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GIS技术发展回顾GIS技术与应用离不开计算机和网络技术的发展GIS的产生源于人们提出的用计算机处理和分析地图数据的思想20世纪50年代前，瑞典气象学家开始用计算机辅助制作气候图50年代后期，英国的TerryCoppock教授用计算机分析了农业人口普查数据，这是最早的、实质性的GIS基础研究工作20世纪60年代中期，加拿大的RogerTomlison博士首先提出并使用了“地理信息系统（GIS）”这个术语，并于1969年开发了用于加拿大土地详查工作的地理信息系统（即CGIS）CGIS是世界上第一个真正的GIS，Tomlison博士也被公认为“GIS之父”从20世纪60年代末第一个GIS（加拿大GIS）开发成功并投入使用至今约半个世纪的时间里，GIS技术本身大致经历了以下几个发展阶段：（1）主机—终端式GIS；（2）以PC机为核心的桌面GIS（3）基于COM的组件式GIS和C/S模式的网络GIS；（4）基于Internet/Intranet的WebGIS和移动GIS主机-终端式GIS20世纪70年代以后，随着计算机硬件技术的发展，一些发达国家的政府如美国、联邦德国、瑞典和日本等也相继开发了许多GIS应用。

与此同时，一些商业公司、大学和研究机构开始重视GIS软件设计及应用的研究，与GIS有关的组织和机构也纷纷建立，涌现出一些有代表性的商业GIS软件，如Arc/Info、GENAMAP、MGE、SICAD、System9等直到20世纪80年代早期，计算机系统是由一台或多台主机①和与主机相连的若干台终端组成，GIS软件驻留在主机上终端通过IBM的SNA网关连接到大型机主机-终端式GIS体系结构可以认为是最初的网络GIS雏形主机承担所有的计算操作、数据存储、和管理工作及用户交互操作；终端②用来进行数据的输入和输出，不具备存储、处理及交互控制功能主机-终端式GIS的优点是可以对地理数据进行集中管理、处理和分析，有利于数据共享和安全管理缺点是主机任务繁重，对主机的性能要求高主机-终端式GIS以加拿大的CGIS和UNIX平台下ARCINFO工作站版本的产品为代表，UNIX图形工作站操作系统是开发GIS系统的主流平台GIS开发语言以Fortran和C为主，GIS的功能设计以模块化为特征，GIS的空间数据和属性数据使用文件系统来存储和管理这一时期是GIS理论和方法体系逐步形成的时期，GIS技术主要应用于军事、气象、土地管理、农业等政府机构和事业单位。

1・2・2以PC机为核心的桌面GIS① 20世纪80年代初至90年代中期，随着PC机的诞生和普及以及微处理器技术的迅速发展，以PC机为硬件平台、以Windows为主流操作系统的桌面GIS得到迅速发展和普及这一时期的GIS应用系统将原来集中在主机上的数据存储管理、空间分析、用户交互、地图输出等功能全部或部分移植到价格这里的主机是指可以通过网络访问的主计算机（大型机）和小型机，后来扩展为网络中作为服务器的工作站或PC现在泛指网络中能够向其他计算机提供文件、软件或服务的计算机，通常是网络上一个具有唯一标识地址结点② 这里指的实际上是哑终端，即不具备任何计算处理功能的输入输出设备低廉的PC机上PC机的出现将GIS空间数据的处理功能从主机转移到用户的桌面上，应用程序的各个组成部分，包括数据和用户界面仍然在一起我们把这种在单个处理空间中运行的一体化应用程序称之为单层（SingleTier）系统单层GIS应用系统的明显缺点是应用程序无法在用户间共享数据当时的桌面GIS产品以MapInfo公司的MapInfoProfessional产品和ESRI公司的ArcView产品为代表，这些GIS产品提供了类Basic语言（MapInfo的MapBasic）或宏语言（ArcView的AVNUE）,通过它们能够灵活定制用户需要的各类GIS应用。

桌面GIS软件开始采用关系数据库管理系统（RDBMS）来管理属性数据，但空间数据仍以文件系统进行存储和管理为主在外观和操作风格上，桌面GIS明显打上了Windows的烙印（图1-5）受PC机存储空间和计算能力的限制，单层的桌面GIS难以适应海量数据的存储和处理操作的要求同时，由于对数据进行分散存储和管理，给数据的共享和安全管理带来了一定的困难，磁盘文件是这一时期是人们共享空间数据的主要方法另外，这类GIS需要用各GIS厂商自带的专门的开发工具进行二次开发（如MapBasic和AVNUE），专业性较强，对开发人员要求较高，且不容易与其他非GIS应用进行集成通常，我们将这类业务性较强、对开发人员专业要求较高的桌面GIS应用称为传统GIS应用图1-5桌面GIS产品MapInfoProfessional尽管如此，桌面GIS时代却是GIS应用走向商品化和大发展的时期，GIS应用深入到邮电、通讯、交通、商业、金融、房产、土地规划以及农林水利等各个行业基于COM的组件式GIS软件重用一直是程序设计人员追求的目标，人们希望能够像搭积木那样随意“装配”GIS程序传统GIS由于其开发工具的不灵活以及开发费用的昂贵，不利于GIS应用的进一步发展。

20世纪90年代中期以来，在软件开发领域正在悄然兴起的组件技术为GIS应用技术的发展带来了巨大的生机随着32位Windows操作系统（Windows98/2000/XP等）的成功发布，基于COM（ComponentObjectModel）的组件开发技术也迅速被GIS厂商和技术人员采纳，许多组件式GIS产品被推向市场当时，代表性的组件式GIS有AutoDesk公司的GeoMedia、MapInfo公司的MapX和ESRI公司的MapObjects等COM使程序员们可以在二进制代码的层次上进行跨语言的软件重用、共享和互操作可以用不同编程语言（VC,VB或Delphi等）开发COM组件只要基于COM规范，运行在不同的进程空间甚至不同Windows操作系统上的应用程序可以相互通讯，因而，我们可以在同一个应用系统中使用基于COM标准的GIS组件和非GIS组件，从而将GIS与非GIS系统可以“无缝”地集成在一起基于组件的GIS应用无须专门的GIS开发语言或工具，因而开发成本低，开发周期短，且可扩展性得到增强，易于集成到其他专业的应用中去组件式GIS至今仍然是一种主流的GIS应用的开发模式，它是GIS应用普及的一个重要里程碑。

虽然COM属于Windows的技术框架，但是基于接口和组件编程的思想一直在发展如早期的CORBA（公共对象请求代理构架），在Java应用中普遍使用的JavaBeans技术，以及近年来微软推出的Windows.NET环境中的FCL（框架类库）等都是基于二进制或字节码的组件和接口编程模型1・2・4C/S模式的网络GIS几乎在PC机开始流行的同时，即20世纪80年代后期，还出现了一种新的计算（机应用）模型——客户机/服务器（Client/Server）系统C/S模型可以将应用程序中与用户交互的功能以及部分处理功能放在客户端的PC机上，而将核心的业务逻辑和数据的持久存储放到服务器上进行处理，即应用程序的主体部署在服务器上这样可以让多个用户共享同一应用程序和数据，从而提高生产效率，同时也可以充分有效地利用各种计算资源C/S模式的网络GIS一直以来是基于局域网的专业GIS应用领域的主要技术形式早期的C/S模式的网络GIS软件产品仍然以ARCINFO为代表，基于UNIX或WindowsNT操作系统的工作站版本的GIS（如ARCINFOforUNIX/NT）至今仍有其不可替代的重要地位1・2・5基于Internet/Intranet的WebGISWebGIS是Web技术与GIS相结合的产物。

WebGIS是一种与空间信息服务相关的特殊的Web应用WebGIS产生的真正意义在于，它将GIS应用从专业领域推向了大众化服务，同时为地理信息共享提供了方便而有效的途径WebGIS商业化产品最早见1996-1997年，从那以后涌现了许多WebGIS产品和应用，包括基于CGI技术的ESRI公司的ArcViewIMS（InternetMapServer）、MapObjectsIMS和MapInfo公司的MapInfoProServer；基于ISAPI和ASP技术的MapInfo公司的MapXtreme产品以及ESRI公司的ArcIMS、Intergraph公司的GeomediaWebMap等产品，以及后来发展的MapXtremeforJava，MapXtremefor.Net等早期互联网上典型WebGIS应用是美国的MapQuest以及国内的Go2Map（图行天下）和ChinaQuest（城市通）等网站同时，基于Intranet或局域网的专业的WebGIS应用也迅速发展。