什么是GIS技术？

GIS是英文Geographic Information Systems的缩写，中文习惯译为地理信息系统。通常泛指用于获取、存储、查询、综合、处理、分析和显示地理空间数据及与其相关之信息的计算机系统。它是随着计算机技术和地理科学等的发展而发展起来的，它通过计算机对各种地理空间数据进行组织、管理、统计、分析和显示，生成并输出用户所需要的各种地理信息，它由计算机、地理信息系统软件、空间数据库、分析应用模型和图形用户界面及系统管理人员所组成。

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自从20世纪60年代初GIS概念在加拿大提出以来，随着多学科、多技术的发展和密切结合，尤其是计算机技术和空间分析理论的飞速发展，GIS的含义和应用在不断扩大，GIS技术在最近20多年内取得了惊人的发展，并广泛地应用于各个领域。例如，土地信息系统可看成是GIS技术在土地管理的具体应用，因此，GIS技术是土地信息系统建设最为关键的技术之一。

目前，GIS技术的几个发展主要表现在：

（1）三维GIS和时态GIS的发展已取得了一定进展。

（2)GIS和GPS、RS三者结合的技术日益成熟。

（3）空间数据的存储管理技术发展迅速。

随着对象—关系数据库技术的发展，将空间数据无缝集成在DBMS中已成为现实。关系数据库（RDBMS）和GIS的结合，利用RDBMS存储GIS数据，并通过RDBMS存取和操纵这些数据。新的RDBMS（如ORACLE产品）支持新的对象—关系模型，从而可以更好地支持空间数据类型（4）组件GIS技术。地理信息系统的组件化，就是采用组件（Component）技术实现地理信息系统基础平台和应用系统。其本质就是软件可复用技术。COM GIS就是采用了面向对象技术和组件软件技术的GIS系统，其基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个组件，每个组件完成不同的功能。各个GIS组件之间以及GIS组件与非GIS组件之间，都可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS基础平台及应用系统。组件式GIS代表着当今GIS发展的潮流。

（5)Web GIS技术。Web GIS是在INTERNET信息发布、数据共享、交流协作基础之上实现GIS的在线查询和业务处理等功能，是Internet技术应用于GIS开发的产物。互联网（Internet），尤其是万维网（WWW），已经成为GIS的新的操作平台。GIS通过WWW功能得以扩展，真正成为一种大众使用的工具，从WWW的任意一个节点，Internet用户可以浏览Web GIS站点中的空间数据、制作专题图，以及进行各种空间检索和空间分析，从而使GIS进入千家万户。

GIS技术的发展趋势

GIS在资源环境领域的应用方兴未艾，从技术、地理信息、经济社会的需求等方面分析，在该领域有以下趋势及建议：

应用软件数据端口应有专门化，专业化方向发展，在同类型同方向的GIS数据交流共享方向提供适当的方便，以解决GIS数据来源和数据质量难以保证的问题。

结合国家信息化推进工作，以电子政务相关工程为基础，推动GIS在资源环境管理中的推广应用。

信息化建设已成为我国各级 *** 及企业的重要任务，GIS在以资源、能源、生产、资金等空间综合配置、优化组合为目的的信息化建设中，可以发挥应有的作用；结合相应的应用工程，推动GIS的发展；

应用往专业化方向发展，功能由通用管理功能转向资源评估、监督、跟踪分析等专业功能方向发展。

随着经济社会的发展，经济社会与资源环境之间的各方面的矛盾及问题逐渐暴露出来，这些问题在时间和空间上具有诸多的关联性，分析这些问题、提出合理的解决方案建议，需要功能更专业化的GIS软件系统支持；

支持多源、多尺度、多类型集成应用的软件平台工具的开发应用。

信息获取技术的快速发展和多源化趋势，要求资源环境方面的GIS应能够接收、处理及分析多种来源、多尺度的地理信息；

促进3S技术集成应用，推动专业技术及软件的发展，全球定位系统、遥感技术与GIS的集成应用已成为GIS软件发展的趋势之一，而这种应用的发展是在应用推动的基础上建立的，针对特定的应用领域的集成化的GIS将成为资源环境领域GIS的发展方向，也是系统与业务结合的需要；

开展专业应用系统开发建设，结合资源环境各领域的需求，开发多种专业化的GIS，如针对性生态保护区、生态功能区、地下水、生物资源等领域的专业性GIS软件与管理系统。

国内GIS现状和对策

地理信息系统技术是一门综合性的技术，它的发展是与地理学、地图学、摄影测量学、遥感技术、数学和统计科学、信息技术等有关学科的发展分不开的。

GIS的发展可分为四个阶段：第一个阶段是初始发展阶段，20世纪60年代世界上第一个GIS系统由加拿大测量学家R.F.Tomlison提出并建立，主要用于自然资源的管理和规划；第二个阶段是发展巩固阶段，20世纪70年代由于计算机硬件和软件技术的飞速发展，尤其是大容量存储设备的使用，促进了GIS朝实用的方向发展，不同专题、不同规模、不同类型的各具特色的地理信息系统在世界各地纷纷付诸研制，如美国、英国、德国、瑞典和日本等国对GIS的研究都投入了大量的人力、物力和财力；第三个阶段是推广应用阶段，20世纪80年代，GIS逐步走向成熟，并在全世界范围内全面推广，应用领域不断扩大，并与卫星遥感技术结合，开始应用于全球性的问题，这个阶段涌现出一大批GIS软件，如ARC/INFO，GENAMAP，SPANS，MAPINFO，ERDAS，Microstation等；第四个阶段是蓬勃发展阶段，20世纪90年代，随着地理信息产品的建立和数字化信息产品在全世界的普及，GIS成为确定性的产业，并逐渐渗透到各行各业，成为人们生活、学习和工作不可缺少的工具和助手。

地理信息系统的研制与应用在我国起步较晚，虽然历史较短，但发展势头迅猛。

我国GIS的发展可分为三个阶段。

第一阶段从1970年到1980年，为准备阶段，主要经历了提出倡议、组建队伍、培训人才、组织个别实验研究等阶段。

机械制图和遥感应用，为GIS的研制和应用做了技术和理论上的准备。

第二阶段从1981年到1985年，为起步阶段，完成了技术引进、数据规范和标准的研究、空间数据库的建立、数据处理和分析算法及应用软件的开发等环节，对GIS进行了理论探索和区域性的实验研究。

第三个阶段从1986年到2013年，为初步发展阶段，我国GIS的研究和应用进入有组织、有计划、有目标的阶段，逐步建立了不同层次、不同规模的组织机构、研究中心和实验室。

GIS研究逐步与国民经济建设和社会生活需求相结合，并取得了重要进展和实际应用效益。

主要表现在四个方面：（1）制定了国家地理信息系统规范，解决信息共享和系统兼容问题，为全国地理信息系统的建立做准备。

（2）应用型GIS发展迅速。

（3）在引进的基础上扩充和研制了一批软件。

（4）开始出版有关地理信息系统理论、技术和应用等方面的书籍，设立了地理信息系统专业，培养了大批人才，并积极开展国际合作，参与全球性地理信息系统的讨论和实验。

在科技部等国家有关部门的大力组织和支持下，国产GIS基础软件开发工作取得了重要进展，出现了一批GIS高技术企业，开发出了较为成熟的国产GIS软件，如MapGIS、GeoStar、CityStar、SuperMap、MapEngine、GROW等，并形成了一定的产业规模。

这些国产GIS软件以较高的性价比，打破了国外GIS软件对我国市场的垄断，有力促进了我国地理信息系统技术的发展。

这些年，GIS技术在我国得到了广泛应用，其应用面从传统的城市规划、土地利用、测绘、环境保护、电力、电信、减灾防灾等领域渗透到矿产资源调查、海洋资源调查与管理等各方面，取得了丰硕的成果和巨大的经济效益。

当前，国家有关部门正逐步将GIS嵌入到电子政务系统中。

随着计算机和信息技术的快速发展，GIS技术得到了迅猛的发展。

GIS系统正朝着专业或大型化、社会化方向不断发展着。

“大型化”体现在系统和数据规模两个方面；“社会化”则要求GIS要面向整个社会，满足社会各界对有关地理信息的需求，简言之就是“开放数据”、“简化操作”，“面向服务”，通过网络实现从数据乃至系统之间的完全共享和互动。

下面我们从地理信息系统技术角度来讨论和分析当前GIS的相关技术及其发展趋势。

1.1 空间信息的获取、处理与交换地理空间数据是GIS的血液，构建和维护空间数据库是一项复杂、工作量巨大的工程，它包括：数据的获取、校验和规范化、结构化处理、数据维护等过程。

GIS处理的数据对象是空间对象，有很强的时空特性，获取数据的手段及数据的形式也复杂多样。

获取数据的基本方式有：野外全站仪平板测量、GPS测量、室内地图扫描数字化、数字摄影测量、从遥感影像进行目标测量和数据转换等。

这些获取技术已基本成熟。

同时，空间数据也具有很强的时效性，不同的空间数据必须进行周期不等的数据更新维护，空间数据库中数据的准确、及时、完整是实现GIS应用系统价值的前提基础。

空间数据维护往往涉及跨部门、跨行业的多种数据格式和多种数据类型的大量数据，提供有效的空间数据编辑更新手段是当前亟待解决的一个重要课题。

基于上述信息获取技术，在过去的二十年间，国家有关部委和行业部门已经积累了大量原始数字化数据和相应资料，建立了1100多个大、中型数据库以及大量的各类数字化地理基础图、专题图、城市地籍图等。

国家测绘局已经完成了全国l：100万、 1：25万基础地理空间数据库以及全国七大江河数字地形模型的建设，并启动了全国l：5万，部分省份1：1万基础地理空间数据库的建设。

这些基础数据有力促进了GIS技术的广泛应用，进而产生了大量的GIS数据。

但由于地理信息系统软件大多采用不同的空间数据模型，以及它们在地理实体上的认识差异，使得所积累的数据难以转换和共享（即使能够数据转换，也会产生信息的丢失），从而形成一个个新的数据孤岛。

制订数据交换的格式标准已成为大家的共识。

一些国家和组织已经在进行这方面的工作，并定义了一些数据交换标准，如SDTS，OpenGIS联盟制订的GML，另外一些公认的数据格式如DXF，Shapefile和MIF文件格式等正逐渐成为数据交换的事实标准。

我国也在“九五”期间制定了地球空间数据转换标准。

但是由于人们对空间信息认识和研究成果的制约，还没有一个统一的地理数据模型，因此建立实用的数据交换格式和信息标准将是一个长期、复杂过程。

1.2 空间数据的管理空间数据的管理涉及到二个方面的内容：空间数据模型和空间数据库。

空间数据模型刻画了现实世界中空间实体及其相互间的联系，它为空间数据的组织和空间数据库的设计提供了基本的方法。

因此，空间数据模型的研究对设计空间数据库和发展新一代GIS系统起着举足轻重的作用。

在GIS中与空间信息有关的信息模型有三个，即基于对象(要素)(Feature)的模型、场(Field)模型以及网络(Network)模型。

GIS基础软件平台的研制和应用系统的设计开发一直沿用这三种空间数据模型，但这些模型在空间实体间的相互关系及其时空变化的描述与表达、数据组织、空间分析等方面均有较大的局限性，难以满足新一代GIS基础软件平台和应用系统发展的要求。

主要表现为：（1） 仅能表达空间点、线、面目标间极为有限的简单拓扑关系，且这些拓扑关系的生成与维护耗时费力；（2） 难以有效地表达现实三维空间实体及其相互关系；（3） 适于记录和表达某一时刻空间实体性状及相互间关系静态分布，难以有效地描述和表达空间实体及其相互间关系的时空变化；（4） 没有考虑异地、异构、异质空间数据的互操作和分布式“对象”处理等问题。

针对上述不足，时空数据模型、三维数据模型、分布式空间数据管理、GIS设计的CASE工具等研究已成为当前国际上GIS空间数据模型研究的学术前沿。

电子地图GIS开发有什么核心技术

主要是基于已经开发的gis基础平台，一些公司都有类似的地理信息系统平台sitemapIMS，arcgis

,gismap等这些都是市场上主流的开发平台。在这类平台上针对性的电子地图项目的二次开发，根据不同企业和客户的对电子地图应用的开发需求，将自己企业相关数据应用调用地图数据和业务数据实现电子地图的功能的查询，信息搜索，信息展示，定位导航应用等地图功能，并能够通过系统开发来进行相关数据的可视化信息处理得出有用的数据分析，目前用的比较广泛的有，林业gis系统，交通gis系统，电子围栏应用，管网gis系统，房地产电子地图分析系统等等。上海为卓一直在从事地图项目开发电子地图GIS开发有什么核心技术

美国限制软件出口 催生 GIS 国产替代机会

上周特朗普政府突然发布了一份针对中国等国家，旨在限制人工智能软件出口的条例，新规将于 1 月 6 日生效。根据这份条例，应用于智能化传感器、无人机、自动驾驶、卫星和其他自动化设备的目标识别软件都受到管制。根据这项规定，修改后的《出口管理条例》在出口管制分类号0Y521下增加了一个“用于自动分析地理空间图像的软件”分类。根据美国联邦政府文件的规定，这类软件是指专门设计用于训练深度卷积神经网络，以自动分析空间和点云的地理空间图像软件。

用于自动分析地理空间图像的软件专指GIS,又称为“地学信息系统”。从定义上看，GIS是对地理空间信息进行采集、存储、管理、处理、显示、分析与模拟，并基于地理空间信息对政府、企业的业务数据以及个人生活所需的各种信息进行管理、分析和辅助决策的计算机信息系统。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。与RS、GPS被统称为3S技术，现已在地理学研究领域和国土整治中得到广泛运用。

目前GIS已经发展到第三阶段：遥感卫星处于地理信息产业的上游，我国GIS行业采集方式正在向卫星遥感升级。目前国家大力鼓励和支持遥感卫星产业发展，本质上是推动地理信息产业数据采集方式升级，而数据采集方式的升级将推动中下游产业整体变迁与升级，这意味着产业规模巨大的地理信息产业中，将形成一个以卫星遥感大数据为核心的产业生态。

GIS应用比较广泛，技术被应用于政务信息化、企业信息化和个人信息服务等领域。比如GIS运用在国土调查领域，可以让土地利用调查效率更高，更容易分析发现土地违法问题。在使用GIS前，每个县的土地利用现状如水田、旱地、林地、建设用地面积只能用表格和数字表达，不直观，不到现场很难发现违法用地，而且手工量算统计面积，效率低下。使用GIS 后，不仅有数据和表格，还带每块地的多边形的地图，使用土地利用现状地图与土地利用规划地图在GIS软件中自动对比，很容易发现违法用地；并且在GIS中还可以自动分类面积统计，工作效率高。

再来看看GIS行业规模和发展空间，2018年GIS产业市场规模达到7615.8亿元，约是2013年的三倍左右，“十三五”期间，地理空间数据的 社会 价值进一步体现，GIS市场迎来快速增长，预计到2020年市场规模将超过一万亿元，未来几年复合增速在20%以上。

目前，国内已经形成了由三类GIS厂商构筑的成熟产业链，涉及上游数据采集及处理、中游GIS基础软件平台和下游针对行业的GIS应用软件产品。

国内GIS产业链已经较为成熟，上游厂商进行数据采集及处理，中游厂商进行GIS基础软件平台的开发与销售，下游针对各类GIS进行增值开发。从国内目前的情况来看，产业上游中设备供应商竞争格局较为稳定，数据供应方面则较为分散，同样分散的还有下游的应用行业，根据前瞻产业研究院的数据，2015年国内已有超过1000家的GIS应用软件供应商。而中游的基础软件平台，由于其技术要求高，需要良好的研发能力，致使技术壁垒较高，竞争主要集中在超图、ESRI等头部厂商。

随着 AI 在各领域集成应用的兴起，GIS 软件行业同样也在积极 探索 如何有效利用 AI 来提升智能化水平、降低数据采集和测图成本、简化制图和软件交互流程等方面。目前，AI 赋能 GIS 较为突出的成果主要体现在以下几方面：

1、基于深度学习的遥感图像处理：在目标识别和场景理解方面，深度学 习在图像预处理和像素级分类方面得到了广泛的应用，例如利用城市卫星图像结合土地利用，预测城市扩张；

2、时空分布模式预测：深度学习和机器学习等 AI 技术可用于建立时空分布规律的模拟和预测，例如航班准点率预测、洪水风险管理与潜在洪水 灾害的预测；

3、基于机器学习的轨迹分析与空间优化：地理信息的采集从传统的专业仪器转变为人人可随身携带的手机等便携设备，基于 AI 研究大量新形式 时空轨迹为深入理解 社会 活动特征提供了更多可能，对智慧城市，智能交 通和推荐等应用具有重要意义，例如商业选址优化；

4、基于自然语言处理的地理编码：主要 体现在中文的自然语言处理，中文地理实体识别，地名歧义等。 如山川、河流等。

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