從系統角度看，在未來(lái)的幾十年內。地理信息將向著(zhù)數據標準化（interoperable GIS）、數據多維化（3D&4D GIS）系統集成化（componentGIS）、系統智能化（CybeGIS）、平臺網(wǎng)紀念品化（WebGIs）和應用社會(huì )化（數字地球）的方向發(fā)展。
Interoperable GIS
目前的地理信息系統大多是基于具體的、相互獨立和封閉的平臺開(kāi)發(fā)的，它們采用不同的窨數據格式，對地理數據的組織也有很大的差異。這使得在不同軟件上開(kāi)發(fā)的系統這間的數據交換存在困難，采用數據轉換標準也只能部分地解決問(wèn)題。另外，不同的應用部門(mén)對地理現象有不同的理解。對地理信息有不同的數據定義，這就阻礙了應用系統之間的數據共享，帶來(lái)了領(lǐng)域間共同協(xié)作時(shí)信息共享和交流的障礙 ，限制了地理信息系統處理技術(shù)的發(fā)展。
地理數據的繼承與共享、地理操作的分布與共享、GIS的社會(huì )化和大眾化等客觀(guān)需求，使得盡可能降低采集、處理地理數據的成本以及實(shí)現地理數據的共享和互操作成為共識?；ゲ僮鞯乩硇畔⑾到y的出現就是訓了鋤頭傳統GIS開(kāi)發(fā)方式帶來(lái)的數據語(yǔ)義表達上不可調和的矛盾，這是一個(gè)新的GIS系統集成平臺，它實(shí)現了在異構不幸下多個(gè)地理信息系統之間的互相通信和協(xié)作，以完成某一特定任務(wù)。
1996年，美國成立了開(kāi)放地理信息系統聯(lián)合會(huì )（OGC,Open Gis Consortium)旨在利用其擔出的開(kāi)放地理數據互操作規范(OGIS)給出一個(gè)分布式訪(fǎng)問(wèn)地理數據和獲得地理數據處理能力的軟件框架，各軟件開(kāi)發(fā)商可以通過(guò)實(shí)現和使用規范所描述的公共接口模板進(jìn)行互操作。0GIS規范是互操作GIS研究中的重大進(jìn)展，它在傳統地理信息系統軟件和未來(lái)的高帶寬網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下的異構地學(xué)處理環(huán)境之間架起一座橋梁。目前，0GIS規范初具規模，很多GIS則牛開(kāi)發(fā)商也先后聲明支持該規范。國內的一些具有戰略眼光的GIS軟件商也在密切關(guān)注著(zhù)OGIS規范，并己著(zhù)手開(kāi)發(fā)遵循該規范的基礎性GIS軟件。
3D＆4DGIS
GIS處理的空間數據，從本質(zhì)上說(shuō)是三維連續分布的。但是，目前GIS的主要應用還停留在處理地球表面的數據上，大多數 GIS平臺都支持點(diǎn)、線(xiàn)、面三類(lèi)空間物體，不能很好地支持曲面(體)，這主要是因為三維GIS 在數據的采集、管理、分析、表示和系統設 計等方面要比二維GIS復雜得多。盡管有些GIs軟件還采用建立數字高程模型的方法來(lái)處理和表達地形的起伏，但涉及到地下和地上的亮三維的自然和人工景觀(guān)就顯得無(wú)能為力，只能把它們先投影到地表，再進(jìn)行處理，這種方式實(shí)際上還是以二維的形式來(lái)處理數據的。這種試圖用二維系統來(lái)描述三維空間的方法，必然存在不能精確地反映、分析和顯示三維信息的問(wèn)題。
三維G1S目前的研究重點(diǎn)集中在三維數據結構(如數字表面模型、斷面、柱狀實(shí)體 等)的設計、優(yōu)化與實(shí)現，以及體視化技術(shù)的運用、三維系統的功能和模塊設計等方面。
另一方面，地理后息系統所描述的地理對象往往具有時(shí)間屬性，即時(shí)態(tài)。隨著(zhù)時(shí)間的推移，地理對象的特征會(huì )發(fā)生變化，而這種變化司能是很大的，但目前大多數地理信息系統都不能很好地支持地理對象和組合事件時(shí)間維的處理。許多GIS應用領(lǐng)域的要求都是基于肘間特征的，如區域人口的變化、平均年齡的變化、洪水最高水位的變化等。 對這樣的應用背景，僅采取作為屬性數據庫中的一個(gè)屬性不能很好地解決問(wèn)題，因此， 如何設計井運用四維GIS來(lái)描述、處理地理對象的時(shí)態(tài)特征也是GIS的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。
COmponent GIS(ComGIS)
構件式軟件技術(shù)成為了當今軟件技術(shù)的潮流之一，它的出現改變了以往封閉、復雜、難以維護的軟件開(kāi)發(fā)模式。 ComGIS便是順應這一潮流的新一代地理信息系統，是面向對象技術(shù)和構件式軟件技術(shù)在 GIs軟件開(kāi)發(fā)中的應用。
ComGIS的基本思想是把GIS的功能模塊劃分為多個(gè)控件，每個(gè)控件完成不同的功能。 各個(gè)GIS控件之間，以及GIS控件與其它非 GIs控件之間，可以方使地通過(guò)可視化的軟件開(kāi)發(fā)工具集成起來(lái)，形成最終的GIS應用。 控件如同一推各式各樣的積木，割門(mén)分別實(shí) 現不同的功能(包括GIS和非GIS功能)，根據需要把實(shí)現各種功能的“積木”搭建起來(lái)， 就構成地理信息系統基礎平臺和應用系統。
組件軟件的可編程和可重用的特點(diǎn)在為系統開(kāi)發(fā)商提供有效的系統維護方法的同時(shí)，也為 GIS最終用戶(hù)提供了方便的二次開(kāi)發(fā)手段。因此， ComGIS；陪在很大程度上推動(dòng)GIS軟件的系統集成化和應用大眾化，同時(shí)也很好地適應了網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，是一種 WebGIS的解決方案。
目前，國內外一些著(zhù)名的GIS軟件廠(chǎng)商都推出了基于COM技術(shù)的GIS軟件。 ComGIS的出現給國內GIS基礎軟件的開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)良好的機遇，它打破了GIS勘出軟件由幾個(gè)廠(chǎng)商壟斷的格局，開(kāi)辟了以提供專(zhuān)業(yè)組件 來(lái)打入GIS市場(chǎng)的新途徑。
WebGIS
飛速發(fā)展的Internet／Intranet已經(jīng)成為GIS新的系統平臺，利用Internst技術(shù)在 web上發(fā)布空間數據供用戶(hù)瀏覽和使用是GIS發(fā)展的必然趨勢。從www的任一節點(diǎn)， Internet用戶(hù)可以瀏覽 WebG!S站點(diǎn)中的空 間數據、制作專(zhuān)題圖，進(jìn)行各種空間檢索和 空間分析，這就是基于www的地理信息系統 (WebGIS)。 WebG!S顯然要求支持Internet ／Intranet標準，具有分布式應用體系結構，它可以看作是由多主機、多數據庫與多臺終 端通過(guò)Internet／Intranet組成的網(wǎng)絡(luò )．其 網(wǎng)絡(luò )Client端為GIS功能層和數據管理層，用以獲得信息和各種應用i網(wǎng)絡(luò )Server端為 數據維護層，提供數據信息和系統服務(wù)。
WebGIS系統可以分為四個(gè)部分：webGIS 瀏覽器，用以顯示空間數據信息并支持C11ent端的在線(xiàn)處理，如查詢(xún)和分析等； WebGIS信息代理，用以均衡網(wǎng)絡(luò )負載，實(shí)現空間信息網(wǎng)絡(luò )化；WebGIS服務(wù)器，用隊病足 瀏覽器的數據請求，完成后臺空間數據庫的 管理；W功GJS編輯器，提供導入空間數據庫 數據的功能，形成完整的GIS對象、GIS模型和GIS數據結構的編輯和表現環(huán)境。
目前， WebGIS的實(shí)現方法有 Java編程法、 ActiveX法、公共網(wǎng)夫接口法(CGl)、服務(wù)器應用程序接口法(ServerAPl)和插件法 (PlUgins)等。 國外ESRI、 Maplnfo、 Intergraph、 AutoDesk等公司已經(jīng)提供了他們各自的WebGIS解決方案，國內的武漢測繪科技大學(xué)實(shí)現了 Internet GeoStar；北京大學(xué)李瘍教授、許卓群教授和中科院這感應用研究所楊崇俊研究員各自領(lǐng)導的課題組都在從事 WebGIS開(kāi)發(fā)，許多其他的GIS公司也在WebGIS方面做了很多工作。
WebGIS是GIS走向杜會(huì )化和大眾化的有 效途徑，也是GIS發(fā)展的必由之路。
CYberGIS
賽博空間(CyberSpace)目前在媒體中較多出現，它以計算機技術(shù)、現代通后、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、虛擬現實(shí)技術(shù)的綜合應用為基礎， 構造出一種人們進(jìn)行社會(huì )交往和交流的新型空間，是一個(gè)人工世界?？茖W(xué)家預言未來(lái)的人們將在賽博空間里的信息海洋中生活，從一個(gè)節點(diǎn)到另一個(gè)節點(diǎn)，從一個(gè)信息源到另一個(gè)信息源進(jìn)行信息交流和信息創(chuàng )造。世界各地的人民在全新的賽博空間中漫游．實(shí)現相互之間的通信、貿易和科教活動(dòng)。
計算機軟件技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了從軟件的模塊化到軟件的對象化轉變的過(guò)程，目前，正在進(jìn)一步向軟件的智能化發(fā)展。軟件智能體 (Agent)是軟件設計進(jìn)一步抽象的結果，是為適應廣泛的分布式網(wǎng)絡(luò )計算環(huán)境而發(fā)展起來(lái)的軟件技術(shù)方向。麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗室主任貝蒂.梅斯(PatieMaes)認為：軟件智能體是“駐留在復雜動(dòng)態(tài)環(huán)境中的計算機系統，它們自治地感知環(huán)境并作用于環(huán)境，從而實(shí)現設定的目標集或任務(wù)。”
作為軟件智能體的一種，空間智能體處于分布式網(wǎng)絡(luò )計算環(huán)境中，感知并作用于這一環(huán)境，以各種不同的形式出現，實(shí)現空間數據的智能獲取、處理、存儲、搜索、表現以及決策支持。這種空間智能體擁有兩種非常重要的能力：一是利用空間知識進(jìn)行推理， 二是可進(jìn)化。
在賽博空間中以這種空間智能體做為構成模塊的GIS系統就是CyberGIS，它自動(dòng)地接受用戶(hù)以高級語(yǔ)言描述的指令，利用它能 夠感知并作用于所處的賽博空間的“本領(lǐng)”． 通過(guò)與其他空間智能體的交互，為用戶(hù)找到賽博空間中所需要的信息。
數字地球
數字地球一詞近來(lái)風(fēng)靡全球，從哲學(xué)上說(shuō)，數字地球是對真實(shí)地球及菘相關(guān)現象統一性的數字化重現與認識，從技術(shù)上說(shuō)，數字地球是一人在全球范圍內建立的一個(gè)以空間位置為主線(xiàn)，將信息組織起來(lái)的復雜系統，也就是全球范圍的，以地理位置及其相互關(guān)系為基礎而組成的信息框架，并在該框架內嵌入我們所能獲得的信息的總稱(chēng)。
數字地球在當前以工農業(yè)經(jīng)濟為主體的經(jīng)濟建設中的重大作用己初見(jiàn)端倪，它在農業(yè)、林業(yè)、水利、地礦、交通、通訊、教育、 環(huán)境、人口、城市建設等幾十個(gè)領(lǐng)域都能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和杜會(huì )效益，比如農作物監測和估產(chǎn)、土地覆蓋物的識別和評價(jià)、地籍的管理和規劃、災宮的模議和預報以及監測和評佑等。
作為新的凝聚全人類(lèi)夢(mèng)想的目標，數字地球提供了一種前所未有的認識地球的方 式，它將對人類(lèi)與自然的協(xié)調和平衡帶來(lái)不可估量的推進(jìn)作用。
GIS未來(lái)的發(fā)展主要表現為傳統G!S在 內容(3D＆4DGIS、 CyberGIS)和結構 (Interoperable GIS、 CompGIS、 WebGIS) 兩方面的完善，這兩個(gè)方面都將統一于數字地球框架下。 從另一個(gè)角度來(lái)看， GIS的發(fā)展是首先面臨著(zhù)GIS應用領(lǐng)域的具體需求，然后在相關(guān)支撐技術(shù)的發(fā)展和完善下得以實(shí)現，而數字地球作為“集大成者”，無(wú)疑是GIS最終的發(fā)展目標。
GIS從學(xué)術(shù)研究走向產(chǎn)業(yè)化(總結）
GIS從學(xué)術(shù)研究走向產(chǎn)業(yè)化地理信息系統的英文縮寫(xiě)為GIS，它是20世60年代開(kāi)始迅速發(fā)展起來(lái)的地理學(xué)研究技術(shù)，是多種學(xué)科交叉的產(chǎn)物。 雖然不同領(lǐng)域的學(xué)者對GIS的定義并不一致，但廣義而言，凡是對空間資料進(jìn)行各種處理、應用、分析的系統均可稱(chēng)之為地理信息系統，它具備地理信息的獲取、存儲、 檢索、處理、分析和顯示等功能。
用戶(hù)的需要、技術(shù)的進(jìn)步和應用方法論的提高等因素，深深地影響著(zhù)GIS的發(fā)展， 而網(wǎng)絡(luò )技術(shù)日新月異的飛速發(fā)展更是大大加速了 GIS普及應用的進(jìn)程，最終將幫助人類(lèi)實(shí)現建立“數字化地球”的夢(mèng)想。
