GIS是地理信息系统的英文缩写,它是一种特定而又十分重要的空间信息系统,是以采集、存贮、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。对地理信息系统的研究已有30多年的历史,其应用领域从资源环境管理、森林普查、城市规划、军事战略到今天的政治分析、经济规划、农业耕作、工程设计与管理、卫生防疫等,几乎涉及所有与地理信息有关的行业。而我国地理信息系统发展从80年代开始,虽然起步晚了20年,但在短短的10年间,不仅受到许多政府部门和科研院校的高度重视,而且在引进和学习国外20年来积累的正、反两方面经验的基础上,取得了一些重大的研究成果和明显的社会效益。但从整体上看还是相当落后的,在GIS应用环境及GIS技术方面存在着一些问题,延缓了GIS的应用,阻碍了GIS发挥其全部运作潜能。现就GIS发展中的问题,提出我国GIS应用系统的开发策略。1　我国GIS的发展概况我国地理信息系统的起步稍晚,但发展势头相当迅猛,大体上分为3个阶段:(1)起步阶段　70年代初期,我国开始推广电子计算机在测量、遥感、制图领域中的应用,引进美国的地球资源卫星图像,开展了遥感图像处理及解译工作,并且在我国一些地区利用遥感技术进行农业土地资源清查、环境研究等工作。(2)试验阶段　进入80年代之后,国民经济全面发展,很快对“信息革命”作出热情响应,在大力开展遥感应用的同时,GIS也进入了试验阶段,在典型的试验中主要研究数据规范标准,空间数据建设,数据处理和分析算法及应用软件开发等。(3)GIS全面发展阶段　80年代末至今,我国的GIS随着市场经济的发展走上了全面发展阶段,遥感应用从典型试验逐步走向运行系统。这样就保证了向GIS源源不断地提供地形和专题信息,各种形式的GIS专题建立和运转起来,其中包括农作物估产和灾害监测的遥感与GIS运行系统,大、中城市建立的城市信息系统或土地信息系统。2　我国GIS发展中的问题我国GIS虽然发展很快,已经跨入了世界先进行列,但是在应用环境及技术方面,还存在着许多亟待解决的问题。2.1　应用环境方面的问题根据系统方法论原理,一个系统功能总是与它的环境相互作用、相互影响的,GIS是它的应用环境的组成要素,应用环境又是GIS赖以生存的基础。一个客观系统包含许多相互作用的要素,如物质、能量,另外一个主要要素是信息。GIS作为一个收集、加工、管理和分析信息工具,是一个服务系统,GIS是应用环境这个大系统的构成部分。应用环境主要包括以下几个要素:数据和信息流,数据来源,GIS的用户及其素质,对GIS的认识及需要的迫切程度,GIS研究开发经费,对GIS立法和政策,使用GIS的目的和要求等。一个信息系统不仅仅是信息的发源地,而且是在与应用环境相互作用的过程中发挥其自身价值。因此,设计和开发一个GIS不充分考虑应用环境和客观大系统是毫无意义的。我国GIS应用环境方面的问题主要有以下几点:(1)投资水平　成功的GIS应用要求预算要考虑软、硬件和系统设计、研制。但在我国,资金大多严格控制定位于前者,而与之相关的后者却不投资或投资很少。其它如人员培养、数据库生成、用户支持及系统管理和维护常被忽略。而国内外成功的GIS表明实际上软件和硬件投资只占全部系统预算的10%～20%,而收集数据所需的经费应是实施GIS费用的70%。对于一个成功的GIS来说,缺乏资金就不能支持长期的应用实践,许多国家在GIS发展中已认识到资金不足带来的问题。所以我国已建立和拟建立GIS的机构应注意这些忠告,以便于GIS的顺利建立及成功应用。(2)组织协调　世界上的GIS发展已形成产业化格局,其应用扩展到人们的日常生活的各个方面,而我国的各行各业也在紧锣密鼓地建立GIS,进行GIS的研究和开发利用。但由于缺乏信息技术的战略规则,没有明确GIS的领导权属,各部门内部也不太明确GIS在其部门内部的位置,而且各行业各部门之间GIS方面的信息交流不够,致使一些研究项目低层次、低效益及基础数据库重复建设,造成了人员、设备、资金等方面的严重浪费,更加剧了GIS研究资金不足的困难。(3)对GIS的认识不足,人才匮乏　从GIS的资金投入和工作量来说是令人却步的,但就其效益和投入比来看,有关专家认为,前7年投入大于效益,但7年后效益大于成本。这些问题,科研单位、大专院校认识比较清楚,沿海省认识比较清楚,而内陆省认识模糊。最主要原因是对GIS的普及教育和宣传不够,主管部门认识不足,预见不到它在国民经济建设中的基础作用。几年来,我国培养了一批从事GIS研究和应用的博士及硕士生,但这远远不能满足GIS产业迅猛发展的需要。因此,通过GIS项目的开发研究、学院专业设置和各种培训来大量培养GIS人才是很有必要的。2.2　GIS技术方面的问题在讨论GIS面临的技术问题之前,首先应该强调一下GIS与地图数据库的联系与区别。它们之间的联系主要表现在具有相同的技术性质、定位基础和环境要求;它们之间的区别主要表现在系统功能、数据范围、技术重点和应用方法等方面。GIS是地图数据库的扩展和延伸,它的主要功能是空间数据分析、预测预报和辅助决策。GIS的地理数据库除地图数据库外还有专题数据库、模型库和知识库及其管理系统,它向用户提供直接应用的集成系统。当前GIS正处在一个大变革时期,GIS的进一步发展还面临不少问题,主要表现在以下几个方面:(1)GIS设计与实现的方法学问题　在GIS设计与实现过程中,缺乏面向对象的认知方法和面向对象的程序设计方法学指导,导致了GIS软件系统的可靠性和维护性较差。这是一个长期以来人们一直在努力解决但未能解决的问题。(2)GIS的功能问题　当前以数据采集、存储、管理和查询检索功能为主的GIS,已不能满足社会和区域可持续发展在空间分析、预测预报、决策支持等方面的要求,直接影响到GIS的应用效益和生命力。(3)多媒体地理数据的管理和操作问题　在一个多种数据类型并存的混合系统中,如何实现对各类数据的随意操作和有效管理,这是现今信息媒体多元化新时代的突出问题,它比单一地图数据库的操作和管理更复杂。(4)地理信息的深加工问题　目前的GIS还远未发挥它的提供结论性专题地图和数据集方面的作用,这是涉及对GIS地理信息进行深加工的问题。这种深加工的结果可以是结论性的专题地图,也可以是结论性专题数据集。这两种形式都是必须的,前者提供结论性图形信息,后者提供结论性数字信息,提供经过深加工和结论性成果对用户更直接和更有利。(5)GIS工具软件研制问题　我国建立地理信息系统基本上是采用国外商品化的GIS软件,这在我国GIS建设初期是必要的。但长期这样下去,无论从系统和信息的安全,还是从我国信息产业的长远建设考虑,都是不合适的。当然,研制我国自己的商品化GIS软件是一项艰巨的任务。3　开发策略GIS作为高新技术产业已在全世界形成,为了使我国GIS更好更快地发展,应成立专门机构,加强对GIS市场的管理;组织制定全国地理信息产业的中长期发展目标和计划,制定数据采集和更新、软件开发及维护、数据通讯和交换的总体规划和技术政策;组织开展GIS数据标准化、规范化工作,加快国家基础数据库建设;加强各地各部门之间GIS研究的合作与交流,培养一批高层次专门人才进行开发、研制符合我国国情的新一代GIS工具软件;在新一代工具软件未问世之前,还主要靠引进国外的GIS工具软件,可结合任务进行二次开发,开发模式应该遵循由小到大,循序渐进的原则;各种规模的GIS软件要注意配套开发,各种不同规模的工具软件应尽可能采用一致的数据结构格式,解决不同规模的GIS的联网问题。2