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中国地理信息系统发展的历程及趋势

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  一.中国地理信息系统的发展历程

  自二十世纪八十年代以来,地理信息系统(GIS)在欧美国家已被广泛应用。特别是在与民生和经济息息相关的行业,如商业、城市规划、物流、交通、人口普查、疾病分析等领域,GIS技术的运用更是得到空前的发展。中国地理信息系统的研究与应用,起步于八十年代。同许多国家一样,中国GIS起源于遥感技术及计算机辅助制图学。由于遥感数据是栅格数据格式,因而很多GIS软件都是基于栅格数据格式开发的。栅格GIS的发展正是由于缺乏GIS数据,遥感数据是主要的环境数据来源。由于栅格GIS和数据本身的性质,早期GIS的应用主要集中在环境GIS领域,尤其是在环境资源,防灾减灾等方面的研究和应用。

  随着矢量数据逐渐出现,如数字化地图等,矢量GIS开始得到应用。由于矢量GIS软件的复杂性,所用软件大多为国外软件,如MapInfo和ArcInfo等。直到20世纪90年代初,中国GIS技术开始得到发展。最初矢量GIS主要用于电脑制图,如将纸质地图数字化为电子地图。矢量数据的出现使GIS的应用进入城市管理和规划领域成为了可能,与此同时,中国正进行着20世纪90年代初的城市土地改革。此次改革中,土地被视为一种带有明确标价的商品。土地作为城市的资产非常昂贵,珍贵的土地价值可以支持任何昂贵的GIS软件及硬件,因而许多城市开始发展GIS技术并将其应用到土地管理和城市规划发面。

  二.中国地理信息系统所取得的成就

  过去二十多年来,在广大科研工作者的共同努力下,我国在GIS研究领域取得了一定的成绩,在国际学术界有了一定的地位,是世界GIS科研强国之一。中国GIS 的发展和所取得的成就对国内众多领域的发展及有效管理都有很大贡献,同时也为国际GIS学术界培养了大批人才并产生了大量高质量的论文。

  近年来,中国GIS协会会员数量和我国GIS学者在国际一流GIS杂志上发表论文的数量都在不断增加。过去由于多种原因,我国学者很少在国际一流GIS杂志上发表学术论文,但近年来我国学者开始在《International Journal of Geographic Information Science》等国际上最权威的GIS杂志上发表学术论文。同时五名中国学者最近更成为了国际最权威的GIS杂志《International Journal of Geographic Information Science》的编辑委员。此外,中国GIS学者还积极地参与各种国际学术交流活动,如于2000年8月在北京举办的国际地理联合会(IGU)第九届International Spatial Data Handling Symposium,及今年7月在北京举办的国际摄影测量与遥感学会大会(ISPRS 2008 Beijing)。此外,过去二十多年中国大陆和香港GIS学者还发起并组织了多个国际学术讨论会,在国际GIS学术界中产生了一定的影响。

  三.中国地理信息系统的发展趋势

  1.GIS数据的共享和开放

  在中国,数据问题是限制GIS发展的突出问题。GIS的研究对象和基础是数据,离开了数据,GIS也就失去了价值。尽管我国GIS取得了辉煌的成就,但从应用上来看,GIS的发展规模和普及程度都与发达国家存在着明显的差距。尤其是在民用和经济领域,GIS的应用更为落后。目前,我国GIS的应用范围很窄,大多集中在一些政府部门和科研机构所承担的大型项目中,社会普及率很低,对整个社会生产力发展的促进作用还不明显。这种情况与我国在GIS研究领域所取得的国际领先地位极不相称。造成这种现象的原因很多,但主要原因是GIS数据的保密性。自八十年代以来,不同层次的政府部门投入了大量资源和技术建立了丰富的GIS数据。但是,出于国防和国家安全考虑,地图的生产、出版、数字化等各个环节都有严格的限制。数据获取困难是GIS技术发展的严重障碍和瓶颈,使我们的国际领先科研成果得不到发挥,更不能为人民生活和经济发展带来好处。现在卫星遥感图像的分辨率日益提高,很多商业公开在全球发行的卫星遥感图像如IKONOS和Quick Bird的精度是0.6到1米,而一般的GPS的精度也提升至10米,对制作1:5,000的数字地图已经绰绰有余。事实上,发达国家采用比较开放的数据政策也是出于这样的考虑。各种测绘技术和GPS的不断发展,限制地理信息数据的公开使用已经意义不大,只会限制科技为群众服务,限制GIS科技对社会经济效益的贡献。不同的应用领域所需的数据精度也不一定需要很高,如旅游和交通导航系统,允许1:5,000比例尺和详细度比较低的数据公开即能满足很多用户的要求,可以为整个社会的运行效率带来巨大的益处。提升数据的共享和开放,可以让GIS更广泛地应用于各个领域,更可以促进经济活动的效率,提高竞争力。另外,还可以减少GIS数据的成本,降低行业进入门槛,扩大GIS技术的应用,让数量众多的中小型企业从中受惠,开发出更多实用高效的GIS技术。随着大量GIS数据的共享和开放,GIS将在各个领域中发挥强大的功能,更好好地为人民生活和经济发展服务。

  2.GIS软件开发的产业化及市场化

  近几十年来,我国GIS技术得到了长足的发展,GIS基础软件技术支持得到了全面加强。目前,我国已形成了一批具有自主产权的GIS软件品牌,如MapGIS、SuperMap、GeoStar等,并在较多领域内得到应用。但总体上看,中国GIS市场尚处于初始发展阶段,规模偏小,空间分布不均衡,产业化及市场化程度还不够。GIS软件应用及开发主要集中在高校及科研机构,也有不少政府部门自己成立新的部门,承担自己系统的设计、开发和维护。在市场环境中,与ArcGIS或MapInfo这样的产业化公司相比,这些机构和单位也许有较强的开发能力,但在市场拓展及售后服务方面则相形见绌,而市场及服务对于软件产品的成功是非常重要的。为进一步发展中国GIS软件产业,我们在产业化及市场化方面还有很多工作要做。

  3.交通GIS和网络GIS的发展

  在我国交通GIS和网络GIS将是GIS的主要发展领域。GIS在商业及民用领域最广泛的应用就是汽车导航和网上地图服务。交通信息与地理空间信息息息相关,因此,交通领域必然是GIS的重点应用领域之一。随着汽车拥有量和物流业在中国的不断增加,对交通信息和车辆导航的需求也逐渐增大。交通GIS凭借其强大的交通信息服务和管理功能必将促进交通规划、建设、管理以及智能交通的发展,同时可以带来巨大经济及社会效益。据统计,日本在使用智能交通系统以前,仅1991年因交通事故(或与交通有关的意外)的死伤人数就达100万人,因交通拥堵而损失了53亿小时,造成约12万亿日元的直接经济损失。采用智能导航系统后,交通堵塞和交通事故的问题大为改善。现在日本ITS的目标是到2015年将道路交通事故减少为现有的50%。使用智能导航系统亦能有效地提高交通运输能力和效率,节省时间,减少环境污染。

  网络GIS(WebGIS)是将Internet与 GIS结合在一起开发,使得 GIS软件或信息可以在高速的网络环境中实现漫游和共享,这将大大开拓GIS 的应用领域。利用网络来发布空间数据,为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能,形成一个网络化的地理空间集成平台,将是GIS 系统发展的必然趋势。WebGIS的应用可以很好的支持服务业的发展,例如通过网络我们可以方便地查找银行,酒店或商场的地址。这方面已有较多成功的应用,如Google地图和香港的中原地图(www.centamap.com)等。随着中国经济的发展,第三产业将不断增,WebGIS的发展和应用可以更好地为人民生活和经济发展服务。(中国科学院院士,香港大学 叶嘉安)

  


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