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地理信息系統的開(kāi)發(fā)工具及其在地質(zhì)災害研究中的應用進(jìn)展
摘要：地理信息系統技術(shù)（GIS）已經(jīng)廣泛滲透到了多種學(xué)科領(lǐng)域，從比較簡(jiǎn)單的、單一功能的、分散的系統發(fā)展到多功能的、共享的綜合性信息系統，并向多媒體GIS、智能化、三維、虛擬現實(shí)及網(wǎng)絡(luò )方向發(fā)展，新興的地理信息系統將運用專(zhuān)家系統知識，進(jìn)行分析、預報和輔助決策。本文介紹了地理信息系統的開(kāi)發(fā)工具，從專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)工具的組成結構上，可以歸納為集成式GIS、模塊化GIS、組件式GIS和網(wǎng)絡(luò )GIS等幾個(gè)主要類(lèi)別；總結了地理信息系統在地質(zhì)災害研究中的應用及其在地質(zhì)災害評價(jià)和管理、地質(zhì)災害的危險度區劃評價(jià)和GIS與專(zhuān)家系統的集成應用的進(jìn)展態(tài)勢。
關(guān)鍵詞：地理信息系統 集成式GIS 模塊化GIS 組件式GIS 網(wǎng)絡(luò )GIS 地質(zhì)災害
1地理信息系統的基本概念
地理信息系統(Geographic Information System，GIS) 是介于信息科學(xué)、空間科學(xué)和地球科學(xué)之間的交叉科學(xué)與新技術(shù)學(xué)科，它是計算機科學(xué)、遙感技術(shù)、信息工程與現代地學(xué)理論和方法的有機結合。地理信息系統是基于數據庫系統、地圖的可視化和地理信息的空間分析的計算機系統，處理的數據是具有地理特征和表征地學(xué)現象之間空間關(guān)系的屬性數據。地理信息系統的主要功能有：采集、存儲、管理、檢索、查詢(xún)、分析、顯示和輸出多種數據［1，2］，進(jìn)行數據維護與更新、區域空間分析、多要素綜合分析和動(dòng)態(tài)預測［3］等。
地理信息系統，按其內容可以分為三大類(lèi)［4］：(1)專(zhuān)題信息系統，它是具有有限目標和專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的地理信息系統，為特定的專(zhuān)門(mén)目的服務(wù)，如水資源管理信息系統、礦產(chǎn)資源信息系統和水土流失信息系統等。(2)區域信息系統，主要以區域綜合研究和區域的信息服務(wù)為目標，可以有不同的規模，如加拿大國家地理信息系統和我國黃河流域信息系統等。(3)地理信息系統工具，它是一組具有圖形圖像數字化、存儲管理、查詢(xún)檢索、分析運算和多種輸出等地理信息系統基本功能的軟件包。地理信息系統的任務(wù)，就是對地球表層人文經(jīng)濟(包括人類(lèi)工程活動(dòng))和自然資源及環(huán)境多種信息進(jìn)行綜合管理與分析。
2 地理信息系統的開(kāi)發(fā)工具
近年來(lái)GIS應用系統發(fā)展迅猛，GIS工具軟件版本也不斷更新升級，比較鮮明的發(fā)展動(dòng)向有[5]：(1)各GIS軟件工具廠(chǎng)商在優(yōu)化性能的同時(shí)，重視發(fā)展Internet 上的GIS；(2)更換開(kāi)發(fā)語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)模式，更換或擴展到Windows NT 平臺；(3)在空間數據庫管理方面，客戶(hù)/服務(wù)器體系結構仍是GIS 軟件追求的目標；(4)除了屬性數據外，人們也希望圖形數據采用關(guān)系數據庫管理系統或面向對象的數據庫管理系統；(5)理論研究方面，時(shí)空數據的處理及其三維或四維GIS仍然是一個(gè)研究熱點(diǎn)；(6)為了進(jìn)行空間數據共享和交換，各國都制定了空間數據的交換格式；(7)元數據(Metadata)的記錄、處理與標準也是GIS技術(shù)發(fā)展的一項重要內容；(8)對GIS軟件影響較為深刻的技術(shù)還有組件對象模型(COM)，軟件廠(chǎng)商已由原來(lái)向用戶(hù)提供系統轉為提供對象類(lèi)型庫或ActiveX控件。
在地理信息系統的發(fā)展過(guò)程中，目前已出現了大量的GIS系統專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)工具。從這些專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)工具的組成結構上，可以歸納為集成式GIS、模塊化GIS、組件式GIS和網(wǎng)絡(luò )GIS等幾個(gè)主要類(lèi)別［6］。
（1） 集成式GIS
集成式GIS指集合各種功能模塊的大型GIS系統軟件包。ESRI公司推出的Arc/Info，Genasys公司的GenaMap, MapInfo 公司的MapInfo，AutoDesk公司的AutoMap，Maptitude[7], MapGIS, MapEngine［8］, TitanGIS等都是集成式的GIS開(kāi)發(fā)工具。集成式GIS系統的優(yōu)勢是各項功能已形成獨立的完整系統，提供了強大的數據輸入輸出功能、空間分析功能、良好的圖形平臺和可靠性能，缺點(diǎn)是系統復雜、龐大和成本較高，并且難于與其它應用系統集成。
（2） 模塊化GIS
模塊化GIS系統是把GIS系統按功能劃分成一系列模塊，運行于統一的基礎環(huán)境中。Intergraph公司的MGE是具有代表性的模塊化GIS系統。模塊化GIS系統具有較強的工程針對性，便于開(kāi)發(fā)和應用。
（3） 組件式GIS
組件式GIS是隨著(zhù)近年來(lái)計算機軟件技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，代表了GIS系統的發(fā)展潮流。組件式GIS具有標準的組件式平臺，各個(gè)組件不但可以進(jìn)行自由、靈活的重組，而且具有可視化的界面和使用方便的標準接口。組件式GIS平臺的核心技術(shù)是Micr
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