓋領域十分廣泛的高新技術。 地理信息,由于它具有區域性、多維性和時序性,是人類生存和社會活動中連接各種信息,形成在空間和時間上連續分布的綜合信息的基礎。它是解決人口、資源與環境和社會可持續發展所面臨的各種問題和促進國民經濟持續、快速和健康發展的基本信息手段。 地理信息系統所依托的學科稱為“地理信息學”(Geomatics),它是一個現代的科學術語,代表了用各種現代化方法來采集、量測、分析、存貯、管理、顯示、傳播和應用與地理和空間分布有關的數據的一門綜合和集成的信息科學,是當前的測繪學、攝影測量與遙感、地圖學、地理信息系統、計算機圖像圖形學、衛星定位技術與現代通訊技術的有機結合。 地理信息系統是以上多學科集成的基礎平臺,用作搜集、存貯、管理和分析空間信息和數據。衛星定位、遙感和攝影測量是是快速獲取和更新地理信息的主要手段,目前正走向全數字化道路。地圖學與圖像圖形學既用作地理信息的分析和處理,也用于地理信息成果的顯示與表達。專家系統的引入將力求使數據采集、更新、分析和應用更加自動化和智能化?,F代通訊技術,尤其是正在興建的信息高速公路將為地理信息在各部門的傳播和應用提供保證。因此,地理信息學的形成和發展是整個信息科學和技術發展的一個重要組成部分,將會給相關學科的發展帶來機遇和挑戰。 近年來,國外一些高校開始將原來的測繪專業改為地理信息學專業,如荷蘭的ITC和香港理工學院稱Geoinformatics,加拿大的拉瓦爾大學和卡爾加里大學稱Geomatics,澳大利亞的新南威爾士大學稱為Geomatic Engineering。這標志著地理信息學(Geomatics)作為一門科學、技術和產業已經形成。 對于地理信息系統和地理信息學在當代學科體系中的地位還沒有統一的認識,一般將它看做是一門跨學科的邊緣學科。 錢學森教授從八十年代出以來,一直提倡建立一門地理科學,它是自然科學與社會科學的匯合,是一門以理解和協調人地關系為最高目標的研究作為人地系統的地球表層的科學,它與自然科學、社會科學、數學科學、系統科學、思維科學、人體科學、美學、軍事科學、行為科學并列的一大現代科學技術門類,它不是單一學科,而是一個學科體系。地理科學就是研究人口、資源、環境與發展的,不言而喻,地理科學將發揮主要作用。 楊開忠教授將地理科學分為四個層次:地理科學哲學、基礎地理科學、應用地理科學和技術地理科學,我們略加修改,如圖1所示。 圖 1 地理科學體系圖解 地理信息學同地圖學、GPS、遙感、測繪、數量地理學同屬于技術地理學。近年來人們所關注的GIS、RS與GPS的集成的理論基礎也在于此,它們都是地理科學的技術支持學科,有著共同的研究對象,只有彼此結合起來,才能將研究推向深入,這是地理科學研究方法的一次質的飛躍。地理信息系統為地理科學研究提供了一個現代化工具,使地理科學的研究從傳統的定性描述走向定量分析和空間分析,從簡單系統走向復雜系統,具有了更好的技術手段。 三、GIS發展的不同階段 GIS對社會發展所起的作用,與它所處的發展階段緊密相關的。一項新技術的推廣應用都要經過一個研究、推廣、普及的過程,其中還需多次反復,才能成功,GIS也不例外。目前來說,它仍然出于發展階段,特征在于它的基本理論及方法還出于不斷探索完善之中,有關其數據模型、數據處理方法的論文也不斷出現。但它的應用早已提上日程,有關管理、教育的研究已引起人們的關注。 關于我國GIS事業的發展歷程,何建邦和蔣景瞳研究員對此做了回顧,他們認為國際地理信息系統的發展開始于本世紀60年代。中國地理信息系統研究與應用起步較晚,從80年代初開始,已有15年的歷史。 中國科學院院士陳述彭教授在1978年杭州遙感學術討論會上,把地理信息系統作為一個學科和技術領域分支提出,但當時并未引起重視和討論。以它作為中國GIS事業準備工作開始。根據實際發展歷程,他們建議把我國GIS發展劃分為如下階段: 1978—1980 為準備階段,在我國正式提出地理信息系統領域; 1980—1985 為起步階段,經過兩年的準備和辯論,終于在1980年1月19日在中國科學院遙感應用研究所建立了全國第一個GIS研究室。GIS正式走上研究和實驗的舞臺,在中國開始了它的發展。 1986—1995 為發展階段,從第七個五年計劃(1986—1990)開始,GIS作為政府行為,正式列入國家科技攻關計劃,開始了有計劃、有組織、有目標的科學研究、應用實驗和工程建設的工作。在這個發展階段內又可劃分為兩個時期,即前五年(1986—1990)的初步發展時期和后五年(1991—1995,即第八個五年計劃期間)的加快發展時期。GIS從研究、實驗和局部應用走向實用化、集成化和工程化,在國民經濟和社會保障上開始發揮重大作用,技術漸趨成熟。 1996年以后為走向產業化的階段。目前,中國GIS已具備產業化的條件,已經造就了一批GIS專家和產業隊伍,形成了多個GIS研究、培訓和數字化基地。在本世紀最后五年,GIS在中國將會正式成為一種產業,進入市場,在國民經濟和公眾生活中得到廣泛的應用。 我國GIS正處在向產業化轉變的時期,葉嘉安教授對我國GIS產業化過程中所面臨的重要轉變進行了總結,主要有以下幾點: 1、項目(資金)來源的轉變 近年來,我國GIS系統開發資金逐漸由以科研經費(國家投資)為主轉向商業投資為主轉變,投資的回報需要直接來自所開發系統的運行過程中,這是GIS商品化的標志,這說明GIS的技術日趨成熟,GIS進入實際應用階段。實際應用部門對GIS的需求日益高漲,成了項目和資金的主要來源。 2、開發者的轉變 隨著項目性質的變化,系統開發者由單純的科研人員開始向工程技術人員轉變。開發者頭腦中的工程觀念和市場觀念、用戶觀念開始加強。 3、開發模式的轉變 由國家投資、科研人員設計開發,以科研機構為主實施系統建設的“建設—移交”式的開發模式,轉向開發部門與用戶共同開發或用戶自行開發,而由科研技術部門提供技術支持的開發模式。 4、技術重點的轉變 系統功能開發由技術驅動轉變為需求驅動,由注重軟、硬件技術向注重管理技術和實用效益方面轉變。 5、區域尺度的轉變 受需求和資金來源引導,系統建設開始轉向國家、區域、城市和工程項目等多種尺度,其中城市地理信息系統在近期蓬勃發展。 6、目標的轉變 隨著信息的社會化和產業化,GIS將由以面向管理決策部門的決策支持為主要目標,轉向滿足多層次、多領域的廣泛的社會需求。 7、系統類型的轉變 GIS由面向項目的系統向面向管理的系統發展成為必然的趨勢。 陳子坦博士從應用的角度將GIS分為四個層次:項目水平、部門水平、企業化水平和社團水平。 項目GIS是GIS應用的初級階段,用戶的目標是完成一個特定的項目。用戶主要關心的是獲得這一項目的結論,其他與GIS相關的操作只是工具性的或中間過程。它們不能定期維護數據和應用程序的更新,在一個項目結束后,這個系統的周期也就結束了,大多數的科研機構、大學和科學家的GIS應用正處于這一階段。 部門GIS的特點是具有一個維護良好的GIS數據庫。這一數據庫是定期更新的,并被很好的管理。從而可以用來完成一個部門、一個政府機構和合作雙方中某一方的某些日常工作。這一部門中的用戶隨時利用最新的數據來分析和決策。目前已有數千的機構建立了部門GIS系統。 企業化GIS運行于多部門環境中,這些部門具有各自的職責和功能,他們之間共享共同的地理基礎數據,分享硬件、軟件系統資源,分享應用模型、專家經驗和知識。他們還要分享維護和管理這一GIS系統的責任。網絡通訊和分布式計算是支持企業化GIS的技術,所有數據和系統資源分布于一個網絡上,在網絡上流動,供多用戶共享。企業化GIS可以幫助包括環境單位在內的企業更有效、更有目的性的完成決策制定過程。目前大約有數百個企業化層次上的GIS運行于政府和大公司中。 社會化GIS是GIS發展的未來層次。GIS不只是用于政府和科研機構,而且會被社會一般公眾和團體所接觸。人們可以通過Internet網絡方便地獲取所需的地理信息數據,象使用字處理軟件那樣方便地使用GIS軟件。信息高速公路向社會化GIS提供技術支持。GIS系統將成為各種信息系統的一部分。GIS通過提供空間檢索功能,在幫助人們操縱大量信息方面起著重要的作用。 從上述分析可以看出:我國目前所建立的GIS系統大部分屬于項目GIS,只有少數的幾個系統屬于部門GIS,正逐漸向企業化GIS發展中。這就決定了GIS在我國社會發展中所起的作用并不是廣泛的,GIS的建立和使用,基本上是政府行為,主要是為政府部門決策服務。 四、GIS在我國社會發展中的作用 我國GIS的應用水平,雖然與美國等發達國家相比存在較大的差距,但已經在國民經濟各部門中發揮了重要作用。這里,我們僅就GIS在我國應用的幾個主要領域作一簡單介紹。 1、綜合減災 我國是在世界上自然災害類型多,發生頻繁,災害損失最嚴重的少數國家之一,在以往的40年中,每年災害經濟損失約占國家財政收入的六分之一。近年來災害直接經濟損失每年約1000億元,其增長速度明顯超過全國經濟增長,因災人口傷亡也很嚴重。減輕自然災害是我國社會經濟持續發展的一項必不可少的工作。 減輕自然災害是一項系統工程,它包括對自然災害的監測、預報、評估、防災、抗災、救災、恢復、教育、保險與綜合管理,減災的每一過程和環節都與空間的地理要素密切相關,如災害發生的時空分布、強度與頻度、災害發生地社會經濟易損性及抗災能力、災害評估、災害應及救助措施及預案等,因而地理信息系統是減輕自然災害的重要工具和手段,建立在具有龐大空間分析功能的地理信息系統上的減災系統,才能在減災中發揮快速、準確的決策作用。 GIS在減災中的應用主要包括以下幾個方面:1、災害的監測和預報;2、自然災害評估,包括災前的歷史災害影響評價及災情預測,實時的災害應急評估和災后的災情評定;3、救災和抗災;4、災害應急救助與救援;5、災害保險與災后恢復;6、災害教育與宣傳;7、災害管理和災害區劃;地理信息系統在減災中的應用會越來越廣泛,盡管目前的應用還不完善,但隨著綜合減災研究山進行,地理信息系統在該領域必將發揮出舉足輕重的技術支持作用。 近年來,地理信息系統已經在減輕自然災害的各個環節和領域得到或將得到應用。在我國的各單災種災害研究與管理部門,已建立了若干個用于單災種研究的災害信息管理系統,國家“八五”科技攻關項目中已開展了系列的自然災害應急監測與評估研究及相應技術的研制,如水利部與科學院建立的實時洪水監測及水災風險評估系統,中國科學院與國家氣象局初步建立了實時臺風、暴雨、洪澇災害信息及減災系統,中國科學院、國家教委所屬有關科研、教學部門研制的應急氣象衛星對小區域自然災害進行應急評估的技術系統;國家地震局對一些城市進行震害預測的地理信息系統等。此外,GIS在人為事故的處理中也發揮了重要作用。 以重大自然災害的監測與評價系統為例,該系統由7個子系統構成,以監測和評價洪水、干旱、林火、地震、雪災、沙害和松毛蟲害等7種災害為目標,分別建成了相應的數據庫、分析評價模型和試運行系統,從而構成了一個以GIS和RS技術為支撐的重大自然災害監測評估的集成系統。該系統在監測評估近年來發生的重大自然災害方面發揮了重大作用。 2、政府決策 GIS對社會發展的重要意義體現在其可以提高管理決策的科學性及合理性,無論是中央政府,還是地方政府,其管理水平的提高與GIS等信息技術的發展密切相關,特別是在現在信息社會中。 國情信息采集及管理、宏觀經濟、社會及環境規劃、重大災害防治等行政管理工作,在信息時代離不開GIS技術的支持,國務院綜合國情地理信息系統的成功運行充分說明了這一點。它是一個融GIS與與辦公自動化為一體的空間型信息系統,它以國家基礎地理信息系統數據、政務數據和國民經濟統計數據為基礎,旨在為國務院領導機關研建一個以高新技術為支撐的宏觀分析決策系統。該系統在國務院辦公廳運行后,使得中央各部門的決策者門十分方便的查詢所感興趣的信息,方便了管理工作,一期工程的應用推動了省級GIS的建設。另一方面,GIS技術的發展還將成為未來國家級信息高速公路的一個重要組成部分,在信息高速公路的支持下,GIS對國家級的管理工作將具有更大的作用。 遼寧省國土資源信息系統是一個多要素多層次的空間型地理信息系統,是全國第一個省級地理信息系統,旨在為遼寧省政府機關提供一個用于對國土資源進行分析評價和規劃應用的輔助工具。該系統在運行中,管理國土工作常用的數據,向有關部門提供信息服務,進行了沈陽市土地利用潛力評價和土地利用適宜性評價、遼寧省鋼鐵工業布局分析、本溪縣水庫淹沒區分析等,為遼寧省的國土規劃研究和編制提供了有力的科學依據。 中科院遙感所進行了“區域可持續發展決策支持系統的研究,建立了水資源、社會、經濟決策支持模型和土地利用動態監測模型、土地人口承載力模型、人口預測評價模型、可持續發展動態規劃模型等。以農業可持續發展為中心建立了遙感動態監測、分析評價、預測預警、管理規劃與決策的完整體系,并進行了宏觀規劃、中觀管理、微觀工程決策三個層次的實驗。隨著研究的進一步深入和完善,類似的系統將在政府部門決策中發揮重要作用。 3、市政管理 城市歷來是政治、經濟、文化活動的中心,隨著城市化進程的不斷深入,城市在我國國民經濟生活中發揮著越來越重要的作用,城市化所引起的一系列環境、生態、建設、管理等問題日益突出。城市是一個復雜的開放的空間系統,如果沒有地理信息系統的支持,很難對城市進行有效的管理。 最近幾年,城市地理信息系統在我國得到了蓬勃發展。深圳、北京、上海、廈門、???、北海等大城市和沿海經濟開放城市先后建立了城市地理信息系統。應用于城市資源、環境、交通、人口、土地管理、公共事業、基礎設施、商業、旅游等領域,是發展最快的地理信息系統。 4、科學研究與教育 目前我國建立的地理信息系統,大部分是由科研單位和大學研究機構建立的,與科研和教育關系密切。通過這些系統的建立,使我們對GIS的認識逐漸深入,技術日趨成熟,培養了大批的不同層次的GIS研究開發人員,普及了GIS的知識,為我國GIS事業的產業化奠定了良好的基礎。同時建立的一些GIS系統對后續系統的完善提供了技術規范,并為后續系統和其它科學研究提供了基礎地理數據。特別是國家測繪局建立的國家基礎地理信息系統,發揮了重要的示范作用。 5、其它 地理信息系統在其他領域的應用也不斷深入,如農作物估產、軍事指揮、投資環境評價等。如重點產糧區主要農作物估產系統,該系統以估算松遼平原、黃淮海平原、江漢平原和太湖流域的玉米、小麥和稻米的產量為目標,綜合利用GIS和RS技術與野外調查相結合,提出了上述農作物播種面積的估算方法,建立了各自的單產模型,經過多次完善和多級集成,建成的重點產糧區農作物估產的信息系統。 地理信息系統在我國經過15年的發展已經在國民經濟各部門中發揮著越來越重要的作用,從它的應用領域來看,幾乎是無所不包的。
文章題目:GIS技術國家政策 gis相關技術
當前路徑:http://vcdvsql.cn/article22/doicjcc.html
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