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GIS的發(fā)展史

地理信息系統(tǒng)"概念的提出，要追溯到50年代。由于電子計(jì)算機(jī)科學(xué)的興起和它在測(cè)量學(xué)與地圖制圖學(xué)中的應(yīng)用，使人們開始有可能用電子計(jì)算機(jī)來收集、存儲(chǔ)和處理各種與空間和地理分布有關(guān)的圖形和屬性數(shù)據(jù)，并希望通過計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的分析來直接為管理和決策服務(wù)。

1956年，奧地利測(cè)繪部門首先利用電子計(jì)算機(jī)建立了地籍?dāng)?shù)據(jù)庫，隨后各國的土地測(cè)繪和管理部門都逐步發(fā)展土地信息系統(tǒng)(LIS)用于地籍管理。

60年代為GIS開拓期。1963年，加拿大測(cè)量學(xué)家R.F.Tomlinson首先提出地理信息系統(tǒng)這一術(shù)語，并建立了世界上第一個(gè)GIS--加拿大地理信息系統(tǒng)(CGIS)，用于自然資源的管理與規(guī)劃。

本年代內(nèi)，IBM公司和COLORADO公共服務(wù)公司開始致力于用計(jì)算機(jī)工具管理公用事業(yè)的設(shè)施，也就是電力線、煤氣管道、閥門、儀表、土地等。緊接著的一個(gè)十年，其他人繼續(xù)挑戰(zhàn)""計(jì)算機(jī)化的設(shè)施管理""(FM)，包括計(jì)算機(jī)制圖系統(tǒng)，并且誕生了自動(dòng)制圖(AM)。 FM、AM、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)及數(shù)據(jù)庫管理(Database Management)等學(xué)科的發(fā)展為GIS技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。許多大學(xué)研制了GIS軟件包，如哈佛計(jì)算機(jī)圖形與空間分析實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了SYMAP系列軟件。

早期的GIS發(fā)展的另一個(gè)顯著特點(diǎn)是許多與GIS有關(guān)的組織與機(jī)構(gòu)紛紛成立，對(duì)GIS知識(shí)傳播與技術(shù)發(fā)展起到重要的指導(dǎo)作用。

進(jìn)入70年代，受計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)飛速發(fā)展的促進(jìn)，GIS技術(shù)朝實(shí)用化方向發(fā)展。一些發(fā)達(dá)國家先后建立了許多專業(yè)性的土地管理信息系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)。與此同時(shí)，GIS軟件市場(chǎng)活躍。GIS技術(shù)受到政府部門、商業(yè)公司和大學(xué)的普遍重視，成為一個(gè)引人注目的領(lǐng)域。

80年代是GIS普及和推廣應(yīng)用的階段。隨著圖形工作站和PC機(jī)性能價(jià)格比的大為提高，計(jì)算機(jī)和空間信息系統(tǒng)在許多部門被廣泛應(yīng)用。GIS軟硬件的發(fā)展使GIS應(yīng)用從空間數(shù)據(jù)管理向空間決策支持分析邁進(jìn)。GIS軟件研制和開發(fā)也取得了很大成績(jī)，涌現(xiàn)出一些有代表性的GIS軟件。

進(jìn)入90年代，隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的建立和數(shù)字化信息產(chǎn)品在全世界的普及，GIS深入到了各行各業(yè)乃至千家萬戶，成為人們生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)和工作中不可缺少的工具和助手。

90年代，GIS軟件在以下幾個(gè)方面取得了很大的進(jìn)展：

開放GIS的研究：主要是制定GIS互操作與數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫和GIS的結(jié)合：利用RDBMS存儲(chǔ)GIS數(shù)據(jù)。

GIS構(gòu)件的開發(fā)：GIS系統(tǒng)正迅速走向構(gòu)件化。

互聯(lián)網(wǎng)，尤其是萬維網(wǎng)已經(jīng)成為GIS的新的操作平臺(tái)。

GPS基本術(shù)語

1.坐標(biāo)(coordinate)

有2維、3維兩種坐標(biāo)表示，當(dāng)GPS能夠收到4顆及以上衛(wèi)星的信號(hào)時(shí)，它能計(jì)算出本地的3微坐標(biāo)：經(jīng)度、緯度、高度，若只能收到3顆衛(wèi)星的信號(hào)，它只能計(jì)算出2維坐標(biāo)：精度和緯度，這時(shí)它可能還會(huì)顯示高度數(shù)據(jù)，但這數(shù)據(jù)是無效的。大部分GPS不僅能以經(jīng)/緯度(Lat/Long)的方式，顯示坐標(biāo)，而且還可以用UTM(Universal Transverse Mercator)等坐標(biāo)系統(tǒng)顯示坐標(biāo)但我們一般還是使用LAT/LONG系統(tǒng)，這主要是由你所使用的地圖的坐標(biāo)系統(tǒng)決定的。坐標(biāo)的精度在Selective Availability(美國防部為減小GPS精確度而實(shí)施的一種措施)打開時(shí)，GPS的水平精度在100-50米之間，視接受到衛(wèi)星信號(hào)的多少和強(qiáng)弱而定，若根據(jù)GPS的指示，說你已經(jīng)到達(dá)，那么四周看看，應(yīng)該在大約一個(gè)足球場(chǎng)大小的面積內(nèi)發(fā)現(xiàn)你的目標(biāo)的。

在SA關(guān)閉時(shí)(目前是很少見的，但美政府計(jì)劃將來取消SA)，精度能達(dá)到15米左右(GPS性能介紹上說的精度都給的是no SA值，唬人的)。高度的精確性由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的原因，更差些。經(jīng)緯度的顯示方式一般都可以根據(jù)自己的愛好選擇，一般有"hddd.ddddd"，"hddd*mm.mmm""，"hddd*mm"ss.s"""(其中的“*”代表“度”，以下同)地球子午線長(zhǎng)是39940.67公里，緯度改變一度合110.94公里，一分合1.849公里，一秒合30.8米，赤道圈是40075.36公里，北京地區(qū)緯在北緯40度左右，緯度圈長(zhǎng)為40075*sin(90-40)，此地經(jīng)度一度合276公里，一分合1.42公里一秒合23.69米，你可以選定某個(gè)顯示方式，并把各位數(shù)字改變一對(duì)應(yīng)地面移動(dòng)多少米記住，這樣能在經(jīng)緯度和實(shí)際里程間建立個(gè)大概的對(duì)應(yīng)。大部分GPS都有計(jì)算兩點(diǎn)距離的功能，可給出兩個(gè)坐標(biāo)間的精確距離。高度的顯示會(huì)有英制和公制兩種方式，進(jìn)GPS的SETUP頁面，設(shè)置成公制，這樣在其他象速度、距離等的顯示也都會(huì)成公制的了

2.路標(biāo)(Landmark or Waypoint)

GPS內(nèi)存中保存的一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值。在有GPS信號(hào)時(shí)，按一下"MARK"鍵，就會(huì)把當(dāng)前點(diǎn)記成一個(gè)路標(biāo)，它有個(gè)默認(rèn)的一般是象"LMK04"之類的名字，你可以修改成一個(gè)易認(rèn)的名字(字母用上下箭頭輸入)，還可以給它選定一個(gè)圖標(biāo)。路標(biāo)是GPS數(shù)據(jù)核心，它是構(gòu)成“路線”(見3)的基礎(chǔ)。標(biāo)記路標(biāo)是GPS主要功能之一，但是你也可以從地圖上讀出一個(gè)地點(diǎn)的坐標(biāo)，手工或通過計(jì)算機(jī)接口輸入GPS，成為一個(gè)路標(biāo)。一個(gè)路標(biāo)可以將來用于GOTO功能的目標(biāo)，也可以選進(jìn)一條路線Route，作為一個(gè)支點(diǎn)。一般GPS能記錄500個(gè)或以上的路標(biāo)。

3.路線(ROUTE)

路線是GPS內(nèi)存中存儲(chǔ)的一組數(shù)據(jù)，包括一個(gè)起點(diǎn)和一個(gè)終點(diǎn)的坐標(biāo)，還可以包括若干中間點(diǎn)的坐標(biāo)，每?jī)蓚€(gè)坐標(biāo)點(diǎn)之間的線段叫一條"腿"(leg)。常見GPS能存儲(chǔ)20條線路，每條線路30條"腿"。各坐標(biāo)點(diǎn)可以從現(xiàn)有路標(biāo)中選擇，或是手工/計(jì)算機(jī)輸入數(shù)值，輸入的路點(diǎn)同時(shí)做為一個(gè)路標(biāo)(Waypoint/Landmark)保存。實(shí)際上一條路線的所有點(diǎn)都是對(duì)某個(gè)路標(biāo)的引用，比如你在路標(biāo)菜單下改變一個(gè)路標(biāo)的名字或坐標(biāo)，如果某條路線使用了它，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這條線路也發(fā)生了同樣的變化?？梢杂幸粭l路線是"活躍"(Activity)的?！盎钴S”路線的路點(diǎn)是導(dǎo)向功能的目標(biāo)。

4.前進(jìn)方向(Heading)

GPS沒有指北針的功能，靜止不動(dòng)時(shí)它是不知道方向的。但是一旦動(dòng)了起來，它就能知道自己的運(yùn)動(dòng)方向。GPS每隔一秒更新一次當(dāng)前地點(diǎn)信息，每一點(diǎn)的坐標(biāo)和上一點(diǎn)的坐標(biāo)一比較，就可以知道前進(jìn)的方向，請(qǐng)注意這并不是GPS頭指的方向，它老人家是不知道自己的腦袋和運(yùn)動(dòng)路線是成多少度角的。不同GPS關(guān)于前進(jìn)方向的算法是不同的，基本上是最近若干秒的前進(jìn)方向，所以除非你已經(jīng)走了一段并仍然在走直線，否則前進(jìn)方向是不準(zhǔn)確的，尤其是在拐彎的時(shí)候你會(huì)看到數(shù)值在變個(gè)不停。方向的是以多少度顯示的，這個(gè)度數(shù)是手表表盤朝上，12點(diǎn)指向北方，順時(shí)針轉(zhuǎn)的角度。有很多GPS還可以用指向羅盤和標(biāo)尺的方式來顯示這個(gè)角度。一般同時(shí)還顯示前進(jìn)平均速度，也是根據(jù)最近一段的位移和時(shí)間計(jì)算的。

5.導(dǎo)向(Bearing)

導(dǎo)向功能在以下條件下起作用：

1.)以設(shè)定"走向"(GOTO)目標(biāo)。"走向"目標(biāo)的設(shè)定可以按"GOTO"鍵，然后從列表中選擇一個(gè)路標(biāo)。以后"導(dǎo)向"功能將導(dǎo)向此路標(biāo)。

2.)目前有活躍路線(Activity route)?；钴S路線一般在設(shè)置->路線菜單下設(shè)定。如果目前有活動(dòng)路線，那么"導(dǎo)向"的點(diǎn)是路線中第一個(gè)路點(diǎn)，每到達(dá)一個(gè)路點(diǎn)后，自動(dòng)指到下一個(gè)路點(diǎn)。

在"導(dǎo)向"頁面上部都會(huì)標(biāo)有當(dāng)前導(dǎo)向路點(diǎn)名稱("ROUTE"里的點(diǎn)也是有名稱的)。它是根據(jù)當(dāng)前位置，計(jì)算出導(dǎo)向目標(biāo)對(duì)你的方向角，以與"前進(jìn)方向"相同的角度值顯示。同時(shí)顯示離目標(biāo)的距離等信息。讀出導(dǎo)向方向，按此方向前進(jìn)即可走到目的地。有些GPS把前進(jìn)方向和導(dǎo)向功能結(jié)合起來，只要用GPS的頭指向前進(jìn)方向，就會(huì)有一個(gè)指針箭頭指向前進(jìn)方向和目標(biāo)方向的偏角，跟著這個(gè)箭頭就能找到目標(biāo)。

6.日出日落時(shí)間(Sun set/raise time)

大多數(shù)GPS能夠顯示當(dāng)?shù)氐娜粘?、日落時(shí)間，這在計(jì)劃出發(fā)/宿營(yíng)時(shí)間時(shí)是有用的。這個(gè)時(shí)間是GPS根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)度和日期計(jì)算得到的，是指平原地區(qū)的日出、日落時(shí)間，在山區(qū)因?yàn)橛猩郊拐趽酰照諘r(shí)間根據(jù)情況要早晚各少半個(gè)小時(shí)以上。GPS的時(shí)間是從衛(wèi)星信號(hào)得到的格林尼制時(shí)間，在設(shè)置(setup)菜單里可以設(shè)置本地的時(shí)間偏移，對(duì)中國來說，應(yīng)設(shè)+8小時(shí)，此值只與時(shí)間的顯示有關(guān)

7.足跡線(Plot trail)

GPS每秒更新一次坐標(biāo)信息，所以可以記載自己的運(yùn)動(dòng)軌跡。一般GPS能記錄1024個(gè)以上足跡點(diǎn)，在一個(gè)專用頁面上，以可調(diào)比例尺顯示移動(dòng)軌跡。足跡點(diǎn)的采樣有自動(dòng)和定時(shí)兩種方式自動(dòng)采樣由GPS自動(dòng)決定足跡點(diǎn)的采樣方式，一般是只記錄方向轉(zhuǎn)折點(diǎn)，長(zhǎng)距離直線行走時(shí)不記點(diǎn);定時(shí)采樣可以規(guī)定采樣時(shí)間間隔，比如30秒、一分鐘、5分鐘或其他時(shí)間，每隔這么長(zhǎng)時(shí)間記一個(gè)足跡點(diǎn)。在足跡線頁面上可以清楚地看到自己足跡的水平投影。你可以開始記錄、停止記錄、設(shè)置方式或清空足跡線?！白阚E”線上的點(diǎn)都沒有名字，不能單獨(dú)引用，查看其坐標(biāo)，主要用來畫路線圖(計(jì)算機(jī)下載路線?)和“回溯”功能。很多GPS有一種叫做“回溯”(Trace back)的功能，使用此功能時(shí)，它會(huì)把足跡線轉(zhuǎn)化為一條“路線”(ROUTE)，路點(diǎn)的選擇是由GPS內(nèi)部程序完成的一般是選用足跡線上大的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

同時(shí)，把此路線激活為活動(dòng)路線，用戶即可按導(dǎo)向功能原路返回。要注意的是回溯功能一般會(huì)把回溯路線放進(jìn)某一默認(rèn)路線(比如route0)中，看你GPS的說明書，使用前要先檢查此線路是否已有數(shù)據(jù)，若有，要先用拷貝功能復(fù)制到另一條空線路中去，以免覆蓋?；厮萋肪€上的各路點(diǎn)用系統(tǒng)默認(rèn)的臨時(shí)名字如"T001"之類，有的GPS定第二條回溯路線時(shí)會(huì)重用這些名字，這時(shí)即使你已經(jīng)把舊的路線做了拷貝，由于路點(diǎn)引用的名字被重用了，所以路線也會(huì)改變，不是原來那條回溯路線了。請(qǐng)查看你GPS的使用說明書，并試用以明確你的情況。有必要的話，對(duì)于需要長(zhǎng)期保存的TraceBack路線，要拷貝到空閑路線，并重命名所有路點(diǎn)名字。

GPS比較費(fèi)電池，多數(shù)GPS使用四節(jié)堿性電池一直開機(jī)可用20-30小時(shí)，說明書上的時(shí)間并不是很準(zhǔn)確的，長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)要注意攜帶備用電池。大部分GPS有永久的備用電池，它可以在沒有電池時(shí)保證內(nèi)存中的各種數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。由于GPS在靜止時(shí)沒有方向指示功能，所以同時(shí)帶上一個(gè)小巧的指北針是有用的。標(biāo)記路標(biāo)時(shí)，GPS提供一個(gè)默認(rèn)的路標(biāo)名，比如LMK001之類，難于記憶，雖可改成一個(gè)比較好記一些的名字，但一是輸入不便，用上下箭頭選字母很費(fèi)勁，二是一般只能起很短的英文名字，比如6或9個(gè)字母，仍然不好記，同時(shí)再帶上一個(gè)小的錄音機(jī)/采訪機(jī)隨時(shí)記錄，是個(gè)不錯(cuò)的主意。

8.有地圖使用

GPS與詳細(xì)地圖配合使用時(shí)有最好的效果，但是國內(nèi)大比例尺地圖十分難得，GPS使用效果受到一定限制?！叭f一”你有目的地附近的精確地圖，則可以預(yù)先規(guī)劃線路，先做地圖上規(guī)劃，制定行程計(jì)劃，可以按照線路的復(fù)雜情況和里程，建立一條或多條線路(ROUTE)，讀出路線特征點(diǎn)的坐標(biāo)，輸入GPS建立線路的各條“腿”(legs)，并把一些單獨(dú)的標(biāo)志點(diǎn)作為路標(biāo)(Landmark/Waypoint)輸入GPS。GPS手工輸入數(shù)據(jù)，是一項(xiàng)相當(dāng)煩瑣的事情，請(qǐng)想一下，每個(gè)路標(biāo)就要輸入名字、坐標(biāo)等20多個(gè)字母數(shù)字，每個(gè)字母數(shù)字要按最多到十幾次箭頭才能出來，哈哈，這就是有人舍得花很多錢來買接線和軟件，用計(jì)算機(jī)來上載/下載數(shù)據(jù)的原因。帶上地圖!行進(jìn)時(shí)用一是利用GPS確定自己在地圖上的位置，二是按照導(dǎo)向功能指示的目標(biāo)方向，配合地圖找路向目標(biāo)前進(jìn)。同時(shí)一定要記錄各規(guī)劃點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)，最好再針對(duì)每條規(guī)劃線路建立另一條實(shí)際線路，即可作為原路返回時(shí)使用，又可回來后作為實(shí)際路線資料保存，供后人使用。

9.無圖使用這是更為常見的使用方式

1.)使用路點(diǎn)定點(diǎn)：常用于確定巖壁坐標(biāo)、探洞時(shí)確定洞口坐標(biāo)或其他象線路起點(diǎn)、轉(zhuǎn)折、宿營(yíng)點(diǎn)的坐標(biāo)。用法簡(jiǎn)單，MARK一個(gè)坐標(biāo)就行了。找點(diǎn)：所要找的地點(diǎn)坐標(biāo)必須已經(jīng)以路標(biāo)(landmark/waypoint)的形式存在于GPS的內(nèi)存中，可以是你以前MARK的點(diǎn)或者是從以前去過的朋友那里得到的數(shù)據(jù)，手工/計(jì)算機(jī)上載成的路標(biāo)數(shù)據(jù)。按GOTO鍵，從列表中選擇你的目的路標(biāo)，然后轉(zhuǎn)到“導(dǎo)向”頁面，上面會(huì)顯示你離目標(biāo)的距離、速度、目標(biāo)方向角等數(shù)據(jù)，按方向角即可。

2.)使用路線輸入路線：若能找到以前去過的朋友記錄的路線信息，把它們輸入GPS形成線路，或者(常見于原路返回)把以前記錄的路標(biāo)編輯成一條線路。路線導(dǎo)向：把某條路線激活，按照和“找點(diǎn)”相同的方式，“導(dǎo)向”頁會(huì)引導(dǎo)你走向路線的第一個(gè)點(diǎn)，一旦到達(dá)，目標(biāo)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)更換為下一路點(diǎn)，“導(dǎo)向”頁引導(dǎo)你走向路線的第二個(gè)點(diǎn)...若你偏離了路線，越過了某些中間點(diǎn)，一旦你再回到路線上來，“導(dǎo)向目標(biāo)”會(huì)跳過你所繞過的那些點(diǎn)，定為線路上你當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的下一個(gè)點(diǎn)。

3.)回溯回溯功能實(shí)際是輸入線路(route)的一種特殊方法，它在原路返回時(shí)十分好使。

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（責(zé)任編輯：xll）

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