GIS工程建設(shè)相關(guān)問(wèn)題探討

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摘要：地理信息系統(tǒng)簡(jiǎn)稱gis，是GeographicInformationSystem的縮寫，它是在電腦的軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立的一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)，以描述、顯示、分析、運(yùn)算、管理、儲(chǔ)存、以及采集整個(gè)或部分地球表層以及大氣層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)。認(rèn)識(shí)和解決GIS工程建設(shè)中遇到的相關(guān)問(wèn)題，對(duì)于有關(guān)應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和完善，具有重要的指導(dǎo)意義。本文主要從地理信息系統(tǒng)（GIS）工程建設(shè)的發(fā)展概況、一般流程、應(yīng)用模式及關(guān)鍵性因素等幾個(gè)方面，闡述了GIS工程建設(shè)中的一般性問(wèn)題，指出了我國(guó)GIS工程建設(shè)中存在的一系列問(wèn)題。

1、引言

地理信息系統(tǒng)（GIS）可以對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、顯示、查詢、輸入、存儲(chǔ)的一項(xiàng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該學(xué)科集合了計(jì)算機(jī)、遙感、地圖學(xué)、地理學(xué)，具有較強(qiáng)的綜合性，并在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。地理信息系統(tǒng)按照用途與目的可以劃分為以下幾個(gè)方面：資源環(huán)境信息系統(tǒng)；土地信息系統(tǒng)；其它各種專業(yè)地理信息系統(tǒng)；基礎(chǔ)信息系統(tǒng)，主要用于國(guó)家和省級(jí)空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，以及各種專業(yè)基礎(chǔ)的地理信息系統(tǒng)；城市地理信息系統(tǒng)，其中又包括土地管理、交通、城市管線、城市勘察、城市規(guī)劃等信息系統(tǒng)。上世紀(jì)90年代以來(lái)，GIS在全球以前所未有的速度，在商業(yè)界、科學(xué)界、技術(shù)界，以及在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、管理部門都得到了大力的推廣使用。認(rèn)識(shí)和解決當(dāng)前GIS工程建設(shè)中遇到的相關(guān)問(wèn)題，對(duì)于GIS應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和完善，具有重要的指導(dǎo)意義。

2、GIS工程建設(shè)發(fā)展概況

GIS工程建設(shè)是一項(xiàng)浩大的系統(tǒng)工程，其投資高而見(jiàn)效慢、用戶需求迫切而建設(shè)周期長(zhǎng)、技術(shù)難度高而建設(shè)者素質(zhì)良莠不齊等特點(diǎn)，決定了其建設(shè)的復(fù)雜性和艱巨性。相比較于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的GIS工程建設(shè)雖然發(fā)展比較晚，但發(fā)展速度非?？?，已建立了一定規(guī)模的專業(yè)隊(duì)伍和學(xué)術(shù)組織，并在在GIS產(chǎn)業(yè)化發(fā)展、生產(chǎn)應(yīng)用、軟件開(kāi)發(fā)、以及理論研究等方面的成績(jī)也比較優(yōu)異。（1）起步階段：從1970年開(kāi)始，我國(guó)逐漸在遙感技術(shù)、測(cè)量、以及制圖等領(lǐng)域內(nèi)，應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)。由于全球衛(wèi)星遙感技術(shù)的快速發(fā)展，在1974年，我國(guó)引進(jìn)了美國(guó)地球資源衛(wèi)星圖像，大力推動(dòng)了我國(guó)影像解譯，以及遙感圖像處理工作的開(kāi)展。通過(guò)不斷努力，我國(guó)測(cè)繪局系統(tǒng)在地形測(cè)圖工作和航空攝影測(cè)量方面取得了優(yōu)異的成績(jī)，在為GIS的空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立提高了可靠的依據(jù)，另外，機(jī)助制圖、解析和數(shù)字測(cè)圖、數(shù)字高程研究和使用也得到了同步發(fā)展。進(jìn)入80年代之后，我國(guó)執(zhí)行“六五”、“七五”計(jì)劃，遙感應(yīng)用得到廣泛推廣，此外，GIS也開(kāi)始了試驗(yàn)研究階段。在典型試驗(yàn)中，其研究包括：分析算法、應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)處理、空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、以及數(shù)據(jù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等。在專題試驗(yàn)和應(yīng)用方面，基于全國(guó)大地測(cè)量和數(shù)字地面模型建立1：100萬(wàn)國(guó)土基礎(chǔ)信息系統(tǒng)和全國(guó)土地信息系統(tǒng)，1：400萬(wàn)全國(guó)資源與環(huán)境系統(tǒng)以及洪水災(zāi)情預(yù)報(bào)與分析系統(tǒng)等專題研究試驗(yàn)。城市建設(shè)、勘測(cè)、規(guī)劃等部門認(rèn)可了輔助城市規(guī)劃的各種中小型信息系統(tǒng)。（2）發(fā)展階段：在1990年左右，由于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，推動(dòng)了GIS的全面發(fā)展。國(guó)家測(cè)繪局取得了全國(guó)范圍內(nèi)1：25萬(wàn)比例尺數(shù)字地圖，并建立了數(shù)字化測(cè)繪信息產(chǎn)業(yè)以及空間數(shù)據(jù)庫(kù)。遙感應(yīng)用從典型試驗(yàn)逐步走向運(yùn)行系統(tǒng)，機(jī)、星、地一體化水災(zāi)監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)已通過(guò)“八五”和“九五”兩個(gè)五年計(jì)劃的攻關(guān)而走向運(yùn)行，從航空和航天遙感影像上自動(dòng)/半自動(dòng)模式識(shí)別和提取特征，能一直持續(xù)地提供幾何和屬性數(shù)據(jù)給GIS。結(jié)和國(guó)家在“七五”期間所建立的交通運(yùn)輸、統(tǒng)計(jì)、以及企業(yè)管理等數(shù)據(jù)庫(kù)，在“八五”和“九五”期間，建立和運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)了多種形式的GIS專題。1999年底，由中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家科技部會(huì)同其它多個(gè)部委在北京召開(kāi)了第一屆國(guó)際數(shù)字地球大會(huì)，發(fā)表了“數(shù)字地球北京宣言”，標(biāo)志著我國(guó)GIS走上了一個(gè)全新的發(fā)展階段。

3、GIS工程建設(shè)的主要流程

GIS工程建設(shè)可以劃分為需求定義、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施和運(yùn)行與維護(hù)等四個(gè)階段。各階段的主要工作內(nèi)容如下：（1）需求定義階段：主要包括提出建議、方案評(píng)價(jià)和信息需求分析等主要步驟。其中，GIS建設(shè)之初，首先需要提出系統(tǒng)總的功能要求和若干初步方案；其次，需要對(duì)前階段所提出的方案，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、組織機(jī)構(gòu)環(huán)境等各方面對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到一個(gè)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)且切實(shí)可行的方案；最后，需要進(jìn)行需求分析，對(duì)得出的方案更加具體化。需求分析報(bào)告應(yīng)盡量使熟悉業(yè)務(wù)而不熟悉計(jì)算機(jī)的管理、決策人員能夠看懂，它和可行性報(bào)告一起，經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)后就進(jìn)入系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。（2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段：系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段包括概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)等過(guò)程。概要設(shè)計(jì)是解決系統(tǒng)要做什么的問(wèn)題，與使用者之間的關(guān)系問(wèn)題，詳細(xì)設(shè)計(jì)是把需求轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)，是解決怎樣做的問(wèn)題。完成了概要設(shè)計(jì)，下一步的實(shí)施計(jì)劃，特別是時(shí)間、資金、人力的安排都比較明朗。如果概要設(shè)計(jì)和原先的需求分析、可行性研究有出入，則必須重新證實(shí)。因?yàn)檫M(jìn)入詳細(xì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)后，再對(duì)原先定下的原則作修改，會(huì)浪費(fèi)很多人力和時(shí)間。（3）系統(tǒng)實(shí)施：根據(jù)概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)確定的目標(biāo)和內(nèi)容，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則指導(dǎo)下，分步驟、分階段的開(kāi)發(fā)完成系統(tǒng)。（4）維護(hù)及運(yùn)行：經(jīng)過(guò)上述各個(gè)環(huán)節(jié)之后，系統(tǒng)正式提交用戶，交付使用。在系統(tǒng)正式運(yùn)行之后，并非系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)一蹴而就，可以束之高閣了。對(duì)開(kāi)發(fā)方而言，必須提供周到的售后服務(wù)以及將來(lái)的系統(tǒng)升級(jí)；對(duì)用戶而言，必須一方面努力挖掘系統(tǒng)的功能與潛力并發(fā)現(xiàn)其不足而不斷完善，另一方面要進(jìn)行相應(yīng)的工作方式轉(zhuǎn)變、管理制度健全和機(jī)構(gòu)職能調(diào)整等工作，要做到使系統(tǒng)來(lái)源于實(shí)際而高于實(shí)際。系統(tǒng)的試運(yùn)行應(yīng)由系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員和用戶共同進(jìn)行，在試運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行正確性完善和適用性完善。

4、GIS工程建設(shè)的應(yīng)用模式

GIS是一個(gè)新的技術(shù)，它將現(xiàn)代技術(shù)完美的融入了傳統(tǒng)科學(xué)，從而形成一種新的思維模式，為空間數(shù)據(jù)分析提供了新的研究方法，有效的解決了各種實(shí)際工作問(wèn)題。GIS應(yīng)用模式按照其工程建設(shè)的應(yīng)用方式和作用被劃分為兩種，一種是科學(xué)研究工具，另一種是辦公服務(wù)系統(tǒng)。（1）科學(xué)研究工具在有關(guān)地學(xué)領(lǐng)域的科研項(xiàng)目研究中，通過(guò)應(yīng)用GIS這一輔助手段，獲得和分析科學(xué)計(jì)算結(jié)果。由于科研項(xiàng)目的規(guī)模和復(fù)雜程度不同，如公共服務(wù)設(shè)施的選址等規(guī)模較小，且內(nèi)容簡(jiǎn)單的研究項(xiàng)目，使用GIS通用軟件所具有的一般空間分析功能即可滿足研究的需求；對(duì)于全球氣候變化研究，或是大型工程環(huán)境評(píng)價(jià)等規(guī)模大、且內(nèi)容比較復(fù)雜的項(xiàng)目，除了要用到GIS通用軟件所具有的一般功能外，還需應(yīng)用專家系統(tǒng)，或?qū)I(yè)分析模型等。（2）辦公服務(wù)系統(tǒng)按照GIS應(yīng)用層次的高低，將其辦公服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用模式劃分為空間決策支持系統(tǒng)、空間事務(wù)處理系統(tǒng)、以及空間管理信息系統(tǒng)三個(gè)部分?？臻g事務(wù)處理系統(tǒng)可以有效地自動(dòng)化處理日常事務(wù)，并對(duì)大量的空間信息進(jìn)行準(zhǔn)確、迅速、及時(shí)地處理。該系統(tǒng)已被廣泛地應(yīng)用于各種大型應(yīng)用GIS的數(shù)據(jù)采集部門、具體事務(wù)部門、以及地圖出版、地籍管理、資源調(diào)查、測(cè)繪等各個(gè)領(lǐng)域；空間管理信息系統(tǒng)的主要目標(biāo)是高效的處理信息，它是基于空間事務(wù)處理系統(tǒng)上建立的，為管理者提供數(shù)據(jù)的查詢和統(tǒng)計(jì)，以及專業(yè)的分析等輔助決策信息，該系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于管網(wǎng)規(guī)劃管理、城市規(guī)劃、土地利用、以及道路交通管理等各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)；空間決策支持系統(tǒng)是在前兩種系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的更高一級(jí)的管理信息系統(tǒng)，其除了為決策者提供了一個(gè)模擬決策過(guò)程，還為其提供了選擇方案的決策支持環(huán)境，有效地解決了半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的決策問(wèn)題，該系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于宏觀決策、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展和行業(yè)發(fā)展規(guī)劃等領(lǐng)域內(nèi)。

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作者：鄒輝培 朱峰 單位：江蘇省淮安市盱眙縣測(cè)量隊(duì)