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1、目录【遥感遥测测】1环境遥感应应用现状与与展望1GIS发展展的最新趋趋势及其应应用前景33国产GISS之路6城市自来水水企业信息息集成应用用初探7遥感辐射特特性研究的的现状与展展望10【自动化控控制】14环境控制自自动化：控控制理论新新的应用领领域14水工业自动动化控制技技术的发展展趋势188水环境工程程仿真实验验和可视化化设计的虚虚拟仪器220【遥感遥测测】环境遥感应应用现状与与展望一、国国内环境遥遥感应用现现状遥感技技术在我国国资源、林林业、农业业、水利等等部门已有有广泛的应应用，为国国家社会经经济发展作作出了巨大大贡献。同同时也完成成了大量的的基础研究究工作，建建立了中国国典型地物物的波
2、谱数数据库和资资源遥感调调查技术规规范。在环境境保护中的的遥感技术术应用在我我国开展较较晚，但经经过广大科科研人员的的奋发努力力，在条件件十分有限限的情况下下，在大气气环境、水水环境、生生态环境等等众多领域域开展了多多方面的研研究探索工工作，并取取得了较大大成果。在大气气遥感监测测方面，我我国重点开开展了四个个方面的工工作：一是是利用遥感感技术监测测大气污染染与污染源源，如辽宁宁省环保所所应用红外外扫描仪对对抚顺露天天煤矿进行行了监测，分分析了矿坑坑上空逆温温层的形成成与大气污污染物扩散散的关系，搞搞清了矿坑坑内产生污污染的条件件，为露天天矿场的污污染防治和和环境污染染预报提供供了科学依依据；
3、中国国环境科学学研究院在在太原市进进行了以大大气污染为为目标的遥遥感监测；北京市环环境保护科科学研究院院曾对规划划市区的烟烟囱高度、分分布进行了了航空遥感感分析。二二是通过遥遥感图像上上植物的季季相节律变变化和遭受受污染后的的反应差异异，以植物物对污染的的指示性反反演大气污污染，如确确定大气污污染的范围围、程度和和扩散变化化，如进行行津渤环境境遥感试验验时曾利用用遥感图像像上呈现的的树冠影像像的色调和和大小差异异，圈定了了二氧化硫硫和酸气、氟氟化氢等典典型污染场场。三是以以地面采样样的分析结结果作参照照量，与遥遥感图像相相结合进行行相关分析析，如进行行津渤环境境遥感试验验时，曾采采集树木叶叶片
4、测定其其含硫、含含氯量，以以及树皮的的PH值，分分析二氧化化硫、氯气气、酸雾的的污染。四四是利用飞飞机携带大大气监测仪仪器，在污污染地区上上空分层采采样，然后后进行数据据处理分析析，如天津津、太原曾曾用这一方方法监测了了大气气溶溶胶、飘尘尘、二氧化化硫的时空空分布特征征和运移规规律。在水污染的的监测方面面，我国先先后对海河河、渤海湾湾、蓟运河河、大连湾湾、长春南南湖、于桥桥水库、珠珠江、苏南南大运河、滇滇池等大型型水体进行行了遥感监监测，研究究了有机污污染、油污污染、富营营养化等；利用水体体叶绿素与与富营养化化间的关系系研究了滇滇池水体污污染与富营营养化状况况；利用卫卫星遥感资资料估算了了渤海
5、湾表表层水体叶叶绿素的含含量，建立立了叶绿素素含量与海海水光谱反反射率之间间的相关模模式，定量量地划分了了有机污染染区域；利利用水体热热污染原理理先后对湘湘江、大连连湾、海河河、闽江、黄黄浦江等进进行了红外外遥感监测测。在固体体废弃物的的监测方面面，利用遥遥感技术对对我国多个个城市的工工业废渣和和生活垃圾圾及堆放地地与污染状状况进行了了监测，如如中国环境境科学研究究院在“八五”期间采用用遥感方法法对北京市市的垃圾堆堆放场作了了监测研究究。在生态应用用方面，进进行了多方方面的工作作。如较早早进行的津津渤环境遥遥感试验中中，曾对天天津市区土土壤中某些些重金属的的污染状况况做了监测测、分析；此后不少
6、少城市利用用遥感技术术开展了城城市热岛效效应与生态态环境研究究，如天津津市、酒泉泉市、昆明明市等都进进行了多级级多时相的的城市遥感感监测研究究。此外，我我国在湿地地监测、森森林调查、草草原监测，流流域治理等等各个方面面都采用了了先进的卫卫星遥感技技术，完成成的重大课课题有资源源环境动态态遥感与模模型分析试试验研究、再再生资源遥遥感研究、国国家资源环环境遥感宏宏观调查与与动态监测测研究等。二二、环境保保护卫星遥遥感需求分分析监测是是环境管理理的重要手手段之一，连连续监测、定定时监测和和严格的管管理相结合合，才能准准确地反映映环境质量量状况，才才能有针对对性地加强强监督管理理。1.环境空空气质量监
7、监测需求在与地地面环境监监测网配合合的条件下下，需进行行遥感监测测的大气污污染因子有有O3、CO2、SO2、NO2X、CH4及其它成成分；对重重要大气污污染源实施施监控，如如黑度、烟烟尘、粉尘尘、SO22和NOX等。对对主要气象象要素，如如大气温度度、密度分分层、地表表温度和云云量等物理理特性进行行监测。在在正常的情情况下，监监测频率为为每周进行行三次左右右的日常例例行监测，对对污染事故故和生态事事故每天需需进行一次次监测。空空间分辨率率为20mm500mm，以反映映大气污染染物迁移扩扩散的过程程。2.水环境境质量监测测需求水环境境质量监测测的要素有有水温、色色度、悬浮浮物、叶绿绿素，有机机物
8、、总磷磷、总氮等等指标(一些指标标可以通过过另外监测测指标相关关推得)。对我国国大江、大大河、沿海海流域、港港口、海湾湾实施日常常例行监测测每周需进进行三次，对对赤潮、溢溢油，重大大污染物泄泄漏等污染染事故，每每天需进行行一次监测测。监测污污染带的变变化空间分分辨率上需需要3m20m，大大江、大河河及河口、海海湾水环境境质量监测测空间分辨辨率上需要要20m500mm，以反映映水污染物物迁移扩散散的过程。3.生态环环境监测需需求利用卫卫星遥感对对自然生态态进行监测测的内容有有：森林覆覆盖状况及及生态功能能动态变化化监测、草草地覆盖状状况及动态态变化监测测、湿地资资源状况及及动态变化化监测、生生物
9、多样性性状况及动动态变化监监测，农村村生态变化化监测、矿矿资源开发发的生态破破坏的监测测、城市开开发建设状状况和城市市保护的监监测等等。监监测周期上上可以100天或60天一次次，对城市市、农业生生态监测的的空间分辨辨率要求较较高，需达达到10mm30m，自自然生态监监测的空间间分辨率要要求在200m100mm。4.固体废废弃物监测测需求目前，地地面垃圾乱乱堆放造成成的环境污污染在我国国各大城市市乃至乡村村地带随处处可见，“垃圾围城城”的现象已已十分普遍遍。遥感监监测的内容容有：工业业、生活垃垃圾的堆放放状况，堆堆放点的分分布，堆放放点的面积积、数量等等，优化垃垃圾处理处处置场。从从空间分辨辨率
10、上要求求比较高，达达到3m10m的水水平。5.重大开开发项目、重重大工程的的环境与生生态监测需需求许多重重大开发项项目、重大大工程不仅仅工程时间间长，而且且波及面广广，工程建建设的后续续影响难以以预料，所所以需对工工程效果进进行长期跟跟踪监测，如如三峡工程程、南水北北调工程、上上海浦东开开发区等引引起的环境境问题及工工程建成后后的环境状状况令世人人注目。因因此，利用用遥感技术术对其进行行动态、连连续、准确确的监视与与评价十分分必要，而而且实施效效果好。空空间遥感可可在建设期期工程对生生态、环境境影响实施施监控；在在运行期对对生态、环环境的演变变实施监控控等。监测测指标主要要是水环境境质量指标标
11、和生态环环境质量指指标。6.重大环环境事故的的追踪调查查监测需求求近年来来，重大环环境污染和和生态破坏坏事故不断断发生，如如油船严重重泄漏、大大爆炸，特特大沙尘暴暴，大量有有毒气体泄泄漏，重大大的水质污污染等等。而而在这些事事故突然发发生时，现现有常规手手段根本无无法实现迅迅速、准确确、动态的的监测与预预报，以致致环保和有有关部门难难于快速、恰恰当地作出出决策。需需要利用遥遥感技术及及时发现环环境事故，对对事故的发发生和发展展进行监测测评估，制制定紧急对对策和措施施。7.环境数数据的卫星星采集、传传送目前，各各监测点获获取的监测测数据都是是通过电信信部门经县县地市省环保业业务部门传传到中国环环
12、境监测总总站，数据据传输环节节多，难以以使管理部部门快速获获得实时准准确的监测测信息。建建立中国环环境监测网网卫星数据据采集系统统(传输网)，能真正正实现监测测网的统一一管理，通通过科学安安排，使这这些来自全全国城乡各各地，甚至至偏僻地区区的环境监监测数据都都能快速、准准确、及时时地传送到到中国环境境监测总站站，而无瓶瓶颈之虑。保保证管理部部门能尽快快获得实时时准确的监监测信息。利利用卫星和和无人值守守DCP是解解决偏僻地地区的环境境监测和国国界、省界界断面的水水质状况监监测的唯一一手段。利利用卫星系系统还能方方便地设立立移动站，为为应急监测测系统提供供快速反应应的技术支支持。8.增强国国际地
13、位，维维护国家利利益需要随着环环境问题日日益国际化化，环境保保护工作已已越来越多多的与国家家的权益以以及外交工工作联系在在一起。只只有掌握了了环境监测测的主动权权，在维护护国家的权权益和外交交活动中才才有更多的的发言权。因因此，建立立我国自己己的环境遥遥感监测系系统，不仅仅是我国环环境保护工工作的迫切切需要，也也是维护国国家权益和和外交工作作的迫切需需要。9.提高全全球及我国国环境科学学研究水平平大气和和水污染，酸酸雨，气候候变化，臭臭氧层耗竭竭等一系列列环境问题题不仅是我我国，也是是全世界所所面临的严严重问题。地地球只有一一个，几乎乎所有的环环境问题都都是全球性性的，都需需要用全球球的观点来
14、来研究和解解决。为此此，采用卫卫星遥感这这一面向全全球的先进进技术，是是全球及我我国环境科科学研究的的必要途径径，它不仅仅可以为我我们提供大大面积，全全天时，全全天候的环环境监测手手段，更重重要的是能能够为我们们提供常规规环境监测测手段难以以获得的全全球性的环环境遥感数数据，这些些数据将成成为我们进进行环境监监测，预报报和科学研研究不可缺缺少的基础础。三、我国环环境遥感应应用存在的的关键问题题1.环境遥遥感监测的的指标体系系环境监监测的内容容很多，有有生态环境境、水环境境、大气环环境以及城城市环境等等专业领域域，哪些指指标能采用用卫星遥感感技术进行行有效的监监测，其最最佳监测光光谱分辨率率、监
15、测时时间频率和和监测空间间分辨率，还还不是十分分清楚，更更没有形成成实用模型型数据库。2.环境遥遥感应用的的技术规范范体系从国外外研究资料料表明，卫卫星遥感技技术能够在在环境保护护领域中应应用是无疑疑的。我国国在这方面面的应用还还刚刚起步步，没有形形成系统的的技术方法法和规范。目目前各部门门、单位只只进行零散散的研究，这这些研究工工作不可能能形成系统统的应用能能力。要得得到全面的的应用必须须有一整套套技术方法法和规范，如如国土资源源调查规范范等的出台台，为卫星星遥感技术术在我国国国土资源领领域应用打打下可靠的的基础。3.卫星遥遥感地理信信息系统建建设天地一一体化的卫卫星遥感地地理信息系系统建设
16、没没有上述两两项基础工工作是不可可能完成的的。尽管环环境保护系系统在硬件件建设方面面下了很大大工夫，从从国家级、省省(市)级到地(市)级，均配配备有较先先进的环境境信息收集集、处理和和应用的设设备条件，但但是由于缺缺乏大量环环境保护专专业应用系系统，使得得高档的设设备随着时时间的推移移，逐渐老老化。这些些设备很大大程度上没没有发挥应应有的作用用。4.遥感地地理信息系系统的管理理决策支持持系统这一工工作是将环环境遥感和和地理信息息系统技术术全面推向向实用化，是是遥感地理理信息系统统的最终应应用，它需需要前述三三项工作基基础，此外外，还需要要大量决策策模型。5.可稳定定使用的数数据源不足足从国内内
17、外文献资资料分析，对对环境遥感感应用的数数据源的要要求很高，不不仅仅是陆陆地卫星数数据，还需需要高光谱谱分辨率、高高空间分辨辨率或高时时间分辨率率的卫星遥遥感数据源源。我国资资源卫星信信息源的应应用还刚刚刚起步。国国外卫星资资源很难做做到同步监监测要求。四、国国家环境遥遥感应用系系统建设1.环境遥遥感监测系系统任务接收来自自灾害和环环境监测小小卫星星座座系统、气气象卫星系系统、资源源卫星系统统等各种环环境监测信信息，以及及国家环境境监测网站站地面监测测信息，结结合国家社社会经济及及各部门环环境与生态态数据，进进行综合处处理与分析析。根据卫星星遥感信息息，对森林林覆盖、荒荒漠化、水水土流失、湖湖
18、泊干涸河河流断流、湿湿地、绿洲洲、草场、冰冰川、河口口、土地资资源、城市市等生态环环境状况进进行动态监监测；对大大气中二氧氧化碳(CCO2)、甲甲烷(CHH4)等温温室气体，二二氧化硫(SO2)、氮氧化化物(NOOX)等致致酸污染物物，臭氧层层变化等全全球环境问问题；湖泊泊富营养化化、大江大大河污染带带、海洋赤赤潮污染等等水环境污污染，垃圾圾堆放等固固体废物环环境污染进进行动态监监测；对沙沙尘暴、赤赤潮、海上上溢油、化化学品泄漏漏等重大污污染事故进进行遥感监监测，并制制作和分发发环境遥感感数据产品品。应用环境境卫星监测测与预报系系统，结合合现有地面面环境监测测站数据，建建立天地一一体化的全全国
19、生态环环境遥感监监测与预报报系统，定定期向国家家报告我国国大气环境境状况、水水环境状况况、生态环环境状况、固固体废物环环境状况及及其污染趋趋势；建立立重大污染染事故应急急监测系统统。2.环境遥遥感监测系系统组成环境卫卫星监测与与预报系统统主要由44个部分组组成，它们们分别是：环境遥感感地理信息息系统该系统统是国家卫卫星环境监监测与预报报中心的支支撑系统。它它将在全国国环境波谱谱数据库、全全国环境遥遥感影象数数据库、全全国环境背背景地理数数据库的支支持下，通通过在环境境遥感地理理信息系统统平台上运运行波谱分分析软件，图图象处理软软件和地理理信息系统统软件，实实现对灾害害和环境卫卫星监测与与预报卫
20、星星星座环境境遥感数据据的存储、处处理和管理理。环境遥感感专业应用用系统该系统统是国家卫卫星环境监监测与预报报中心的应应用平台，也也是环境遥遥感地理信信息系统的的上层系统统(它的输入入就是底层层系统的输输出)。它直接接利用环境境遥感地理理信息系统统数据产品品，在环境境专业模型型和环境反反演模型的的支持下，实实现环境遥遥感专业数数据产品的的制作、灾灾害和环境境卫星监测测与预报卫卫星星座遥遥感数据的的环境应用用。环境遥感感决策支持持系统该系统统是国家卫卫星环境监监测与预报报中心的最最上层系统统，它的输输入既可以以是环境遥遥感地理信信息系统的的输出，也也可以是环环境遥感专专业应用系系统的输出出。它在
21、环环境预测、评评价和决策策模型的驱驱动下，利利用环境遥遥感地理信信息系统作作为支撑工工具，利用用环境遥感感专业应用用系统作为为应用基础础，经过环环境预测分分析和环境境评价分析析，生成环环境保护辅辅助决策方方案，并进进行环境遥遥感数据产产品的制作作和分发。数据网络络环境国家卫卫星环境监监测与预报报中心将基基于计算机机网络技术术建立高可可用性和可可扩展性的的开放网络络环境，并并装备高性性能计算机机系统、网网络服务器器、海量数数据管理系系统和高速速图象处理理系统、高高密度数字字线性磁带带存储设备备、网络互互联的数字字化平台、可可读写CDD-RW、大大幅面图形形图象输入入、输出设设备等。随着我我国航天
22、事事业的蓬勃勃发展，风风云1号、风云云2号卫星，资资源1号、资源源2号卫星的的成功发射射，为环境境遥感监测测提供丰富富的数据源源，必将为为卫星遥感感在环境保保护领域的的广泛应用用起到积极极推动作用用，并更好好地为环境境管理决策策服务。GIS发展展的最新趋趋势及其应应用前景地理信息系系统 (GGeogrraphiic Innformmatioon Syystemm,简称 GIIS)是一一种以采集集、贮存、管管理、分析析和描述整整个或部分分地球表面面与空间地地理分布有有关数据的的空间信息息系统。在在现代信息息社会里 ,GISS作为一种种集地理空空间特征和和各种统计计信息为一一体的特殊殊信息系统统
23、,是信息息高速公路路上的节点点和基础设设施 ,受到全全社会的广广泛关注 ,成为目目前国内外外地学领域域热门的研研究课题。本文结合作作者近几年年来在国内内以及在加加拿大访问问学习期间间从事 GGIS领域域研究的工工作经验与与研究、学学习成果 ,对目前前国内外 GIS的的最新发展展及其应用用前景进行行探讨 ,以其同国国内的同行行与专家进进行交流。1.目前 GIS的的主要研究究领域与发发展趋势1.1 组组件(Coomponnentss)GISS Compoonentts GIIS是一种新新的 GIIS开发思思想 ,它是将将 GISS功能分散散制作成 Actiive XX Conntroll和Auto
24、omatiion,这这些标准的的 Acttive X Coontrool和 Auttomattion可可以被任何何支持它们们的开发环环境调用 ,以便在在原有的或或新开发的的信息系统统中加入 GIS功功能。目前前国际上比比较流行的的Compponennts GGIS软件件有 ESSRI的 Mapp Objjectss,Mapp Inffo公司的的 Mapp X等。现在市场上上流行的 GIS软软件有很多多 ,工作站站版的有AARC/IINFO,Inteergraaph,MMicroo Staationn,等；桌桌面 GIIS系统有有 MappInfoo,Arccvieww,Autto Deesk及
25、国国内的 MMap GGIS,GGeo SStar等等。这些系系统的共同同特点是它它们将图形形处理 ,空间查询询与分析 ,属性管管理及其它它GIS功能能都包含在在一个比较较庞大的系系统中。对对于一些用用户来讲这这可能是比比较适宜的的 ,但对许许多用户来来讲可能会会存在如下下问题 : 1)对于大大多数用户户来说 ,他们可能能只需要部部分而不是是全部 GGIS功能能,用户必须须为购买整整个GISS软件系统统而支付较较高的费用用。如基于于 GPSS和 GISS的城市交交通管理系系统或者用用于环境分分析的GIIS系统 ,可能就就不需要很很强的图形形处理功能能。而用于于城市规划划的 GIIS系统或或基于
26、宗地地的地籍管管理系统则则要求较强强的图形处处理功能。如如果使用 Compponennts GGIS进行行系统开发发用户就不不需要购买买整个 GGIS软件件系统 ,而只要在在 GISSCompponennts的基基础上进行行开发组装装即可。2)由于大大部分 GGIS软件件都需要进进行二次开开发后才能能满足用户户的特殊需需要 ,而目前前的 GIIS软件所所用的开发发工具有许许多并非标标准语言。这这对用户提提出了较高高的要求 ,也对原原有系统的的改造带来来许多不便便。而 CCompoonentts GIIS一般都都支持标准准的开发语语言 ,如 Vissual Basiic,Viisuall C+,
27、Javva等,这对于专专用系统的的开发比较较快捷和便便利。3)利用 Compponennts技术术更容易建建立 Innternnet GGIS或 Inttraneet GIIS信息系系统。1.2Innternnet或 Inttraneet GIIS 信息高速公公路的建立立极大地方方便了世界界各地用户户间信息交交换与信息息查询。由由于 GIIS能提供供丰富的空空间查询、空空间分析及及属性管理理功能 ,因此GISS正在成为为 Intterneet(国际际互联网 )或Intrranett(企业局局域网 )的一个主主要内容。建建立 Innternnet GGIS的主主要目的在在于以下几几个方面 : 1
28、)远距离离空间数据据共享与信信息查询和和交换；2)为公众众提供 GGIS服务务；3)建立大大规模甚至至超大规模模的空间网网络信息系系统；4)为其它它学科的研研究提供基基础信息资资料。目前用于 Inteernett GISS系统开发发的工具主主要有 EESRI的的 Mapp Objjectss IMSS(Intterneet Maap Seever)和 Arcc Vieew IMMS,Maap Innfo公司司的 Maap Xttremee以及网络络版的 AAutoddesk等等。Interrnet GIS主要要由空间数数据库、IInterrnet应应用程序及及用户界面面几个部分分组成 ,由于篇
29、幅幅关系 ,作者将在在以后的文文献里专门门论述 IInterrnet或或 Inttraneet GIIS的结构构、数据管管理、系统统开发建立立过程等。1.3 DData Wareehoussing Data Wareehoussing的的字面意思思是建立数数据仓库。由由于空间数数据量非常常大 ,这些数数据大都分分散在政府府和私人机机构及公司司的各个部部门 ,数据的的管理与使使用变得非非常的复杂杂。但同时时由于这些些空间数据据具有极大大的科学和和经济价值值 ,因此大大多数发达达国家都比比较重视空空间数据库库的建库工工作 ,在这些些国家一般般都有许多多研究机构构和政府部部门参与到到空间数据据库建立
30、的的研究工作作中。目前前在北美、欧欧洲、澳大大利亚等国国提出了 SDI或或 NSDDI的概念念。 SDDI的全称称是 Sppatiaal Daata IInfraastruucturre,NSSDI的含含义是 NNatioonal Spattial Dataa Inffrasttructture,其字面意意思是 (国家 )空间数数据基础设设施。988年6月份在加加拿大首都都渥太华召召开的第十十届国际地地理信息工工程学术会会议更把 SDI作作为本次会会议的主题题 ,可见国国际上对地地理空间数数据基础设设施建设的的重视。国国家测绘局局也积极地地推进我国国SDI的建建设工作 ,并提出出规划模式式 ,
31、部分内内容已经在在实施当中中。1.4 33D GIIS 地球以及各各种物体都都是以三维维空间的形形式存在的的 ,因此目目前二维 GIS技技术或二维维半 (平面X,YY坐标加高高程 )GGIS对于于完整的描描述地球上上的对象是是有一定限限制的。需需要用三维维空间来描描述的应用用领域有如如下几个方方面 :气象学学、地质学学、采矿学学、石油勘勘探与开发发、计算机机辅助设计计与制造(CAD/CAM)、医学影影像和机器器人学等。一一个三维 GIS空空间信息系系统应该能能够模拟、表表示、管理理、分析与与三维实体体相关的信信息 ,并提供供决策支持持。1.5建建立大型 GIS空空间数据库库的新方法法GIS系统
32、统一般由两两个部分组组成 :其一是是应用程序序 ,它包括括专门的 GIS应应用软件以以及用标准准或非标准准程序语言言所开发的的用户界面面及系统工工具；另一一部分是数数据。在 GIS系系统中 ,空间数据据库的建立立是一项非非常复杂的的工作。目目前大多数数 GISS系统中在在处理空间间数据和属属性数据时时都是将两两者分开存存放和管理理。比如在在 Mapp Inffo系统中中用 Maap来存放放几何和空空间数据 ,而用 daat来存放放空间实体体的属性数数据；又如如在 Arrc Viiew系统统中用Shhapeffile来来存放几何何和空间数数据而用 DBF来来存放属性性数据。上上述数据管管理和存放
33、放方式对于于小型的 GIS系系统有一定定的优越性性 ,但对于于建立以面面向对象为为基础的大大型 GIIS系统就就存在很多多缺陷。因因此 ,现在已已经出现了了一些新型型的 GIIS空间数数据库管理理系统 ,这些新的的系统将空空间数据与与属性数据据存放在同同一个数据据库管理系系统中。如如 Oraacle开开发的 SSDO和 ESRRI开发的的 SDEE(Spaatiall Datta Ennginee)都属于于这种类型型的空间数数据库系统统。1.6GIIS与多媒媒体数据及及 GPSS和 RS的集集成GIS与多多媒体数据据及 GPPS和 RS的集集成使得基基于空间数数据的信息息管理系统统变得更加加灵
34、活多样样 ,极大地地拓宽了信信息来源渠渠道 ,方便用用户对各种种信息的存存储与管理理 ,同时能能够建立起起更加科学学的决策系系统。目前在 GGIS中可可以使用多多种形式的的多媒体数数据。比如如在 Arrc Viiew中通通过使用 hot linkk或其它工工具 ,可以把把 Worrd文件、Exxcel电电子报表、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
35、向对象的程序语言 (Object- Oriented Programming Language)Avenue作为开发工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开开放型 (Openn)GISS 目前一种多多用户、跨跨平台的 Openn GISS技术正在在被国外的的许多研究究机构、政政府部门和和高等院校校所研究和和开发利用用。开放型型 GISS的
36、研究和和应用使得得各政府部部门及企业业之间不同同格式的数数据能够方方便地互访访 ,有利于于网络GIIS及分布布式 GIIS空间数数据库的建建立 ,使 GISS的应用领领域及其功功能大大拓拓宽。1.8虚虚拟现实技技术虚拟现实是是目前 GGIS研究究领域的另另一重要方方向。虚拟拟现实是对对人类真实实世界某一一部分或某某一过程的的逼真模拟拟 ,给人提提供视觉、听听觉、触觉觉、力觉、嗅嗅觉等信息息 ,令人完完全置身于于虚拟世界界中 ,感受与与现实系统统一致或接接近 ,从而让让人产生一一种虽幻犹犹真的沉浸浸感。美国国 Mullti GGen公司司生产的MMultii Genn软件已可可以利用地地理信息中
37、中心的数字字地形海拔拔数据 (DTEDD)、数字字文化特征征数据(DDFAD)和与之配配套的航空空或卫星照照片 ,快速高高效地构造造任何地区区的地形地地貌和文化化特征。2GIS的的主要应用用领域自 6 00年代加拿拿大建立世世界上第一一个地理信信息系统并并由 Toomlinnson率率先提出 GIS的的概念之后后 ,在最近近的二十多多年时间里里 GISS的研究与与应用得到到了突飞猛猛进的发展展。尤其是是在应用方方面 ,目前 GIIS已经被被应用到环环境模型建建立、城市市规划与管管理、社会会经济统计计与分析、土土地管理、地地籍测绘与与管理、交交通与管道道管理等与与空间信息息有密切关关系的各个个方
38、面。下下面对 GGIS的主主要应用领领域作一简简单的总结结。2.1环环境保护与与管理主要用 GGIS建立立环境模型型和环境信信息系统 ,对环境境的变化及及发展趋势势进行预报报分析 ,同时通过过统计分析析及模拟研研究为环境境保护提供供决策依据据。此外 ,GISS技术也已已被用来建建立植物种种类与栖息息地及环境境因素有关关的信息系系统中。2.2社社会调查与与统计分析析GIS在国国外已被广广泛的应用用到人口学学、选举、人人文地理等等方面 ,我国也已已经开始开开展这方面面的研究和和应用工作作。2.3城城市基础设设施管理城市基础设设施主要是是指城市地地下管道 (包括自自来水、污污水排放、煤煤气等管道道
39、)、通信信网络、邮邮政网点、道道路与交通通设施等。由由于这些设设施同时具具有与几何何和空间位位置相关的的特性 ,建立基于于 GISS的信息系系统能够提提高对这些些设施的管管理水平 ,同时能能够极大地地提高设计计与施工、设设备维护与与故障排除除、线路改改造等方面面的效率 ,从而产产生巨大的的经济效益益和社会效效益。2.4土土地信息系系统的建立立GIS最早早是从土地地信息系统统 LISS建立的过过程中发展展起来的 ,而大量量高质量 GIS软软件平台的的出现又促促进了土地地信息系统统的建立。目目前基于 GIS软软件平台的的土地信息息系统无论论是图形处处理、空间间分析与统统计、属性性信息存储储与查询、
40、统统计报表生生成、决策策支持等方方面都比早早期的土地地信息系统统有较大的的改进。我我国已经把把土地信息息系统的建建设纳入了了法制轨道道 ,新颁布布的中华华人民共和和国土地管管理法第第三十条明明确规定“国家建立立全国土地地信息系统统 ,对土地地利用状况况进行动态态监测”。2.5GIIS在其它它领域的应应用GIS已被被广泛地应应用到一些些其它领域域 :城市规规划、房地地产开发及及物业管理理、商业开开发与购物物中心设置置、资源调调查、灾害害预报与灾灾后评估、金金融机构与与投资分析析、地质普普查、采矿矿等。3GIS应应用的前景景与存在的的问题3.1面面临的机遇遇目前 GIIS的研究究和应用都都处在一个
41、个高速发展展的阶段。在在国外 GGIS技术术已被各级级政府部门门和企业界界广泛认知知和采用。尤尤其是在北北美、欧洲洲、日本和和奥大利亚亚等国家和和地区 ,GIS市市场已经基基本形成。GIS数据公司和软件公司比较多 ,他们在 GIS系统建立和空间数据的使用方面已有了一套比较规范和成熟作法。在我国 GIS技术也正被越来越多的政府部门和大型企业所采用。虽然起步较晚 ,但是有后发优势可以少走弯路 ,以比较高的起点开展 GIS的理论研究和开发应用工作。3.2存存在的问题题与国外对比比分析 ,目前我国国 GISS发展中存存在的问题题主要表现现在如下几几个方面 : 1)GISS的科学和和经济价值值尚未被广广
42、泛地接受受和认知 ,因此处处于资金投投入不足、推推广应用比比较困难的的局面。2)根据有有关资料的的分析 ,地理信息息系统中数数据部分要要占整个系系统投资的的百分之七七十左右 ,也就是是说 GIIS系统的的建立需要要大量的数数字地图或或电子地图图及其属性性信息库的的支持 ,但在我国国地图数字字化的比例例还很低。这这需要政府府部门及有有关企业投投入大量的的精力及资资金进行数数字地图的的建库工作作。3)GISS市场尚未未形成 ,有关数字字产品的法法律、权属属、定价等等方面的问问题还没有有得到有效效的解决。4)有关数数字地图产产品的规范范和标准 ,以及数数据格式有有待统一和和完善。5)我国具具有自己知
43、知识产权的的 GISS系统平台台比较少 ,目前只只有 Maap GIIS,Geeo Sttar等少少数几个产产品 ,大量进进口 GIIS系统平平台增加了了 GISS应用开发发的成本。而而且 ,由于国国情不同进进口 GIIS软件二二次开发的的工作量一一般都比较较大。4结论本文分析探探讨了 GGIS目前前的主要研研究领域 ,及其在在国内外的的应用情况况。GISS目前虽还还未被定义义为一门科科学 ,而仅被被认为是一一项专门的的技术 ,但由于其其潜在的科科学与经济济价值巨大大 ,而且应应用领域极极为广泛 ,随着计计算机软、硬硬件技术的的发展和 GIS数数据处理与与数据建库库技术的进进步 ,GGIS将会
44、会在理论研研究和应用用开发方面面得到更大大的发展。国产GISS之路从六五算起，我我国GISS已经走过过了近200年的风雨雨历程。尤尤其在九五期间，发发展国产GGIS软件件首次被列列为国家科科技攻关重重点项目，并并取得了突突破性的进进展，一批批技术水平平高、有竞竞争实力的的GIS软件件浮出水面面，并占有有了一定的的市场份额额。目前，国国家科技部部已经决定定，发展GGIS软件件产业将成成为十五期间发展展我国软件件产业的主主要突破口口之一。九五即将结束束，国产GGIS 软软件发展水水平究竟怎怎样？如何何取得更大大的发展？近年来，GGIS被世世界各国普普遍重视，尤尤其是19998年初初，美国副副总统戈
45、尔尔在加利福福尼亚科学学中心所作作的题为数字地球球-认识21世纪我我们这个星星球的讲话中中提出的新新概念在全全球掀起了了数字地球球热，使其其中的核心心技术GIIS更为各各国政府所所广泛关注注。有人曾曾做过统计计，在经济济建设和日日常生活活活动所涉及及的信息中中，有755%800%的数据据是空间数数据。目前前，GISS已不仅仅仅用于资源源调查、环环境评估等等方面，更更深入到区区域规划，公公共设施管管理、交通通、电信、城城市建设、能能源、电力力、农业等等国民经济济的重要部部门，在国国家宏观决决策、国家家安全等领领域起着重重要的作用用，并正在在步入千家家万户中。九五期期间，我国国科技部在在高新技术术
46、领域主要要抓的两件件大事，一一是CADD/CIMMS，另一一件就是GGIS。从从19966年开始，科科技部每年年对国产GGIS软件件进行测评评，根据优优胜劣汰法法则来确定定下一年科科技攻关的的承担单位位。测评工工作的开展展促使GIIS迅速从从学校和科科研院所的的实验室里里走出来，面面向应用，面面向市场。参参加测评的的软件逐年年增加，水水平也在不不断提高。一一些中小型型GIS软件产品品在功能和和性能上已已接近国际际先进水平平，甚至某某些性能指指标优于国国外优秀软软件，已应应用到实际际工程中。在在测评中连连续3年名列前前茅的国产产中小型GGIS基础础软件平台台MapGGIS，其其大多数模模块比较成
47、成熟，实用用性强，在在大数据量量管理和空空间分析、网网络分析及及综合应用用等方面表表现优秀。在在缓冲区分分析、全库库查询性能能方面优于于国外同类类软件，其其中，大数数据量缓冲冲分析比国国外著名的的GIS软件件快14倍。目目前已成功功应用于电电信、建设设规划、土土地利用、设设施管理、地地图出版等等领域，并并在我国神洲号宇宙飞飞船发射和和其他人造造卫星发射射中发挥了了重要作用用。该软件件的装机量量已达到44000多多套，占有有相当的市市场份额。另另一个敢与与洋软件叫叫板的是国国产AM/FM/GGIS应用用开发平台台Croww，它在技技术上超过过了大部分分国外软件件，处于国国际领先水水平，已成成功地
48、应用用于电力、交交通、消防防、燃气等等领域，去去年实现的的武汉三镇镇近80个用户户的电力配配网应用是是我国目前前GIS用户户规模最大大的一项应应用。该软软件在电力力配网工程程竞标中屡屡胜国外软软件的故事事在业界传传为佳话。最近进行的的抽样调查查结果表明明，国产GGIS软件件的使用量量已占全国国各类GIIS软件使使用总量的的28.99%，并且且，越来越越多的应用用单位开始始将国产GGIS软件件列为工程程实施的首首选目标，其其比例已接接近50%。最近4年来，国国产GISS销售额平平均年增长长率超过1100%，去去年，仅科科技攻关支支持的企业业GIS销售售与技术服服务的产值值就超过了了80000万元。由由此可以看看出，国产产GIS软件件的发展势势头