摘 要

我国自20世纪80年代引进地理信息系统技术以来,经过多年来的发展,己经建立一批专业的地理信息系统,在政府管理决策、企业经营管理和公众社会服务中起到了不可替代的作用,但与国际先进水平相比还有较大差距。地理数据产业还未形成,数据共享机制没有完全建立;地理信息系统应用普及化程度低;地理信息标准、机制和技术等方面还存在一些急需解决的问题。同时,随着"数字城市"空间信息基础数据平台的建设及各行业地理信息系统建设的逐步深入,信息资源的整合与有效利用已成为城市地理信息系统建设和发展的重要内容。因此,为了提高政府管理决策水平,提升城市信息化水平,应加强城市地理信息系统综合应用研究。

论文主要涉及以下内容:

(1)在深入研究国内外城市地理信息系统综合应用现状的基础上,采用地理科学从定性到定量的综合集成、自上而下与自下而上相结合、调查研究与理论分析相结合等传统手段与现代地理信息系统技术方法相结合的思路,对城市地理信息系统综合应用的现状作了深入而广泛的调查和研究。

(2)论文从城市地理信息系统综合应用必将走市场化道路出发,探讨了城市地理信息系统综合应用的协调机制,并对城市地理信息系统综合应用中协调机制建设具有一定指导意义。

(3)地理信息系统技术支撑体系是城市地理信息系统综合应用的重要保障。结合当前地理信息系统综合应用相关技术的发展动态,对空间数据的获取与集成、GIS运行环境中的空间分析、以网络为载体的GIS与社会服务等技术进行了分析与实践,为城市地理信息系统综合应用提供了范例。

关键词：城市化；地理信息系统；技术

一、引 言

城市,在地球的空间里只是一个点。然而,城市具有空间集中和积聚的本质特征,城市的这种积聚主要体现在经济、文化和人口资源的集中。在特定的地理环境里,人类活动与自然环境之间相互作用,使城市成为信息产生、积聚、应用和辐散最重要的枢纽。

城市地理信息系统是地理信息系统的一个分支,是运用计算机硬件、软件和网络技术,实现对城市各种空间、非空间数据的输入、存储、查询、检索、处理、分析、现实、更新和想供应用,并应用各类相关模型,再现、模拟、预测城市发展趋势,处理城市各种空间实体及其关系为主的技术系统。它是一种城市现代化管理、规划和科学决策的先进工具图。城市地理信息系统综合应用是指在政府的宏观调控下依据一定的原则和法规,实现地理信息的采集、管理、流通、共享和应用服务,充分发挥与挖掘空间信息资源,为城市经济建设和社会发展服务。

二、国外城市地理信息系统综合应用现状

地理信息系统是创造、管理和应用地理知识的信息系统。从构成上讲,地理信息系统是以地理空间数据库为基础,在计算机软件的支持下,对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示,并采用地理模型分析方法,适时提供多种空间和动态的地理信息,为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。

地理信息系统由于自身技术内涵、应用范围和应用的需求的不断扩展,其组成发生不断变化,在地理信息系统发展的初期,地理信息系统的组成包括:地理信息系统技术人员、地理信息系统软、硬件、地理信息数据和地理模型五个方面。到现在随着应用的逐步深入,客户需求的发展,地理信息系统的组成已经发生了深刻的变化,主要包括:地理信息数据、地理信息系统软硬件网络、地理信息系统管理、地理信息标准、地理信息技术人员等五个部分`。

三、城市地理信息系统综合应用的关键技术

城市地理信息系统综合应用中相关的技术包含地理信息系统软件、地理信息系统与其它信息技术的集成以及地理信息系统与"数字地球"、"数字城市"建设融合等多方面,根据对我国地理信息系统综合应用现有技术水平较低、地理信息系统技术开发潜力巨大以及世界地理信息系统技术发展网络化、空间扩展显示以及移动与分布式计算等技术走势的分析,本文认为对城市地理信息系统综合应用有影响的技术主要有以下5个方面:

1、空间数据的获取与集成

地理信息系统是解决空间问题的最佳工具与手段,它的建设基础依赖于可利用的数据。绝大多数数据是用自动或远程的方法对地理现象进行感知而获取,这不仅需要投入大量的资金,更需要通过直接的观察,全面采集地表数据。遥感为我们提供了一个先进的方法处理地表覆盖物,这些地物通过卫星与其它方式可以探测到,同时该信息的获取并不牵涉个人或政府的隐私。在未来几年,新型的卫星将不断出现,该手段获取的空间信息与光谱的分辨率会取得更高的精度。随着地理信息系统应用中使用越来越多的数据来源,在地理信息系统实际应用中往往会采取多种空间信息获取方法,因此在城市地理信息系统综合应用的实例中,多源信息的采集与融合尤为重要。

2、地理信息协同

时至今日,对相同的地理现象,我们通过多种数据源来可视化。在GIS软件计算形式中,有不同的标准、格式、定义和实践,所以,一种很普遍的地理现象会在不同软件系统,以相同的表述形式展现,可能会出现不同的结果。也就是说,很难在不同GSI软件的集成产品下进行工作,因为不同的GIS软件中的术语、命令、所见所得都不同。同时将一个系统中的数据格式转换为另一个系统的数据格式,或从各种不同的数据源集成数据将是一个很费时的工作。

3、分布式与移动计算

Web和无线通讯正对未来计算,以及公众掌握、使用地理信息产生巨大影响,它们代表着技术进步。通过网络提供的连接存储和处理任一空间位置的数据己成为可能。与传统在本地获取和存储数据地理信息系统不同的是,用户可发送一个地理信息服务请求到远程服务器,得到服务器本地存储数据的服务,同时得到本地GSI所提供的服务,甚至本地运算器的服务。

4、未来的空间数据结构

在美国,出于对地理信息的尊重,"国家空间数据结构"这个词己广泛使用,并作为国家政策问题对空间数据结构进行保护。这个词最早出现在1990年,并在1994年被美国总统下令批准。NSDI主要致力于数据分配机制的发展,如国家地理数据交换、数据格式标准、数据描述(元数据)、最有价值的地理数据集说明(对那些最有用的大型数据和用户使用不同集的定义)、标准术语形成在与地理信息系统相关的许多实际应用区域内,仅依靠国家的政策与法律远远不够,为了帮助弥补这些空缺,需要研究这些特殊区域。

5、GIS运行环境中的空间分析

空间分析技术支持对数据的操作,以便于概括、显示那些对用户隐式表现的信息、测试适合的模型、标记异常和一般趋势中的例外、发现一些建议性、概括性的模式,并能使之应用于决策。这是一个非常有前景的研究趋势,对空间分析中的方法也存在同样的趋势。GSI将提供一种方便而有力的运行环境框架,在计算环境中实现空间分析方法。GSI的普及与综合应用将导致对空间分析新方法的需求,空间分析将更适应用户需求。这些方法包括直观、增强地显示地区统计或其它流程,包括能在查询模式和异常中大范围扫描数据,包括收集、检索数据显示可能并提供摘要,包括那些以本地为研究中心、重点概括各种空间覆盖地理现象的方法等等空间分析新方法。

四、总结与展望

城市地理信息系统综合应用经过近二十年的发展之后,在城市政府管理决策、企业经营管理、市民生活和城市信息化建设中发挥着重要的作用,在城市GIS综合应用方面,积累大量成功的经验,也面临着巫待解决的问题,直接影响着城市地理信息系统综合应用进一步发展。论文在通过大量的文献分析,研究了国内城市地理信息系统综合应用的外现状,并采用调查、咨询、走访、分析、研讨等方法,深入地研究了GIS综合应用现状,针对其存在的问题,提出了城市地理信息系统综合应用的总体框架和支撑体系。

城市地理信息系统综合应用研究涉及到自然科学、技术科学、社会科学、政治制度和思想观念等内容,它处于不断的变化和发展之中,是一个长期的过程。论文研究以地理信息系统综合应用为对象,在对其现状进行了深入研究的基础上,提出了地理信息系统综合应用的总体框架和支撑体系,并对地理信息系统综合应用的标准、机制和技术做深入的研究和探索,这些研究对城市地理信息系统综合应用具有一定的指导意义。