地理信息系統綜述

鄧基偉 閆麗娟

摘 要：近年來，計算機技術在社會中廣泛應用，地理信息系統（即GIS）得到迅速發展。GIS是集計算機、測繪、地理、數學等科學為一體的綜合性技術。隨著社會經濟的飛速發展，該技術也在不斷地更新，并在軍事領域中發揮不可或缺的作用?；诖?，文章闡述了GIS應用開發技術的發展歷程，重點對GIS技術在軍事中的應用情況進行分析，提出了必要的參考。

關鍵詞：地理信息系統；GIS技術；研究熱點

中圖分類號：P208 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）20-0061-02

Abstract： In recent years， computer technology has been widely used in society， and Geographic Information System （GIS） has been developed rapidly. GIS is a comprehensive technology which integrates computer， surveying and mapping， geography， mathematics and other sciences. With the rapid development of social economy， the technology is constantly updated and plays an indispensable role in the military field. Based on this， this paper expounds the development course of GIS application development technology， focuses on the analysis of the application of GIS technology in the military， and puts forward the necessary reference.

Keywords： Geographic Information System（GIS）； GIS technology； research focus

GIS技術是一種空間信息系統，主要依托于先進的計算機技術，可以對地表（大氣層）空間里與地理分布相關的信息加以采集與管理。因其具有良好的數據處理、顯示、描述等性能而在社會諸多領域得到大量應用。例如，在軍事作戰指揮、軍事導航、軍事地理及測繪中具有廣闊的發展空間。

1 GIS應用開發技術的發展歷程

1.1 集成GIS

在早期開發GIS的時候，因受到技術因素的制約，GIS技術僅僅可以提供某種功能的模塊，且每個模塊間缺乏應有的協調性。所以，此時的GIS軟件應用尚且不夠完善。近年來，隨著科學技術的迅速發展，各個GIS模塊開始呈現集成化發展趨勢，并構成了大容量的GIS軟件包，這標志著GIS步入集成GIS（即Integrated GIS）時期。此時期的 GIS主要包括Arc/info， GenaMap等軟件。GIS技術已經集各GIS模塊的功能，發展成為獨立完善的信息系統，具有非常強大的空間分析、數據輸入、圖形處理等功能。因為單純對原有較為分散的GIS模塊加以初步集成，集成GIS與其他應用技術的集成難以實現，這也是GIS發展中的關鍵問題。

1.2 模塊GIS

與集成GIS相近，模塊GIS也是對GIS依據相關的功能進行模塊的劃分，且各個模塊必須在相同的基礎環境狀態下有效地運行，然而，模塊GIS可以根據實際的工程應用情況，有針對性地細分GIS技術，既緩解了研發工作的難度，又更好地滿足客戶的具體需求，這也是與前者的顯著差異?？墒?，無論是集成GIS，還是模塊GIS技術二者均不能和管理信息系統（MIS專業應用模型）進行綜合高效地運用。

1.3 核心型GIS

核心型GIS提供有效解決與MIS綜合高效應用的問題的全新思路，即對于數據庫管理標準高的客戶，可以通過MIS開發軟件實現GIS的應用。在微軟公司的操作系統里，可以運用高級編程語言研發GIS應用系統，通過相關的接口（API）對系統提供的GIS各項功能進行訪問。例如：核心型GIS某些動態的鏈接庫，不同DLL功能能夠重新組合，極大地增強了客戶應用的便捷性。同時，應當注意的是，核心型GIS提供的組件一般在底層，系統研發工作的難度較大。

1.4 組件型GIS

組件型GIS把GIS系統內部的各項功能進行分解，成為許多不同功能的組件，把可視化界面與接口進行正確組合以后即可進行實際應用。組件型GIS是新興的一種GIS軟件，相比以往的GIS技術主要具有以下優點：其一，能夠無縫集成各類應用分析模型和GIS技術功能；其二，不需要特定的開發語言，僅需系統最基本的功能函數，依據微軟公司的ActiveX空間要求對接口進行研發，二次研發十分簡單便捷；其三，具有靈活封裝與定制功能；其四，方便客戶選擇，節約研發軟件的資本投入；其五，GIS性能更加優越，有利于進一步升級。同時，組件型GIS技術在設計規劃與研發過程中還需要注意以下幾個問題：（1）功能與接口設計不但要達到GIS軟件研發的相關標準，而且還要充分體現該款軟件的優點；（2）在對組件力度與接口進行設計的時候，需要竭力做到系統功能的發揮、組件靈活性、客戶需求之間的平衡。

1.5 萬維網GIS

萬維網GIS是GIS技術與WWW（即World Wide Web）有機結合的產物，在Internet網絡狀態下，能夠實現信息的采集、儲存、分析、處理、顯示、應用功能。隨著科學技術的迅速發展，萬維網GIS技術能夠有效地利用互聯網技術顯示相關的地理信息，客戶在瀏覽器中進行信息的搜索，即可得到GIS的數據與有關服務。這項技術是一種分布式的地理信息模型，通常包括四部分。與以往的GIS技術相比，萬維網GIS的桌面系統操作簡單，且應用性能較高。與以往的GIS技術相比，主要具有以下優點：其一，查詢范圍廣泛，客戶能夠實時地搜索多個處于不同地域服務器的最新信息；其二，平臺的獨立性較好；其三，系統研發成本偏低，工作效率高；其四，操作簡單，易于應用與推廣。同時，Web GIS也具有相應的缺陷：例如：異構空間信息很難進行互操作；跨平臺操作受到較多因素的影響；海量信息的傳輸效率有待提升；對其他資源的利用率不足等。

2 地理信息系統在軍事中的應用分析

現如今，地理信息系統已經發展成為二十一世紀重要支柱型產業——信息產業的重要構成，在社會中得到廣泛的應用，如軍事制圖、測繪、資源管理等方面，特別在許多國家的軍事系統里發揮重要的作用。早在1995年，GIS技術已經滲透于世界軍事領域，具體應用ARC/INFO地理信息技術的國家與地區主要有加拿大、英國、美國、埃及、意大利及澳大利亞等。

軍用地理信息系統可以為提供多種軍事功能，例如：制作數字地圖、軍事導航、復雜地理環境的勘探、構建三維可視化空間地理模型等?？傊?，幾乎覆蓋了所有的軍事領域。相比于民用GIS系統而言，軍用GIS系統結構比較復雜，其一，可以為多層指揮部門的需求提供服務；其二，可以對不同機構的應用提供信息支持；其三，可以采集、儲存、分析、處理大規模的地理空間的相關地理信息。其四，可以集成很多不同種類的數據，為軍事應用提供服務。

軍用GIS技術的基本應用模型可通過一個立方體加以表述。其中，立方體的前側面依據相關的層次對各級層的指揮部門進行描述；上側面設置了各種兵種日常需要的服務與功能，右側面描述了各種軍事行動類型。這樣，沿著以上三個側面的不同直線，可以切出若干個小立方體，參見下圖：

該圖可以反映某個依托于GIS技術的軍事應用。GIS技術在軍事領域中的應用具體如下：第一，指揮作戰。不管是指揮者的決策制定，還是進行單兵作戰，均需要相關的領導者對實際戰場的發展態勢與地理環境擁有較為系統、深刻、全面的了解。GIS技術有效地克服了以往紙質地圖制作時間長、誤差大等缺陷，既可以結合實際戰場上官兵對不同需求，精準地提供相應的水文、地形以及其他有關數據，又能夠動態性、實時性地對戰事狀況加以分析，為指揮人員預測未來戰場態勢，作出正確決策部署等提供必要的參考?，F階段，英國、美國、瑞典等已經將GIS系統有效地應用于實際的作戰指揮工作中。例如：英國的TACISYS系統，可以提供地理信息的分析功，為指揮作戰提供重要支持。第二，軍事情報。情報在戰爭中發揮至關重要的功能，因此，相關工作人員可以利用GIS系統，對軍事情報進行集成，讓指揮人員更加詳細地掌握對方的方位、行動及部署，并對其行動/武器系統可能給我方帶來的影響做出科學的分析與預測，有利于我方制定行之有效的作戰方案。第三，軍事導航。利用電子地圖與GPS系統，能夠對戰車、單兵、飛機、艦船做出精準定位與跟蹤，發揮重要的導航功能。這點已經在英美等發達國家的陸?？疹I域得到成功的應用。GIS系統能夠有效地對飛機的運行軌跡、導彈的襲擊路徑加以確定。第四，地址選擇?？梢猿浞掷肎IS技術的空間信息分析功能，對軍事裝備的部署進行選址，例如：選擇火炮的炮位、雷達、通信站位置，正確地選擇隱蔽場所、休整地點、機場的位置。第五，模擬演練。通過GIS系統，尤其是三維可視化的軟件，能夠對戰場地形進行真實的模擬，有利于作戰部隊更好地了解戰場地形。此外，GIS系統還能夠輔助軍人對抗演練、作戰演習、指揮決策等業務技能的模擬練習，有利于提升整體軍事作戰水平。

3 結束語

總之，隨著社會的進步與科技的發展，地理信息系統已經在我國農業、交通、軍事、地質等諸多領域獲得比較成熟的應用。新時期，很多發達國家不斷展開了軍事戰略的調整行動，將軍隊發展重心逐漸轉向高新科技的建設方面，部隊的信息化發展已經成為重要的發展趨勢。GIS系統作為軍事信息系統的重要構成，有效地彌補了紙質地圖保管難、誤差大、制作時間長等缺陷，附加的強大功能在軍事領域已經得到了廣泛應用。隨著我國科學技術的不斷突破，地理信息系統還會在軍事領域中擁有廣闊的發揮空間。

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