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一、背景
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20世纪80年代以来，交通运输部门采用现代技术改善工作效率和质量。同时，环境保护、经济可持续发展等影响人类生活质量和生存空间等重大问题日趋严重，而由交通所引起的环境污染、交通堵塞等问题也被人们逐渐认识，跨学科多层次的合作研究成为解决交通运输及其相关问题的基本途径。
随着社会的进步，社会经济水平不断提高，人民生活也越来越富裕，由道路、水运、铁路、航空和管道构成交通系统也越来越复杂。在交通的规划、设计和管理中遇到许多前所未有的难题。而交通地理信息系统（Geographic Information System for Transportation，GIS-T）的出现给新时期的交通提供了崭新的技术平台和手段。
GIS-T是以现代计算机科学、地理学、信息科学、管理科学和测绘科学为基础，并与传统的交通信息分析和处理技术紧密结合，采用数据库、计算机图形学、多媒体等最新技术，对交通地理信息进行数据处理，能够实时准确地采集、修改和更新地理空间数据和属性信息，为决策者提供可视化的支持。GIS-T为新时期的交通行业发展提供了新的思维模式。
国务院颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006━2020年）》中指出，交通运输业发展思路之一是“以提供顺畅、便捷的人性化交通运输服务为核心，加强统筹规划，发展交通系统信息化和智能化技术，安全高速的交通运输技术，提高运网能力和运输效率，实现交通信息共享和各种交通方式的有效衔接，提升交通运营管理的技术水平，发展综合交通运输”。而智能化和信息化的基础之一就是GIS-T。
交通部颁布的《公路水路交通中长期科技发展规划纲要（2006-2020年）》中给出公路水路交通科技发展目标之一“到2010年，数字交通技术实用化程度和行业管理信息化水平明显提升，集装箱多式联运和一体化运输技术明显突破，交通决策技术明显提高。到2020年，智能化数字交通管理技术、一体化运输技术、决策支持技术整体达到国际先进水平，交通运输管理技术能够适应交通现代化的要求，全面实现决策的数字化与科学化”。
国务院颁布的《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》指出，要“推进工业结构优化升级”，并“坚持以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，提高经济社会信息化水平”。而GIS-T的研究、开发和应用正是促进交通行业信息化的必要手段和途径，进而改善交通行业的发展模式，保证交通行业的科学发展和可持续发展。
二、国外发展状况
美国是较早利用计算机技术建立交通运输和规划数据库的国家之一。在20世纪80年代中期，美国联邦公路署开始公路综合数据库的开发研制，并在1988年建立了实用的GIS-T。该系统包含45，000条道路，总长595，456公里覆盖全美国的公路网，并且有与每条公路关联的属性信息，如公路等级、归属、编号、长度、路幅形式、中央分隔带、交叉口类型、车道数、路面类型、桥梁、州交通量、州界等。1995年第20届PLARC会议上，美国联邦公路署向与会的各国代表提供了一张综合公路数据库V2.0光盘，该数据库是适合于交通运输网络规划、分析建模的综合数据库，是当时世界上最大的公路数据库之一。
在美国公路署的倡导下，各州运输局相继展开一系列的GIS-T的研究，包括适合于GIS-T的交通运输建模问题、GIS-T的数据存储方式、数据格式转换、GIS-T应用范围、软件平台选择、GIS-T项目可行性研究等。其中Wisconsin 运输局是GIS-T的开发与数据集成的先驱，开发的基于地理信息系统的路面管理系统已投入运营之中，同时还开发了桥梁管理和维护地理信息系统、交通标志和道路设施管理系统、基于地理信息系统的交通事故分析等系统。为减少数据建库费用，实现资源共享，各州运输局与测绘部门紧密合作，采取分工负责数据采集，同时将GPS技术引入数据采集中并建立了进行空间信息采集和集成的参考框架和标准。美国运输组织成立了GIS-T工作组，从事GIS-T与ITS的数据模型、线性参考系设计、数据质量控制、线性参考系中的误差传播等研究。
随着GIS-T的广泛研究和展开，美国从1992年以来先后召开多次学术研讨会并出版了相应的论文集。美国开展GIS-T研究的特点是紧密结合交通运输发展的实际，解决在交通运输中急需解决的关键技术和策略问题。
德国是较早将GIS-T用于公路选线实际工作中的国家之一。在兴建勃兰登堡的Oranienburg市的绕城公路时，通过GIS-T技术进行了该项目的环境协调性研究及路线方案的规划。日本东京煤气公司研制了基于GIS-T的车载导航系统，该系统由CD-ROM数据库和实时通信系统组成，用于事故抢修、车辆调度和野外作业指挥。加拿大的艾伯塔省建立了全省的公路维护系统，实现了GIS-T对道路养护的决策支持。美国印第安纳州交通局采用GIS-T管理全州的公路、上千座桥梁以及铁路、航道、民航机场等交通信息。
在发达国家，GIS-T几乎已渗透于交通的各个领域。在交通规划中应用于：交通需求分析与预测、路网方案评估、项目选择及优化、交通工程设施规划、危险品运输路径规划、紧急情况下的疏散规划、公交线路规划、公共汽车站站址选择等；在道路设计中应用于：道路走廊选择、路权取得、道路线形仿真等；在交通管理与服务中的应用有：日程养护管理、路面管理系统、桥梁管理系统、辅助决策系统、交通控制、交通事故分析、交通动态模拟、汽车运输调度、交通灾害防治、超限卡车路径选择、车辆导航系统等；在港口应用于：港口基础设施管理、船舶自动识别技术、装卸管理等；在航道中应用于：航道疏浚、航标管理等。这些应用的技术手段是以GIS-T为中心，集成全球定位系统、遥感、网络和多媒体等技术。
三、国内发展与现状分析
我国是一个发展中国家，经济上还处于发展阶段。我国的现状使交通规划与管理就显得十分重要。为从根本上解决交通问题，吸取西方发达国家在交通管理规划方面的经验教训，增强规划决策和管理的科学性、合理性，逐步展开GIS-T技术在交通规划与管理中的推广和应用，进行GIS-T的理论和应用研究，具有重要的理论意义和现实价值。
从20世纪80年代起，我国公路管理部门采用各种数据库系统建立了一些公路路况数据库，交通部组织组织了一系列旨在提高公路规划和管理水平的应用系统开发研制，包括路面管理系统CPMS、桥梁管理系统CBMS，这些系统具有查询简单快速的特点，但只有公路属性数据，并未建立各级道路的空间数据库，无法满足空间分析的需要，难以胜任对公路信息的全方位动态管理和进行公路规划、建设和养护的分析和决策支持。为从总体上改善我国公路信息的管理水平，缩短与发达国家之间的差距，交通部决定建立我国自己的公路数据库系统，并于1991年将省市两级的公路数据库建设任务下达，开发完成了地市级公路数据库Trans-GIS的研制开发。1995年交通部科技司申报国家重点科技项目“GIS在公路信息系统中的应用研究与开发”中，着手研究将GIS-T技术用于公路建设和管理，建成基于公路交通地理信息系统。1998年中国城市规划研究院承担的863项目“GIS支持下的城市交通需求分析系统软件开发”，将城市地理信息系统和交通需求模型结合为一体进行研究开发，在交通需求分析中引入地理信息系统空间数据分析模型和空间技术分析，从交通数据采集、管理、交通分析过程以及结果的表现等方面对交通需求分析进行支持。GIS-T的研究在中国蓬勃发展起来。
GIS-T蓬勃发展的主要原因分析如下：一是信息技术的发展，使得相关信息技术的性能价格比急剧提高，开发相关系统的经费门槛大幅度降低，系统开发费用从几百万降低到几十万人民币。二是目前在软件开发领域，组件技术以前所未有的方式提高了软件的生产效率，近二十年来兴起的面向对象技术进入到成熟的实用化阶段。为了适应组件式软件技术潮流，地理信息系统软件像其他软件一样，由过去厂家提供全部系统或者具有二次开发功能的软件，过渡到提供组件由用户自己再开发的方向上来，从而使开发相关系统的技术门槛大幅度降低。三是我国公路大建设，以及因特网和电子商务引发的对物流的关注，形成了对以GIS-T为核心的3S（卫星定位系统GPS、地理信息系统GIS和遥感系统RS）技术研究和应用的强大的需求。
在此条件下，GIS-T呈现如下特点：
（1）交通系统应用3S技术，体现出集成和综合的特点，交通部提出了“数字交通”的概念，加强以GIS-T为核心的信息技术在交通领域的综合研发和应用。
（2）以省、部级有关单位为示范，以地市级单位为推广，以大型的运输企业为综合应用，广泛推广实施GIS-T技术的应用，提高了交通行业发展的技术含量。
（3）不仅在基础设施管理单位开发相关系统，而且逐渐向物流和电子商务等交通服务领域转移，建立以GIS-T为平台的物流核心关键技术。
（4）随着我国智能运输系统应用逐步开展，一些成功的智能运输系统把GIS-T作为系统的信息平台，通过地理信息系统整合各种其他交通信息。
根据目前GIS-T在交通行业的很多领域都有比较好的应用和发展前景。
在宏观决策和规划中的应用。我国交通在今后相当长时期内将处于快速发展时期，交通管理和建设的投资规模大、项目多、战线长，是一个规模巨大、耦合度高、透明度低、动态而且开放的系统，需求预测、发展战略、政策策略、资金投入等方面将面临着大量的复杂决策问题，如建设项目的宏观决策、建设和养护项目的选择与优化排序、建设管理与工程的控制等。而目前这些决策，如规划（计划）、投资项目优化、公路建设和管理的宏观决策和管理工作仍多处于手工操作阶段，计算机仅仅用作文字和表格处理的工具。大量建设信息仍以纸张为存放介质且较为零散，查询效率低，信息处理重复工作量大、耗时多，更无法实时、全面地为领导或上级部门提供综合信息报告。利用地理信息系统等信息技术，可以提供直观、明了的集点、线、面信息为一体的多媒体方式的各种公路专题图，实现交通决策和管理的科学化，提高决策的效率和质量。
在公路建设中的应用。在公路建设中，可以充分利用交通地理信息技术为公路勘测和设计服务。在道路选线过程中，利用GPS和RS和其他测量手段，获得外业的勘测数据，然后通过测量数据产生数字地面模型，作为内业数据处理的基础，以选择公路走向。在构建数字地面模型中，一般采用地形图数字化或扫描矢量化，随着数字地球概念和技术的广泛应用，现在则以卫星图像和航空照片为基础，通过地理信息系统软件可以快速精确地生成数字地面模型。在此基础上，输入有关的技术，环境及社会等数据，并且考虑各种限制条件，如曲率半径、最大纵坡、多层地质构造及边坡、已有线形物（公路，河流，铁路等）、特别区域（沼泽地，城镇，环境保护区等）等，优化道路的选择。利用卫星图像技术或航空摄影测量技术，可以准确获得地形高程及图像，大大减少繁琐、艰巨的实地测量等前期工作。地理信息系统软件等技术在计算机上的运算和虚拟，可以节省期资金及设计时间。通过确定路线最佳方案，可以大幅度减少并平衡工程的土石方量。通过在路线优化过程中处理、保存大量的数据，并计算各条优化路线的分项建设费用，为项目提供财务分析及运营费用控制。
在公路养护中的应用。路网的养护和建设业务范围比较大，养护管理业务非常复杂和繁多，但从业务流程上讲，有养护决策所需要信息的采集、养护方案决策、养护项目进度管理、竣工管理等环节。养护的不同职责也分散在不同的业务部门。我们可以通过GIS-T技术，进行整体的决策和调度，在路网级根据交通量、交通类型、路面状态等决定养护的规模和次序，根据交通分配决定养护的时间以避免交通堵塞等，并且直接进行养护项目的管理，合理配备养护的人力和物力，有效安排养护资金，跟踪、评价养护项目的完成情况，实现公路养护项目计划管理、进度管理、成本管理、质量管理的计算机化。
GIS技术发展概况：
在新兴的信息产业中，GIS(Geographic Information System,地理信息系统)作为集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学和治理科学及相关学科等为一 体的新兴边缘学科，近30年来迅速兴起。
GIS将计算机技术和空间地理分布数据相结合，通过系统建立、空间操作与模型分析，为地球科学、环境科学和工程设计、乃至企业治理等方面的规划、治理和决策提供有用的信息。
目前GIS在国内外应用领域已相当广泛，不但成功地应用于测绘、制图、资源和环境等领域，而且已成为城市规划、公共设施治理、工程建设等的重要工具，此外GIS还进入了军事战略分析与决策、商务策划、文教卫生乃至人们日常活动的各种领域中。
目前GIS被认为是21世纪支柱性产业，是信息产业的重要组成部分。“九五”期间国家科技部已将GIS列为“重中之重”的项目，并重点支持发展我国的GIS产业。
扩展资料
我国的GIS发展较欧美先进国家起步约晚15年左右，但发展速度并不很慢。1994年9月，我国国家测绘总局与美国ARC/INFO总部签定了合作的ARC CHINA计划。
仅以GIS在城市方面的应用就有城市自来水、城市煤气、城市规划、城市地下管线、城市环境、城市道路、城市土地等不胜枚举，至于其他各方面的应用诸如环境监测、水土流失、矿产资源、投资评价等更是屡见不鲜。所有这些都标志着GIS在我国的成长与发展。
参考资料百度百科——GIS
GIS技术目前应用领域及应用前景发布日期：2008-02-21 12:55:08 发布人：《数字社区＆智能家居》2007年12月刊 目前应用领域
1.资源管理：要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源（如土地、森林、草场）分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。
2.资源配置：城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。
3.城市规划和管理：空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中的主要内容。例如，在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。
4.土地信息系统和地籍管理：土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许 多内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。
5.生态、环境管理与模拟：区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。
6.应急响应：解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时，如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。
7.地学研究与应用：地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。ArcInfo系统就是一个很好的地学分析应用软件系统。
8.商业与市场：商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数，建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构(年龄构成、性别构成、文化水平)、消费水平等结合起来考虑。地理信息系统的空 间分析和数据库功能可以解决这些问题。
9.基础设施管理：城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征的。它们的管理、统计、汇总都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。
选址分析：根据区域地理环境的特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素，在区域范围内选择最佳位置，是GIS的一个典型应用领域，充分体现了GIS的空间分析功能。
网络分析：建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型，研究交通流量、进行交通规则、处理地下管线突发事件(爆管、断路)等应急处理。警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等也是GIS网络分析应用的实例。
可视化应用：以数字地形模型为基础，建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的三维可视化模型，实现多角度浏览，可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型工程管理和仿真、旅游等领域。
分布式地理信息应用：随着网络和Internet技术的发展，运行于Intranet或Internet环境下的地理信息系统应用类型，其目标是实现地理信息的分布式存储和信息共享，以及远程空间导航。
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GIS的应用前景
目前GIS的研究和应用都处在一个高速发展的阶段。在国外GIS技术已被各级政府部门和企业界广泛认知和采用。尤其是在北美、欧洲、日本和澳大利亚等国家和地区，GIS市场已经基本形成。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。
未来若干年空间数据采集和GIS技术将会有新的更大的发展，从而给城市空间数据生产和GIS应用增添新的生命力。以信息高速公路和计算机宽带高速网为代表的国家信息基础设施（NII）的建设、高分辨率卫星影像技术的实用化、数字摄影测量和空间定位技术的发展以及超大容量、高速数据存储设备的发展将给城市空间数据生产和GIS应用带来巨大积极效用。新的数据获取与更新技术的发展、新数据形式的应用、数据共享政策及其实施、国家多尺度空间数据基础设施的建设以及数字地球和数字城市的建设都将大大改善我国城市空间数据的状况。
GIS技术的一些最新发展（如WebGIS、OpenGIS、ComGIS、3D GIS、TGIS等）将在城市得到实际应用，从而提高GIS系统应用的水平。城市GIS将进一步由技术推动转向应用牵引。面向应用将是GIS的生命，GIS与其它技术的集成将成为主流，应用系统的质量将稳步提高，用户的意识和行动将更有利于GIS的发展，应用将向深层次和大众化两极发展。
21世纪我国的城市将会有更大的发展，城市的发展将给城市GIS技术带来新的机遇。城市GIS虽然面临挑战，但未来无限光明。由于GIS本身的特点，过去建立起来的城市GIS系统的实际效益在未来几年将会逐步显示出来，人们的认识会进一步提高，城市GIS的生命力将愈加旺盛，并将会发挥应有的、符合其特点的作用，GIS也将真正走向产业化和市场化。
【现状】
中国GIS行业发展探讨与分析（转自）
学者们都说中国GIS市场巨大，GIS产业发展迅猛，但是我认为，中国的GIS是彷徨的。那么，读者一定会问为什么？
正文之前，我们先解释什么是彷徨。彷徨指徘徊,走来走去,不知道往哪里走好；犹豫不决；没有方向。
好，明白了什么事彷徨，读者应该已经明白中国GIS事业所处的状态了。那么开始正文部分：
首先，我们几乎没有前沿的自主技术（我说这话很多所谓的自主研发的GIS厂商会生气，在此表示抱歉，良药苦口啊！）。国内的开发市场主要分为两股力量：1、商业二次开发；2、开源GIS的商业开发。
前一个大部分使用的是ESRI、GeoMedia、MapX，超图（superMap，中国少有的自主研发公司）也占有一定的份额，中地（MapGIS，个人认为中地并不是企业，而是政府机构）、GeoBean（地网开发方面资料太少了，不过功能还行）等的开发集中在政府外包的项目和学校科研。
后一个是雨后春笋一样的开源掘金队伍，发现了国外的开源GIS是免费的，便用来做商业开发，成为了国内发展较快的GIS队伍的生力军。的确，我就是后一个队伍的一员，但是我心中存在淡淡的隐忧，我们不论是用人家的API还是OGC的开发标准，都是在追着洋人的屁股跑。
其次，国内的GIS以开发为主的情况下，并没有出现能够真正的提供GIS服务的供应商和研发商，没有形成产业循环，而只是企业内行为，无法形成外部循环经济效益。就其原因，主要是商业项目太少并且政府项目招标环节存在一定的“关系因素”，即招标部门养着一个专门用来投标开发的GIS开发企业，不论这样是经济的还是不经济的，都能够为招标的部门谋取一定的“利润”。总的来说，GIS还是处于事业单位的发展模式下，真正的GIS市场秩序并没有建立起来。市场上存在大量的没有断奶的所谓企业，这样企业的竞争力严重不足，开发创新精神严重缺乏！
第三，中国GIS应用的民用度不高，GIS到底是发展大众方向还是主要以承包地理信息系统工程项目为主业内还存在一定的争议。到现在，我们国内也没有出现真正的GIS大众商业运作模式，这种模式还需要继续探索。一旦GIS产业发展走向大众化，就存在产业泡沫的问题，例如我们年初所看到的GIS与GDP发展的互动关系。我们急需一种比较完整的商业模式来运作GIS产业，而不是像“小作坊”一样的包项目生产，这样的项目不可能永远存在。
第四，政府对于GIS产业的政策不明朗，中央政府对于GIS的立场是支持的，但是迫于GIS项目的敏感性，所以很多的项目无法推行。地方上，各个政府机关的小利益矛盾比较尖锐，项目推行受到多方面非技术因素的影响，直接导致了很多的项目“流产”或“空壳”。从而影响了中国GIS的走向。
第五，GIS教育多而不精，缺乏实践教育，学生毕业后就业压力巨大，GIS市场的容量并不能消化这些毕业生，导致人才流失。大量的毕业生考研后继续失业，毕业生转行成为风尚，甚至出现了学校GIS专业没有人做GIS的尴尬情况。这导致了中国GIS人才的缺口增大，GIS从业者创新能力下降。当然，这个问题是应试教育引起的，也普遍的存在于其他专业！
第六，也是最关键的一条，就是我们正在逐渐的丧失创新能力，并且缺乏有效的风险投资作为GIS产业发展的支持，相比于GIS来说，房地产、道路建设、贸易等产业更加实际，更加的赚钱。因此，GIS人必须寻找一种适合我们自己的融资方式和商业模式来改变这种问题。
其实不管是业界还是技术的前沿 都把gis的软件开发策略作为一段时间或者是长期的规划来处理 这样基本上覆盖了gis核心服务的模型构架 使得服务的方向较为单一 不能很好的实行大众化的服务 这个固然跟眼前的政府政策有很大的关系 但是业界自己的发展探寻是不是也应该重新审视一下自己的阶段成果呢！
gid在中国的发展已有二三十年了吧 不论是早期的技术引进还是目前的自主研发（当然研发力度还远远不及国外的同行 这方面esri就是好的榜样）都还有很大的提升空间 而有些业内人士由于正好看好了这个态势 也大胆猜想GIS将会渗透各个领域各个行业 也将是IT的另一大主流方向 这话有一定的道理 在某种程度上也能很好的体现GIS发展的前景
【GIS对经济、社会作用】
一、GIS技术的兴起 为了解决人类所面临的人口、资源、环境和可持续发展等问题，协调自然与社会间的矛盾，以保障社会经济的可持续发展，必须采用现代的各种信息技术。GIS在其中发挥重要作用，而得到了各国政府和社会团体的广泛关注。很多国家都建立起国家性和地区性地理信息研究中心，发布有关行政法令，进行地理信息系统研究，培养人才，以满足地理信息系统迅速发展的需要。 以美国为例，1988年统计，84%的联邦机构已使用和计划使用地理信息系统，7万多个地方政府机构已建立了GIS服务系统。政府对地理信息产业的投入每年约为16.5亿美元。1992年，仅美国地质调查局的空间数据库投入就达7.54亿美元。随着美国地理信息产业的发展，每年的应用项目多达一万个以上，降低成本5—10亿美元，并新创产值在10亿美元，并新创产值在10亿美元以上。 美国总统克林顿于1994年4月11日签发了“协调地理数据的获取和使用：国家空间数据基础设施（NSDI）”的行政命令。该行政令要求成立联邦地理数据委员会（FGDC），发展国家地理空间数据交换网络（NGDC），在FGDC组织下制定数据标准，并在2000年1月完成美国的国家数字地理空间数据框架（NDGDF），以支持在2000年将展开的十年一度的人口普查。 近年来，地理信息系统技术发展极为迅速，并向着集成化和商品化发展，开始形成比较完整的地理信息产业。1994年，全球地理信息系统及其相关产业的年产值已达31亿美元，年增长率在35%以上。 我国是一个发展中大国，人口基数大，经济基础差，人均资源占有量少且地区分布不平衡，环境污染严重，生态系统脆弱，长期以来对粗放型经济增长的追求使得我国的资源与环境问题更加恶化。中国政府充分的认识到这种局面，于1994年出台了《中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境和发展白皮书》，在中国共产党十四届五中全会上把可持续发展列为基本国策之一。地理信息系统，作为一种空间技术，与人类的生存、地区的发展和进步关系密切。地理信息系统将为人类解决全球与地区环境与发展问题，实现社会经济可持续发展目标做出重要贡献。 经过15年的发展，地理信息系统在我国得到了很大的发展，其应用前景与价值已得到有关部门的认识与重视，目前开展地理信息系统工作的部门已超过20个。我国已建成2个地理信息系统国家重点实验室，建成2个地理信息系统国家重点实验室，建成国土基础地理信息系统1：100万数据库和十多个较大规模的信息系统。通过“八五”国家科技攻关，地理信息系统技术逐渐从实验、局部走向实用化、集成化和产业化，在重大自然灾害的监测与评估、重要产粮区主要农作物估产、城市交通管理等方面取得突破性进展，产生了明显的社会、经济效益。 地理信息系统的在我国的应用虽然取得了很大成就，但与美国等先进国家相比，在应用的规模和深度上还存在较大的差距。中国的国民生产总值为4300亿美元，据外商估算，1993年的GIS投入为2000万美元，占国民生产总值的0.47/1000，与美国的3.3/10000相比差一个数量级。目前建立的GIS专业应用系统大多属面向具体项目的GIS，研究成果多，实用系统少，普遍存在利用绿低，效益不高，重开发轻应用的状况。在国产GIS基础软件开发方面，也存在投资和开发力量分散、低水平重复开发普遍，开发周期长，效率低，产品功能雷同，商品化程度低等问题。同时在地理信息获取方面也存在着重复投资多，信息的质量问题也比较严重，信息的标准化还需进一步加强等问题。 地理信息系统有着广泛的社会需求和广阔的应用领域。近年来，国民经济建设、国民经济管理和人民生活与社会发展对地理信息产品和服务的需求逐步增加。一方面各级政府部门或国民经济管理机构、业务部门要求及时地了解和掌握国民经济建设和社会发展在地域空间上的运行状态、分布特征、资源环境条件和社会经济基础等方面的地理信息。另一方面，在商业、运输等部门，为了更好的管理日常业务，并进行各种分析评价工作，也开始使用地理信息系统。随着世界性高速信息网络的建设，地理信息系统开始进入家庭和日常办公场所。 今后五年以至到2000年是我国改革和发展的关键时期。我国经济将持续快速发展，基础工业、基础设施建设大规模展开，城市化发展加快，而人口、资源、环境压力很大。这段时间内，我国将实现经济体制和经济增长方式的重要转型和转变。坚持可持续发展，逐步缩小地区发展差距，基本消除绝对贫困是这一时期的基本方针和任务。与此同时，面向21世纪信息时代的来临，我们必须抓住机遇，加速国民经济信息化进程，在信息基础设施的建设方面迈出较大步伐。 这一时期也是我国GIS发展十分关键的时期。必须从国内外GIS发展的现状和趋势出发，根据这一时期国家经济和社会发展的要求和国情、国力，考虑这一时期我国GIS发展的规划、战略、政策和措施。遵循我国信息化建设“统筹规划、联合建设、统一标准、专通结合”的总方针，大力推进我国GIS的实用化和产业化。 二、GIS在当代学科体系中的地位 地理信息系统是一种特定的处理地理信息的信息系统，它的定义多种多样，是一种覆盖领域十分广泛的高新技术。 地理信息，由于它具有区域性、多维性和时序性，是人类生存和社会活动中连接各种信息，形成在空间和时间上连续分布的综合信息的基础。它是解决人口、资源与环境和社会可持续发展所面临的各种问题和促进国民经济持续、快速和健康发展的基本信息手段。 地理信息系统所依托的学科称为“地理信息学”（Geomatics)，它是一个现代的科学术语，代表了用各种现代化方法来采集、量测、分析、存贮、管理、显示、传播和应用与地理和空间分布有关的数据的一门综合和集成的信息科学，是当前的测绘学、摄影测量与遥感、地图学、地理信息系统、计算机图像图形学、卫星定位技术与现代通讯技术的有机结合。 地理信息系统是以上多学科集成的基础平台，用作搜集、存贮、管理和分析空间信息和数据。卫星定位、遥感和摄影测量是是快速获取和更新地理信息的主要手段，目前正走向全数字化道路。地图学与图像图形学既用作地理信息的分析和处理，也用于地理信息成果的显示与表达。专家系统的引入将力求使数据采集、更新、分析和应用更加自动化和智能化。现代通讯技术，尤其是正在兴建的信息高速公路将为地理信息在各部门的传播和应用提供保证。因此，地理信息学的形成和发展是整个信息科学和技术发展的一个重要组成部分，将会给相关学科的发展带来机遇和挑战。 近年来，国外一些高校开始将原来的测绘专业改为地理信息学专业，如荷兰的ITC和香港理工学院称Geoinformatics，加拿大的拉瓦尔大学和卡尔加里大学称Geomatics，澳大利亚的新南威尔士大学称为Geomatic Engineering。这标志着地理信息学（Geomatics）作为一门科学、技术和产业已经形成。 对于地理信息系统和地理信息学在当代学科体系中的地位还没有统一的认识，一般将它看做是一门跨学科的边缘学科。 钱学森教授从八十年代出以来，一直提倡建立一门地理科学，它是自然科学与社会科学的汇合，是一门以理解和协调人地关系为最高目标的研究作为人地系统的地球表层的科学，它与自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、人体科学、美学、军事科学、行为科学并列的一大现代科学技术门类，它不是单一学科，而是一个学科体系。地理科学就是研究人口、资源、环境与发展的，不言而喻，地理科学将发挥主要作用。 杨开忠教授将地理科学分为四个层次：地理科学哲学、基础地理科学、应用地理科学和技术地理科学，我们略加修改，如图1所示。 图 1 地理科学体系图解 地理信息学同地图学、GPS、遥感、测绘、数量地理学同属于技术地理学。近年来人们所关注的GIS、RS与GPS的集成的理论基础也在于此，它们都是地理科学的技术支持学科，有着共同的研究对象，只有彼此结合起来，才能将研究推向深入，这是地理科学研究方法的一次质的飞跃。地理信息系统为地理科学研究提供了一个现代化工具，使地理科学的研究从传统的定性描述走向定量分析和空间分析，从简单系统走向复杂系统，具有了更好的技术手段。 三、GIS发展的不同阶段 GIS对社会发展所起的作用，与它所处的发展阶段紧密相关的。一项新技术的推广应用都要经过一个研究、推广、普及的过程，其中还需多次反复，才能成功，GIS也不例外。目前来说，它仍然出于发展阶段，特征在于它的基本理论及方法还出于不断探索完善之中，有关其数据模型、数据处理方法的论文也不断出现。但它的应用早已提上日程，有关管理、教育的研究已引起人们的关注。 关于我国GIS事业的发展历程，何建邦和蒋景瞳研究员对此做了回顾，他们认为国际地理信息系统的发展开始于本世纪60年代。中国地理信息系统研究与应用起步较晚，从80年代初开始，已有15年的历史。 中国科学院院士陈述彭教授在1978年杭州遥感学术讨论会上，把地理信息系统作为一个学科和技术领域分支提出，但当时并未引起重视和讨论。以它作为中国GIS事业准备工作开始。根据实际发展历程，他们建议把我国GIS发展划分为如下阶段： 1978—1980 为准备阶段，在我国正式提出地理信息系统领域； 1980—1985 为起步阶段，经过两年的准备和辩论，终于在1980年1月19日在中国科学院遥感应用研究所建立了全国第一个GIS研究室。GIS正式走上研究和实验的舞台，在中国开始了它的发展。 1986—1995 为发展阶段，从第七个五年计划（1986—1990）开始，GIS作为政府行为，正式列入国家科技攻关计划，开始了有计划、有组织、有目标的科学研究、应用实验和工程建设的工作。在这个发展阶段内又可划分为两个时期，即前五年（1986—1990）的初步发展时期和后五年（1991—1995，即第八个五年计划期间）的加快发展时期。GIS从研究、实验和局部应用走向实用化、集成化和工程化，在国民经济和社会保障上开始发挥重大作用，技术渐趋成熟。 1996年以后为走向产业化的阶段。目前，中国GIS已具备产业化的条件，已经造就了一批GIS专家和产业队伍，形成了多个GIS研究、培训和数字化基地。在本世纪最后五年，GIS在中国将会正式成为一种产业，进入市场，在国民经济和公众生活中得到广泛的应用。 我国GIS正处在向产业化转变的时期，叶嘉安教授对我国GIS产业化过程中所面临的重要转变进行了总结，主要有以下几点： 1、项目（资金）来源的转变 近年来，我国GIS系统开发资金逐渐由以科研经费（国家投资）为主转向商业投资为主转变，投资的回报需要直接来自所开发系统的运行过程中，这是GIS商品化的标志，这说明GIS的技术日趋成熟，GIS进入实际应用阶段。实际应用部门对GIS的需求日益高涨，成了项目和资金的主要来源。 2、开发者的转变 随着项目性质的变化，系统开发者由单纯的科研人员开始向工程技术人员转变。开发者头脑中的工程观念和市场观念、用户观念开始加强。 3、开发模式的转变 由国家投资、科研人员设计开发，以科研机构为主实施系统建设的“建设—移交”式的开发模式，转向开发部门与用户共同开发或用户自行开发，而由科研技术部门提供技术支持的开发模式。 4、技术重点的转变 系统功能开发由技术驱动转变为需求驱动，由注重软、硬件技术向注重管理技术和实用效益方面转变。 5、区域尺度的转变 受需求和资金来源引导，系统建设开始转向国家、区域、城市和工程项目等多种尺度，其中城市地理信息系统在近期蓬勃发展。 6、目标的转变 随着信息的社会化和产业化，GIS将由以面向管理决策部门的决策支持为主要目标，转向满足多层次、多领域的广泛的社会需求。 7、系统类型的转变 GIS由面向项目的系统向面向管理的系统发展成为必然的趋势。 陈子坦博士从应用的角度将GIS分为四个层次：项目水平、部门水平、企业化水平和社团水平。 项目GIS是GIS应用的初级阶段，用户的目标是完成一个特定的项目。用户主要关心的是获得这一项目的结论，其他与GIS相关的操作只是工具性的或中间过程。它们不能定期维护数据和应用程序的更新，在一个项目结束后，这个系统的周期也就结束了，大多数的科研机构、大学和科学家的GIS应用正处于这一阶段。 部门GIS的特点是具有一个维护良好的GIS数据库。这一数据库是定期更新的，并被很好的管理。从而可以用来完成一个部门、一个政府机构和合作双方中某一方的某些日常工作。这一部门中的用户随时利用最新的数据来分析和决策。目前已有数千的机构建立了部门GIS系统。 企业化GIS运行于多部门环境中，这些部门具有各自的职责和功能，他们之间共享共同的地理基础数据，分享硬件、软件系统资源，分享应用模型、专家经验和知识。他们还要分享维护和管理这一GIS系统的责任。网络通讯和分布式计算是支持企业化GIS的技术，所有数据和系统资源分布于一个网络上，在网络上流动，供多用户共享。企业化GIS可以帮助包括环境单位在内的企业更有效、更有目的性的完成决策制定过程。目前大约有数百个企业化层次上的GIS运行于政府和大公司中。 社会化GIS是GIS发展的未来层次。GIS不只是用于政府和科研机构，而且会被社会一般公众和团体所接触。人们可以通过Internet网络方便地获取所需的地理信息数据，象使用字处理软件那样方便地使用GIS软件。信息高速公路向社会化GIS提供技术支持。GIS系统将成为各种信息系统的一部分。GIS通过提供空间检索功能，在帮助人们操纵大量信息方面起着重要的作用。 从上述分析可以看出：我国目前所建立的GIS系统大部分属于项目GIS，只有少数的几个系统属于部门GIS，正逐渐向企业化GIS发展中。这就决定了GIS在我国社会发展中所起的作用并不是广泛的，GIS的建立和使用，基本上是政府行为，主要是为政府部门决策服务。 四、GIS在我国社会发展中的作用 我国GIS的应用水平，虽然与美国等发达国家相比存在较大的差距，但已经在国民经济各部门中发挥了重要作用。这里，我们仅就GIS在我国应用的几个主要领域作一简单介绍。 1、综合减灾 我国是在世界上自然灾害类型多，发生频繁，灾害损失最严重的少数国家之一，在以往的40年中，每年灾害经济损失约占国家财政收入的六分之一。近年来灾害直接经济损失每年约1000亿元，其增长速度明显超过全国经济增长，因灾人口伤亡也很严重。减轻自然灾害是我国社会经济持续发展的一项必不可少的工作。 减轻自然灾害是一项系统工程，它包括对自然灾害的监测、预报、评估、防灾、抗灾、救灾、恢复、教育、保险与综合管理，减灾的每一过程和环节都与空间的地理要素密切相关，如灾害发生的时空分布、强度与频度、灾害发生地社会经济易损性及抗灾能力、灾害评估、灾害应及救助措施及预案等，因而地理信息系统是减轻自然灾害的重要工具和手段，建立在具有庞大空间分析功能的地理信息系统上的减灾系统，才能在减灾中发挥快速、准确的决策作用。 GIS在减灾中的应用主要包括以下几个方面：1、灾害的监测和预报；2、自然灾害评估，包括灾前的历史灾害影响评价及灾情预测，实时的灾害应急评估和灾后的灾情评定；3、救灾和抗灾；4、灾害应急救助与救援；5、灾害保险与灾后恢复；6、灾害教育与宣传；7、灾害管理和灾害区划；地理信息系统在减灾中的应用会越来越广泛，尽管目前的应用还不完善，但随着综合减灾研究山进行，地理信息系统在该领域必将发挥出举足轻重的技术支持作用。 近年来，地理信息系统已经在减轻自然灾害的各个环节和领域得到或将得到应用。在我国的各单灾种灾害研究与管理部门，已建立了若干个用于单灾种研究的灾害信息管理系统，国家“八五”科技攻关项目中已开展了系列的自然灾害应急监测与评估研究及相应技术的研制，如水利部与科学院建立的实时洪水监测及水灾风险评估系统，中国科学院与国家气象局初步建立了实时台风、暴雨、洪涝灾害信息及减灾系统，中国科学院、国家教委所属有关科研、教学部门研制的应急气象卫星对小区域自然灾害进行应急评估的技术系统；国家地震局对一些城市进行震害预测的地理信息系统等。此外，GIS在人为事故的处理中也发挥了重要作用。 以重大自然灾害的监测与评价系统为例，该系统由7个子系统构成，以监测和评价洪水、干旱、林火、地震、雪灾、沙害和松毛虫害等7种灾害为目标，分别建成了相应的数据库、分析评价模型和试运行系统，从而构成了一个以GIS和RS技术为支撑的重大自然灾害监测评估的集成系统。该系统在监测评估近年来发生的重大自然灾害方面发挥了重大作用。 2、政府决策 GIS对社会发展的重要意义体现在其可以提高管理决策的科学性及合理性，无论是中央政府，还是地方政府，其管理水平的提高与GIS等信息技术的发展密切相关，特别是在现在信息社会中。 国情信息采集及管理、宏观经济、社会及环境规划、重大灾害防治等行政管理工作，在信息时代离不开GIS技术的支持，国务院综合国情地理信息系统的成功运行充分说明了这一点。它是一个融GIS与与办公自动化为一体的空间型信息系统，它以国家基础地理信息系统数据、政务数据和国民经济统计数据为基础，旨在为国务院领导机关研建一个以高新技术为支撑的宏观分析决策系统。该系统在国务院办公厅运行后，使得中央各部门的决策者门十分方便的查询所感兴趣的信息，方便了管理工作，一期工程的应用推动了省级GIS的建设。另一方面，GIS技术的发展还将成为未来国家级信息高速公路的一个重要组成部分，在信息高速公路的支持下，GIS对国家级的管理工作将具有更大的作用。 辽宁省国土资源信息系统是一个多要素多层次的空间型地理信息系统，是全国第一个省级地理信息系统，旨在为辽宁省政府机关提供一个用于对国土资源进行分析评价和规划应用的辅助工具。该系统在运行中，管理国土工作常用的数据，向有关部门提供信息服务，进行了沈阳市土地利用潜力评价和土地利用适宜性评价、辽宁省钢铁工业布局分析、本溪县水库淹没区分析等，为辽宁省的国土规划研究和编制提供了有力的科学依据。 中科院遥感所进行了“区域可持续发展决策支持系统的研究，建立了水资源、社会、经济决策支持模型和土地利用动态监测模型、土地人口承载力模型、人口预测评价模型、可持续发展动态规划模型等。以农业可持续发展为中心建立了遥感动态监测、分析评价、预测预警、管理规划与决策的完整体系，并进行了宏观规划、中观管理、微观工程决策三个层次的实验。随着研究的进一步深入和完善，类似的系统将在政府部门决策中发挥重要作用。 3、市政管理 城市历来是政治、经济、文化活动的中心，随着城市化进程的不断深入，城市在我国国民经济生活中发挥着越来越重要的作用，城市化所引起的一系列环境、生态、建设、管理等问题日益突出。城市是一个复杂的开放的空间系统，如果没有地理信息系统的支持，很难对城市进行有效的管理。 最近几年，城市地理信息系统在我国得到了蓬勃发展。深圳、北京、上海、厦门、海口、北海等大城市和沿海经济开放城市先后建立了城市地理信息系统。应用于城市资源、环境、交通、人口、土地管理、公共事业、基础设施、商业、旅游等领域，是发展最快的地理信息系统。 4、科学研究与教育 目前我国建立的地理信息系统，大部分是由科研单位和大学研究机构建立的，与科研和教育关系密切。通过这些系统的建立，使我们对GIS的认识逐渐深入，技术日趋成熟，培养了大批的不同层次的GIS研究开发人员，普及了GIS的知识，为我国GIS事业的产业化奠定了良好的基础。同时建立的一些GIS系统对后续系统的完善提供了技术规范，并为后续系统和其它科学研究提供了基础地理数据。特别是国家测绘局建立的国家基础地理信息系统，发挥了重要的示范作用。 5、其它 地理信息系统在其他领域的应用也不断深入，如农作物估产、军事指挥、投资环境评价等。如重点产粮区主要农作物估产系统，该系统以估算松辽平原、黄淮海平原、江汉平原和太湖流域的玉米、小麦和稻米的产量为目标，综合利用GIS和RS技术与野外调查相结合，提出了上述农作物播种面积的估算方法，建立了各自的单产模型，经过多次完善和多级集成，建成的重点产粮区农作物估产的信息系统。 地理信息系统在我国经过15年的发展已经在国民经济各部门中发挥着越来越重要的作用，从它的应用领域来看，几乎是无所不包的。