摘要：文章首先介绍了地理信息系统的产生、概念，然后简要阐述了当前GIS主要的应用领域，最后提出了未来地理信息系统的可能发展趋势与发展方向。

关 键 词： GIS；应用领域；发展趋势

地理信息系统（GIS）自20世纪60年代产生以来，经过50多年的发展，取得了长足的进步。GIS的应用范围也有原来相对比较单一的领域逐渐变为被较多行业和部门所应用的一项地理信息技术。在实践中，其应用领域非常广泛。就目前而言，应用较多且比较成熟的领域一般有城市规划与管理、道路交通管理、地震灾害及损失估计等、医疗卫生领域等。

1. 地理信息系统概念

“地理信息系统（GIS）”是由加拿大测量学家汤姆林逊（RogerF.Tomlinson）于1963年首次提出，是一个在计算机硬件、软件支持下，运用系统工程和信息科学的理论，对整个或部分地球表层空间中的地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、模拟、分析、显示和描述的系统 [1]。

2.地理信息系统的应用领域

由于地理信息系统具有存储、管理、分析空间数据的功能，所以几乎所有的使用空间数据和空间信息的部门都可以应用GIS，应用较广，主要应用领域有以下几个方面：

2.1城市规划与管理

在城市管理中，应用GIS较多，如土地、道路、管网、环境、人口等诸多要素都可以通过地理信息系统进行管理，并且形成了应用于专门领域的GIS工具，如土地信息系统（LIS-Land Information System）和AM/FM（自动制图/设施管理，Automatic Mapping/Facility Management），前者侧重于管理地块的位置、面积、权属以及地籍的动态变化；后者则主要对电力、通讯、给水、排水等设施的管理和分析、制图。

城市规划涉及的因素非常多，开发新城要征用土地，改建旧城要拆迁安置，同时需要基础设施、公共服务设施的配套。在开发建设活动中，如果不注意各工程项目之间的协调，就可能造成混乱，而采用GIS对各种信息进行管理，并基于此进行分析和辅助决策，可以有效地防止这种混乱局面的出现。由于城市在不断地建设发展，所以需要随时更新城市基础数据库，这就要求应用GIS管理日常城市建设活动，以保证城市地理信息的时效性，提高城市规划与管理的效率。

2.2道路交通管理

近年来，GIS在交通方面的应用得到了广泛的重视，并形成了专门的交通地理信息系统GIS-T，以满足道路交通管理方面的要求，具体应用主要有两个方面：

一是路廓设计：路廓设计是公路设计中的一个重要环节，是定出公路最终线向的一个步骤。在路廓设计中，要综合分析多种空间数据，包括大比例尺的土地利用图、地形图以及现有的道路网等。从各方面收集来的资料合并到GIS资料库中，建造约束多边形，确定公路需要避开的区域。根据需要可以用权重表示不同的约束等级，并在地图上分别显示，以便设计员在设计路线时尽量绕开这些区域。然后将每条试验性线路输入到GIS中，利用缓冲区分析得到路廓多边形，与约束多边形进行叠加分析，计算路廓与每个多边形相交的总面积，并乘以权重，得到该试验线路的约束影响的加权总面积，用于比较这些线路设计。

二是道路管理：主要指动态分段管理（在数据库中记录道路的每种属性的起点到道路原点的距离，并不是真将道路切断存储，适合于动态的分析）、流量和路径分析 [1]。

2.3地震灾害和损失估计

对地震灾害以及地震次生灾害的评估对于一个区域的降低危险，资源分配以及紧急响应规划具有重要的意义，而通过存储和分析地质构造信息，利用GIS可以预测地震发生的“场景”并估计该区域由于地震引发的潜在损失。此外，GIS也提供了有力的工具使得在地震实际发生时，分析灾害严重程度的空间分布，帮助政府分配紧急响应资源。GIS在地震灾害和损失估计的应用主要有以下方面：

1）估计地表震动灾害：需要识别地震源点，然后建立在该点发生地震以及地震波传播的模型，最后根据地表的土壤条件得到最终的震动强度。

2）估计次生的地震灾害：次生的地震灾害包括液化，滑坡，断裂等，评估这些灾害需要收集相应区域的地质构造信息，计算地表运动的强度和持续时间以及在以前的地震发生过程中这些灾害发生的情况。

3）估计建筑物的损害：需要收集地震区域内建筑和生命线的分布状况，然后对每种建筑的建立损害模型，该模型是一个函数，与地表震动强度以及潜在的次要灾害有关。

2.4医疗卫生

地理信息系统在医疗卫生中的应用主要包括两个方面：

一是GIS与流行病研究：由于流行病是用于描述和解释某种疾病的发病率，从空间的角度来看，流行病学需要很好地描述流行病发病率空间分布特征的手段，进而可以研究发病率模型，以发现流行病和周围环境的关系。通常，GIS在流行病研究中主要提供了如下三个方面的功能：流行病数据的可视化、空间数据分析、流行病模型。

二是GIS与医疗设施分布：为实现医疗资源向基层下沉，需建造更多面向小社区的诊所，以方便大众就医，显然需要一种办法来提供人口统计和发病率的详细资料医疗设施需求。在进行这种医疗设施定位时，GIS可以发挥的重要作用。

GIS在医疗卫生中的另一个重要应用就是将上述两个方面结合起来，建立空间决策支持系统。该系统包括对流行病分布情况、医疗设施的分布情况进行可视化表达，以及对感染人群的流向等方面的控制，为流行病的防控提供决策支持。

3.地理信息系统的发展趋势

GIS系统是一种对空间数据进行采集、存储、更新、分析、输出等处理的工具，而软件是GIS系统的核心。GIS软件体系主要指GIS软件的组织方式，它依赖于一定的软件技术基础，并决定了GIS系统软件的应用方式、集成效率等许多方面的特点。从发展历程看，GIS系统应用软件技术体系可以划分为GIS模块、集成式GIS、模块化GIS、核心式GIS、组件式GIS和万维网GIS系统6个阶段[3]。随着计算机和互联网技术的发展以及应用领域的扩展，GIS的应用软件系统发展很快，从而构建了各种不同用途和功能的GIS系统，体现了GIS系统的发展方向。目前的发展趋势，主要集中有以下几个方面：

3.1 GIS智能化

GIS的智能化，是指GIS和专家系统的结合，由于现在人们处理的信息越来越繁琐，要求决策的问题也越来越复杂，传统的GIS不能很好的得到满意的结果，所以GIS就能借助专家的知识智能推理制作决策并解释决策理由，使复杂的问题简单化[3]。

3.2 GIS三维化

由于地球以及各种物体都是以三维空间的形式存在的，因此目前二维GIS系统技术或 H维半（平面 x，y坐标加高程） GIS系统对于完整描述地球上的对象就有一定限制，大多只能提供了一些比较简单的三维显示和操作功能，但这与真三维表示和分析还有很大的差距，真正的三维GIS必须支持真三维的数据模型。一个三维GIS系统空间信息系统应该能够模拟、表示、管理、分析与三维实体相关的信息，并提供决策支持。因此，如何设计并运用4DGIS来描述、处理地理对象的时态特征也是一个重要研究领域。

3.3 GIS网络化与WebGIS

随着计算机网络技术与互联网的发展和普及，基于网络的分布式地理信息系统已成为大、中型地理信息工程的必然选择。特别是基于政府的，或大、中型行业的信息系统要求能实时、快速的获取各种信息，以便及时调整方案或做出决策，就必须建立基于网络化的GIS。 另一方面，基于Internet Browser/Server的应用模式被广泛应用于信息的发布、检验等诸多领域，成为世界上最大的信息网。因而在Internet上发布和传输地理信息，使人们能用浏览器浏览和查询地理信息，也是当前GIS发展的一种趋势。

3.4 GIS标准化

GIS发展到今天这个规模，能够在各种领域得到使用，使人们不断意识到软件、硬件、数据等要素进行必要的标准化才能实现更有效、更广泛地对GIS的使用[4]。其中内容可能包括GIS的各个组成部分、各个操作过程、各种数据类型、软件硬件系统等。标准化真正实现将使人们能在一个共同理解的基础上共享信息和资源。

3.5 GIS系统专业化

目前，GIS软件和系统还是作为一个整体相对独立存在。许多软件提供的是全面的GIS功能，可以在任何一种需要GIS的部门使用，没有具体专业领域的限制；而从使用部门的角度来看， 大部分部门只需要GIS软件中的部分功能。软件的系统专业化是这个趋势的前兆，也为GIS软件的专业化做了必要的准备。将来的各类应用系统中，GIS可能会作为一个必备的部件而存在。

3.6 GIS多媒体化

多媒体技术是一种集声、像、图、文、通讯等为一体，并以最直观的方式表达和感知信息，以形象化的、可触摸（触屏）的甚至声控对话的人机界面操纵信息处理的技术。应用多媒体技术对 GIS 的系统结构、系统功能及应用模式的设计产生极大的影响，为用户提供一个更加丰富、灵活的表现形式，方便用户更加直观地浏览和查询地理信息[4]。

4. 结语

随着地理信息系统的技术的逐渐成熟与完善、功能逐渐强大，其应用领域也逐渐扩大，地理信息系统与日常生活息息相关，无处不在。地理信息系统今后的发展趋势将会始终朝着一个更高性能、更低成本、更具开放性和灵活性的方向发展，随着地理信息系统技术的广泛应用，将会极大地提高我们的工作效率和增加我们的经济效益。

参考文献：

[1] 江彬， 周荣福， 许保瑞等. 地理信息系统的应用及发展趋势[J]. 中国高新技术企业，2010，（15）： 61～62.

[2] 高国栋， 蒋栋. GIS技术研究及其发展趋势[J]. 信息系统工程，2004，（04）：58～59.

[3] 龚健雅. 当代地理信息系统进展综述[J]. 测绘与空间地理信息，2004，27（01）：5～11.

[4] 王庆华， 郝伟. 地理信息系统的发展趋势[J]. 资源开发与市场，2005，（01）：28～30.