張之科

摘 要： 人造衛(wèi)星的誕生以及計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的普及，使人類開始進(jìn)入信息化時(shí)代，傳統(tǒng)的地圖功能得到不斷的更新，漸漸的出現(xiàn)地理信息系統(tǒng)和數(shù)字地球，地理信息系統(tǒng)和數(shù)字地球的出現(xiàn)的便利了人們的生活，同時(shí)也在對(duì)傳統(tǒng)的地理學(xué)產(chǎn)生深刻的影響。關(guān)于對(duì)空間信息的獲取和呈現(xiàn)最開始是以地圖的形式，接著是GIS，到現(xiàn)在的數(shù)字地球，具有幾千年的經(jīng)驗(yàn)，體現(xiàn)了科技社會(huì)的發(fā)展歷程。本文主要分析地理信息系統(tǒng)和數(shù)字地球，以及數(shù)字地區(qū)對(duì)地理信息系統(tǒng)的沖擊。

關(guān)鍵詞： 地理信息系統(tǒng);數(shù)字地球;關(guān)系

【中圖分類號(hào)】P28? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? ? ?【文章編號(hào)】1674-3733（2020）19-0254-01

中國(guó)早在古代便開始使用了地圖，在經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展下，地圖已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)生活的需求，從而地理信息系統(tǒng)和數(shù)字地球接而誕生。地理信息系統(tǒng)和數(shù)字地球的問世和地圖息息相關(guān)，是地圖功能的拓展和革新，為人類提供了極大的便利。地理信息系統(tǒng)和數(shù)字地球之間并不是毫無聯(lián)系的個(gè)體，它們之間相輔相成，為人類提供了很大的信息量和精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，讓人類更好的利用和管理地球資源。

1 地理信息系統(tǒng)

1.1 地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)

地理信息系統(tǒng)繼承了地圖的獲取和傳輸?shù)乩硇畔⒌墓δ埽偷貓D相比，地理信息系統(tǒng)具有四個(gè)特點(diǎn)。分別是以下四點(diǎn)：

（1）地理信息系統(tǒng)是用數(shù)字的形式來呈現(xiàn)地理信息，而數(shù)字的形式能夠確保地理信息的幾何精度，因此它的一個(gè)特點(diǎn)便是讓空間信息的幾何精度得到保證并且提高。

（2）傳統(tǒng)的地圖會(huì)受到空間限制，因此能夠展現(xiàn)的信息比較少。而地理信息系統(tǒng)并不會(huì)受到空間的限制，計(jì)算機(jī)的的存儲(chǔ)容量能夠展現(xiàn)更多的信息，因此地理信息具有一個(gè)特點(diǎn)，能夠增大空間信息存儲(chǔ)量。

（3）在傳統(tǒng)的地圖里，因?yàn)槭褂帽壤吆屯队胺绞讲灰恢?，?dǎo)致在復(fù)合工作很復(fù)雜繁瑣。而在地理信息系統(tǒng)中，管理的是統(tǒng)一的地理坐標(biāo)，在轉(zhuǎn)換和傳遞信息的時(shí)候就很方便。

（4）在使用地理信息系統(tǒng)來制造地圖的時(shí)候，具有較高的自動(dòng)化程度，因此可以實(shí)時(shí)快速的更新地圖，一些手工制造地圖的難點(diǎn)也得到了解決，因此優(yōu)化了地圖制圖的功能。

1.2 地圖在地理信息系統(tǒng)中的作用

地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)是奠定在地圖基礎(chǔ)之上的，最開始是在60年代，地圖用數(shù)字的形式來展現(xiàn)信息，這是GIS的雛形，在不斷的優(yōu)化改進(jìn)之后，GIS便問世了，GIS的出現(xiàn)無疑是地圖的革新。在還沒有遙感技術(shù)的時(shí)候，GIS的空間數(shù)據(jù)多是從地圖中獲取，遙感技術(shù)在不斷發(fā)展之后，成為空間定位的基礎(chǔ)，但地圖依然是空間數(shù)據(jù)的重要依據(jù)。同時(shí)地圖也是GIS成功的可視化展現(xiàn)，結(jié)合了地圖的功能，GIS對(duì)社會(huì)才具有非常巨大的作用。因?yàn)榈貓D能夠直觀的顯示空間信息，是其他單一形式不能替代的，因此它也是GIS的可視化形式中最佳的。

1.3 地理信息系統(tǒng)對(duì)地圖學(xué)的挑戰(zhàn)

GIS在多年的發(fā)展中，不斷沖擊著地圖的功能和特性，地圖具有三大特性，分別是形象的圖形符號(hào)語(yǔ)言、科學(xué)的地圖概括和嚴(yán)密的數(shù)學(xué)發(fā)展，但這三大特點(diǎn)也隨著GIS的發(fā)展在發(fā)生改變。在以前使用地圖的時(shí)候，要求不同意味著比例尺也就不同，也就需要重新制作，工作量是比較大的。而地理信息系統(tǒng)中，地理信息的載體是計(jì)算機(jī)的磁介質(zhì)，用戶可以根據(jù)自己的需要來縮放或者擴(kuò)大窗口，減少了很大的工作量，并且也節(jié)約了生產(chǎn)成本。

傳統(tǒng)的地圖投影有限制，只反應(yīng)了地球的橢球平面，但當(dāng)前的GIS以及出現(xiàn)了三維制圖，逐漸代替了傳統(tǒng)的地圖投影。當(dāng)前在制作手工地圖的時(shí)候，引入了地圖概括的方法，主要是因?yàn)槭止さ貓D的平面式有限的，而、多種復(fù)雜的地理事物無法清晰的在地圖中呈現(xiàn)，地圖概括能夠解決這個(gè)問題。地圖概括方式主要是取舍一定范疇內(nèi)的事物，將其化簡(jiǎn)成形狀等方式。地圖概括方法不適用于地理信息系統(tǒng)，因?yàn)榈貓D概括方法有多種比例尺，當(dāng)出現(xiàn)兩種以上的比例尺時(shí)，地理信息系統(tǒng)分析的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)矛盾。GIS的出現(xiàn)和發(fā)展也在改變地圖概括的概念，從強(qiáng)調(diào)比例尺從大到小的地圖概括，到數(shù)字模型的研究以及視覺模型的變換。GIS的發(fā)展不僅僅時(shí)自身的發(fā)展，也再帶動(dòng)地圖的發(fā)展。

2 數(shù)字地球

2.1 數(shù)字地球的概念

以地球空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，使用科學(xué)技術(shù)將其以三維、多種數(shù)字化呈現(xiàn)空間數(shù)據(jù)，同時(shí)也是網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)的超媒體虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境和界面體系。是再國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施建立的，包括了多個(gè)領(lǐng)域，領(lǐng)域之間相互重合，也是創(chuàng)新下的產(chǎn)物。數(shù)字地球是在兩個(gè)背景下建立的，一個(gè)是空間技術(shù)得到了發(fā)展。無論是地理信息系統(tǒng)、遙感、地圖還是智能專家系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)，地球信息系統(tǒng)都在發(fā)展;還有一個(gè)背景是信息技術(shù)的發(fā)展，從局域網(wǎng)發(fā)展到因特網(wǎng)、全球信息高速高度，都得到了很大程度的提升，人們的生產(chǎn)生活活動(dòng)范圍在增大，對(duì)地球數(shù)據(jù)的需求越來越高，比如政府部門在治理環(huán)境和管理資源的時(shí)候，對(duì)地球數(shù)據(jù)的需求就比較高，在需求增大下，刺激著對(duì)獲取和展現(xiàn)地球數(shù)據(jù)信息方式的革新?？梢姅?shù)字地球的出現(xiàn)不是單項(xiàng)技術(shù)作為支撐的，而是集信息技術(shù)、空間技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)于一體的產(chǎn)物，為人類的生產(chǎn)生活帶來了非常大的便捷，數(shù)字地球運(yùn)用到的基礎(chǔ)理論和高新技術(shù)非常多。諸如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息科學(xué)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并且這三樣技術(shù)的要求都比較高，要求具有高開發(fā)功能和效率的GIS軟件，更加精準(zhǔn)和廣法的地理信息等。在功能強(qiáng)大的各項(xiàng)技術(shù)共同利用下，數(shù)字地球呈現(xiàn)的地球信息層次更深，角度更廣，數(shù)據(jù)更能夠幫助人類了解和掌握地球 信息，從而對(duì)其進(jìn)行有效的管理和利用。

2.2 數(shù)字地球?qū)Φ乩硇畔⑾到y(tǒng)的挑戰(zhàn)

數(shù)字地球和GIS之間有相關(guān)性，數(shù)字地球?yàn)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)提供數(shù)據(jù)，地理信息系統(tǒng)對(duì)數(shù)字地球中的地理信息進(jìn)行空間分析，供數(shù)字地球使用。數(shù)字地球是地理信息系統(tǒng)功能的延伸，因此它的層次更高，是在多個(gè)相關(guān)理論的基礎(chǔ)下形成的數(shù)字地球，需要的技術(shù)更高，數(shù)據(jù)更多，從而反應(yīng)的信息也更廣泛和更有深度，能夠以較小的成本為社會(huì)提供更全面的服務(wù)。GIS呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)一般都是平面的，相對(duì)于以球面形式反應(yīng)出來的數(shù)字地球，GIS不能夠直觀的反應(yīng)出數(shù)據(jù)信息。其次數(shù)字地球應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，因此它能夠?qū)崿F(xiàn)無間斷的構(gòu)建信息系統(tǒng)和呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，信息系統(tǒng)之間能夠相互運(yùn)算和操作，在多個(gè)資源、分辨率、媒體和維度的融合下，使用虛擬試驗(yàn)技術(shù)，能夠存儲(chǔ)豐富多樣的數(shù)據(jù)，并且對(duì)其進(jìn)行有效的科學(xué)的管理，和GIS對(duì)數(shù)據(jù)信息的管理方式上存在很大的差別，給GIS帶來了壓力。當(dāng)前需要使用地理信息系統(tǒng)的任務(wù)具有很強(qiáng)的專業(yè)性，需要專門的空間分析模型來進(jìn)行分析。而數(shù)字地球的層次比較高，具有很強(qiáng)的戰(zhàn)略性，不會(huì)被專業(yè)性而限制，它適用于多個(gè)方面、貫穿于整個(gè)流程任務(wù)的解決。

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