近年來(lái)，地理信息系統(tǒng)（GIS）在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用呈現(xiàn)出了蓬勃的發(fā)展勢(shì)頭。GIS作為一種可以管理、分析、展示地理空間數(shù)據(jù)的強(qiáng)大工具, 在城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)、交通、電信等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。
GIS是指一種用于捕捉、存儲(chǔ)、管理、分析和展示與地球表面相關(guān)的數(shù)據(jù)以及與之相關(guān)的屬性信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它使用軟件工具來(lái)進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的處理與分析，能夠從各種數(shù)據(jù)源中獲取地理信息，將其整合、展示，并提供有關(guān)地理特征和屬性的詳細(xì)分析。
GIS現(xiàn)狀表明，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和空間數(shù)據(jù)獲取手段的不斷完善，GIS正在迅速滲透到各行各業(yè)。目前，GIS技術(shù)已廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃與管理、土地利用、交通規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、氣候變化研究、公共安全、應(yīng)急管理等多個(gè)領(lǐng)域。
城市規(guī)劃與管理是GIS應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。利用GIS技術(shù)，城市規(guī)劃者可以更準(zhǔn)確地分析土地利用狀況、交通擁堵情況、人口分布等數(shù)據(jù)，為城市發(fā)展制定科學(xué)的規(guī)劃。同時(shí)，GIS還能夠?yàn)槌鞘泄芾碚咛峁?shí)時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與分析，幫助他們迅速反應(yīng)并解決城市運(yùn)行中的各種問(wèn)題。
在城市規(guī)劃中，GIS的三維可視化功能可以為規(guī)劃者提供直觀的展示效果，助力決策制定和公眾參與。例如，在城市擴(kuò)張規(guī)劃中，GIS可以通過(guò)模擬不同方案下的城市發(fā)展情況，為政府決策提供科學(xué)依據(jù)，并讓公眾了解和參與規(guī)劃進(jìn)程。
環(huán)境保護(hù)是另一個(gè)重要的GIS應(yīng)用領(lǐng)域。通過(guò)GIS的空間分析和數(shù)據(jù)挖掘功能，環(huán)境保護(hù)部門(mén)可以更好地監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)和評(píng)估環(huán)境狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決環(huán)境問(wèn)題。
利用GIS技術(shù)，我們可以對(duì)水源地、森林資源、生物多樣性等進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)和分析，幫助制定科學(xué)合理的環(huán)境保護(hù)方案。此外，GIS還可以用于監(jiān)測(cè)和分析污染源，通過(guò)模擬和預(yù)測(cè)技術(shù)，幫助預(yù)防和應(yīng)對(duì)環(huán)境突發(fā)事件。
農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展也是GIS的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。利用GIS技術(shù)，農(nóng)民和農(nóng)業(yè)管理機(jī)構(gòu)可以更加精確地了解土壤質(zhì)量、作物生長(zhǎng)情況、氣象變化等信息，以便更科學(xué)地制定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)田利用策略。
此外，GIS還可以幫助進(jìn)行農(nóng)田規(guī)劃，合理規(guī)劃農(nóng)田的利用方式，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。在農(nóng)村發(fā)展中，GIS可以用于規(guī)劃鄉(xiāng)村旅游路線、資源整合與管理，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
在現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展過(guò)程中，GIS作為一種強(qiáng)大的地理空間數(shù)據(jù)處理工具，其應(yīng)用前景依舊廣闊。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，我們可以期待GIS在以下幾個(gè)方面的發(fā)展：
大數(shù)據(jù)與云計(jì)算：GIS將與大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)相結(jié)合，提高空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理和分析能力。
移動(dòng)GIS：隨著移動(dòng)設(shè)備的廣泛應(yīng)用，移動(dòng)GIS將成為發(fā)展的趨勢(shì)，使地理空間數(shù)據(jù)更加便捷地獲取和利用。
人工智能：人工智能技術(shù)的發(fā)展將賦能GIS，增強(qiáng)其數(shù)據(jù)挖掘和智能分析能力。
虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)：虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用將為GIS提供更加沉浸式的用戶體驗(yàn)。
綜上所述，GIS在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用與發(fā)展前景令人振奮。無(wú)論是在城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)，還是在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展領(lǐng)域，GIS都發(fā)揮著重要的作用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，GIS將繼續(xù)發(fā)揮其在空間數(shù)據(jù)管理和分析方面的重要作用，為我們創(chuàng)造更美好的生活。
地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有時(shí)又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層、空中和地下空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。
地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）是一門(mén)綜合性學(xué)科，結(jié)合地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感和計(jì)算機(jī)科學(xué)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，是用于輸入、存儲(chǔ)、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，隨著GIS的發(fā)展，也有稱GIS為“地理信息科學(xué)”（Geographic Information Science），近年來(lái)，也有稱GIS為"地理信息服務(wù)"（Geographic Information service）。
gis不是期刊，是“群體創(chuàng)新空間”的英文簡(jiǎn)稱，中文簡(jiǎn)稱“集思”。
GIS由清華大學(xué)教授高云峰和信息通訊技術(shù)（ICT）教育專(zhuān)家高震在2014年合作提出。
GIS是聯(lián)通主義學(xué)習(xí)理論的物理化學(xué)習(xí)模型，是一個(gè)以松散群體參與創(chuàng)新活動(dòng)為特征，提供想法到實(shí)現(xiàn)所需的材料、設(shè)備和設(shè)施，并具備社交功能的物理空間。
Gis讀音為[ji: a? es]。因?yàn)镚is是Geographic Information System的縮寫(xiě)，意為地理信息系統(tǒng)，其英文全稱的發(fā)音為[ji:???ɡr?f?k ?nf??me???n ?s?st?m]，縮寫(xiě)中的每個(gè)字母都應(yīng)該讀出來(lái)，其中i和s的發(fā)音分別為[i]和[s]，所以Gis讀音為[ji: a? es]。Gis在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用非常廣泛，包括地圖制作、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市規(guī)劃、氣候研究、災(zāi)害預(yù)防等多個(gè)領(lǐng)域，是一種非常有用的信息處理工具。
GIS系統(tǒng)即地理信息系統(tǒng)（GIS ，geographic information system）是隨著地理科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)和信息科學(xué)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一個(gè)學(xué)科。在計(jì)算機(jī)發(fā)展史上，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD）的出現(xiàn)使人們可以用計(jì)算機(jī)處理像圖形這樣的數(shù)據(jù)，圖形數(shù)據(jù)的標(biāo)志之一就是圖形元素有明確的位置坐標(biāo)，不同圖形之間有各種各樣的拓?fù)潢P(guān)系。
GIS架構(gòu)體系
GIS架構(gòu)體系是指組成GIS系統(tǒng)的組織方式。有WEB-GIS、Com-GIS、VR-GIS、TGIS、互操作GIS和3S集成方式。
WEB-GIS
網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)GIS（WEB-GIS）指基于Internet平臺(tái)、客戶端應(yīng)用軟件采用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、運(yùn)行在Internet上的地理信息系統(tǒng)。一般由多主機(jī)、多數(shù)據(jù)庫(kù)和多個(gè)客戶端以分布模式連接在Internet上而組成，包括：WEB-GIS瀏覽器（browser)、WEB-GIS服務(wù)器、WEB-GIS編輯器（Editor)、WEB-GIS信息代理（information agent)。
Com-GIS
組件式GIS（Com-GIS）是GIS技術(shù)與組件技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。其要旨是把GIS的各種功能模塊進(jìn)行分類(lèi)，劃分為不同類(lèi)型的控件，每個(gè)控件完成各自的功能。各控件之間，以及GIS控件之間與其他非GIS控件之間，通過(guò)可視化軟件開(kāi)發(fā)工具集成起來(lái)，形成滿足用戶特定功能需要的GIS應(yīng)用系統(tǒng)。一般分為：基礎(chǔ)組件、高級(jí)通用組件、行業(yè)性組件。
VR-GIS
虛擬現(xiàn)實(shí)GIS（Virtual Reality GIS,簡(jiǎn)稱VR GIS）以地球系統(tǒng)為對(duì)象的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是虛擬現(xiàn)實(shí)與地球信息系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物。
VR GIS具有如下特征：
1）對(duì)現(xiàn)實(shí)的地理區(qū)域非常真實(shí)的表達(dá)。
2）用戶在所選擇的地理帶內(nèi)外自由移動(dòng)。
3）三維數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)GIS功能（查詢、選擇、空間分析等）。
4）可視化功能必須是用戶接口的自然整體部分。
5）區(qū)域表達(dá)真實(shí)性；空間、時(shí)間維的漫游、查詢；用戶和系統(tǒng)之間的交互；海量豐富的信息。
TGIS
時(shí)態(tài)GIS（TGIS）是相對(duì)于表態(tài)GIS而言的。現(xiàn)實(shí)中的地理環(huán)境、事物和現(xiàn)象是不斷發(fā)展變化的，但表態(tài)GIS只對(duì)其進(jìn)行“快照”式表達(dá)，只記錄了一瞬間的地理現(xiàn)象。TGIS將時(shí)間概念引入GIS，跟蹤和分析空間數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化，描述系統(tǒng)沿時(shí)間變化的過(guò)程，預(yù)測(cè)未來(lái)時(shí)刻將會(huì)呈現(xiàn)的狀態(tài)，以獲得系統(tǒng)變化的趨勢(shì)。
互操作GIS
解決地理數(shù)據(jù)的共享和繼承、地理操作的分布與共享等需要，實(shí)現(xiàn)在異構(gòu)環(huán)境下多個(gè)地理信息系統(tǒng)或其應(yīng)用系統(tǒng)之間的互相通信和協(xié)作。
地理信息系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。
它既是表達(dá)、模擬現(xiàn)實(shí)空間世界和進(jìn)行空間數(shù)據(jù)處理分析的“工具”，也可看作是人們用于解決空間問(wèn)題的“資源”。
地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)（geographic information science）原名地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)（Geographic Information System或Geo－Information system或GIS）2012在教育部日前印發(fā)的《普通高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)目錄（2012年）》中，在地理科學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)中，地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)已改為地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)。研究地理信息采集、分析、存儲(chǔ)、顯示、管理、傳播與應(yīng)用，及研究地理信息流的產(chǎn)生、傳輸和轉(zhuǎn)化規(guī)律的一門(mén)科學(xué)。
GIS基本功能有
1.圖形基本操作圖形基本操作包括圖形的放大、縮小、漫游、全圖、前一視圖、后一視圖、量測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)、量測(cè)距離、量測(cè)面積。
2.地圖輔助功能地圖輔助功能包括指北針、比例尺、鷹眼圖、比例分級(jí)滑塊（做地理緩存出現(xiàn)）、圖層圖例等功能
3.空間查詢空間查詢包括地圖上設(shè)定一個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行查詢、地圖上在指定的位置畫(huà)一個(gè)圓查詢圓內(nèi)的地物要素、地圖上在指定的區(qū)域繪制一個(gè)矩形框查詢相關(guān)的地物要素。
? 自然資源領(lǐng)域
2018年4月，原國(guó)土資源部、國(guó)家海洋局、國(guó)家測(cè)繪地理信息局等相關(guān)部門(mén)進(jìn)行了整合，組建了自然資源部，部門(mén)的職責(zé)涉及土地、海洋、測(cè)繪、不動(dòng)產(chǎn)登記等諸多方向。
在自然資源領(lǐng)域，不斷累積的數(shù)據(jù)存量和仍然不斷增加的數(shù)據(jù)增量，使得數(shù)據(jù)量從GB、TB向PB級(jí)發(fā)展，用傳統(tǒng)GIS的方式難以進(jìn)行有效管理。例如，不動(dòng)產(chǎn)登記業(yè)務(wù)是在各區(qū)縣開(kāi)展，但 需要在部委層面整合起來(lái)，建成全國(guó)不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，其單表的空間數(shù)據(jù)就多達(dá)5億條以上；又如，某省級(jí)地理國(guó)情普查庫(kù)由于歷史數(shù)據(jù)的累計(jì)，存有多達(dá)410TB的數(shù)據(jù)，且還在不斷增多。基于單節(jié)點(diǎn)模式的傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)技術(shù)難以勝任這一任務(wù)。
與此同時(shí)，傳統(tǒng)的空間分析運(yùn)算所花費(fèi)的時(shí)間會(huì)隨數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，有些比較復(fù)雜的空間運(yùn)算還會(huì)隨數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)呈指數(shù)量級(jí)增長(zhǎng)，即若數(shù)據(jù)量增長(zhǎng)一倍，處理時(shí)間會(huì)增加好幾倍。以空間連接為例，十萬(wàn)個(gè)對(duì)象的空間連接耗時(shí)約0.7分鐘，百萬(wàn)個(gè)對(duì)象則需5.6分鐘左右，千萬(wàn)個(gè)對(duì)象之間則驟增到97分鐘，對(duì)于億級(jí)數(shù)據(jù)量的空間連接，傳統(tǒng)GIS根本就得不出結(jié)果，只能按照區(qū)域先人工分解數(shù)據(jù)，再分片計(jì)算，最后合并，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，結(jié)果的準(zhǔn)確性還無(wú)法得到保證。
在空間數(shù)據(jù)發(fā)布和瀏覽時(shí)，為提高地圖瀏覽的效率，人們一般采用預(yù)先切片的技術(shù)路線。全國(guó)級(jí)別的數(shù)據(jù)切到18級(jí)，往往需要數(shù)天乃至數(shù)周的時(shí)間，無(wú)法滿足數(shù)據(jù)快速上線的要求，而不切片又無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)地圖瀏覽性能要求。
大數(shù)據(jù)GIS在自然資源領(lǐng)域的應(yīng)用將很好地解決上述痛點(diǎn)。分布式存儲(chǔ)技術(shù)可以輕松管理單表上億乃至數(shù)十億的空間對(duì)象，并具備幾乎無(wú)限的橫向擴(kuò)展能力；分布式空間分析大幅度降低了空間計(jì)算所花費(fèi)的時(shí)間，使得上億對(duì)象之間在1小時(shí)內(nèi)完成全量的疊加分析；采用高性能分布式地圖渲染技術(shù)，只需結(jié)合分布式存儲(chǔ)技術(shù)，先把數(shù)據(jù)導(dǎo)入到分布式空間數(shù)據(jù)庫(kù)中，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的“免切片”發(fā)布與瀏覽。例如四川省測(cè)繪局基于分布式架構(gòu)的時(shí)空大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)時(shí)空大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)支撐軟件實(shí)現(xiàn)的千萬(wàn)量級(jí)植被覆蓋圖層快速可視化（圖3）。
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圖2 道路占用地類(lèi)疊加分析
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圖3 千萬(wàn)量級(jí)植被覆蓋圖層快速可視化
? 城市規(guī)劃
城市規(guī)劃是典型的業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)型應(yīng)用大數(shù)據(jù)GIS的行業(yè)。在沒(méi)有大數(shù)據(jù)GIS之前，城市規(guī)劃所依賴的數(shù)據(jù)資料往往時(shí)效性差、粒度粗，很多時(shí)候就只能“拍腦袋”。有了大數(shù)據(jù)GIS的幫助，才能
