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1、土地信息技术的发展过程土地信息技术的发展过程 土地信息系统的发展趋势土地信息系统的发展趋势1.4 1.4 土地信息技术与信息系统的发展土地信息技术与信息系统的发展l 国际：国际： 背景二战结束，欧美各国开展了大规模的经济建设，物质形态的急剧变化，使人们意识到必须对自己赖以生存的空间环境进行有计划地开发、保护与管理。因此，区域和城市规划逐渐受到重视，作为信息化技术手段的土地信息系统也随之发展。 1960年加拿大政府准备对全国农业土地的利用和开发进行规划。 1962年加拿大政府的土地资源调查机构中开始了地图数字化的试验，利用当时最先进的计算机设备和软件，开发出了世界上第一个有实用价值的地理信息系统
2、加拿大土地信息系统。l 国际（续）国际（续） ： 1962年（续）美国的纽约州、明尼苏达州等也研制了有实用价值的土地资源信息管理系统。与人口普查结合，美国地质调查局从1970年起采用了手工与计算机相结合的拓扑型地图数据编码（DIME）。美国、英国、加拿大的一些大学（如哈佛大学计算机制图与空间分析实验室）在上世纪60年代从学术角度开始了计算机制图与空间分析。 1970s，国际的学术组织开始交流、推广地理/国土信息系统及其相关领域的学术思想和实践经验，一些大学也开始培养有关的技术人才或对在职人员进行培训各国各地政府也自行发展了不少为自己服务的实用性的地理信息系统或计算机地图制图、公共设施管理信息系
3、统 在学术研究上有明显的进展，实用系统方面未获长足的进步，仅是在上世纪60年代基础上巩固、改进、扩大而已。l 国际（续）国际（续） ： 1980s， 土地信息系统相关的技术已逐步实用，上世纪60、70年代许多失败或幸存的土地信息系统的经验、教训得到了总结，还出现了一些研制商品化信息系统软件公司和为建立实用性信息系统提供技术服务的专业机构以及提供通用数据的社会化服务机构。 对资源、环境保护，城市、区域的规划和管理更为关注。地理信息系统/土地信息系统在发达国家获得了明显进展，在发展中国家也得到了一定程度的开发、应用。 GIS/LIS在理论、方法和技术上取得突破与趋向成熟的阶段。例如土地利用规划、城
4、市发展战略研究、人口规划和安置等，地理因素成为投资标准决策不可缺少的依据。 1990s， 土地信息产业的建立和地球数字化产品的普及应用，GIS/LIS的发展进入用户时代。社会对地理/土地信息系统的认识普遍提高，需求大幅度增加，LIS已成为许多机构(特别是政府决策部门)必备的工作系统。国家级乃至全球级的地理信息系统已成为公众关注的问题，地理信息系统已被列入“信息高速公路”计划。 GIS/LIS开发和研究主要集中在以下方向：空间信息分析的新模式和新方法、空间信息应用模型、GIS/LIS的效益评价；多维空间数据结构和数据模型、人工智能和专家系统的引入、网络GIS/LIS；虚拟现实技术与GIS/LIS
5、的结合等。l 国内：国内： 20世纪70年代初，我国开始探讨计算机在测量、地图制图和遥感领域的应用。 20世纪 80年代，随着计算机技术的发展，GIS/LIS这一新技术在我国正式进入全面试验阶段。我国在GIS/LIS的理论探索、规范探讨、实验技术、软件开发、系统建立、人才培养、典型试验和专题试验等方面都取得了实质性的进展。在典型试验中主要研究：建立数据规范和标准、空间数据库建立、数据处理和分析算法以及系统分析软件和应用软件的开发等。在专题试验和应用方面：探索地理信息系统的设计与应用，包括人口、资源、环境与经济等广泛的专题试验和应用。建成的区域性系统：有1:100万国土基本信息系统和全国土地信息
6、系统如1:400万全国资源和环境信息系统、1:250万水土保持信息系统等；专题信息系统：如黄土高原信息系统、洪水灾害预报与分析系统、矿产资源数据库等。一些用于辅助城市规划的各种小型信息系统在城市建设和规划部门获得了认可。此外，国际GIS/LIS学术会议多次在我国举行，有关高校开设了土地信息系统课程，这一切均为GIS/LIS的进一步发展和实际应用打下了基础。l 国内（续）：国内（续）： 从1986年到1995年前后，由于沿海、沿江经济开发区的发展，土地的有偿使用和外资的引进，急需GIS/LIS为之服务，推动了GIS/LIS的发展和应用。同时，全国许多行业部门和部分省市积极发展各自专业GIS/LI
7、S和区域GIS/LIS，上海、北京、深圳、海口、三亚、常州等大中城市都在积极建设城市GIS/LIS。 1996年以来，我国GIS/LIS技术在技术研究、成果应用、人才培养、软件开发等方面进展迅速，并力图将GIS/LIS从初步发展时期的研究实验、局部应用推向实用化、集成化、工程化，为国民经济发展提供辅助分析和决策依据。 从20世纪80年代中起，土地信息系统的应用已扩展到和土地空间分布有关的各个领域，至少有8个方面已得到了较大规模的推广应用：（1）地籍与房产管理；（2）农业、土地和水资源规划；（3）林业；（4）资源调查；（5）环境保护；（6）大型工程项目的前期准备和实施控制；（7）公用事业管理；（
8、8）市政建设与管理（包括城市规划）。此外，部分大学开办了土地信息技术相关专业，在社会科学研究与有关政策制定、商品储存、销售网点规划、交通运输管理、医疗保健、治安、紧急事故救援以及军事、国防等方面也有很多成功的实例。 土地管理信息系统发展从技术上讲与计算机信息技术特别是与遥感技术、地理信息系统技术、管理信息系统技术密切相关，同时也与土地管理的理论与实践的发展密切相关。l （1 1）遥感技术、全球定位技术与土地管理信息系统技术更加融合。）遥感技术、全球定位技术与土地管理信息系统技术更加融合。 土地利用动态监测是土地管理信息系统的重要组成部分，随着国民经济的发展，在土地利用问题上的矛盾会更加突出，国
9、家赋予土地资源管理部门的权力，要求严格执行土地用途管制的法律与法规，而土地利用动态监测是执行土地用途管制的必不可少的技术途径。 以遥感为主要数据源，以全球定位系统给遥感数据做精确定位与几何校正，结合土地信息系统空间分析强大功能，整合成为一个土地利用监测分析信息系统势在必行。l （2 2）时空动态管理成为新一代土地信息系统的重要研究课题。）时空动态管理成为新一代土地信息系统的重要研究课题。 土地信息除具有空间特性外，还具有明显的时序特征。近几年提出的空间时态数据模型也仅能处理空间二维和时间一维，不能完全表示和分析不断变化的三维世界，因而需要开发具有时空动态管理功能的土地信息系统。 实现时空复合操
10、作，将空间分析问题进一步拓展为时空分析范畴，已成为新一代土地信息系统的重要研究课题。时空动态土地信息系统主要研究时空模型，时空数据的表示、存贮、操作、查询和时空分析。l （3 3）发展面向领域需求的应用模型是土地信息系统核心所在。）发展面向领域需求的应用模型是土地信息系统核心所在。 土地信息系统强大的生命力在于与各种实际应用的结合。通用GIS的数据管理、查询和空间分析功能对于大多数应用问题是远远不够的。 土地管理领域有自己独特的专用模型，要求根据某种应用目标或任务要求，建立面向领域需求的土地信息应用模型并有机集成，是土地信息系统解决实际问题的能力、效率及产生社会经济效益的核心问题。 土地信息系
11、统的面向领域需求的应用模型研究与系统集成将日益受到重视。l （4 4）基于网络与）基于网络与WebGISWebGIS技术是土地信息系统的技术发展趋势。技术是土地信息系统的技术发展趋势。 Internet技术的迅速发展与普及应用，Internet与GIS相结合的WebGIS应运而生。WebGIS利用Internet在web上发布空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询、制作专题图和分祈的功能，成为地理信息用户热衷的新兴应用技术。WebGIS技术为土地信息系统发展提供了新的机遇。 基于WebGIS技术的土地信息系统（WebLIS）彻底改变了传统的土地信息的获取、传输、发布、共享、应用和可视化等过程和
12、方式。同时，由于目前地方部门的不同时间、不同来源的、表达不同属性的具有不同数据结构、数据精度的关联土地信息数据与日俱增，如何继承和发展WebGIS的网络传输与异构数据互操作技术，以最经济的存贮空间实现有机地组织、处理、分析与发布各类专题土地数据，是土地信息系统所面临的实践需求，也是其发展的必然趋势。 l （5 5）与专家系统、神经网络等相结合是土地信息系统的重要途）与专家系统、神经网络等相结合是土地信息系统的重要途径。径。 土地信息系统自二十世纪六十年代发展至今，其应用功能还主要停留在空间数据库的建立与管理、空间实体查询、空间叠置分析、缓冲区分析以及成果输出上，由于缺乏知识处理和进行启发式推理的能力，其面向领域的决策支持功能仍很弱，还无法解决多层次、多因素、非线性变化的复杂土地科学问题。 专家系统研究的是利用计算机模拟人类专家的推理思维过程。系统根据知识库中的知识，对输入的原始事实进行复杂推理，并作出判断和决策，从而起到人类专家的作用。解决土地科学问题是具有一定创造性的决策过程，需要大量人为经验和专家知识。 将土地信息系统和专家系统相结合，以专家系统作为集成土地信息系统数据处理所用专业领域知识的框架，发展智能土地信息系统或专家土地信息系统是解决复杂土地科学问题的重要途径。
