GIS工程建设相关问题探讨

摘要：地理信息系统简称GIS，是GeographicInformationSystem的缩写，它是在电脑的软件系统和硬件系统基础上建立的一个技术系统，以描述、显示、分析、运算、管理、储存、以及采集整个或部分地球表层以及大气层空间中的有关地理分布数据。认识和解决GIS工程建设中遇到的相关问题，对于有关应用软件的开发和完善，具有重要的指导意义。本文主要从地理信息系统（GIS）工程建设的发展概况、一般流程、应用模式及关键性因素等几个方面，阐述了GIS工程建设中的一般性问题，指出了我国GIS工程建设中存在的一系列问题。

1、引言

地理信息系统（GIS）可以对地理数据进行分析、显示、查询、输入、存储的一项计算机系统，该学科集合了计算机、遥感、地图学、地理学，具有较强的综合性，并在各个领域得到了广泛的应用。地理信息系统按照用途与目的可以划分为以下几个方面：资源环境信息系统；土地信息系统；其它各种专业地理信息系统；基础信息系统，主要用于国家和省级空间数据基础设施，以及各种专业基础的地理信息系统；城市地理信息系统，其中又包括土地管理、交通、城市管线、城市勘察、城市规划等信息系统。上世纪90年代以来，GIS在全球以前所未有的速度，在商业界、科学界、技术界，以及在经济、社会、管理部门都得到了大力的推广使用。认识和解决当前GIS工程建设中遇到的相关问题，对于GIS应用软件的开发和完善，具有重要的指导意义。

2、GIS工程建设发展概况

GIS工程建设是一项浩大的系统工程，其投资高而见效慢、用户需求迫切而建设周期长、技术难度高而建设者素质良莠不齐等特点，决定了其建设的复杂性和艰巨性。相比较于国外发达国家，我国的GIS工程建设虽然发展比较晚，但发展速度非常快，已建立了一定规模的专业队伍和学术组织，并在在GIS产业化发展、生产应用、软件开发、以及理论研究等方面的成绩也比较优异。（1）起步阶段：从1970年开始，我国逐渐在遥感技术、测量、以及制图等领域内，应用电子计算机。由于全球卫星遥感技术的快速发展，在1974年，我国引进了美国地球资源卫星图像，大力推动了我国影像解译，以及遥感图像处理工作的开展。通过不断努力，我国测绘局系统在地形测图工作和航空摄影测量方面取得了优异的成绩，在为GIS的空间数据库的建立提高了可靠的依据，另外，机助制图、解析和数字测图、数字高程研究和使用也得到了同步发展。进入80年代之后，我国执行“六五”、“七五”计划，遥感应用得到广泛推广，此外，GIS也开始了试验研究阶段。在典型试验中，其研究包括：分析算法、应用软件的开发、数据处理、空间数据库建设、以及数据规范和标准等。在专题试验和应用方面，基于全国大地测量和数字地面模型建立1：100万国土基础信息系统和全国土地信息系统，1：400万全国资源与环境系统以及洪水灾情预报与分析系统等专题研究试验。城市建设、勘测、规划等部门认可了辅助城市规划的各种中小型信息系统。（2）发展阶段：在1990年左右，由于我国国民经济的快速发展，推动了GIS的全面发展。国家测绘局取得了全国范围内1：25万比例尺数字地图，并建立了数字化测绘信息产业以及空间数据库。遥感应用从典型试验逐步走向运行系统，机、星、地一体化水灾监测的实时系统已通过“八五”和“九五”两个五年计划的攻关而走向运行，从航空和航天遥感影像上自动/半自动模式识别和提取特征，能一直持续地提供几何和属性数据给GIS。结和国家在“七五”期间所建立的交通运输、统计、以及企业管理等数据库，在“八五”和“九五”期间，建立和运转起来了多种形式的GIS专题。1999年底，由中国科学院、国家科技部会同其它多个部委在北京召开了第一届国际数字地球大会，发表了“数字地球北京宣言”，标志着我国GIS走上了一个全新的发展阶段。

3、GIS工程建设的主要流程

GIS工程建设可以划分为需求定义、系统设计、系统实施和运行与维护等四个阶段。各阶段的主要工作内容如下：（1）需求定义阶段：主要包括提出建议、方案评价和信息需求分析等主要步骤。其中，GIS建设之初，首先需要提出系统总的功能要求和若干初步方案；其次，需要对前阶段所提出的方案，从技术、经济、组织机构环境等各方面对方案进行评价，得到一个科学严谨且切实可行的方案；最后，需要进行需求分析，对得出的方案更加具体化。需求分析报告应尽量使熟悉业务而不熟悉计算机的管理、决策人员能够看懂，它和可行性报告一起，经上级批准后就进入系统的概要设计环节。（2）系统设计阶段：系统设计阶段包括概要设计、详细设计、数据库设计等过程。概要设计是解决系统要做什么的问题，与使用者之间的关系问题，详细设计是把需求转化为现实系统的具体设计，是解决怎样做的问题。完成了概要设计，下一步的实施计划，特别是时间、资金、人力的安排都比较明朗。如果概要设计和原先的需求分析、可行性研究有出入，则必须重新证实。因为进入详细设计环节后，再对原先定下的原则作修改，会浪费很多人力和时间。（3）系统实施：根据概要设计和详细设计确定的目标和内容，在系统设计的原则指导下，分步骤、分阶段的开发完成系统。（4）维护及运行：经过上述各个环节之后，系统正式提交用户，交付使用。在系统正式运行之后，并非系统建设已经一蹴而就，可以束之高阁了。对开发方而言，必须提供周到的售后服务以及将来的系统升级；对用户而言，必须一方面努力挖掘系统的功能与潜力并发现其不足而不断完善，另一方面要进行相应的工作方式转变、管理制度健全和机构职能调整等工作，要做到使系统来源于实际而高于实际。系统的试运行应由系统开发人员和用户共同进行，在试运行过程中进行正确性完善和适用性完善。

4、GIS工程建设的应用模式

GIS是一个新的技术，它将现代技术完美的融入了传统科学，从而形成一种新的思维模式，为空间数据分析提供了新的研究方法，有效的解决了各种实际工作问题。GIS应用模式按照其工程建设的应用方式和作用被划分为两种，一种是科学研究工具，另一种是办公服务系统。（1）科学研究工具在有关地学领域的科研项目研究中，通过应用GIS这一辅助手段，获得和分析科学计算结果。由于科研项目的规模和复杂程度不同，如公共服务设施的选址等规模较小，且内容简单的研究项目，使用GIS通用软件所具有的一般空间分析功能即可满足研究的需求；对于全球气候变化研究，或是大型工程环境评价等规模大、且内容比较复杂的项目，除了要用到GIS通用软件所具有的一般功能外，还需应用专家系统，或专业分析模型等。（2）办公服务系统按照GIS应用层次的高低，将其办公服务系统的应用模式划分为空间决策支持系统、空间事务处理系统、以及空间管理信息系统三个部分。空间事务处理系统可以有效地自动化处理日常事务，并对大量的空间信息进行准确、迅速、及时地处理。该系统已被广泛地应用于各种大型应用GIS的数据采集部门、具体事务部门、以及地图出版、地籍管理、资源调查、测绘等各个领域；空间管理信息系统的主要目标是高效的处理信息，它是基于空间事务处理系统上建立的，为管理者提供数据的查询和统计，以及专业的分析等辅助决策信息，该系统被广泛地应用于管网规划管理、城市规划、土地利用、以及道路交通管理等各个领域内；空间决策支持系统是在前两种系统的基础之上发展起来的更高一级的管理信息系统，其除了为决策者提供了一个模拟决策过程，还为其提供了选择方案的决策支持环境，有效地解决了半结构化和非结构化的决策问题，该系统被广泛地应用于宏观决策、区域可持续发展和行业发展规划等领域内。

参考文献

[1]陈述彭、复学军等，1999.地理信息系统导论，北京：科学出版社.

[2]宋小冬、叶嘉安，1995.地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用，北京：科学出版社.

[3]PrastacosP，2000.PuttingGISontheWeb，GeoInformationsSystem，13(1):13-16.

[4]修文群、池天河.1999.城市地理信息系统，北京希望电子出版社.

[5]张超、陈丙咸、邬伦.1995.地理信息系统，北京：高等教育出版社.

[6]龚健雅.1999.当代GIS的若干理论与技术，武汉测绘科技大学出版社.

[7]龚健雅.2001.地理信息系统基础，北京：科学出版社.

[8]XuXL.1999.ResearchonGeographicalInformationGeneralizationinUGIS，JointCommissionSymposiumofDynamicandMulti-DimensionalGIS，10(4-6):127-130.

作者：邹辉培 朱峰 单位：江苏省淮安市盱眙县测量队