[科普] GIS技术发展

    地理信息技术（GIS）是20世纪最伟大的地理技术发明。在地理学的历史上，没有任何其他技术发明能够像GIS这样产生如此深远的社会影响。GIS（及其他信息技术）对地理学的影响非常大。随着时间的推移，GIS技术还将以新的创新方式和发展模式继续发展，带来新的应用模式。这将使得GIS走进千家万户，在社会产生巨大影响。

     GIS是地理学与信息技术（IT）的交叉学科。它既是地理学不可分割的一部分，也是IT技术的重要分支。GIS的两大基础是地理学和信息技术。地理学为GIS提供地理信息的挖掘应用，从表面上看地理学对GIS的发展作用很小，GIS推动地理学发展。信息技术促进GIS的发展，信息技术的每一个进步都影响着GIS技术的变革。

     GIS走进千家万户

     GIS管理多种资源，通过多种途径产生了多种应用，包括位置查询、距离量测、道路导航等。地理信息已经成为重要的信息资源。大众可以方便地获取地理信息服务，也可以方便地提供地理信息。大众地理信息服务催生了一个新的概念Neogeography，有人翻译为“新地理学”，它实质上是新的GIS模式。

     大众应用与推广地理信息产生了Volunteered geographic information（自发地理信息）。美国科学院院士Michael Goodchild教授讲Neogeography模糊了地理信息的生产者、传播者和使用者的界线。在Neogeography的概念下，专业地理工作者和业务地理爱好者跨越了学科界线，社会大众既是地理信息的使用者，也是地理信息的提供者。

     在专业领域，GIS几乎进入所有涉及到空间信息的行业。比如，地理设计（GeoDesigne）产生了智慧城市、智慧国土、智慧旅游等，促进了智慧产业。

     大众领域与专业领域的GIS应用存在差距，但这都不影响GIS继续向前发展。

GIS两大用户群及其差距图

     GIS集成于融合

     GIS的技术、方法、数据、应用模式都发生了巨大变革，已经形成为大集成和高度融合的技术系统，以至改变了传统GIS的概念。GIS将与大数据（Big Data）快速集成，大数据具有4V特征，即体量大（Volume）、类型多（Variety）、更新快（Velocity）、价值大（Value），其应用的核心是通过大数据发现规律。地理数据就是一种大数据，地理数据可以与其他数据融合分析，如解决“胡焕庸线”问题，进行浮动车信息分析等等。

     GIS走向云计算时代

     云计算（cloud computing）基于互联网相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云计算是近十年来最为重要的IT发展方向，它改变了传统的以个人计算机为基础的生产模式，改变了人们获取信息、分享内容和相互沟通方式。云计算的发展，促进了GIS技术体系的提升和商业模式的改变，使地理信息服务进入了一个新的时代。

    云计算的特点是虚拟化、分布式计算、分布式存储、资源弹性伸缩和自动化管理等。云计算改变计算资源的使用模式，从追求“拥有”到“有用”。云计算使地理信息从“独享”到“分享”成为可能。

     二维三维一体化GIS

     三维GIS是GIS发展的重要方向，相关研究论文众多，也出现了商业产品。传统三维GIS解决方案大多采用二维-三维联动的方式，仅是停留于可视化，缺乏空间分析功能。

     GIS发展模式与地理控制

    基于计算机的GIS至少始于1960年代，在五十多年的发展历史进程中，GIS的技术体系及其社会功能发生了巨大的变化，从专业的计算机辅助制图技术到大众互联网和移动地图信息服务，至今地理信息应用已无所不在。

    IT技术和地理科学（测绘与制图学）是GIS的两大基础。在GIS的发展历程中，特别是最近十年里，IT的发展是GIS演化发展最直接的动力；而地理科学则是GIS应用者，并非主流GIS的提供者。迄今为止，GIS仍主要基于测量与制图学，即地理位置信息，地理科学的潜在动力还未真正发掘出来。随着大数据的应用与数据挖掘、语义分析、时空动态模型，特别是三维地理坐标体系的引入，GIS将产生新的变革。

    IT技术的发展，是探讨GIS的发展模式和走向的基本出发点。结合IT技术的发展和GIS功能的演化递进，可以简单地将GIS的发展划分为五个阶段：制图与可视化，管理与辅助决策，地理信息服务，地理设计和地理控制。