本站原创[摘 要]GIS的软件开发是一项庞大的系统工程,同时又是一门多技术交叉的空间信息科学,它依赖于地理学、测绘学、统计学等基础性学科,又取决于计算机硬件与软件技术、航天技术、遥感技术和人工智能与专家系统技术的进步与成就.进行工程项目的开发人员大多数都具有地理信息相关专业背景,文章从不同角度对目前的GIS系统进行了分析和研究.
[关 键 词 ]GIS软件；软件工程；三维功能
中图分类号：TP311.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0307-02
引言
经过了40年的发展,GIS即地理信息系统（Geographic Information System）已经逐渐成为一门相当成熟的技术,并且得到了极广泛的应用.从应用的角度,GIS系统由硬件、软件、数据、人员和方法五部分组成.硬件和软件为地理信息系统建设提供环境；数据是GIS的重要内容；方法为GIS建设提供解决方案；人员是系统建设中的关键和能动性因素,直接影响和协调其它几个组成部分.传统GIS 软件的2维功能已经不能满足社会发展的需求,对3维 GIS 软件的研究已成为相关领域的热点问题.目前,许多GIS软件都提供了3维功能,如可视化、分析等功能.
一、GIS系统的背景介绍及发展现状分析
GIS是一种决策支持系统,它具有信息系统的各种特点.GIS与其它信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理代码,地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分.在GIS系统中,现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象,这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个组成部分.
GIS是一门多技术交叉的空间信息科学,它依赖于地理学、测绘学、统计学等基础性学科,又取决于计算机硬件与软件技术、航天技术、遥感技术和人工智能与专家系统技术的进步与成就.此外GIS又是一门以应用为目的的信息产业,它的应用可深入到各行各业.地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系,包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等,用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程,解决复杂的规划、决策和管理问题.
在实际工作中对于特定行业的GIS应用,一般都需要进行或多或少的软件开发工作.但无论是GIS基础软件的开发还是在基础软件基础之上的应用开发,无论是大至几百上千万的项目还是几万的小项目,GIS的开发目前在我国都存在一些问题.最主要的原因就是没有遵循软件工程学的科学方法,如：没有足够的分析和设计、代码不规范和文档不完备等.
二、常用的GIS软件介绍
2.1 MapInfo软件
MapInfo系统是美国MapInfo公司研制的地理信息系统软件.从1986年推出第一个DOS版本Map Info V1.0到20世纪90年代初的Windows版本Map Info V3.0,其产品逐渐变得成熟,并很快流行起来.1995年和1998年分别推出Map Info Professional V4.0和V5.0,使这个产品趋于完善.Map Info是美国Map Info公司的桌面地理信息系统软件,是一种数据可视化、信息地图化的桌面解决方案.它依据地图及其应用的概念、采用办公自动化的操作、集成多种数据库数据、融合计算机地图方法、使用地理数据库技术、加入了地理信息系统分析功能,形成了极具实用价值的、可以为各行各业所用的大众化小型软件系统.Map Info 含义是“Mapping + Information（地图+信息）”即：地图对象+属性数据.
2.2 Map GIS系列软件
MAP GIS系统采用面向怎么写作的设计思想、多层体系结构,实现了面向空间实体及其关系的数据组织、高效海量空间数据的存储与索引、大尺度多维动态空间信息数据库、三维实体建模和分析,具有TB级空间数据处理能力、可以支持局域和广域网络环境下空间数据的分布式计算、支持分布式空间信息分发与共享、网络化空间信息怎么写作,能够支持海量、分布式的国家空间基础设施建设.系统具有以下特点：采用分布式跨平台的多层多级体系结构,采用面向“怎么写作”的设计思想.具有面向地理实体的空间数据模型,可描述任意复杂度的空间特征和非空间特征,完全表达空间、非空间、实体的空间共生性、多重性等关系.
2.3 Geo Star软件
Geo Star是武汉吉奥信息工程公司开发的地理信息系统软件.Geo Star系列软件最独特的特征在于矢量数据、属性数据、影像数据,DEM数据高度集成.
三、GIS系统存在的问题
由于GIS工程项目的专业性和复杂性,用户的需求在系统开发的整个过程中都在不断变更.如果没有一个完整的需求变更管理方案就贸然进入设计和开发阶段,所埋下的隐患是：一旦用户的需求发生较大变化,对开发中的系统将可能是毁灭性的打击.这种情况在实践中屡见不鲜.软件项目的目标超出原始计划,业界通常称为项目目标范围蔓延.这是软件开发中的固有矛盾.GIS项目目标定义困难,而且由于开发周期内项目必然会面临改进,这就极易导致项目目标的蔓延.如果处理不当将成为项目失败的主要原因.因此,必须采取一些措施控制对项目目标的蔓延,并确保开发者们不会受到这些改进带来的负面影响.?
近些年,GIS更以其强大的地理信息空间分析功能,在GPS及路径优化中发挥着越来越重要的作用.GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供管理、决策等所需信息的技术系统.简单的说,地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统.
四、 GIS的对策分析
4.1加强GIS软件工程的培训和管理.软件工程的概念还远没有在GIS工程的研究人员、开发人员、管理人员的头脑中扎下根来,软件工程的方法还远没有成为完成GIS工程的自觉行为.要提高GIS工程研究人员,开发人员和管理人员对软件工程的重视,首先就要加强GIS软件工程的教育工作.如在大学中开设GIS软件工程课程或在相关课程中将GIS软件工程作为重点章节进行讲授.加强GIS从业人员的继续教育,让GIS从业人员认识到在GIS工程中实施软件工程学方法是必然的. 4.2详细的系统分析和设计.由于用户需求涉及的因素较多,而用户与软件人员之间由于背景知识、看待问题的角度等的差异,对需求的描述和理解可能会不完备或存在不一致.在实际工作中,用户的需求还常常随外部条件或内在因素的变动而呈现易变的特点.充分地需求分析及系统分析可以最大限度地消除用户与软件人员之间的不一致,详细地系统设计和代码设计可以提高软件的质量,增强系统的可移植性,提高工作效率.
五、地理信息系统的发展趋势
5.1 GIS软件开发越来越趋向于产业化及市场化
目前,我国已形成了一批具有自主知识产权的GIS软件品牌,如Map GIS、Geo Star等,并在较多领域内得到应用.但总体上看,中国GIS市场尚处于初始发展阶段,规模偏小,空间分布不均衡,产业化及市场化程度还不够.GIS软件应用及开发主要集中在高校及科研机构,也有不少政府部门自己成立新的部门,承担自己系统的设计、开发和维护.在市场环境中,与Arc GIS或Map Info这样的产业化公司相比,这些机构和单位也许有较强的开发能力,但在市场拓展及售后怎么写作方面则相形见绌,而市场及怎么写作对于软件产品的成功是非常重要的.为进一步发展中国GIS软件产业,我们在产业化及市场化方面还有很多工作要做.
5.2 共享和开放的GIS系统
GIS的研究对象和基础是数据,离开数据,GIS也就失去了价值.尽管我国GIS取得了辉煌的成就,但从应用来看,GIS的发展规模和普及程度都与发达国家存在着明显的差距.尤其是在民用和经济领域,GIS的应用更为落后.目前,我国GIS的应用范围很窄,大多集中在一些政府部门和科研机构所承担的大型项目中,社会普及率很低,对整个社会生产力发展的促进作用还不明显.这种情况与我国在GIS研究领域所取得的国际地位极不相称.造成这种现象的原因很多,但主要原因是GIS数据的保密性.随着大量GIS数据的共享和开放,GIS将在各个领域中发挥强大的功能,更好地为人民生活和经济发展怎么写作.
5.3 交通GIS和网络GIS的发展
交通领域必然是GIS的重点应用领域之一.随着汽车拥有量和物流业在中国的不断增加和发展,对交通信息和车辆导航的需求也逐渐增大.交通GIS凭借其强大的交通信息怎么写作和管理功能必将促进交通规划、建设、管理以及智能交通的发展,同时可以带来巨大经济及社会效益.据统计,日本在使用智能交通系统以前,仅1991年因交通事故（或与交通有关的意外）的死伤人数就达100万人,因交通拥堵而损失了53亿小时,造成约12万亿日元的直接经济损失.采用智能导航系统后,交通堵塞和交通事故大为减少.
六、结束语
GIS是计算机科学、空间科学、信息科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘科学,是对整个或部分地球表层空间中有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算分析、现实和描述的技术系统,它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理,包括对数据的管理,研究空间实体及相互关系；通过对多因素的综合分析,它可以迅速地获取满足应用需要的信息,并能以地理图形和数据形式表示处理结果,目前成为多学科集成并应用于各领域的基础平台,成为地理空间信息的基本手段与工具,并且成为一个新兴的产业.