GIS当中矢量数据、影像数据、地形数据等常见数据格式的介绍 - 简书
GIS当中矢量数据、影像数据、地形数据等常见数据格式的介绍
LocaSpace-钓鱼岛
1963年，加拿大测量学家·汤姆林森（Roger Tomlinson）首先提出了这一术语，并建成世界上第一个（加拿大地理信息系统CGIS），用于自然资源的管理和规划。汤姆林森提倡使用计算机进行空间分析的先见之明以及他在建立CGIS过程中的领导角色，为他赢得了“GIS之父”的光荣称号。到如今，GIS经历了50多年的发展历程，这个期间计算机也有了革命性的变化，CPU、显卡、存储的革新促使一大堆GIS软件的诞生，如：ArcGIS、GoogleEarth、SuperMap、LocaSpace等 不同的GIS产品和平台对数据的支持也各有不同，在此期间逐渐形成了一些规范化的标准，有了更多的通用格式，这里就简单介绍一下。以下整理主要来自于网络，如果错误以及不当之处请及时指出，会第一时间处理。2常见GIS数据格式2.1矢量数据格式2.1.1 ShapeFile参考地址：【】Shapefile文件是美国环境系统研究所（ESRI）所研制的GIS文件系统格式文件，是工业标准的矢量数据文件。 Shapefile将空间特征表中的非拓扑几何对象和属性信息存储在数据集中，特征表中的几何对象存为以坐标点集表示的图形文件—SHP文件，Shapefile文件并不含拓扑（Topological）数据结构。一个Shape文件包括三个文件：一个主文件(*.shp)，一个索引文件(*.shx)，和一个dBASE(*.dbf)表。主文件是一个直接存取，变长度记录的文件，其中每个记录描述构成一个地理特征（Feature）的所有vertices坐标值。在索引文件中，每条记录包含对应主文件记录距离主文件头开始的偏移量，dBASE表包含SHP文件中每一个Feature的特征属性，表中几何记录和属性数据之间的一一对应关系是基于记录数目的ID。在dBASE文件中的属性记录必须和主文件中的记录顺序是相同的。图形数据和属性数据通过索引号建立一一对应的关系。Shapefile中坐标文件（.shp）由固定长度的文件头和接着的变长度空间数据记录组成。文件头由100字节的说明信息组成的（附表 1），主要说明文件的长度、Shape类型、整个Shape图层的范围等等，这些信息构成了空间数据的元数据。在导入空间数据时首先要读入文件头获取Shape文件的基本信息，并以此信息为基础建立相应的元数据表。而变长度空间数据记录是由固定长度的记录头和变长度记录内容组成，其记录结构基本类似，每条记录都有记录头和记录内容组成（空间坐标对）。记录头的内容包括记录号（Record Number）和坐标记录长度（Content Length）两个记录项，Shapefile文件中的记录号都是从1开始的，坐标记录长度是按16位字来衡量的。记录内容包括目标的几何类型（ShapeType）和具体的坐标记录（X，Y），记录内容因要素几何类型的不同，其具体的内容和格式都有所不同。对于具体的记录主要包括空Shape记录，点记录，线记录和多边形记录，具体的记录结构如附表 2所示。属性文件（.dbf）用于记录属性信息。它是一个标准的DBF文件，也是由头文件和实体信息两部分构成。其中文件头部分的长度是不定长的，它主要对DBF文件作了一些总体说明(附表 3)，其中最主要的是对这个DBF文件的记录项的信息进行了详细的描述（附表 4），比如对每个记录项的名称，数据类型，长度等信息都有具体的说明。属性文件的实体信息部分就是一条条属性记录，每条记录都是由若干个记录项构成，因此只要依次循环读取每条记录就可以了。索引文件（.shx）主要包含坐标文件的索引信息，文件中每个记录包含对应的坐标文件记录距离坐标文件的文件头的偏移量。通过索引文件可以很方便地在坐标文件中定位到指定目标地坐标信息。索引文件也是由文件头和实体信息两部分构成的，其中文件头部分是一个长度固定（100 bytes）的记录段，其内容与坐标文件的文件头基本一致。它的实体信息以记录为基本单位，每一条记录包括偏移量（Offset）和记录段长度（Content Length）两个记录项。附表 5给出了具体的描述。个人理解：shp作为GIS当中十分常用的一种格式，有必要了解一下它的一些特性：1.shp文件只能存储点、线、面中的一种类型，要么里面存储的全是点，要不全是线、要么全是面，不存在混合存在的状态2.shp可以设置很多字段属性，比如一个管线文件，你可以定义管径、颜色、埋深、归属、修建时间等等。。。3.shp可以设置不同的投影信息，投影是很多人比较头疼的问题经常搞不明白是怎么回事，经常出现拿两个不同投影，不同坐标系统的数据相互叠加发现不能叠加成功，而任何一个数据都没有错误，这方面的问题可以参考【】2.1.2 KML/KMZ-参考百度百科KML 是由开放地理空间联盟（Open Geospatial Consortium, Inc.，简称 OGC）维护的国际标准。KML，是（Keyhole Markup Language）的缩写，最初由Keyhole公司开发，是一种基于XML 语法与格式的、用于描述和保存地理信息（如点、线、图像、多边形和模型等）的编码规范，可以被 Google Earth 和 Google Maps 识别并显示。Google Earth 和 Google Maps 处理 KML 文件的方式与处理 HTML 和 XML 文件的方式类似。像 HTML 一样，KML 使用包含名称、属性的标签（tag）来确定显示方式。因此，您可将 Google和 Google Maps 视为 KML。2008年4月微软的OOXML成为国际标准后，Google公司宣布放弃对KML的控制权，由开放地理信息联盟（OGC）接管KML语言，并将“Google Earth”及“Google Maps”中使用的KML语言变成为一个国际标准。KMZ文件是压缩过的KML文件。由于 KMZ 是压缩包，因此，它不仅能包含 KML文本，也能包含其他类型的文件。如果您的地标描述中链接了本地图片等其他文件，建议您在保存地标时，保存类型选 KMZ 而不选 KML，Google Earth 会把您链接的图片等文件复制一份夹 KMZ 压缩包中。这样，您就可以将包含丰富信息的地标文件发给朋友，一起了。个人理解：KML作为GIS当中十分常用的一种格式，有必要了解一下它的一些特性：1.kml是xml文本，本身没有什么特殊性可言2.支持点、线、面等要素，并可以设置属性信息。3.支持文件夹结构，可以通过内建文件夹来管理大量的数据下图是LocaSpaceViewer加载kml的效果图
LocaSpace加载国界kml效果
2.1.3 DXF/DWG有时客户需要提供dxf的文件格式，不知道dxf文件与dwg文件有什么区别各有什么特点？拿着自己的dxf文件不知道该怎么打开？更不知道如何在GIS当中使用？dxf和dwg的区别这里引用一篇文章里的内容来做介绍【】dwg文件：*.dwg是AutoCAD的图形文件，是二维或三维图形档案。其与dxf文件是可以互相转化的。dxf文件：*.dxf是Autodesk公司开发的用于AutoCAD与其它软件之间进行CAD数据交换的CAD数据文件格式。DXF是一种开放的矢量数据格式，可以分为两类：ASCII格式和二进制格式；ASCII具有可读性好，但占有空间较大；二进制格式占有空间小、读取速度快。由于Autocad现在是最流行的cad系统，DXF也被广泛使用，成为事实上的标准。绝大多数CAD系统都能读入或输出DXF文件。 DXF文件可以用记事本直接打开,编辑相应的图元数据.换句话说,如果你对DXF文件格式有足够了解的话,甚至可以在记事本里直接画图。DWG的来绘图更直观（DXF图纸中线条的相交处都会有个小圆），而用于数控加工的图纸则必须是DXF文件（操机者必须把DWG转换成DXF后才可加工）如快走丝。dxf是工业标准格式的一种。所以这也是它们用途的区别。autocad是一个非常优秀的绘图软件，已经融入到大学的课堂里，同时工业制造和很多设计行业都使用cad进行图纸的绘制，范围的广泛性就不做说明了。dxf和投影的关系对于文件本身的介绍上述应该就够了，这里补充一点dxf和投影的一些关系，即dxf在gis当中的使用参考内容【】原理：在CAD当中任何图形均由点、线、面图元组成，如CAD的直线、射线、多义线、Spline曲线、多边形、面域、填充面等，由线性组成的图元在DXF文件记录中表现为以点或线的拐点、或曲线的控制点、拟合点坐标记录形式[2]，读取、处理这些图元坐标数据无需特别处理，只要读取坐标数据转换即可。常规：因此很多和规划以及地图相关的CAD文件，CAD的图框上大多相关的地理和投影坐标信息，一般在左下角会有投影坐标信息，比如北京1954坐标，图框的格网线附近还会有相应的分带，带号信息，找到这些信息以后，就可以进行投影定义了。对于投影的定义，推荐使用.prj文件。如何确定prj文件当中所需的投影信息，如何确定EPSG号，等更多关于CAD当中配置prj文件的详情参考【】如果以上信息都没有，那就只能是硬加载然后进行平移操作了。这个过程当中如果最终结果和gis数据无法套和或者差距甚远，大多是转换过程当中出了错误。2.1.4 GPX参考【】【】
GPX是比较标准的GPS信息交互文件，当然其他公司还有自己的格式。GPX采用XML语言，所以显得稍微有点臃肿，压缩后就很小了。GPX, 或称 GPS exchange 格式, 是一种用于存储坐标数据的 XML 文件格式。它可以储存在一条路上的路点，轨迹，路线，且易于处理和转换到其他格式。OpenStreetMap 使用的所有 GPS 数据要转换为 GPX 格式才能上传。GPX包含 带有正确时间戳的轨迹点。创建GPX文件，使用有效的schema. 如果包括编码标签，可以是’UTF-8’， 而不能是’utf8’。2.1.5 lgd/ldl对于lgd文件，很多人可能会比较陌生，很多人可能用了，但也并不知其所以然，这里也稍加解释。lgd文件和ldl文件是配套的，是一个矢量数据存储交换格式。数据格式发明者：苏州中科图新网络科技有限公司文件特性：a.支持点、线、面、圆形、矩形、椭圆、军标、水面、粒子特效等矢量数据。b.二进制流文件，体积小，压缩比高，可适用于pc、移动端等，在pc和移动端做数据交互。c.有自己的内置索引文件，查询、检索效率极高。且可用于服务器数据发布（和LocaServer配套使用）文件缺点：不支持文件夹结构。汇总：上述文件格式各有各的优势，这么多的矢量数据格式基本都是可以相互转换的。2.2 影像数据格式关于影像数据的一些说明2.2.1 tif标签图像文件格式(Tagged Image File Format，简写为TIFF) 是一种主要用来存储包括照片和艺术图在内的图像的文件格式。它最初由 Aldus公司与一起为PostScript打印开发。TIFF与和一起成为流行的高位彩色图像格式。TIFF格式在业界得到了广泛的支持，如公司的、The GIMP Team的、和等图像处理应用、和这样的桌面印刷和页面排版应用，、传真、文字处理、和其它一些应用等都支持这种格式。从Aldus获得了印刷应用程序的Adobe公司现在控制着TIFF规范。tif可以有8位，24位等深度，一般真彩色是24位，而地形数据只有一个高度值，采用8位。目前很多卫星影像数据的存储格式都是tif。包括目前流行的倾斜摄影生成的正射影像一般也以tif格式存储。2.2.2 img参考【】【】IMG文件格式是一种可存储多种类型数据、应用广泛的图像数据格式.IMG文件采用HFA结构组织数据,HFA是一种树状结构,各种数据(图像教据、统计数据、投影信息、地理数据等)占据“树”的各个节点.本文详细介绍了Img文件格式的结构,Img存储信息的重要特点是分块存储,并且提供了对Img文件读取的方法,此方法读取效率高,可以根据需要分块读取,只读取需要的块信息,大大的提高了读取速度.IMG是一种文件压缩格式（archive format），主要是为了创建软盘的镜像文件（disk image），它可以用来压缩整个软盘（通常指软软盘，Floppy Disk或Diskette）或整片光盘的内容，使用".IMG"这个的文件就是利用这种文件格式来创建的。提示：一般spot卫星的影像是img格式2.2.3 lrplrp格式，影像、地形数据存储格式。很多使用过LocaSpaceViewer的人，应该已经见识过他的好处了。数据格式发明者：苏州中科图新网络科技有限公司文件特性：a.支持地形、影像。b.二进制流文件，根据不同的数据类型使用不同的压缩算法，体积小。c.自带分级（LOD）有自己的内置索引文件，查询、检索效率极高。且可用于服务器数据发布（和LocaServer配套使用）2.3 地形数据格式2.3.1 tif同影像2.3.2 img同影像2.3.3 lrp同影像2.3.4 grd.grd是纯文本的Arc/Info Grid数据的交换文件．对于存储地形的grd文件可以使用 LocaSpaceViewer、GlobalMapper、或者在arc/info中使用asciigrid命令可以把它转成grid，用grid模块或arcview显示这里使用LocaSpaceViewer的提取高程功能生成一个grd文件如下：
LocaSpaceViewer-GRD
1.DSAA是Surface的标准2.8 11代表横向（纬度方向）有8个点，纵向（经度方向）有11个点3.102. 102.代表最小经度，最大经度4.25. 25.代表最小纬度和最大纬度5.325 170代表范围内的最小高程值和最大高程值6.横向（纬度方向）上的第一列所有点值，一共8个点7.以此类推。。。2.3.5 .dem参考：【】*.dem有两种格式，NSDTF和USGS。SGS－DEM(USGS是美国地质调查局(U．S．GeologicalSurvey)的英文缩写，是一种公开格式的DEM数据格式标准，使用范围较广格式的。NSDTF－DEM是中华人民共和国国家标准地球空间数据交换格式，是属于格网数据交换格式，一般的GIS软件都不支持这种格式。这里介绍如何使用LocaSpaceViewer打开NSDTF－DEM格式的grd数据
grid文件头信息
如果我们将上面的NSDTF格式的头文件改为Grid的头文件格式，其中高程值不变，就完全可以在LocaSpaceViewer中查看这个*.dem。（最好将后缀名改为*.grd。改了头文件之后，该文件已经变成grid文件）。这样通过修改这个*dem的头文件就可以直接将它转换为grd文件。关于地形数据的一些说明：数据精度数据级别未完待续...(后续会继续增加：.dem,.adf,.idr,.sid,.ecw,.ers,hdr,.gft,.mif,.vec等等)
一个GIS软件开发者，希望能把工作当中接触到的一些问题记录下来，给需要的人一点帮助。GIS技术_百度百科
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GIS技术(Geographic Information Systems,)是多种学科交叉的产物，它以为基础，采用分析方法，实时提供多种空间和动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。其基本功能是将表格型（无论它来自数据库，文件或直接在程序中输入）转换为地理图形显示，然后对显示结果浏览，操作和分析。其显示范围可以从洲际地图到非常详细的街区地图，现实对象包括人口，销售情况，运输线路以及其他内容。GIS是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、处理、分析、显示和描述的技术。
GIS技术简介
地理信息系统（GIS）技术是近些年迅速发展起来的一门空间信息分析技术，在资源与环境应用领域中，它发挥着技术先导的作用。GIS技术不仅可以有效地管理具有空间属性的各种资源环境信息，对资源环境管理和实践模式进行快速和重复的分析测试，便于制定决策、进行科学和政策的标准评价，而且可以有效地对多时期的资源环境状况及生产活动变化进行动态监测和分析比较，也可将数据收集、和决策过程综合为一个共同的信息流，明显地提高工作效率和经济效益，为解决资源环境问题及保障可持续发展提供技术支持。
GIS技术环境应用
GIS技术农业
在我国，从20世纪80年代中期开始，GIS技术就被应用于农业领域，从国土资源决策管理、、区域农业规划、粮食流通管理与粮食生产辅助决策到研究、农作物估产研究、区域农业可持续发展研究、农用、农业生态环境监测、基于GPS和GIS的精细农业研究等，都取得了很大的成绩，一些研究成果直接应用于农业生产，取得了很大的经济效益。随着GIS理论的产生发展以及方法和技术的成熟，在农业领域的应用也逐步深入。从技术角度看，GIS在我国农业资源与环境领域中的应用进展主要体现在四个方面：
(1) 作为农业资源调查的工具，建立了农业资源地理数据库，实现空间数据库的浏览、检索等，利用GIS绘制农业资源分布图和产生正规的报表；
(2) 作为农业资源分析的工具，GIS技术已不限于制图和空间数据库的简单查询，而是以图形及数据的重新处理等分析工作为特征，用于各种目标的分析和重新导出新的信息，产生专题地图和进行地图数据的叠加分析等；
(3) 作为农业生产管理的工具：主要是建立了各种模型和拟订各种决策方案，直接用于农业生产；
(4) 作为农业管理的辅助，利用了GIS的模型功能和空间动态分析以及预测能力，并与专家系统、决策支持系统及其它的现代技术（如RS和GPS）有机结合，便于我国农业生产的管理和辅助决策。
GIS技术林业
林业生产领域的管理决策人员面对着各种数据，如林地使用状况、植被分布特征、立地条件、社会经济等许多因子的数据，这些数据既有空间数据又有属性数据，对这些数据进行综合分析并及时找出解决问题的合理方案，借用传统方法不是一件容易的事，而利用GIS方法却轻松自如。
社会经济在迅速发展，森林资源的开发、利用和保护需要随时跟上经济发展的步伐，掌握资源动态变化，及时做出决策就显得异常的重要。常规的，从资源清查到成册，最后制定经营方案，需要的时间长，造成经营方案和现实情况不相符。这种滞后现象势必出现管理方案的不合理，甚致无法接受。利用GIS就可以完全解决这一问题，及时掌握森林资源及有关因子的空间时序的变化特征，从而对症下药。
林业GIS就是将林业生产管理的方式和特点溶入GIS之中，形成一套为林业生产管理服务的。以减少林业信息处理的劳动强度，节省经费开支，提高管理效率。
GIS在林业上的应用过程大致分为3个阶段，即：
(1) 作为森林调查的工具：主要特点是建立地理信息库，利用GIS绘制森林分布图及产生正规报表。GIS的应用主要限于和简单查询。
(2) 作为资源分析的工具：已不再限于制图和简单查询，而是以图形及数据的重新处理等分析工作为特征，用于各种目标的分析和推导出新的信息。
(3) 作为森林经营管理的工具：主要在于建立各种模型和拟定经营方案等，直接用于决策过程。
三个阶段反映了林业工作者对GIS认识的逐步深入。GIS在林业上的应用主要有：
（1）环境与森林灾害监测与管理方面中的应用，包括：林火、病虫害、荒漠化等管理，如在 防火管理中，其主要内容有：林火信息管理、林火扑救指挥和时实监测、林火的预测预报、林火设施的布局分析等；
（2）在森林调查方面的应用，包括：森林资源清查和数据管理，这是GIS最初应用于林业的主要方面、制定森林经营决策方案、林业制图；
（3）森林资源分析和评价方面，包括：林业土地利用变化监测与管理、用于分析林分、树种、林种、蓄积等因子的空间分布、森林资源动态管理、；
（4）森林结构调整方面，包括：林种结构调整、龄组结构调整；
（5）森林经营方面，包括：采伐、抚育间伐、造林规划、速生丰产林、基地培育、封山育林等
（6）野生动物植物监测与管理。
年，由（UNDP）援助的“中国森林资源调查技术现代化”项目顺利执行。以全国林业监测站点数据和遥感数据为主要信息源，进行全国林地生态类型数据库的建设工作，在空间上和时间序列上完整、系统的反映林地区域不同的生态系统特点、林种、及其林（树）龄等。
GIS技术土地资源
GIS技术最初在土地资源开发与管理上的应用主要是土地利用现状调查和城镇地籍调查图件和属性数据的存储、查询等管理工作等，基本上没有数据的空间分析及其它决策功能。随着技术的不断发展，在土地科学中的应用主要包括了土地评价工作（土地的适宜性或多宜性评价、土地的生产潜力评价、土地持续利用评价、城市地价评估、耕地地价评价等）；土地利用规划（包括土地利用总体规划、土地利用）；土地利用与现状分类与；以及土地利用与土地覆被。
为了查清我国的土地资源，特别是耕地资源，国务院于1984年正式布置开展全国。此次调查历时15年，采用以航空为主、航天为辅的遥感技术，结合，实行全野外调查。在图件编制、数据量算汇总与等方面，GIS技术发挥了重要作用。通过土地资源详查，初步摸清了我国土地资源的家底，为全国土地利用规划、土地开发与管理提供了的科学基础。
从1996年开始，国家科委、国家土地管理局和农业部实施“全国基本农田保护与监测”工作。GIS成为全国土地利用动态遥感监测数据库建设的核心支撑技术，主要用于管理与分析矢量数据（土地利用年度变化信息）、（、DEM等）和。
在国土资源部统一规划和组织下，在新一轮国土资源大调查纲要和实施方案的部署和安排下，以1:1万比例尺为主的县（市）级土地利用数据库建设工作于1999年9月在数字国土工程中立项，1999年10月正式启动。其中GIS技术在与数据挖掘方面具有不可替代的优势。
GIS技术生态环境
在生态环境研究中应用广泛,主要有：
(1) 生态环境背景调查；
(2) 用遥感信息与地面站点监测信息相结合，对环境（水、大气及固体废气物等）进行动态、连续监测；
（3）利用&3S&技术支持自然生态环境监测、预报与评估；
（4）面源污染的监测、分析与评价；
（5）生态环境影响评价；与规划；。
先后组织有关单位先后进行了我国西部和中东部地区生态环境现状调查，第一次全国摸清了我国的生态环境现状。为了提高我国环境信息技术的整体实力,国家环保局在27个省开展了“中国省级环境信息系统”项目,它以环境数学模型为基础,对提供大量数据分析和处理,给出决策原则上的,该系统将先进的地理信息系统技术基础数据库和空间数据库综合起来,使环境问题决策的过程更加直观、快速、适时和有效。
2002年在科技部主持下，环保、农业、林业等部门开展了“全国环境背景数据库建设与服务”工作，通过该项目规范了我国的环境背景元数据的标准与代码，建设了环境背景元数据库，并将继续建设与完善环境背景数据库；从而进一步促进我国环境保护工作的科学分析与决策。
GIS技术环境资源
资源环境管理的内容包括资源环境状况、动态变化、开发利用及保护的合理性评估、监督、治理、跟踪等方面。由于的的非均匀性，利用以空间信息管理及分析为主要功能的地理信息系统（GIS）对资源环境进行管理才能够实现真正的有效管理。
国外GIS在资源环境管理中的应用有着成功的经验，加拿大于20世纪70年代已经开始用GIS进行土地与其他基础设施的管理，美国、欧洲等一些发达国家也于20世纪80年代相继开展了GIS在土地、林业、生物资源等方面管理业务中的应用。我国GIS在一些资源环境管理领域已得到了应用，如林业领域已经建立了森林资源地理信息系统、地理信息系统、湿地保护地理信息系统等；农业领域已经建立我国土壤地理信息系统、草地地理信息系统等；水利领域的流域水资源管理信息系统、各种灌区地理信息系统、全国水资源地理信息系统等；海洋领域的地理信息系统、海洋矿产地理信息系统等；土地领域建立了地理信息系统、矿产资源地理信息系统等；这些地理信息系统在资源环境管理方面发挥了一定的作用。
GIS技术灾害预警
从国内外发展状况看,地理信息系统技术在重大自然灾害和灾情评估中有广泛的应用领域。从灾害的类型看,它既可用于火灾、洪灾、、雪灾和地震等突发性自然灾害,又可应用于干旱灾害、、森林虫灾和环境危害等非突发性事故。就其作用而言,从灾害预警预报、灾害监测调查到灾情评估分析各个方面,综合起来有如下几点：
①进行灾情预警预报;
②对灾情进行动态监测;
③分析探讨灾情发生的成因与规律;
④进行灾害调查;
⑤灾害监测;
⑥灾害评估等。
由联合国环境署、联合国人居中心与国家环保总局共同支持的“长江流域洪水易损性评价”首次全面地从多因子、全方位对洪水灾害进行了综合研究与评估，改变了传统防洪观念，对未来洪水灾害控制提供了新的思路，报告明确指出了哪些区域可合理开发，哪些区域需进行严格保护，针对性强，对产业结构调整、避洪农业发展、、生态环境保护、土地利用与规划布局有现实意义，对地方政府及相关部门编制环境、社会和经济发展规划，以及政策制定与措施实施等提供了科学依据。
GIS技术主要问题
GIS技术在环境资源领域取得进展的同时，不可否认GIS的应用还存在诸多问题，主要表现在：
数据来源与数据质量难以保证（数据来源广泛，但数据质量不高）。资源与环境问题涉及土壤学、与地理学等各个学科领域，其影响因素复杂，需要数据量大且要求质量高。然而由于仪器设备以及人力物力的限制,许多数据难以获取。而且现有数据也往往由于数据来源不一、各异、年代不同等原因造成与生态环境数据质量难以保证,特别是数据格式不一，使各地区的数据难以共享，严重影响了GIS的应用。同时,地理信息系统最基本特点是每个数据项都有空间坐标，而传统的人工采集与野外调查数据能力差,并且往往以点代面,不可避免的带来了各种误差。因此数据来源与一直是GIS技术真正解决资源与环境问题的一个“瓶颈”。
应用水平低，资源环境管理型地理信息系统，还停留在简单的资源浏览查询、制图及简单的分析水平，而真正意义上以资源环境合理配置、决策支持方面的专业应用系统仍十分缺少；
GIS的功能没有充分发挥出来，管理者的认识水平、基础数据、模型方法欠缺等方面的限制，使GIS的空间分析功能在资源环境管理没有发挥效益；
标准规范不统一、数据共享程度低，由于资源环境管理的专业性比较强，在相应GIS建立的过程中技术标准、数据交换标准、元数据标准等方面存在着很大的差别，使不同的信息系统之间难以共享；
集成化程度低，许多资源环境管理GIS功能相对单一，系统结构开发性差，没有实现与、遥感信息的集成应用，难以满足现代资源环境管理相集成化、综合化方向发展的需要。
GIS技术发展趋势
GIS技术应用
GIS在资源环境领域的应用方兴未艾，从技术、地理信息、经济社会的需求等方面分析，在该领域有以下趋势及建议：
应用软件数据端口应有专门化，专业化方向发展，在同类型同方向的GIS数据交流共享方向提供适当的方便，以解决GIS数据来源和数据质量难以保证的问题。
结合国家信息化推进工作，以电子政务相关工程为基础，推动GIS在资源环境管理中的推广应用。信息化建设已成为我国各级政府及企业的重要任务，GIS在以资源、能源、生产、资金等空间综合配置、优化组合为目的的信息化建设中，可以发挥应有的作用；结合相应的应用工程，推动GIS的发展；
应用往专业化方向发展，功能由通用管理功能转向资源评估、监督、跟踪分析等专业功能方向发展。随着经济社会的发展，经济社会与资源环境之间的各方面的矛盾及问题逐渐暴露出来，这些问题在时间和空间上具有诸多的关联性，分析这些问题、提出合理的解决方案建议，需要功能更专业化的系统支持；
支持多源、多尺度、多类型集成应用的软件平台工具的开发应用。信息获取技术的快速发展和多源化趋势，要求资源环境方面的GIS应能够接收、处理及分析多种来源、多尺度的地理信息；
促进集成应用，推动专业技术及软件的发展，全球定位系统、遥感技术与GIS的集成应用已成为GIS软件发展的趋势之一，而这种应用的发展是在应用推动的基础上建立的，针对特定的应用领域的集成化的GIS将成为资源环境领域GIS的发展方向，也是系统与业务结合的需要；
开展专业应用系统开发建设，结合资源环境各领域的需求，开发多种专业化的GIS，如针对性生态保护区、生态功能区、地下水、生物资源等领域的专业性GIS软件与管理系统。
GIS技术现状
国内GIS现状和对策
地理信息系统技术是一门综合性的技术，它的发展是与地理学、地图学、摄影测量学、遥感技术、数学和统计科学、信息技术等有关学科的发展分不开的。GIS的发展可分为四个阶段：第一个阶段是初始发展阶段，20世纪60年代世界上第一个GIS系统由加拿大测量学家R.F.Tomlison提出并建立，主要用于自然资源的管理和规划；第二个阶段是发展巩固阶段，20世纪70年代由于计算机硬件和软件技术的飞速发展，尤其是大容量存储设备的使用，促进了GIS朝实用的方向发展，不同专题、不同规模、不同类型的各具特色的地理信息系统在世界各地纷纷付诸研制，如美国、英国、德国、瑞典和日本等国对GIS的研究都投入了大量的人力、物力和财力；第三个阶段是推广应用阶段，20世纪80年代，GIS逐步走向成熟，并在全世界范围内全面推广，应用领域不断扩大，并与卫星遥感技术结合，开始应用于全球性的问题，这个阶段涌现出一大批GIS软件，如ARC/INFO，GENAMAP，SPANS，MAPINFO，ERDAS，Microstation等；第四个阶段是蓬勃发展阶段，20世纪90年代，随着地理信息产品的建立和数字化信息产品在全世界的普及，GIS成为确定性的产业，并逐渐渗透到各行各业，成为人们生活、学习和工作不可缺少的工具和助手。
　　地理信息系统的研制与应用在我国起步较晚，虽然历史较短，但发展势头迅猛。我国GIS的发展可分为三个阶段。第一阶段从1970年到1980年，为准备阶段，主要经历了提出倡议、组建队伍、培训人才、组织个别实验研究等阶段。机械制图和遥感应用，为GIS的研制和应用做了技术和理论上的准备。第二阶段从1981年到1985年，为起步阶段，完成了技术引进、数据规范和标准的研究、空间数据库的建立、数据处理和分析算法及应用软件的开发等环节，对GIS进行了理论探索和区域性的实验研究。第三个阶段从1986年到2013年，为初步发展阶段，我国GIS的研究和应用进入有组织、有计划、有目标的阶段，逐步建立了不同层次、不同规模的组织机构、研究中心和实验室。GIS研究逐步与国民经济建设和社会生活需求相结合，并取得了重要进展和实际应用效益。主要表现在四个方面：　　（1）制定了国家地理信息系统规范，解决信息共享和系统兼容问题，为全国地理信息系统的建立做准备。　　（2）应用型GIS发展迅速。　　（3）在引进的基础上扩充和研制了一批软件。　　（4）开始出版有关地理信息系统理论、技术和应用等方面的书籍，设立了地理信息系统专业，培养了大批人才，并积极开展国际合作，参与全球性地理信息系统的讨论和实验。在科技部等国家有关部门的大力组织和支持下，国产GIS基础软件开发工作取得了重要进展，出现了一批GIS高技术企业，开发出了较为成熟的国产GIS软件，如MapGIS、GeoStar、CityStar、SuperMap、MapEngine、GROW等，并形成了一定的产业规模。这些国产GIS软件以较高的性价比，打破了国外GIS软件对我国市场的垄断，有力促进了我国地理信息系统技术的发展。这些年，GIS技术在我国得到了广泛应用，其应用面从传统的城市规划、土地利用、测绘、环境保护、电力、电信、减灾防灾等领域渗透到矿产资源调查、海洋资源调查与管理等各方面，取得了丰硕的成果和巨大的经济效益。当前，国家有关部门正逐步将GIS嵌入到电子政务系统中。
　　随着计算机和信息技术的快速发展，GIS技术得到了迅猛的发展。GIS系统正朝着专业或大型化、社会化方向不断发展着。“大型化”体现在系统和数据规模两个方面；“社会化”则要求GIS要面向整个社会，满足社会各界对有关地理信息的需求，简言之就是“开放数据”、“简化操作”，“面向服务”，通过网络实现从数据乃至系统之间的完全共享和互动。下面我们从地理信息系统技术角度来讨论和分析当前GIS的相关技术及其发展趋势。　　1.1 空间信息的获取、处理与交换　　地理空间数据是GIS的血液，构建和维护空间数据库是一项复杂、工作量巨大的工程，它包括：数据的获取、校验和规范化、结构化处理、数据维护等过程。GIS处理的数据对象是空间对象，有很强的时空特性，获取数据的手段及数据的形式也复杂多样。获取数据的基本方式有：野外全站仪平板测量、GPS测量、室内地图扫描数字化、数字摄影测量、从遥感影像进行目标测量和数据转换等。这些获取技术已基本成熟。同时，空间数据也具有很强的时效性，不同的空间数据必须进行周期不等的数据更新维护，空间数据库中数据的准确、及时、完整是实现GIS应用系统价值的前提基础。空间数据维护往往涉及跨部门、跨行业的多种数据格式和多种数据类型的大量数据，提供有效的空间数据编辑更新手段是当前亟待解决的一个重要课题。　　基于上述信息获取技术，在过去的二十年间，国家有关部委和行业部门已经积累了大量原始数字化数据和相应资料，建立了1100多个大、中型数据库以及大量的各类数字化地理基础图、专题图、城市地籍图等。国家测绘局已经完成了全国l：100万、 1：25万基础地理空间数据库以及全国七大江河数字地形模型的建设，并启动了全国l：5万，部分省份1：1万基础地理空间数据库的建设。这些基础数据有力促进了GIS技术的广泛应用，进而产生了大量的GIS数据。但由于地理信息系统软件大多采用不同的空间数据模型，以及它们在地理实体上的认识差异，使得所积累的数据难以转换和共享（即使能够数据转换，也会产生信息的丢失），从而形成一个个新的数据孤岛。制订数据交换的格式标准已成为大家的共识。一些国家和组织已经在进行这方面的工作，并定义了一些数据交换标准，如SDTS，OpenGIS联盟制订的GML，另外一些公认的数据格式如DXF，Shapefile和MIF文件格式等正逐渐成为数据交换的事实标准。我国也在“九五”期间制定了地球空间数据转换标准。但是由于人们对空间信息认识和研究成果的制约，还没有一个统一的地理数据模型，因此建立实用的数据交换格式和信息标准将是一个长期、复杂过程。　　1.2 空间数据的管理　　空间数据的管理涉及到二个方面的内容：空间数据模型和空间数据库。　　空间数据模型刻画了现实世界中空间实体及其相互间的联系，它为空间数据的组织和空间数据库的设计提供了基本的方法。因此，空间数据模型的研究对设计空间数据库和发展新一代GIS系统起着举足轻重的作用。在GIS中与空间信息有关的信息模型有三个，即基于对象(要素)(Feature)的模型、场(Field)模型以及网络(Network)模型。GIS基础软件平台的研制和应用系统的设计开发一直沿用这三种空间数据模型，但这些模型在空间实体间的相互关系及其时空变化的描述与表达、数据组织、空间分析等方面均有较大的局限性，难以满足新一代GIS基础软件平台和应用系统发展的要求。主要表现为：　　（1） 仅能表达空间点、线、面目标间极为有限的简单拓扑关系，且这些拓扑关系的生成与维护耗时费力；　　（2） 难以有效地表达现实三维空间实体及其相互关系；　　（3） 适于记录和表达某一时刻空间实体性状及相互间关系静态分布，难以有效地描述和表达空间实体及其相互间关系的时空变化；　　（4） 没有考虑异地、异构、异质空间数据的互操作和分布式“对象”处理等问题。　　针对上述不足，时空数据模型、三维数据模型、分布式空间数据管理、GIS设计的CASE工具等研究已成为当前国际上GIS空间数据模型研究的学术前沿。[1]
GIS技术相关技术
GIS与其他几种信息系统密切相关，但由于其处理和分析地理数据的能力使其与它们相区别。尽管没有什么硬性的和快速的规则来给这些信息系统分类，但下面的讨论可以帮助区分GIS和桌面、计算机辅助设计CAD、、DBMS、以及GPS技术。
GIS技术桌面制图
桌面制图系统用地图来组织数据和用户交互。这种系统的主要目的是产生地图：地图就是数据库。大多数桌面制图系统只有及其有限的数据管理、以及个性化能力。桌面制图系统在桌面计算机上进行操作，例如PC机，Macintosh以及小型UNIX工作站。
GIS技术CAD
计算机辅助设计(CAD)系统促进了产生建筑物和基本建设的设计和规划。这种设计需要装配固有特征的组件来产生整个结构。这些系统需要一些规则来指明如何装配这些部件，并具有非常有限的分析能力。CAD系统已经扩展可以支持，但管理和分析大型的的工具很有限。
GIS技术遥感和GPS
遥感是一门使用传感器对地球进行测量的科学和技术，例如，飞机上的照相机，全球定位系统（GPS）接收器，或其他设备。这些传感器以图象的格式收集数据，并为利用、分析和可视化这些图象提供专门的功能。由于它缺乏强大的地理数据管理和分析作用，所以不能叫作真正的GIS。
GIS技术DBMS
数据库管理系统(DBMS)
专门研究如何存储和管理所有类型的数据，其中包括地理数据。DBMS使存储和查找数据最优化，许多GIS为此而依靠它。相对于GIS而言，它们没有分析和可视化的工具。
．测绘网[引用日期]