淺談地理信息系統(tǒng)發(fā)展中存在的問題

1、GIS的起源
地理信息系統(tǒng)起源于20世紀60年代經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，已滲透到與生產(chǎn)生活有關的所有領域，如氣候、土地、城市規(guī)劃、石油、軍事自動化、交通、海洋工程、電力等。同時可以幫助人們控制和解決森林砍伐、土地退化、溫室效應以及流行病的研究和控制等問題。發(fā)展至今，基本上形成了非常穩(wěn)定的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結構，形成了穩(wěn)定有效的信息查詢和空間分析的方法。但仍然存在諸多問題，比如GIS與萬維網(wǎng)的結合、真三維空間模型、時空模型的表示和處理及綜合空間分析方法等。
2、GIS的基本組成
地理信息系統(tǒng)主要由四部分組成：即計算機硬件系統(tǒng)，計算機軟件系統(tǒng)，空間數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的組織和使用維護人員即用戶。其核心內(nèi)容是計算機硬件和軟件，空間數(shù)據(jù)反應了應用地理信息系統(tǒng)的信息內(nèi)容，用戶決定了系統(tǒng)的工作方式。
3、當代WebGIS發(fā)展及問題
3.1WebGIS
Internet被稱為21世紀信息傳媒的一場革命，GIS與Internet的結合應用正在飛速發(fā)展，它取代了傳統(tǒng)的PC或桌面GIS范例，成為下一代GIS平臺。WebGIS與傳統(tǒng)的基于Client/Server的GIS相比，具有更廣泛的查詢范圍和平衡高效的計算負載等優(yōu)點。
3.2主流WebGIS平臺
目前，各大地理信息系統(tǒng)軟件商紛紛推出或升級自己的WebGIS軟件產(chǎn)品，而且更新周期越來越短，國外的WebGIS軟件平臺主要有：ESRI公司的MapObjectsInternetMapServer（MapObjectsIMS）和ArcViewInternetMapServer（ArcViewIMS）后合并為ArcIMS；MapInfo公司的MapXtreme；Autodesk公司的MapGuide；Intergraph公司的GeoMediaWebMap等。國產(chǎn)WebGIS平臺主要有由武漢吉奧信息工程技術有限公司的GeoSurf，國家遙感應用工程技術研究中心的地網(wǎng)GeoBeans等平臺。
但是，當今WebGIS還處于不成熟的初級階段，仍需要進一步的優(yōu)化，用戶還不能通過網(wǎng)絡來進行真正地復雜的GIS空間分析功能，其原因之一是網(wǎng)絡寬帶存在的瓶頸，但這一瓶頸在3G時代有望得到解決。另一個原因是軟件本身的問題，比如如何構建Internet與GIS的集成結構，以及如何實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)互操作，網(wǎng)上數(shù)據(jù)采掘等問題。另外WebGIS是建立在分布式數(shù)據(jù)庫上的，為了增強服務器端的處理能力和速度，服務器端的GIS應用也要求是分布式的。這就加大了WebGIS應用與服務器端的復雜度，但是中間件技術解決了這一難題?，F(xiàn)今，主要的中間件技術有CORBA、EJB等。但對于分布式的異質(zhì)地理數(shù)據(jù)庫如何實現(xiàn)異構數(shù)據(jù)源應用級交互以及分布式地理數(shù)據(jù)的一致性，地理數(shù)據(jù)的存儲與獲取仍然是WebGIS所面臨的新課題。
4、當代3DGIS發(fā)展及存在的問題
傳統(tǒng)的GIS只能表達二維信息，例如：x、y。因此空間分析也在此基礎上進行，稱為2DGIS?，F(xiàn)今2DGIS已經(jīng)不能滿足空間三維信息分析及查詢的需要了，3DGIS要求能夠模擬、表達、管理、分析與三維實體相關的信息，并提供決策支持。
5、主流3DGIS軟件平臺
5.1SiteBuild平臺
SiteBuild三維TM是一款有MultiGen公司生產(chǎn)的軟件，基于ArcView系統(tǒng)的擴展，其最大的特點是可以充分利用三維數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，通過ArcView平臺轉(zhuǎn)換為三維數(shù)據(jù)。而且把場景創(chuàng)建，三維渲染融為一體，作為插件在ArcView中運行。MultiGen公司還推出了一些其他產(chǎn)品。比如，Creator、Vega等軟件，引領三維軟件的潮流。
5.2IMAGINGVirtualGIS平臺
IMAGINGVirtualGIS是一款由ERDAS公司開發(fā)的可以在虛擬環(huán)境中交互操作，并且可以查詢地表地物的紋理屬性和幾何信息的三維可視化分析軟件，其特點在于能夠把復雜的三維數(shù)據(jù)采集變得輕松而且適用于大范圍的三維場景。
5.3三維造型軟件
MultiGenCreator是MultiGen公司另一款集仿真戰(zhàn)場、娛樂、城市仿真和計算可視化為一體的一個完整的交互式實時三維建模系統(tǒng)。它可以根據(jù)用戶的需求對復雜的模型自動生成LOD模型，非常適合城市三維建模。其存儲格式為目前流行的OpenFlight格式，并支持多種轉(zhuǎn)換。雖然其優(yōu)點眾多，但也仍然存在諸多問題，例如：模塊劃分過多、價格昂貴、目前并不支持漢字包、不能完全作自主版權的開發(fā)與應用等諸多問題，仍需要進一步改進。
5.4國產(chǎn)三維GIS系列軟件
當今隨著三維技術的快速發(fā)展，國內(nèi)各大GIS軟件生產(chǎn)商也飛速發(fā)展，主流平臺主要有北京國遙新天地信息技術有限公司開發(fā)的EV-Globe、適普軟件有限公司的IMAGIS，靈圖軟件技術有限公司的VRMap、武漢地大信息科技發(fā)展有限公司的InfoEarthTelluroMap等。這些軟件在多源數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)庫一體化管理、多維數(shù)據(jù)的集成應用與動態(tài)可視化技術方面已經(jīng)得到了長足的發(fā)展。但也不乏存在這樣或者那樣的不足，例如在數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)可視化、空間分析等方面還需要進一步提升。這需要人才、資金以及社會的共同努力來促進國內(nèi)三維GIS軟件業(yè)的發(fā)展。