Tendencias de desarrollo de la tecnología SIG
La aplicación de los SIG en el campo de los recursos y el medio ambiente está en auge A partir del análisis de la tecnología, la información geográfica, las necesidades económicas y sociales, etc., existen las siguientes tendencias y sugerencias en este campo. :
Puerto de datos del software de aplicación Debe haber especialización y desarrollo profesional para brindar la conveniencia adecuada en el intercambio y el intercambio de datos SIG del mismo tipo y dirección, a fin de resolver el problema de la fuente de datos SIG y los datos. la calidad es difícil de garantizar.
En conjunto con el trabajo de promoción de la informatización nacional y con base en proyectos relacionados con el gobierno electrónico, promoveremos la promoción y aplicación de los SIG en la gestión de recursos y medio ambiente. La construcción de informatización se ha convertido en una tarea importante para los gobiernos y empresas de todos los niveles en nuestro país. Los SIG pueden desempeñar el papel que les corresponde en la construcción de información con el fin de asignar integralmente y combinar de manera óptima recursos, energía, producción, fondos, etc.; la ingeniería de aplicaciones correspondiente promueve el desarrollo de SIG;
Las aplicaciones se desarrollan en una dirección profesional y sus funciones pasan de funciones de gestión general a funciones profesionales como evaluación de recursos, supervisión y análisis de seguimiento. Con el desarrollo de la economía y la sociedad, se exponen gradualmente diversas contradicciones y problemas entre la economía, la sociedad y los recursos y el medio ambiente. Estos problemas tienen muchas correlaciones en el tiempo y el espacio. Es necesario analizar estos problemas y proponer soluciones y sugerencias razonables. soporte de sistemas de software con funciones más especializadas;
El desarrollo y aplicación de herramientas de plataforma de software que soportan aplicaciones integradas de múltiples fuentes, múltiples escalas y múltiples tipos. El rápido desarrollo y la tendencia de múltiples fuentes de la tecnología de adquisición de información requiere que los SIG en el campo de los recursos y el medio ambiente puedan recibir, procesar y analizar información geográfica de múltiples fuentes y en múltiples escalas;
Promover la aplicación integrada de la tecnología 3S y promoción profesional Con el desarrollo de tecnología y software, la aplicación integrada del sistema de posicionamiento global, la tecnología de detección remota y SIG se ha convertido en una de las tendencias en el desarrollo de software SIG. promoción de aplicaciones y tiene como objetivo la integración de campos de aplicación específicos. Los SIG globalizados se convertirán en la dirección de desarrollo de los SIG en el campo de los recursos y el medio ambiente, y también es la necesidad de la integración de sistemas y negocios;
Llevar a cabo el desarrollo y la construcción de sistemas de aplicaciones profesionales, combinar las necesidades de diversos campos de recursos y medio ambiente, y desarrollar una variedad de SIG profesionales, como software SIG profesional y sistemas de gestión para áreas de protección ecológica, áreas funcionales ecológicas, aguas subterráneas, biológicas. recursos y otros campos. La situación actual y las contramedidas de los SIG nacionales
La tecnología de sistemas de información geográfica es una tecnología integral. Su desarrollo está relacionado con la geografía, la cartografía, la fotogrametría, la tecnología de teledetección, las matemáticas y las ciencias estadísticas, la tecnología de la información, etc. El desarrollo de disciplinas relevantes es inseparable. El desarrollo del SIG se puede dividir en cuatro etapas: La primera etapa es la etapa de desarrollo inicial. En la década de 1960, el topógrafo canadiense R.F Tomlison propuso y estableció el primer sistema SIG del mundo. recursos; la segunda etapa es la etapa de desarrollo y consolidación. En la década de 1970, debido al rápido desarrollo de la tecnología de hardware y software, especialmente el uso de dispositivos de almacenamiento de gran capacidad, se promovió el desarrollo de SIG en una dirección práctica. Temas, diferentes escalas y diferentes tipos. En todo el mundo se han desarrollado sistemas de información geográfica con diferentes características. Países como Estados Unidos, Reino Unido, Alemania, Suecia y Japón han invertido mucha mano de obra, recursos materiales y financieros. Investigación de SIG; la tercera etapa es la etapa de promoción y aplicación. En la década de 1980, los SIG maduraron gradualmente y se promovieron por completo en todo el mundo. Sus campos de aplicación continuaron expandiéndose, se combinaron con la tecnología de detección remota por satélite y comenzaron a aplicarse a nivel mundial. Durante esta etapa surgieron una gran cantidad de software SIG, como ARC/INFO, GENAMAP, SPANS, MAPINFO, ERDAS, Microstation, etc., la cuarta etapa es la etapa de desarrollo vigoroso. Los productos de información y la popularidad de los productos de información digital en todo el mundo, los SIG se convirtieron en una industria sexual definitiva y gradualmente penetraron en todos los ámbitos de la vida, convirtiéndose en una herramienta y un asistente indispensable para la vida, el estudio y el trabajo de las personas.
El desarrollo y aplicación de los sistemas de información geográfica tuvo un inicio tardío en nuestro país, aunque tiene una corta trayectoria, pero se ha desarrollado rápidamente. El desarrollo de los SIG en mi país se puede dividir en tres etapas. La primera etapa, de 1970 a 1980, fue la etapa de preparación, que pasó principalmente por etapas como proponer iniciativas, formar equipos, formar talentos y organizar investigaciones experimentales individuales. Las aplicaciones de cartografía mecánica y teledetección proporcionan preparación técnica y teórica para el desarrollo y aplicación de SIG.
La segunda etapa, de 1981 a 1985, fue la etapa inicial y completó la introducción de tecnología, la investigación sobre especificaciones y estándares de datos, el establecimiento de bases de datos espaciales, el desarrollo de algoritmos de procesamiento y análisis de datos y software de aplicación, y realizó una exploración teórica de los SIG. e investigación experimental regional. La tercera etapa, de 1986 a 2013, es la etapa de desarrollo inicial. La investigación y aplicación de los SIG en mi país ha entrado en una etapa organizada, planificada y orientada a objetivos, y se han creado organizaciones, centros de investigación y experimentos de diferentes niveles y tamaños. habitación establecida gradualmente. La investigación de los SIG se ha ido integrando gradualmente con la construcción económica nacional y las necesidades de la vida social, y ha logrado importantes avances y beneficios de aplicación práctica. Se manifiesta principalmente en cuatro aspectos: (1) Formular especificaciones del sistema de información geográfica nacional para resolver problemas de intercambio de información y compatibilidad del sistema y prepararse para el establecimiento de un sistema de información geográfica nacional. (2) Los SIG aplicados se desarrollan rápidamente. (3) Se ha ampliado y desarrollado un lote de software basado en la introducción. (4) Comenzó a publicar libros sobre teoría, tecnología y aplicación de sistemas de información geográfica, estableció la especialización en sistemas de información geográfica, capacitó a una gran cantidad de talentos, llevó a cabo activamente la cooperación internacional y participó en discusiones y experimentos sobre sistemas de información geográfica globales. . Con la vigorosa organización y el apoyo de los departamentos nacionales pertinentes, como el Ministerio de Ciencia y Tecnología, se han logrado avances importantes en el desarrollo de software básico de SIG nacional. Han surgido varias empresas de SIG de alta tecnología que han desarrollado software SIG nacional relativamente maduro. Como MapGIS, GeoStar y CityStar, SuperMap, MapEngine, GROW, etc., han formado una cierta escala industrial. Estos software SIG nacionales han roto el monopolio del software SIG extranjero en el mercado chino con su alto costo y han promovido efectivamente el desarrollo de la tecnología de sistemas de información geográfica de mi país. En los últimos años, la tecnología SIG se ha utilizado ampliamente en nuestro país. Sus áreas de aplicación han penetrado desde la planificación urbana tradicional, el uso del suelo, la topografía y cartografía, la protección ambiental, la energía eléctrica, las telecomunicaciones, la reducción y prevención de desastres y otros campos hasta el estudio de los recursos minerales. , estudio y gestión de recursos marinos, etc. En todos los aspectos, se han logrado resultados fructíferos y enormes beneficios económicos. Actualmente, los departamentos nacionales pertinentes están incorporando gradualmente los SIG en los sistemas de gobierno electrónico.
Con el rápido desarrollo de las computadoras y la tecnología de la información, la tecnología SIG se ha desarrollado rápidamente. Los sistemas SIG se desarrollan constantemente hacia el profesionalismo, la gran escala y la socialización. "Gran escala" se refleja en dos aspectos: sistema y escala de datos; la "socialización" requiere que los SIG estén orientados a toda la sociedad y satisfagan las necesidades de todos los sectores de la sociedad de información geográfica relevante. y "operaciones simplificadas". "Orientado a servicios" permite compartir e interactuar completamente desde los datos hasta los sistemas a través de la red. A continuación discutimos y analizamos las tecnologías actuales relacionadas con los SIG y sus tendencias de desarrollo desde la perspectiva de la tecnología de sistemas de información geográfica. 1.1 Adquisición, procesamiento e intercambio de información espacial Los datos geoespaciales son la sangre de los SIG. La creación y el mantenimiento de una base de datos espacial es un proyecto complejo y que requiere una gran carga de trabajo, que incluye: adquisición, verificación y estandarización de datos, procesamiento estructurado, mantenimiento de datos y otros procesos. . Los objetos de datos procesados por SIG son objetos espaciales con fuertes características espaciotemporales. Los medios para obtener datos y las formas de los datos también son complejos y diversos. Las formas básicas de obtener datos incluyen: medición de panel plano con estación total de campo, medición por GPS, digitalización de escaneo de mapas en interiores, fotogrametría digital, medición de objetivos y conversión de datos a partir de imágenes de sensores remotos, etc. Estas tecnologías de adquisición están básicamente maduras. Al mismo tiempo, los datos espaciales también son muy sensibles al tiempo. Los diferentes datos espaciales deben actualizarse y mantenerse en diferentes intervalos. La precisión, puntualidad e integridad de los datos en la base de datos espacial son requisitos previos para aprovechar el valor de los sistemas de aplicación SIG. . El mantenimiento de datos espaciales a menudo implica una gran cantidad de datos en múltiples formatos y tipos de datos en todos los departamentos e industrias. Proporcionar medios eficaces para editar y actualizar datos espaciales es un problema importante que debe resolverse con urgencia. Con base en la tecnología de adquisición de información mencionada anteriormente, en las últimas dos décadas, los ministerios nacionales y departamentos industriales relevantes han acumulado una gran cantidad de datos digitales originales y materiales correspondientes, han establecido más de 1.100 bases de datos grandes y medianas y una gran cantidad de diversos tipos de mapas geográficos básicos digitales, mapas temáticos especiales, mapas catastrales de ciudades, etc. La Oficina Estatal de Topografía y Cartografía ha completado la construcción de las bases de datos geoespaciales básicas nacionales de 1:1 millón y 1:250.000 y los siete principales modelos digitales del terreno de los ríos nacionales, y lanzó las bases de datos geoespaciales básicas nacionales de 1:50.000 y 1:10.000 en algunas provincias de la construcción. Estos datos básicos han promovido efectivamente la aplicación generalizada de la tecnología SIG, generando así una gran cantidad de datos SIG.
Sin embargo, debido a que la mayoría del software de sistemas de información geográfica utiliza diferentes modelos de datos espaciales y su comprensión de las entidades geográficas es diferente, es difícil convertir y compartir los datos acumulados (incluso si los datos se pueden convertir, se perderá información nueva). islas de datos. El desarrollo de estándares de formato para el intercambio de datos se ha convertido en algo de conocimiento común. Algunos países y organizaciones ya están trabajando en esta área y han definido algunos estándares de intercambio de datos, como SDTS y GML desarrollados por OpenGIS Alliance. Otros formatos de datos reconocidos, como DXF, Shapefile y MIF, se están convirtiendo gradualmente en el estándar para el intercambio de datos. estándar de facto. Nuestro país también formuló estándares de conversión de datos geoespaciales durante el período del “Noveno Plan Quinquenal”. Sin embargo, debido a las limitaciones en la comprensión de la información espacial y los resultados de la investigación, todavía no existe un modelo de datos geográficos unificados. Por lo tanto, establecer formatos prácticos de intercambio de datos y estándares de información será un proceso complejo y a largo plazo. 1.2 Gestión de datos espaciales La gestión de datos espaciales implica dos aspectos: modelo de datos espaciales y base de datos espacial. El modelo de datos espaciales representa las entidades espaciales y sus relaciones en el mundo real. Proporciona un método básico para la organización de datos espaciales y el diseño de bases de datos espaciales. Por tanto, el estudio de modelos de datos espaciales juega un papel importante en el diseño de bases de datos espaciales y el desarrollo de una nueva generación de sistemas SIG. Hay tres modelos de información relacionados con la información espacial en SIG, a saber, el modelo basado en objetos (características), el modelo de campo (campo) y el modelo de red (red). El desarrollo de plataformas de software básico SIG y el diseño y desarrollo de sistemas de aplicación siempre han utilizado estos tres modelos de datos espaciales. Sin embargo, estos modelos tienen limitaciones en la descripción y expresión de las relaciones mutuas entre entidades espaciales y sus cambios espaciotemporales, organización de datos. análisis espacial, etc. Las grandes limitaciones dificultan el cumplimiento de los requisitos de desarrollo de la nueva generación de plataformas de software básico y sistemas de aplicaciones SIG. Las principales manifestaciones son: (1) Solo puede expresar relaciones topológicas simples extremadamente limitadas entre puntos espaciales, líneas y objetos de superficie, y la generación y mantenimiento de estas relaciones topológicas requiere mucho tiempo y es laboriosa (2) Es difícil; expresar efectivamente entidades espaciales tridimensionales realistas y sus interrelaciones (3) Es adecuado para registrar y expresar la distribución estática de las propiedades de las entidades espaciales y las relaciones mutuas en un momento determinado, pero es difícil describir y expresar efectivamente los cambios espaciotemporales de; entidades espaciales y sus relaciones mutuas; (4) No considera cuestiones remotas y heterogéneas como la interoperabilidad de datos espaciales heterogéneos y el procesamiento distribuido de "objetos". En respuesta a las deficiencias anteriores, la investigación sobre modelos de datos espaciotemporales, modelos de datos tridimensionales, gestión de datos espaciales distribuidos y herramientas CASE para el diseño de SIG se han convertido en la vanguardia académica de la actual investigación internacional sobre modelos de datos espaciales SIG.