GIS前沿

GIS前沿计算机技术的迅速发展，使得GIS的功能和特点随之发生了巨大的变化，尤其是近些年来，计算机大容量存储介质、遥感技术、多媒体技术和可视化技术等相继被引进到GIS中，已使GIS发生了新的变化。一、GIS将往高维化发展空间可视化技术是指在动态、时空变换、多维的可交互的地图条件下探索视觉效果和提高视觉效果的技术。虚拟现实(VR)技术，也称虚拟环境和人工现实，已在游戏中成功使用。运用空间可视化技术和虚拟现实技术进行地形环境仿真，真实再现地景，用于交互式观察和分析，提高对地形环境的认知效果，是今后三维GIS可视化发展的一个重点。基于虚拟地球构建三维场景，在其上叠加卫星影像、高程数据、矢量数据。GoogleEarth体现了这方面的工作与最新成就，GoogleEarth的成功就是遥感影像加上网络ＧＩＳ以及三维可视化技术。遥感与GIS的集成，能促进空间信息技术的广泛应用。四维GIS（4DGIS）一般是指在原有的三维GIS基础上加入时间变量而构成的GIS。许多人认为地质特征是不变的，但实际上大部分地质特征是动态的、变化的，不是所有地质情况都是变化缓慢的，水灾、地震、暴风雨以及滑坡都会使局部地质条件发生快速而巨大的变化。地质学家对4D(立体3D加上时间第4D)的空间——时间模型尤感兴趣。四维GIS还可以是指在原有的三维GIS基础上加入地形或地貌而构成的GIS，这种GIS特别适用于军队。因为军事决策不仅需要地理信息的支持，在很大程度上还依赖于作战区域的地形地貌。二、GIS将更加网络化、智能化和集成化随着Internet/Intrannet的迅速发展，利用Internet技术在Web上发布空间数据或用户通过Internet浏览空间数据是GIS发展的必须趋势。事实上，万维网()已经成为GIS的新的操作平台。不过由于万维网技术还很年轻，有着很大的发展空间，这也会给WebGIS带来很好的发展机遇。智能GIS是指与专家系统(ExpertSystem简称ES)、神经网络、遗传算法等相结合的GIS，它实际上是基于知识的专家系统在GIS中的应用，它将在解决如城市规划与管理、交通运输管理、生态环境管理等问题时起到非常重要的作用。GPS跟踪通过读取来自定位系统的实时位置信息，实现信息化管理，实现物品三维化管理，系统功能界面和三维界面无缝对接。GIS是在同这些技术集成中体现它的价值，随着这些相关学科和技术的发展，GIS必将得到发展。可以想象，在不久的将来，我们可以花很少的钱，就可以买到一个GIS应用系统设备，它的大小如同一块手表，但功能却很强大。探险者可以用它只身一人走出沙漠，士兵可以借助它实现单兵作战。三、移动GIS有更多想象空间移动不仅是IT技术的关注热点，也是地理信息系统(GIS)技术不可忽视的新应用增长点。根据某机构的统计，在过去一年中，使用移动设备(尤其是智能手机)查看地图的用户数量增加了46%。现在，手机也能提供专业级的GIS服务。Esri公司在今年早些时候已经推出了智能手机的应用程序和软件开发工具包(SDK)。用户可使用这个程序浏览在线地图服务站点ArcGISOnline上的地图库，还可获取并查找企业GIS服务的相关信息。此外，移动GIS可支持现场数据采集，这也是许多政府和企业机构正在使用的一项关键功能。四、MGIS将在我军现代化建设过程中走上发展的快车道单兵数字化系统实质上就是一个对战场信息进行实时采集、存储、管理、施效的综合电子信息系统。外军已经在这方面做了大量的工作并取得了初步的成果，而我军还远落在后面。“单兵作战系统”包括单兵防护系统、单兵武器系统，是用高科技加强步兵战斗力、机动性和防护性的整体系统，通常包括头盔、防弹衣、生命维持系统、通讯系统、火控系统和单兵计算机，以及先进的武器等。比较典型的单兵作战系统是美国的“陆地勇士”系统，世界各国包括我国都在研制新的单兵作战系统，以适应未来战争的需要。“陆地勇士”C4I单兵系统集单兵防护、单兵战斗武器和单兵通信器材于一身，它包括头盔、防弹服、单兵枪械、“三防”装备、计算机、电台等从头到脚的整体装备。“陆地勇士”头盔提供了弹道防护和携带主要的士兵通信系统的组件，无线局域网天线安装在头盔里，并且通过hub与在士兵战斗负载背心里携带的MBITR电台相连接。电台的通信距离是视线内的一公里。头盔携带着一种安装在头上的显示HMD，这种显示器被安装在士兵占优势的眼睛上，提供指挥控制信息和态势感知，显示器显示的视频来自安装在士兵武器上的日光瞄准器或红外瞄准器。它能显示己方的卫星地形图，每30秒更新一次，士兵能够通过在武器上的按键来进行操作选择，允许士兵不需要降低武器就能实施程序。一个快速分离的武器电缆将武器的电子设备连接到hub，激光测距机和数字罗盘让士兵了解敌方目标的距离和方向。当士兵要求间接或直接火力和战斗识别的时候，包括士兵自己位置（由GPS确定）的数据，能给士兵提供精确的目标位置。用C4I系统装备的士兵无论在何种复杂情况下，特别是在一些机动重武器有时难以达到的特殊作战条件下获得准确的、直接的、不断更新的战场信息，还能随时告知单兵所处的位置，帮助其判定敌方目标位置，从而将加快作战反应速度。一个“陆地勇士”在未来数字化战场条件下，不再是一个孤立的人，而是战场信息网中的一个节点、一个终端，士兵有比任何时候都更强的战斗力、全面防护能力、战场生存能力及与作战系统更大的互通性和协同能力。单兵C4I系统是未来数字化战场不可缺少的重要组成部分。虽然我军的现代化建设目前还处于劣势，但只要我们抓住发展机遇，充分利用好现代科学技术的成果，我军现代化建设进程就能走上发展的快车道，这也就为MGIS的发展提供了良机。五、总结随着计算机技术的不断发展，虚拟现实、3D、4D、专家系统等一些新的思想和技术正源源不断地充实到GIS中去。在人类进入了信息时代后，GIS也必将借助因特网这一最新传输介质以实现地图交换和数据分布。同时，空间信息可视化作为地理信息系统的新的研究领域，已经促进了GIS理论和技术的进步，拓宽了学科领域。MGIS也将会借我军战场数字化建设的东风，得到快速发展，在未来的信息化战场上发挥重要的作用。