浅谈地理信息系统和数字地球

张之科

摘 要： 人造卫星的诞生以及计算机互联网的普及，使人类开始进入信息化时代，传统的地图功能得到不断的更新，渐渐的出现地理信息系统和数字地球，地理信息系统和数字地球的出现的便利了人们的生活，同时也在对传统的地理学产生深刻的影响。关于对空间信息的获取和呈现最开始是以地图的形式，接着是GIS，到现在的数字地球，具有几千年的经验，体现了科技社会的发展历程。本文主要分析地理信息系统和数字地球，以及数字地区对地理信息系统的冲击。

关键词： 地理信息系统;数字地球;关系

【中图分类号】P28     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）19-0254-01

中国早在古代便开始使用了地图，在经济的不断发展下，地图已经不能满足生产生活的需求，从而地理信息系统和数字地球接而诞生。地理信息系统和数字地球的问世和地图息息相关，是地图功能的拓展和革新，为人类提供了极大的便利。地理信息系统和数字地球之间并不是毫无联系的个体，它们之间相辅相成，为人类提供了很大的信息量和精准的数据，让人类更好的利用和管理地球资源。

1 地理信息系统

1.1 地理信息系统的特点

地理信息系统继承了地图的获取和传输地理信息的功能，和地图相比，地理信息系统具有四个特点。分别是以下四点：

（1）地理信息系统是用数字的形式来呈现地理信息，而数字的形式能够确保地理信息的几何精度，因此它的一个特点便是让空间信息的几何精度得到保证并且提高。

（2）传统的地图会受到空间限制，因此能够展现的信息比较少。而地理信息系统并不会受到空间的限制，计算机的的存储容量能够展现更多的信息，因此地理信息具有一个特点，能够增大空间信息存储量。

（3）在传统的地图里，因为使用比例尺和投影方式不一致，导致在复合工作很复杂繁琐。而在地理信息系统中，管理的是统一的地理坐标，在转换和传递信息的时候就很方便。

（4）在使用地理信息系统来制造地图的时候，具有较高的自动化程度，因此可以实时快速的更新地图，一些手工制造地图的难点也得到了解决，因此优化了地图制图的功能。

1.2 地图在地理信息系统中的作用

地理信息系统的出现是奠定在地图基础之上的，最开始是在60年代，地图用数字的形式来展现信息，这是GIS的雏形，在不断的优化改进之后，GIS便问世了，GIS的出现无疑是地图的革新。在还没有遥感技术的时候，GIS的空间数据多是从地图中获取，遥感技术在不断发展之后，成为空间定位的基础，但地图依然是空间数据的重要依据。同时地图也是GIS成功的可视化展现，结合了地图的功能，GIS对社会才具有非常巨大的作用。因为地图能够直观的显示空间信息，是其他单一形式不能替代的，因此它也是GIS的可视化形式中最佳的。

1.3 地理信息系统对地图学的挑战

GIS在多年的发展中，不断沖击着地图的功能和特性，地图具有三大特性，分别是形象的图形符号语言、科学的地图概括和严密的数学发展，但这三大特点也随着GIS的发展在发生改变。在以前使用地图的时候，要求不同意味着比例尺也就不同，也就需要重新制作，工作量是比较大的。而地理信息系统中，地理信息的载体是计算机的磁介质，用户可以根据自己的需要来缩放或者扩大窗口，减少了很大的工作量，并且也节约了生产成本。

传统的地图投影有限制，只反应了地球的椭球平面，但当前的GIS以及出现了三维制图，逐渐代替了传统的地图投影。当前在制作手工地图的时候，引入了地图概括的方法，主要是因为手工地图的平面式有限的，而、多种复杂的地理事物无法清晰的在地图中呈现，地图概括能够解决这个问题。地图概括方式主要是取舍一定范畴内的事物，将其化简成形状等方式。地图概括方法不适用于地理信息系统，因为地图概括方法有多种比例尺，当出现两种以上的比例尺时，地理信息系统分析的时候会出现矛盾。GIS的出现和发展也在改变地图概括的概念，从强调比例尺从大到小的地图概括，到数字模型的研究以及视觉模型的变换。GIS的发展不仅仅时自身的发展，也再带动地图的发展。

2 数字地球

2.1 数字地球的概念

以地球空间数据为基础，使用科学技术将其以三维、多种数字化呈现空间数据，同时也是网络性质的超媒体虚拟现实环境和界面体系。是再国家空间数据基础设施和国家信息基础设施建立的，包括了多个领域，领域之间相互重合，也是创新下的产物。数字地球是在两个背景下建立的，一个是空间技术得到了发展。无论是地理信息系统、遥感、地图还是智能专家系统和全球定位系统，地球信息系统都在发展;还有一个背景是信息技术的发展，从局域网发展到因特网、全球信息高速高度，都得到了很大程度的提升，人们的生产生活活动范围在增大，对地球数据的需求越来越高，比如政府部门在治理环境和管理资源的时候，对地球数据的需求就比较高，在需求增大下，刺激着对获取和展现地球数据信息方式的革新。可见数字地球的出现不是单项技术作为支撑的，而是集信息技术、空间技术和网络应用技术于一体的产物，为人类的生产生活带来了非常大的便捷，数字地球运用到的基础理论和高新技术非常多。诸如网络技术、地理信息科学和虚拟现实技术，并且这三样技术的要求都比较高，要求具有高开发功能和效率的GIS软件，更加精准和广法的地理信息等。在功能强大的各项技术共同利用下，数字地球呈现的地球信息层次更深，角度更广，数据更能够帮助人类了解和掌握地球 信息，从而对其进行有效的管理和利用。

2.2 数字地球对地理信息系统的挑战

数字地球和GIS之间有相关性，数字地球为地理信息系统提供数据，地理信息系统对数字地球中的地理信息进行空间分析，供数字地球使用。数字地球是地理信息系统功能的延伸，因此它的层次更高，是在多个相关理论的基础下形成的数字地球，需要的技术更高，数据更多，从而反应的信息也更广泛和更有深度，能够以较小的成本为社会提供更全面的服务。GIS呈现的数据一般都是平面的，相对于以球面形式反应出来的数字地球，GIS不能够直观的反应出数据信息。其次数字地球应用了网络信息技术，因此它能够实现无间断的构建信息系统和呈现数据，信息系统之间能够相互运算和操作，在多个资源、分辨率、媒体和维度的融合下，使用虚拟试验技术，能够存储丰富多样的数据，并且对其进行有效的科学的管理，和GIS对数据信息的管理方式上存在很大的差别，给GIS带来了压力。当前需要使用地理信息系统的任务具有很强的专业性，需要专门的空间分析模型来进行分析。而数字地球的层次比较高，具有很强的战略性，不会被专业性而限制，它适用于多个方面、贯穿于整个流程任务的解决。

参考文献

[1] 黄东.建立地球信息系统过充中的图形数字化问题[J].地图，2017（1）.

[2] 赵杰.中小城市测绘GIS的研究与开发[J].黄河水利职业技术学院学报2016（3）.