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摘 要： 根据GIS 30多年的发展历程，总结了GIS的三个主要发展阶段及其内涵特点，说明了GISystem、GIScience和GIService的主要研究内容，最后提出了基于GIS内涵的三点初步认识。
关键词： GIS；内涵；发展
GIS既是管理和分析空间数据的应用工程技术，又是跨越地球科学、信息科学和空间科学的应用基础学科。它在我国已有20多年的发展历史，从试验研究到技术开发，从实际应用到理论建设，取得了长足的进步，并已发展成为一门成熟的技术、具有生命力的学科和欣欣向荣的产业。
国际上，GIS从20世纪60年代发展至今，其内涵已发生很大的变化，从地理信息系统（GISystem）到地理信息科学（GIScience）。20世纪90年代以后，特别是进入21世纪以来，随着GIS与主流IT技术及无线电通信技术的加速融合，GIS内涵又拓展为地理信息服务（GIService）。
GIS内涵的发展是现代科学技术发展及社会需求增长的反映。反过来，了解GIS内涵的变化，又有助于凝聚力量促进GIS学科的发展和更好地满足社会对GIS应用的需求。
GIS萌发于20世纪60年代初，1960年加拿大的R.F.Tomlinson提出“将地图变为数字形式，以便于计算机处理和分析”的思想，很快被加拿大土地调查局用于土地资源调查，于1963年开始加拿大地理信息系统（CGIS）的开发和应用。CGIS的建设目的很明确，是将其作为土地资源调查的工具，用于分析加拿大的土地资源总量和各类土地利用数据，其建设任务是根据系统开发的需求进行的，内容包括如下。
（1）系统分析：系统需求和可行性分析。
（2）系统结构：数据输入、数据处理和信息输出等功能。
（3）系统数据库：数据分类、编码、存储和管理。
（4）数据结构：基于图幅和多边形图层的数据组织。
（5）硬件和软件研制。
（6）图形数据和属性数据文件的建立与匹配。
（7）空间分析和统计指令设计。
（8）空间查询和检索指令设计等。
这时期，除了CGIS（又称为加拿大土地数据系统），还包括于20世纪80年代初，由ESRI推出的第一个微机上运行的PC－ARC/INFO GIS系统，其他以微机和工作站为平台的GIS系统及商品化的GIS软件也取得很大的发展，直到1987年国际地理信息系统期刊（International Journal of Geographic Information Systems）的诞生，明显反映这一时期GIS内涵的工具或系统特征。
作为技术工具的GIS，十分重视系统性能和工作量（Work－load）的评估，产品精度和可靠性的分析，系统功能运行时间和成本估算，并不断予以改进，使系统性能最优、工作负载合理、效率最好。
GIS系统的设计和实现涉及许多学科领域，例如计算机科学、地学和空间科学、地图学、统计学、数学、人工智能等，但是据D.R.Monsebroten调查，直到1984年美国大学只有4个系开设有关GIS课程。相反，据统计，北美1983年就已经有GIS系统和自动制图系统1 000个以上，而且据当时推测，到1990年GIS系统的数量将呈4倍增长。显然，系统数量的增长与学术研究之间呈极大的反差，出现了系统开发越多，“数字混沌”（digitalchaos）也越甚的现象，GIS的基础理论和应用基础理论研究急待建立和加强，以应对GIS技术应用中提出和产生的问题。
20世纪80年代末以来，国际学术界加强了对GIS的理论研究，例如，美国于1987年成立了国家地理信息与分析研究中心（National Center for Geographic Information and Analysis，NCGIA）、国际地理联合会下设了地理信息理论委员会等；1992年美国加州大学M.F.Goodchild教授提出地理信息科学（Geographic Information Science，GIS）的概念；1994 年加拿大矿产资源能源部成立加拿大地理信息署（Geomatics Canada），以引导地理信息学（Geomatics）的发展；1995年美国大学地理信息科学协会提出地理信息科学的十大优先研究课题；1997年国际GIS期刊更名为“International Journal of Geographic Information Science”……这一切表明旨在加强GIS的学科内涵。
作为学科内涵的GIS，十分重视其基础理论和应用基础理论的研究。具体的研究内容包括在对空间数据管理、处理、分析和应用过程中提出的一系列基本问题，如空间实体表达和建模、空间关系和空间认知、空间推理和人工智能、空间数据处理和转换、空间信息查询和分析算法、GIS应用模型构建、GIS系统设计与评价、空间数据标准化研究、空间信息基础设施建设、GIS产品可视化、地学信息传输机理、空间数据不确定性研究等。
随着GIS应用和研究的广泛开展，在过去的30多年中，GIS技术、理论和应用一直在不断发展和进步，今天的GIS已经为人类解决与地理分布有关的问题提供了成熟的技术平台：它可以使人们方便地获取地球上与人类生存和发展有关的基于地理坐标作为参照的地学信息；可以将各类信息以一种通用的一体化的可视化的空间语言加以存储和表达，提供一致性的地理数据空间框架；可以真实地用图形展现地球表面事物或现象的现状、联系及动态变化的规律；它与互联网结合，实现了人类对社会巨大资源的共享和利用；它与GPS和电信公司结合，开创了基于LBS（移动位置服务）的个体客户服务业新时代。
这一切表明：随着科学技术的发展和人类对信息的需求，GIS正在开始走进千家万户，GIS提供的功能和服务已经从早期的数据存储管理和查询检索，演进到区域系统空间分析、动态模拟和辅助决策，正在向着个人生活化服务和以地理信息服务为中心的发展新阶段。近年来频频出现的地理信息服务（GIService）这一词，正反映GIS内涵的这种拓展趋势。
GIS内涵向着服务化方向的延伸，体现了GIS的人文关怀，就必须通过构建地理信息服务体系和地理信息服务平台来加以保障。地理信息服务体系包括建立基于网络的基础数据和专题信息、采用基于JAVA的J2EE作为应用服务器架构、采用基于数据库（Oracle 9i）和SDE连接的空间数据存储和管理模式、建立基于C/S体系结构的信息数据管理与维护平台和具有B/S体系结构的信息数据发布与服务平台，以及其他相应的标准、政策、法规、安全保障、软硬件设施、服务项目设置、导航引擎和信息产品制作等。
通过以上对GIS内涵发展历程的追踪和分析，可以得出以下几点初步认识：
（1）GIS的萌生和发展首先是社会需求的推动，这个社会需求最初来自加拿大国土资源部门，然后在社会需求增长和科学技术进步的共同促进下，GIS取得日新月异的进步，形成一门成熟的应用工程技术，受到政府部门、科技界和企业界的广泛重视，以致逐渐走进全社会，构成目前社会化GIS的发展态势。
（2）GISystem、GIScience和GIService的发展变化，体现了GIS内涵的发展过程，也反映了GIS的实用化、科学化和人性化的演变。目前它们之间的交融和发展，共同促进了GIS的进步和走向市场。
（3）了解GIS的内涵，还必须关注相关任务的协调发展，例如，对目前我国现有大量运行GIS系统的调查、分析和评估；GIS中还有许多关键技术问题需要攻关，特别是多维数据模型的研究；GIS的基本问题的创新性探索等有待加强；GIS服务体系和相关政策法规的建设有待完善；GIS人才培养和教学改革还有许多问题有待解决等。因此，GIS发展既方兴未艾，又任重道远。
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［3］池天河.中国可持续发展信息共享服务系统的研究与实现［C］//全国地图学与GIS学术会议论文集.北京：中国地理信息系统协会，2004.
Abstract： This paper summarized the three main developing phases and the meaning and characteristics of GIS based on more than 30 years’development course of GIS.Then it introduced the main research contents of GISystem，GIScience and GIService.Finally，it put forward the primary understanding of the meaning of GIS in three aspects.
Key words： GIS；meaning；development