环境遥感应用现状与展望8189.docx

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1、目录录【遥感遥遥测】1环境遥感感应用现现状与展展望1GIS发发展的最最新趋势势及其应应用前景景3国产GIIS之路路6城市自来来水企业业信息集集成应用用初探77遥感辐射射特性研研究的现现状与展展望100【自动化化控制】14环境控制制自动化化：控制制理论新新的应用用领域114水工业自自动化控控制技术术的发展展趋势118水环境工工程仿真真实验和和可视化化设计的的虚拟仪仪器200【遥感遥遥测】环境遥感感应用现现状与展展望一、国国内环境境遥感应应用现状状遥感感技术在在我国资资源、林林业、农农业、水水利等部部门已有有广泛的的应用，为为国家社社会经济济发展作作出了巨巨大贡献献。同时时也完成成了大量量的基础础

2、研究工工作，建建立了中中国典型型地物的的波谱数数据库和和资源遥遥感调查查技术规规范。在环环境保护护中的遥遥感技术术应用在在我国开开展较晚晚，但经经过广大大科研人人员的奋奋发努力力，在条条件十分分有限的的情况下下，在大大气环境境、水环环境、生生态环境境等众多多领域开开展了多多方面的的研究探探索工作作，并取取得了较较大成果果。在大大气遥感感监测方方面，我我国重点点开展了了四个方方面的工工作：一一是利用用遥感技技术监测测大气污污染与污污染源，如如辽宁省省环保所所应用红红外扫描描仪对抚抚顺露天天煤矿进进行了监监测，分分析了矿矿坑上空空逆温层层的形成成与大气气污染物物扩散的的关系，搞搞清了矿矿坑内产产生

3、污染染的条件件，为露露天矿场场的污染染防治和和环境污污染预报报提供了了科学依依据；中中国环境境科学研研究院在在太原市市进行了了以大气气污染为为目标的的遥感监监测；北北京市环环境保护护科学研研究院曾曾对规划划市区的的烟囱高高度、分分布进行行了航空空遥感分分析。二二是通过过遥感图图像上植植物的季季相节律律变化和和遭受污污染后的的反应差差异，以以植物对对污染的的指示性性反演大大气污染染，如确确定大气气污染的的范围、程程度和扩扩散变化化，如进进行津渤渤环境遥遥感试验验时曾利利用遥感感图像上上呈现的的树冠影影像的色色调和大大小差异异，圈定定了二氧氧化硫和和酸气、氟氟化氢等等典型污污染场。三三是以地地面采

4、样样的分析析结果作作参照量量，与遥遥感图像像相结合合进行相相关分析析，如进进行津渤渤环境遥遥感试验验时，曾曾采集树树木叶片片测定其其含硫、含含氯量，以以及树皮皮的PHH值，分分析二氧氧化硫、氯氯气、酸酸雾的污污染。四四是利用用飞机携携带大气气监测仪仪器，在在污染地地区上空空分层采采样，然然后进行行数据处处理分析析，如天天津、太太原曾用用这一方方法监测测了大气气气溶胶胶、飘尘尘、二氧氧化硫的的时空分分布特征征和运移移规律。在水污染染的监测测方面，我我国先后后对海河河、渤海海湾、蓟蓟运河、大大连湾、长长春南湖湖、于桥桥水库、珠珠江、苏苏南大运运河、滇滇池等大大型水体体进行了了遥感监监测，研研究了有

5、有机污染染、油污污染、富富营养化化等；利利用水体体叶绿素素与富营营养化间间的关系系研究了了滇池水水体污染染与富营营养化状状况；利利用卫星星遥感资资料估算算了渤海海湾表层层水体叶叶绿素的的含量，建建立了叶叶绿素含含量与海海水光谱谱反射率率之间的的相关模模式，定定量地划划分了有有机污染染区域；利用水水体热污污染原理理先后对对湘江、大大连湾、海海河、闽闽江、黄黄浦江等等进行了了红外遥遥感监测测。在固固体废弃弃物的监监测方面面，利用用遥感技技术对我我国多个个城市的的工业废废渣和生生活垃圾圾及堆放放地与污污染状况况进行了了监测，如如中国环环境科学学研究院院在“八五”期间采采用遥感感方法对对北京市市的垃圾

6、圾堆放场场作了监监测研究究。在生态应应用方面面，进行行了多方方面的工工作。如如较早进进行的津津渤环境境遥感试试验中，曾曾对天津津市区土土壤中某某些重金金属的污污染状况况做了监监测、分分析；此此后不少少城市利利用遥感感技术开开展了城城市热岛岛效应与与生态环环境研究究，如天天津市、酒酒泉市、昆昆明市等等都进行行了多级级多时相相的城市市遥感监监测研究究。此外外，我国国在湿地地监测、森森林调查查、草原原监测，流流域治理理等各个个方面都都采用了了先进的的卫星遥遥感技术术，完成成的重大大课题有有资源环环境动态态遥感与与模型分分析试验验研究、再再生资源源遥感研研究、国国家资源源环境遥遥感宏观观调查与与动态监

7、监测研究究等。二二、环境境保护卫卫星遥感感需求分分析监测测是环境境管理的的重要手手段之一一，连续续监测、定定时监测测和严格格的管理理相结合合，才能能准确地地反映环环境质量量状况，才才能有针针对性地地加强监监督管理理。1.环境境空气质质量监测测需求在与与地面环环境监测测网配合合的条件件下，需需进行遥遥感监测测的大气气污染因因子有OO3、CO2、SO2、NO2X、CH4及其它它成分；对重要要大气污污染源实实施监控控，如黑黑度、烟烟尘、粉粉尘、SSO2和和NOXX等。对对主要气气象要素素，如大大气温度度、密度度分层、地地表温度度和云量量等物理理特性进进行监测测。在正正常的情情况下，监监测频率率为每周

8、周进行三三次左右右的日常常例行监监测，对对污染事事故和生生态事故故每天需需进行一一次监测测。空间间分辨率率为200m5000m，以以反映大大气污染染物迁移移扩散的的过程。2.水环环境质量量监测需需求水环环境质量量监测的的要素有有水温、色色度、悬悬浮物、叶叶绿素，有有机物、总总磷、总总氮等指指标(一些指指标可以以通过另另外监测测指标相相关推得得)。对我我国大江江、大河河、沿海海流域、港港口、海海湾实施施日常例例行监测测每周需需进行三三次，对对赤潮、溢溢油，重重大污染染物泄漏漏等污染染事故，每每天需进进行一次次监测。监监测污染染带的变变化空间间分辨率率上需要要3m20mm，大江江、大河河及河口口、

9、海湾湾水环境境质量监监测空间间分辨率率上需要要20m5000m，以以反映水水污染物物迁移扩扩散的过过程。3.生态态环境监监测需求求利用用卫星遥遥感对自自然生态态进行监监测的内内容有：森林覆覆盖状况况及生态态功能动动态变化化监测、草草地覆盖盖状况及及动态变变化监测测、湿地地资源状状况及动动态变化化监测、生生物多样样性状况况及动态态变化监监测，农农村生态态变化监监测、矿矿资源开开发的生生态破坏坏的监测测、城市市开发建建设状况况和城市市保护的的监测等等等。监监测周期期上可以以10天或或60天一一次，对对城市、农农业生态态监测的的空间分分辨率要要求较高高，需达达到100m30mm，自然然生态监监测的空

10、空间分辨辨率要求求在200m1000m。4.固体体废弃物物监测需需求目前前，地面面垃圾乱乱堆放造造成的环环境污染染在我国国各大城城市乃至至乡村地地带随处处可见，“垃圾围城”的现象已十分普遍。遥感监测的内容有：工业、生活垃圾的堆放状况，堆放点的分布，堆放点的面积、数量等，优化垃圾处理处置场。从空间分辨率上要求比较高，达到3m10m的水平。5.重大大开发项项目、重重大工程程的环境境与生态态监测需需求许多多重大开开发项目目、重大大工程不不仅工程程时间长长，而且且波及面面广，工工程建设设的后续续影响难难以预料料，所以以需对工工程效果果进行长长期跟踪踪监测，如如三峡工工程、南南水北调调工程、上上海浦东东

11、开发区区等引起起的环境境问题及及工程建建成后的的环境状状况令世世人注目目。因此此，利用用遥感技技术对其其进行动动态、连连续、准准确的监监视与评评价十分分必要，而而且实施施效果好好。空间间遥感可可在建设设期工程程对生态态、环境境影响实实施监控控；在运运行期对对生态、环环境的演演变实施施监控等等。监测测指标主主要是水水环境质质量指标标和生态态环境质质量指标标。6.重大大环境事事故的追追踪调查查监测需需求近年年来，重重大环境境污染和和生态破破坏事故故不断发发生，如如油船严严重泄漏漏、大爆爆炸，特特大沙尘尘暴，大大量有毒毒气体泄泄漏，重重大的水水质污染染等等。而而在这些些事故突突然发生生时，现现有常规

12、规手段根根本无法法实现迅迅速、准准确、动动态的监监测与预预报，以以致环保保和有关关部门难难于快速速、恰当当地作出出决策。需需要利用用遥感技技术及时时发现环环境事故故，对事事故的发发生和发发展进行行监测评评估，制制定紧急急对策和和措施。7.环境境数据的的卫星采采集、传传送目前前，各监监测点获获取的监监测数据据都是通通过电信信部门经经县地市省环保保业务部部门传到到中国环环境监测测总站，数数据传输输环节多多，难以以使管理理部门快快速获得得实时准准确的监监测信息息。建立立中国环环境监测测网卫星星数据采采集系统统(传输网网)，能真真正实现现监测网网的统一一管理，通通过科学学安排，使使这些来来自全国国城乡

13、各各地，甚甚至偏僻僻地区的的环境监监测数据据都能快快速、准准确、及及时地传传送到中中国环境境监测总总站，而而无瓶颈颈之虑。保保证管理理部门能能尽快获获得实时时准确的的监测信信息。利利用卫星星和无人人值守DDCP是是解决偏偏僻地区区的环境境监测和和国界、省省界断面面的水质质状况监监测的唯唯一手段段。利用用卫星系系统还能能方便地地设立移移动站，为为应急监监测系统统提供快快速反应应的技术术支持。8.增强强国际地地位，维维护国家家利益需需要随着着环境问问题日益益国际化化，环境境保护工工作已越越来越多多的与国国家的权权益以及及外交工工作联系系在一起起。只有有掌握了了环境监监测的主主动权，在在维护国国家的

14、权权益和外外交活动动中才有有更多的的发言权权。因此此，建立立我国自自己的环环境遥感感监测系系统，不不仅是我我国环境境保护工工作的迫迫切需要要，也是是维护国国家权益益和外交交工作的的迫切需需要。9.提高高全球及及我国环环境科学学研究水水平大气气和水污污染，酸酸雨，气气候变化化，臭氧氧层耗竭竭等一系系列环境境问题不不仅是我我国，也也是全世世界所面面临的严严重问题题。地球球只有一一个，几几乎所有有的环境境问题都都是全球球性的，都都需要用用全球的的观点来来研究和和解决。为为此，采采用卫星星遥感这这一面向向全球的的先进技技术，是是全球及及我国环环境科学学研究的的必要途途径，它它不仅可可以为我我们提供供大

15、面积积，全天天时，全全天候的的环境监监测手段段，更重重要的是是能够为为我们提提供常规规环境监监测手段段难以获获得的全全球性的的环境遥遥感数据据，这些些数据将将成为我我们进行行环境监监测，预预报和科科学研究究不可缺缺少的基基础。三、我国国环境遥遥感应用用存在的的关键问问题1.环境境遥感监监测的指指标体系系环境境监测的的内容很很多，有有生态环环境、水水环境、大大气环境境以及城城市环境境等专业业领域，哪哪些指标标能采用用卫星遥遥感技术术进行有有效的监监测，其其最佳监监测光谱谱分辨率率、监测测时间频频率和监监测空间间分辨率率，还不不是十分分清楚，更更没有形形成实用用模型数数据库。2.环境境遥感应应用的

16、技技术规范范体系从国国外研究究资料表表明，卫卫星遥感感技术能能够在环环境保护护领域中中应用是是无疑的的。我国国在这方方面的应应用还刚刚刚起步步，没有有形成系系统的技技术方法法和规范范。目前前各部门门、单位位只进行行零散的的研究，这这些研究究工作不不可能形形成系统统的应用用能力。要要得到全全面的应应用必须须有一整整套技术术方法和和规范，如如国土资资源调查查规范等等的出台台，为卫卫星遥感感技术在在我国国国土资源源领域应应用打下下可靠的的基础。3.卫星星遥感地地理信息息系统建建设天地地一体化化的卫星星遥感地地理信息息系统建建设没有有上述两两项基础础工作是是不可能能完成的的。尽管管环境保保护系统统在硬

17、件件建设方方面下了了很大工工夫，从从国家级级、省(市)级到地地(市)级，均均配备有有较先进进的环境境信息收收集、处处理和应应用的设设备条件件，但是是由于缺缺乏大量量环境保保护专业业应用系系统，使使得高档档的设备备随着时时间的推推移，逐逐渐老化化。这些些设备很很大程度度上没有有发挥应应有的作作用。4.遥感感地理信信息系统统的管理理决策支支持系统统这一一工作是是将环境境遥感和和地理信信息系统统技术全全面推向向实用化化，是遥遥感地理理信息系系统的最最终应用用，它需需要前述述三项工工作基础础，此外外，还需需要大量量决策模模型。5.可稳稳定使用用的数据据源不足足从国国内外文文献资料料分析，对对环境遥遥感

18、应用用的数据据源的要要求很高高，不仅仅仅是陆陆地卫星星数据，还还需要高高光谱分分辨率、高高空间分分辨率或或高时间间分辨率率的卫星星遥感数数据源。我我国资源源卫星信信息源的的应用还还刚刚起起步。国国外卫星星资源很很难做到到同步监监测要求求。四、国国家环境境遥感应应用系统统建设1.环境境遥感监监测系统统任务接收来来自灾害害和环境境监测小小卫星星星座系统统、气象象卫星系系统、资资源卫星星系统等等各种环环境监测测信息，以以及国家家环境监监测网站站地面监监测信息息，结合合国家社社会经济济及各部部门环境境与生态态数据，进进行综合合处理与与分析。根据卫卫星遥感感信息，对对森林覆覆盖、荒荒漠化、水水土流失失、

19、湖泊泊干涸河河流断流流、湿地地、绿洲洲、草场场、冰川川、河口口、土地地资源、城城市等生生态环境境状况进进行动态态监测；对大气气中二氧氧化碳(CO22)、甲甲烷(CCH4)等温室室气体，二二氧化硫硫(SOO2)、氮氮氧化物物(NOOX)等等致酸污污染物，臭臭氧层变变化等全全球环境境问题；湖泊富富营养化化、大江江大河污污染带、海海洋赤潮潮污染等等水环境境污染，垃垃圾堆放放等固体体废物环环境污染染进行动动态监测测；对沙沙尘暴、赤赤潮、海海上溢油油、化学学品泄漏漏等重大大污染事事故进行行遥感监监测，并并制作和和分发环环境遥感感数据产产品。应用环环境卫星星监测与与预报系系统，结结合现有有地面环环境监测测

20、站数据据，建立立天地一一体化的的全国生生态环境境遥感监监测与预预报系统统，定期期向国家家报告我我国大气气环境状状况、水水环境状状况、生生态环境境状况、固固体废物物环境状状况及其其污染趋趋势；建建立重大大污染事事故应急急监测系系统。2.环境境遥感监监测系统统组成环境境卫星监监测与预预报系统统主要由由4个部分分组成，它它们分别别是：环境遥遥感地理理信息系系统该系系统是国国家卫星星环境监监测与预预报中心心的支撑撑系统。它它将在全全国环境境波谱数数据库、全全国环境境遥感影影象数据据库、全全国环境境背景地地理数据据库的支支持下，通通过在环环境遥感感地理信信息系统统平台上上运行波波谱分析析软件，图图象处理

21、理软件和和地理信信息系统统软件，实实现对灾灾害和环环境卫星星监测与与预报卫卫星星座座环境遥遥感数据据的存储储、处理理和管理理。环境遥遥感专业业应用系系统该系系统是国国家卫星星环境监监测与预预报中心心的应用用平台，也也是环境境遥感地地理信息息系统的的上层系系统(它的输输入就是是底层系系统的输输出)。它直直接利用用环境遥遥感地理理信息系系统数据据产品，在在环境专专业模型型和环境境反演模模型的支支持下，实实现环境境遥感专专业数据据产品的的制作、灾灾害和环环境卫星星监测与与预报卫卫星星座座遥感数数据的环环境应用用。环境遥遥感决策策支持系系统该系系统是国国家卫星星环境监监测与预预报中心心的最上上层系统统

22、，它的的输入既既可以是是环境遥遥感地理理信息系系统的输输出，也也可以是是环境遥遥感专业业应用系系统的输输出。它它在环境境预测、评评价和决决策模型型的驱动动下，利利用环境境遥感地地理信息息系统作作为支撑撑工具，利利用环境境遥感专专业应用用系统作作为应用用基础，经经过环境境预测分分析和环环境评价价分析，生生成环境境保护辅辅助决策策方案，并并进行环环境遥感感数据产产品的制制作和分分发。数据网网络环境境国家家卫星环环境监测测与预报报中心将将基于计计算机网网络技术术建立高高可用性性和可扩扩展性的的开放网网络环境境，并装装备高性性能计算算机系统统、网络络服务器器、海量量数据管管理系统统和高速速图象处处理系

23、统统、高密密度数字字线性磁磁带存储储设备、网网络互联联的数字字化平台台、可读读写CDD-RWW、大幅幅面图形形图象输输入、输输出设备备等。随着着我国航航天事业业的蓬勃勃发展，风风云1号、风风云2号卫星星，资源源1号、资资源2号卫星星的成功功发射，为为环境遥遥感监测测提供丰丰富的数数据源，必必将为卫卫星遥感感在环境境保护领领域的广广泛应用用起到积积极推动动作用，并并更好地地为环境境管理决决策服务务。GIS发发展的最最新趋势势及其应应用前景景地理信息息系统 (Geeogrraphhic Infformmatiion Sysstemm,简称称 GIIS)是是一种以以采集、贮贮存、管管理、分分析和描描

24、述整个个或部分分地球表表面与空空间地理理分布有有关数据据的空间间信息系系统。在在现代信信息社会会里 ,GISS作为一一种集地地理空间间特征和和各种统统计信息息为一体体的特殊殊信息系系统 ,是信息息高速公公路上的的节点和和基础设设施 ,受到全全社会的的广泛关关注 ,成为目目前国内内外地学学领域热热门的研研究课题题。本文结合合作者近近几年来来在国内内以及在在加拿大大访问学学习期间间从事 GISS领域研研究的工工作经验验与研究究、学习习成果 ,对目目前国内内外 GGIS的的最新发发展及其其应用前前景进行行探讨 ,以其其同国内内的同行行与专家家进行交交流。1.目前前 GIIS的主主要研究究领域与与发展

25、趋趋势1.1 组件(CCompponeentss)GIIS Compponeentss GIIS是一种种新的 GISS开发思思想 ,它是将将 GIIS功能能分散制制作成 Acttivee X Conntrool和Auttomaatioon,这这些标准准的 AActiive X CConttroll和 Auutommatiion可可以被任任何支持持它们的的开发环环境调用用 ,以便便在原有有的或新新开发的的信息系系统中加加入 GGIS功功能。目目前国际际上比较较流行的的Commponnentts GGIS软软件有 ESRRI的 Maap OObjeectss,Maap IInfoo公司的的 Maa

26、p XX等。现在市场场上流行行的 GGIS软软件有很很多 ,工作站站版的有有ARCC/INNFO,Intterggrapph,MMicrro SStattionn,等；桌面 GISS系统有有 MaapInnfo,Arccvieew,AAutoo Deesk及及国内的的 Maap GGIS,Geoo Sttar等等。这些些系统的的共同特特点是它它们将图图形处理理 ,空间间查询与与分析 ,属性性管理及及其它GGIS功功能都包包含在一一个比较较庞大的的系统中中。对于于一些用用户来讲讲这可能能是比较较适宜的的 ,但对对许多用用户来讲讲可能会会存在如如下问题题 : 1)对于于大多数数用户来来说 ,他们可

27、可能只需需要部分分而不是是全部 GISS功能,用户必必须为购购买整个个GISS软件系系统而支支付较高高的费用用。如基基于 GGPS和和 GIIS的城城市交通通管理系系统或者者用于环环境分析析的GIIS系统统 ,可能能就不需需要很强强的图形形处理功功能。而而用于城城市规划划的 GGIS系系统或基基于宗地地的地籍籍管理系系统则要要求较强强的图形形处理功功能。如如果使用用 Coompoonennts GISS进行系系统开发发用户就就不需要要购买整整个 GGIS软软件系统统 ,而只只要在 GISSCommponnentts的基基础上进进行开发发组装即即可。2)由于于大部分分 GIIS软件件都需要要进行

28、二二次开发发后才能能满足用用户的特特殊需要要 ,而目目前的 GISS软件所所用的开开发工具具有许多多并非标标准语言言。这对对用户提提出了较较高的要要求 ,也对原原有系统统的改造造带来许许多不便便。而 Commponnentts GGIS一一般都支支持标准准的开发发语言 ,如 Viisuaal BBasiic,VVisuual C+,Jaava等等,这对于于专用系系统的开开发比较较快捷和和便利。3)利用用 Coompoonennts技技术更容容易建立立 Innterrnett GIIS或 Inntraanett GIIS信息息系统。1.2IInteerneet或 Inntraanett GIIS

29、 信息高速速公路的的建立极极大地方方便了世世界各地地用户间间信息交交换与信信息查询询。由于于 GIIS能提提供丰富富的空间间查询、空空间分析析及属性性管理功功能 ,因此GIIS正在在成为 Intternnet(国际互互联网 )或Inttrannet(企业局局域网 )的一一个主要要内容。建建立 IInteerneet GGIS的的主要目目的在于于以下几几个方面面 : 1)远距距离空间间数据共共享与信信息查询询和交换换；2)为公公众提供供 GIIS服务务；3)建立立大规模模甚至超超大规模模的空间间网络信信息系统统；4)为其其它学科科的研究究提供基基础信息息资料。目前用于于 Innterrnett

30、GIIS系统统开发的的工具主主要有 ESRRI的 Maap OObjeectss IMMS(IInteerneet MMap Sevver)和 Arrc VVieww IMMS,MMap Inffo公司司的 MMap Xtrremee以及网网络版的的 Auutoddeskk等。Inteerneet GGIS主主要由空空间数据据库、IInteerneet应用用程序及及用户界界面几个个部分组组成 ,由于篇篇幅关系系 ,作者者将在以以后的文文献里专专门论述述 Innterrnett或 Inntraanett GIIS的结结构、数数据管理理、系统统开发建建立过程程等。1.3 Datta WWareeh

31、ouusinng Dataa Waarehhoussingg的字面面意思是是建立数数据仓库库。由于于空间数数据量非非常大 ,这些些数据大大都分散散在政府府和私人人机构及及公司的的各个部部门 ,数据的的管理与与使用变变得非常常的复杂杂。但同同时由于于这些空空间数据据具有极极大的科科学和经经济价值值 ,因此此大多数数发达国国家都比比较重视视空间数数据库的的建库工工作 ,在这些些国家一一般都有有许多研研究机构构和政府府部门参参与到空空间数据据库建立立的研究究工作中中。目前前在北美美、欧洲洲、澳大大利亚等等国提出出了 SSDI或或 NSSDI的的概念。 SDI的全称是 Spatial Data Inf

32、rastructure,NSDI的含义是 National Spatial Data Infrastructure,其字面意思是 (国家 )空间数据基础设施。98年6月份在加拿大首都渥太华召开的第十届国际地理信息工程学术会议更把 SDI作为本次会议的主题 ,可见国际上对地理空间数据基础设施建设的重视。国家测绘局也积极地推进我国SDI的建设工作 ,并提出规划模式 ,部分内容已经在实施当中。1.4 3D GISS 地球以及及各种物物体都是是以三维维空间的的形式存存在的 ,因此此目前二二维 GGIS技技术或二二维半 (平面面X,YY坐标加加高程 )GIIS对于于完整的的描述地地球上的的对象是是有一定

33、定限制的的。需要要用三维维空间来来描述的的应用领领域有如如下几个个方面 :气象象学、地地质学、采采矿学、石石油勘探探与开发发、计算算机辅助助设计与与制造(CADD/CAAM)、医医学影像像和机器器人学等等。一个个三维 GISS空间信信息系统统应该能能够模拟拟、表示示、管理理、分析析与三维维实体相相关的信信息 ,并提供供决策支支持。1.5建立大大型 GGIS空空间数据据库的新新方法GIS系系统一般般由两个个部分组组成 :其一是是应用程程序 ,它包括括专门的的 GIIS应用用软件以以及用标标准或非非标准程程序语言言所开发发的用户户界面及及系统工工具；另另一部分分是数据据。在 GISS系统中中 ,空

34、间间数据库库的建立立是一项项非常复复杂的工工作。目目前大多多数 GGIS系系统中在在处理空空间数据据和属性性数据时时都是将将两者分分开存放放和管理理。比如如在 MMap Inffo系统统中用 Mapp来存放放几何和和空间数数据 ,而用 ddat来来存放空空间实体体的属性性数据；又如在在 Arrc VVieww系统中中用Shhapeefille来存存放几何何和空间间数据而而用 DDBF来来存放属属性数据据。上述述数据管管理和存存放方式式对于小小型的 GISS系统有有一定的的优越性性 ,但对对于建立立以面向向对象为为基础的的大型 GISS系统就就存在很很多缺陷陷。因此此 ,现在在已经出出现了一一些

35、新型型的 GGIS空空间数据据库管理理系统 ,这些些新的系系统将空空间数据据与属性性数据存存放在同同一个数数据库管管理系统统中。如如 Orraclle开发发的 SSDO和和 ESSRI开开发的 SDEE(Sppatiial Datta EEngiine)都属于于这种类类型的空空间数据据库系统统。1.6GGIS与与多媒体体数据及及 GPPS和 RSS的集成成GIS与与多媒体体数据及及 GPPS和 RSS的集成成使得基基于空间间数据的的信息管管理系统统变得更更加灵活活多样 ,极大大地拓宽宽了信息息来源渠渠道 ,方便用用户对各各种信息息的存储储与管理理 ,同时时能够建建立起更更加科学学的决策策系统。

36、目前在 GISS中可以以使用多多种形式式的多媒媒体数据据。比如如在 AArc Vieew中通通过使用用 hoot llinkk或其它它工具 ,可以以把 WWordd文件、EExceel电子子报表、VCD声像资料、摄影像片、卫星影像等纳入到 GIS系统中 ,用户可以根据需要对这些信息进行查询和管理。GIS与 GPS和 RS的集成问题已被研究了多年目前已进入实用开发阶段。笔者在加拿大学习访问期间曾参与了一个GIS应用系统的开发研究工作 ,其中用 Arc View作为系统平台 ,用面向对象的程序语言 (Object- Oriented Programming Language)Avenue作为开发工

37、具开发出了一个用于特种工业管理的基于 GIS的信息管理系统。整个系统的管理包括原材料产地、加工厂、运输过程、产品更新换代储存地、产品销售地等环节。在此系统中就使用了 Excel电子报表、Word文档资料、像片 (Photos)、影像(Images)、影视片 (Video)及GPS动态数据。1.7开放型型 (OOpenn)GIIS 目前一种种多用户户、跨平平台的 Opeen GGIS技技术正在在被国外外的许多多研究机机构、政政府部门门和高等等院校所所研究和和开发利利用。开开放型 GISS的研究究和应用用使得各各政府部部门及企企业之间间不同格格式的数数据能够够方便地地互访 ,有利利于网络络GISS

38、及分布布式 GGIS空空间数据据库的建建立 ,使 GIIS的应应用领域域及其功功能大大大拓宽。1.8虚拟现现实技术术虚拟现实实是目前前 GIIS研究究领域的的另一重重要方向向。虚拟拟现实是是对人类类真实世世界某一一部分或或某一过过程的逼逼真模拟拟 ,给人人提供视视觉、听听觉、触触觉、力力觉、嗅嗅觉等信信息 ,令人完完全置身身于虚拟拟世界中中 ,感受受与现实实系统一一致或接接近 ,从而让让人产生生一种虽虽幻犹真真的沉浸浸感。美美国 MMultti GGen公公司生产产的Muultii Geen软件件已可以以利用地地理信息息中心的的数字地地形海拔拔数据 (DTTED)、数字字文化特特征数据据(DF

39、FAD)和与之之配套的的航空或或卫星照照片 ,快速高高效地构构造任何何地区的的地形地地貌和文文化特征征。2GISS的主要要应用领领域自 6 0年代代加拿大大建立世世界上第第一个地地理信息息系统并并由 TTomllinsson率率先提出出 GIIS的概概念之后后 ,在最最近的二二十多年年时间里里 GIIS的研研究与应应用得到到了突飞飞猛进的的发展。尤尤其是在在应用方方面 ,目前 GGIS已已经被应应用到环环境模型型建立、城城市规划划与管理理、社会会经济统统计与分分析、土土地管理理、地籍籍测绘与与管理、交交通与管管道管理理等与空空间信息息有密切切关系的的各个方方面。下下面对 GISS的主要要应用领

40、领域作一一简单的的总结。2.1环境保保护与管管理主要用 GISS建立环环境模型型和环境境信息系系统 ,对环境境的变化化及发展展趋势进进行预报报分析 ,同时时通过统统计分析析及模拟拟研究为为环境保保护提供供决策依依据。此此外 ,GISS技术也也已被用用来建立立植物种种类与栖栖息地及及环境因因素有关关的信息息系统中中。2.2社会调调查与统统计分析析GIS在在国外已已被广泛泛的应用用到人口口学、选选举、人人文地理理等方面面 ,我国国也已经经开始开开展这方方面的研研究和应应用工作作。2.3城市基基础设施施管理城市基础础设施主主要是指指城市地地下管道道 (包括括自来水水、污水水排放、煤煤气等管管道 )、

41、通信信网络、邮邮政网点点、道路路与交通通设施等等。由于于这些设设施同时时具有与与几何和和空间位位置相关关的特性性 ,建立立基于 GISS的信息息系统能能够提高高对这些些设施的的管理水水平 ,同时能能够极大大地提高高设计与与施工、设设备维护护与故障障排除、线线路改造造等方面面的效率率 ,从而而产生巨巨大的经经济效益益和社会会效益。2.4土地信信息系统统的建立立GIS最最早是从从土地信信息系统统 LIIS建立立的过程程中发展展起来的的 ,而大大量高质质量 GGIS软软件平台台的出现现又促进进了土地地信息系系统的建建立。目目前基于于 GIIS软件件平台的的土地信信息系统统无论是是图形处处理、空空间分

42、析析与统计计、属性性信息存存储与查查询、统统计报表表生成、决决策支持持等方面面都比早早期的土土地信息息系统有有较大的的改进。我我国已经经把土地地信息系系统的建建设纳入入了法制制轨道 ,新颁颁布的中中华人民民共和国国土地管管理法第第三十条条明确规规定“国家建建立全国国土地信信息系统统 ,对土土地利用用状况进进行动态态监测”。2.5GGIS在在其它领领域的应应用GIS已已被广泛泛地应用用到一些些其它领领域 :城市规规划、房房地产开开发及物物业管理理、商业业开发与与购物中中心设置置、资源源调查、灾灾害预报报与灾后后评估、金金融机构构与投资资分析、地地质普查查、采矿矿等。3GISS应用的的前景与与存在

43、的的问题3.1面临的的机遇目前 GGIS的的研究和和应用都都处在一一个高速速发展的的阶段。在在国外 GISS技术已已被各级级政府部部门和企企业界广广泛认知知和采用用。尤其其是在北北美、欧欧洲、日日本和奥奥大利亚亚等国家家和地区区 ,GGIS市市场已经经基本形形成。GGIS数数据公司司和软件件公司比比较多 ,他们们在 GGIS系系统建立立和空间间数据的的使用方方面已有有了一套套比较规规范和成成熟作法法。在我我国 GGIS技技术也正正被越来来越多的的政府部部门和大大型企业业所采用用。虽然然起步较较晚 ,但是有有后发优优势可以以少走弯弯路 ,以比较较高的起起点开展展 GIIS的理理论研究究和开发发应

44、用工工作。3.2存在的的问题与国外对对比分析析 ,目前前我国 GISS发展中中存在的的问题主主要表现现在如下下几个方方面 : 1)GIIS的科科学和经经济价值值尚未被被广泛地地接受和和认知 ,因此此处于资资金投入入不足、推推广应用用比较困困难的局局面。2)根据据有关资资料的分分析 ,地理信信息系统统中数据据部分要要占整个个系统投投资的百百分之七七十左右右 ,也就就是说 GISS系统的的建立需需要大量量的数字字地图或或电子地地图及其其属性信信息库的的支持 ,但在在我国地地图数字字化的比比例还很很低。这这需要政政府部门门及有关关企业投投入大量量的精力力及资金金进行数数字地图图的建库库工作。3)GI

45、IS市场场尚未形形成 ,有关数数字产品品的法律律、权属属、定价价等方面面的问题题还没有有得到有有效的解解决。4)有关关数字地地图产品品的规范范和标准准 ,以及及数据格格式有待待统一和和完善。5)我国国具有自自己知识识产权的的 GIIS系统统平台比比较少 ,目前前只有 Mapp GIIS,GGeo Staar等少少数几个个产品 ,大量量进口 GISS系统平平台增加加了 GGIS应应用开发发的成本本。而且且 ,由于于国情不不同进口口 GIIS软件件二次开开发的工工作量一一般都比比较大。4结论论本文分析析探讨了了 GIIS目前前的主要要研究领领域 ,及其在在国内外外的应用用情况。GIS目前虽还未被定

46、义为一门科学 ,而仅被认为是一项专门的技术 ,但由于其潜在的科学与经济价值巨大 ,而且应用领域极为广泛 ,随着计算机软、硬件技术的发展和 GIS数据处理与数据建库技术的进步 ,GIS将会在理论研究和应用开发方面得到更大的发展。国产GIIS之路路从六五五算起，我我国GIIS已经经走过了了近200年的风风雨历程程。尤其其在九五期间，发发展国产产GISS软件首首次被列列为国家家科技攻攻关重点点项目，并并取得了了突破性性的进展展，一批批技术水水平高、有有竞争实实力的GGIS软软件浮出出水面，并并占有了了一定的的市场份份额。目目前，国国家科技技部已经经决定，发发展GIIS软件件产业将将成为十五期间发发展

47、我国国软件产产业的主主要突破破口之一一。九五即将结结束，国国产GIIS 软软件发展展水平究究竟怎样样？如何何取得更更大的发发展？近年来，GIS被世界各国普遍重视，尤其是1998年初，美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心所作的题为数字地球-认识21世纪我们这个星球的讲话中提出的新概念在全球掀起了数字地球热，使其中的核心技术GIS更为各国政府所广泛关注。有人曾做过统计，在经济建设和日常生活活动所涉及的信息中，有75%80%的数据是空间数据。目前，GIS已不仅仅用于资源调查、环境评估等方面，更深入到区域规划，公共设施管理、交通、电信、城市建设、能源、电力、农业等国民经济的重要部门，在国家宏观决策、国家安全等领域起着重要的作用，并正在步入千家万户中。九五期间，我我国科技技部在高高新技术术领域主主要抓的的两件大大事，一一是CAAD/CCIMSS，另一一件就是是GISS。从19996年年开始，科科技部每每年对国国产GIIS软件件进行测测评，根根据优胜胜劣汰法法则来确确定下一一年科技技攻关的的承担单单位。测测评工作作的开展展促使GGIS迅迅速从学学校和科科研院所所的实验验室里走走出来，面面向应用用，面向向市场。参参加测评评的软件件逐年增增加，水水平也在在不断提提高。一一些中小小型GIIS软件产产品在功功能和性性能上已已接近国国际先进进水平，甚甚至某些些性能指指标优于于国外优优秀软件件