Estado de desarrollo y tendencias de los sistemas de información geográfica.
1. Historia del desarrollo y situación actual de los sistemas de información geográfica extranjeros.
El Sistema de Información Geográfica (SIG) se basa en una base de datos geoespacial y está respaldado por software y hardware. que recopila, gestiona, opera, analiza, simula y muestra datos espaciales, y utiliza métodos de análisis y modelado geográfico para proporcionar diversa información geográfica espacial y dinámica de manera oportuna para servir a la investigación geográfica y la toma de decisiones geográficas. Un sistema de tecnología informática establecido para proporcionar diversa información geográfica espacial y dinámica de manera oportuna y servir a la investigación geográfica y la toma de decisiones geográficas. Desde la apariencia, aparece como un sistema de software y hardware de computadora, pero su connotación es un modelo de información geoespacial compuesto por programas de computadora y datos geográficos, que es una restauración lógica de un sistema geográfico altamente basado en información. la característica principal de SIG, que hace que SIG sea capaz de realizar de forma rápida, precisa y completa el posicionamiento espacial y el análisis de procesos de sistemas geográficos complejos.
El primer sistema de información geográfica del mundo fue propuesto y establecido por el topógrafo canadiense R.F. Tomlinson en 1963. Se llama Sistema de Información Geográfica Canadiense (SIG) y se utiliza principalmente para la gestión y planificación de recursos naturales. Posteriormente, la Universidad de Harvard en Estados Unidos desarrolló el software del sistema SY-MAP. Sin embargo, el nivel de tecnología informática en ese momento no era alto, la capacidad de almacenamiento era pequeña y la velocidad de almacenamiento en cinta era lenta, lo que hizo que los SIG tuvieran más funciones de topografía y cartografía asistidas por máquinas, y sus funciones para el análisis científico geográfico y los datos espaciales. La simulación era extremadamente simple.
Después de entrar en la década de 1970, la tecnología de software y hardware se desarrolló rápidamente, especialmente el uso de dispositivos de almacenamiento de gran capacidad: discos duros, que proporcionaron un poderoso medio para la entrada, almacenamiento, recuperación y salida de datos espaciales. ; alto rendimiento El desarrollo de pantallas gráficas ha mejorado las funciones de diálogo entre personas y computadoras y la visualización gráfica de alta calidad, y ha promovido el rápido desarrollo de los SIG en la dirección de la practicidad. El desarrollo de la visualización de gráficos de alto rendimiento ha mejorado las funciones del diálogo entre personas y computadoras y la visualización de gráficos de alta calidad, y ha promovido el rápido desarrollo de los SIG hacia la practicidad. Esta etapa está marcada por el establecimiento de muchos sistemas profesionales de información territorial y sistemas de información geográfica en algunos países desarrollados. Según las estadísticas, en la década de 1970 se pusieron en uso unos 300 sistemas, como el Servicio Geológico de los Estados Unidos de 1970 a 1976. Más se han establecido más de 50 sistemas de información para obtener y procesar información geológica, geográfica, del terreno y de recursos hídricos; el Instituto Japonés de Tierras y Geografía comenzó a establecer un sistema de información terrestre digital en 1974 para almacenar, procesar y procesar información. Se ha establecido un Sistema Digital de Información Terrestre (DLIS) para almacenar, procesar y recuperar datos topográficos, información de imágenes aéreas, divisiones administrativas, uso de la tierra, topografía, geología y otra información para servir a la planificación territorial nacional y regional. Suecia tiene muchos sistemas de información; establecidos a nivel municipal y municipal. Algunas empresas comerciales se volvieron activas y el software se hizo popular en el mercado. Muchas universidades e instituciones de investigación comenzaron a prestar atención al diseño y la investigación de aplicaciones de software SIG y establecieron varios laboratorios de investigación SIG.
La década de 1980 fue la etapa de popularización y aplicación de los SIG. Con el rápido desarrollo y popularización de las computadoras, los sistemas de información geográfica han madurado gradualmente y han sido promovidos por completo a la etapa de aplicación en todo el mundo. Los países del tercer mundo también han comenzado a introducir, aplicar y desarrollar sus propios sistemas de información geográfica. La introducción de microcomputadoras de alto rendimiento ha llevado al vigoroso desarrollo de los sistemas de información geográfica de microcomputadoras, lo que hace que las herramientas de los sistemas de información geográfica sean más eficientes, más versátiles e independientes, y menos dependientes de los campos de aplicación y los entornos de hardware informático. ha abierto un nuevo camino. La aplicación de sistemas de información geográfica ha pasado de resolver problemas relativamente simples de planificación y gestión (como carreteras, líneas de transmisión, etc.) a problemas más complejos de desarrollo regional y toma de decisiones, como el uso de la tierra, la desertificación, la urbanización, la gestión ambiental y de recursos. evaluación, etcétera. Con la integración de los SIG y la tecnología de teledetección satelital, los SIG han comenzado a utilizarse para el cambio global y el monitoreo global.
La década de 1980 fue un año decisivo para el desarrollo de los SIG. Sólo en 1989, aparecieron en el mercado más de 70 tipos de software SIG con cotizaciones y surgieron varios software SIG representativos, como: ARC/IN-FO, Microsoft GIS. , Microsoft GIS, etc.: ARC/IN-FO, MicrostationSICAD, Genamap, System9, etc.
En la década de 1990, los sistemas de información geográfica por microcomputadoras se desarrollaron rápidamente, su rendimiento mejoró enormemente y se están desarrollando hacia la amplitud y la inteligencia. Los sistemas de información geográfica se han convertido en una industria emergente y establecida. El número de sistemas de información geográfica puestos en uso se duplica cada 2 o 3 años. La tasa de crecimiento anual del mercado de sistemas de información geográfica es superior al 35% y hay más de 300 fabricantes. involucrados en sistemas de información geográfica. Los SIG han penetrado en todos los ámbitos de la vida. Cada vez más conferencias internacionales tienen como tema los SIG, y cada vez más revistas académicas tienen como título Geografía, ingeniería, silvicultura, planificación urbana y rural, informática, topografía y cartografía, aeroespacial. sensores remotos, depósitos minerales Cada vez más disciplinas como la geología y la conservación del agua están tomando los SIG como dirección de desarrollo. Los principales países occidentales, como Estados Unidos y el Reino Unido, han establecido centros de investigación de sistemas de información geográfica nacionales y regionales.
2. Desarrollo del Sistema de Información Geográfica de mi país
El desarrollo y aplicación del Sistema de Información Geográfica de mi país comenzó a fines de la década de 1970. Es una parte importante de la topografía y la cartografía por computadora. tecnología informática, geografía topográfica y tecnología de teledetección desarrollada sobre la base del desarrollo.
El período de 1978 a 1980 fue la etapa preparatoria, en la que se preparó principalmente a la opinión pública, se propusieron formalmente iniciativas y se comenzó a formar equipos y realizar investigaciones experimentales.
La etapa inicial de 1981 a 1985 llevó a cabo principalmente exploración teórica e investigación experimental regional sobre sistemas de información geográfica. Sobre esta base, se formularon las especificaciones del sistema de información geográfica nacional. En 1981, se llevaron a cabo experimentos en Ertan, Fukou, Sichuan, basándose en datos de teledetección aérea, recopilación de datos y modelado de bases de datos. En 1984, el Instituto de Ciencias de Topografía y Cartografía de la Administración Estatal de Topografía y Cartografía comenzó a establecer un centro de investigación. sistema básico de información territorial; en 1985, se creó el Laboratorio de Sistemas de Información sobre Recursos Nacionales y Medio Ambiente.
En su etapa de desarrollo inicial de 1986 a 1993, los sistemas de información geográfica se incluyeron en los proyectos de investigación nacionales del "Séptimo Plan Quinquenal" y se lograron importantes avances y beneficios prácticos, y se desarrolló un plan de investigación relativamente sistemático. formado: recursos de investigación y normas y estándares nacionales para sistemas de información ambiental para resolver los problemas de accesibilidad de la información y compatibilidad del sistema estudiar el establecimiento y modelos de aplicación de sistemas de información nacionales y regionales desarrollar sistemas de software y sistemas expertos, y construir una serie de bases de datos; y una serie de espacios en todo el país. Software de procesamiento de información, topografía y cartografía, construyendo una serie de sistemas de información integrales, regionales y temáticos;
Desde 1994, ha sido la etapa de comercialización de software. Si bien el software extranjero maduro se ha utilizado ampliamente en nuestro país, ha llevado al aumento del software básico de SIG nacional con derechos de autor independientes. El software tiene un punto de partida alto, funciones sólidas y un precio bajo. El software nacional económico se ha desarrollado e introducido con éxito en el mercado. Para comprender objetivamente el nivel de desarrollo, el estado de desarrollo y las perspectivas de industrialización del software básico SIG de mi país y promover el desarrollo saludable del software básico SIG de mi país con derechos de autor independientes, el Centro Nacional de Teledetección, la Asociación de Sistemas de Información Geográfica de China y China en el extranjero. La Asociación de Sistemas de Información comenzó en 1996. Se evalúan el software básico y el software de aplicación especial de SIG nacionales. A juzgar por los resultados de la evaluación de cuatro años, las perspectivas de desarrollo del software SIG nacional son prometedoras y el software se ha desarrollado con éxito. A juzgar por los resultados de la evaluación de cuatro años, el desarrollo del software SIG nacional es alentador. Las funciones, el rendimiento, la variedad y el grado de comercialización del software han mejorado considerablemente. Puede aplicarse de manera práctica en campos relacionados y es comparable a excelentes SIG extranjeros. La brecha se está reduciendo gradualmente. En algunas áreas, ha superado al software SIG extranjero. En el campo del software SIG para computadoras (PC), tiene la fuerza para competir con el software extranjero.
3. Tendencias de desarrollo de los sistemas de información geográfica (SIG)
El desarrollo de la tecnología SIG ha logrado grandes logros y ha hecho grandes contribuciones al desarrollo de la sociedad, pero es inconsistente con el de las personas. Las expectativas y los requisitos están lejos de ser suficientes. El desarrollo futuro de los SIG debería centrarse principalmente en los siguientes aspectos:
1. Gestión de operaciones y datos geográficos multimedia
En un sistema híbrido donde coexisten múltiples tipos de datos, cómo lograr una operación arbitraria y una gestión efectiva de varios tipos de datos es una cuestión en la nueva era de la diversificación de los medios de información. El problema es que es mucho más complejo que ejecutar una única base de datos de mapas. Los contenidos principales de la base de datos de recursos de información incluyen: base de datos geográfica, base de datos profesional, base de datos de imágenes, base de datos de literatura, base de datos de sonido, etc.
2. Tecnología de mapas digitales
Los mapas base en papel no se pueden reemplazar en ningún momento. El uso de bibliotecas de mapas digitales para producir directamente mapas base en papel es el núcleo del entorno de preparación automática de mapas digitales. Es una tecnología de síntesis automática de mapas para mapas digitales, que es mucho más complicada que la producción de mapas electrónicos para su visualización en pantalla. A nivel internacional, todavía se considera un problema difícil manejar la relación entre varios elementos. Además, también debería incluir el establecimiento de un sistema de producción de mapas basado en la integración de bases de datos de mapas y tecnología SIG.
3. Tecnología integrada "3S"
GPS (Sistema de Posicionamiento Global), RS (Detección Remota) y GIS (Sistema de Información Geográfica) se produjeron en diferentes épocas, y sus teorías fundamentos y características técnicas No son consistentes, pero su carácter disciplinario es común, es decir, combinan la investigación, expresión y análisis de la información de las ciencias de la tierra y forman una relación complementaria en el proceso de desarrollo gradual de la información. La recopilación, el procesamiento y todo el proceso de análisis hacen que el sistema de observación de la Tierra por satélite compuesto por GPS, RS y GIS sea un medio importante para la investigación científica del sistema terrestre.
4. Tecnología de visualización espacial y tecnología de realidad virtual
La visualización se refiere al uso de gráficos por computadora y tecnología de procesamiento de imágenes para visualizar fenómenos científicos complejos o paisajes naturales, o incluso conceptos muy abstractos. , facilitando así que las personas comprendan fenómenos, descubran patrones y difundan conocimientos. La realidad virtual, también conocida como entorno virtual o realidad artificial, es un sistema avanzado de interacción persona-computadora generado por computadoras, que constituye un entorno perceptible orientado visualmente. La tecnología de visualización espacial y la tecnología de realidad virtual se pueden utilizar para producir mapas dinámicos, simulación del entorno del terreno, diseño y producción de mapas, etc.
5. SIG tridimensional y tecnología SIG espacio-temporal
En los campos de la geología, la minería, las aguas subterráneas, la atmósfera, el medio ambiente, etc., las personas no solo necesitan estudiar el distribución bidimensional de los fenómenos, pero también es necesario estudiar su distribución tridimensional Distribución espacial e incluso características de distribución espacio-temporal y leyes relacionadas con el tiempo, por lo que la demanda de SIG verdaderos tridimensionales y cuatridimensionales es más urgente. y el verdadero cuatro dimensiones se basa en el verdadero tridimensional y agrega la dimensión del tiempo.
6. Tecnología SIG de red y SIG WWW
Debido a que la World Wide Web tiene una interfaz abierta y fácil de usar, se está convirtiendo rápidamente en la principal herramienta para el procesamiento y publicación de información en red. Del lado del servidor, el sistema de software SIG se conecta al servidor HTTP (Protocolo de transferencia de hipertexto) de la World Wide Web a través de CGi (Conector); en el lado del cliente, hay un navegador de la World Wide Web que construye la interfaz de usuario en HTML (); Lenguaje de marcado de hipertexto).