地理信息系统中空间信息可视化形式有什么

A. 地理信息的可视化表现形式有哪些

地图是空间实体的符号化模型，是地理信息系统产品的主要表现形式，地图具有以下特征： 1.采用特殊数学法则产生的可量测性：制作地图采用地图投影、比例尺和定向将地球表面的实体投影到二维平面并制成各种分幅的地图。 2.使用符号化模型产生的直观性：地图使用符号表示实体，符号的视觉感受由符号的视觉变量决定，视觉变量包括形状、尺寸、色相、色值、色强度、图案排列、图案方向、图案纹理等。地图符号根据其形式可分为点状符号、线状符号、面状符号。地图的符号模型简化了地物图形，可以选择性地表示地物并与地物的实际大小无关，能够表示视觉上相互重叠的多种要素和不能直接看到的现象，还可反映实体的质量特征。 3.采用制图综合产生的一览性：制图综合对实体质量特征进行分类分级，对次要的实体或实体特征进行选取概括，使得反映的地理现象主次分明，确切地表示出各要素间相互关系，更易于理解事物本质和规律。 根据地理实体的空间形态，常用的地图种类有点位符号图。线状符号图、面状符号图、等值线图、三维立体图、晕渲图等。点位符号图在点状实体或面状实体的中心以制图符号表示实体质量特征；线状符号图采用线状符号表示线状实体的特征；面状符号图在面状区域内用填充模式表示区域的类别及数量差异；等值线图将曲面上等值的点以线划连接起来表示曲面的形态；三维立体图采用透视变换产生透视投影使读者对地物产生深度感并表示三维曲面的起伏；晕渲图以地物对光线的反射产生的明暗使读者对三维表面产生起伏感，从而达到表示立体形态的目的。 图像也是空间实体的一种模型，它不采用符号化的方法，而是采用人的直观视觉变量（如灰度、颜色、模式）表示各空间位置实体的质量特征。它一般将空间范围划分为规则的单元（如正方形），然后在根据几何规则确定的图像平面的相应位置用直观视觉变量表示该单元的特征。 非空间信息可采用统计图表表示。统计图将实体的特征和实体间与空间无关的相互关系采用图形表示，它将与空间无关的信息传递给使用者，使得使用者对这些信息有全面、直观的了解。统计图常用的形式有柱状图、扇形图、直方图、折线图和散点图等。统计表格将数据直接表示在表格中，使读者可直接看到具体数据值。 随着数字图像处理系统、地理信息系统、制图系统以及各种分析模拟系统和决策支持系统的广泛应用，数字产品成为广泛采用的一种产品形式，供信息作进一步的分析和输出，使得多种系统的功能得到综合。数字产品的制作是将系统内的数据转换成其它系统采用的数据形式。

B. 地理信息系统动态可视化方式有哪些

1. 地理信息系统中的空间信息可视化从表现内容上来分：

2. 有地图(图形)、多媒体、虚拟现实等，从空间维数上来分有：二维可视化、三维可视化、多维动态可视化等。

3. 地理信息可视化是运用图形学、计算机图形学和图像处理技术，将地学信息输入、处理、查询、分析以及预测的结果和数据以图形符号、图标、文字、表格、视频等可视化形式显示并进行交互的理论、方法和技术。

4. 在地理信息系统中，可视化则以地理信息科学、计算机科学、地图学、认知科学、信息传输学与地理信息系统为基础，并通过计算机技术、数字技术、多媒体技术动态，直观、形象地表现、解释、传输地理空间信息并揭示其规律，是关于信息表达和传输的理论、方法与技术的一门学科。
   

C. 地理信息系统

地理信息系统是计算机科学、地理学、测量学和地图学等多门学科的交叉，它是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法实时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。

从表现形式来看，GIS表现为计算机软硬件系统，其核心是管理、计算、分析地理坐标位置信息及相关位置上属性信息的数据库系统。它表达的是空间位置及所有与位置相关的信息，所以，GIS又是地球空间实体的再现和综合，其信息的基本表达形式是各种二维或三维电子地图。因此，GIS也可简单定义为“用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统”。

（一）GIS发展简史

GIS最早起源于20世纪60年代“要把地图变成数字形式的地图，便于计算机处理分析”这样的目的。1963年，加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先提出了GIS这一术语，并建成世界上第一个GIS（加拿大地理信息系统，CGIS），用于自然资源的管理和规划。那时的GIS注重于空间数据的地学处理。

20世纪70年代以后，随着计算机软、硬件水平的提高，以及政府部门在自然资源管理、规划和环境保护等方面对空间信息进行分析、处理的需求，GIS得到了巩固和发展。

进入20世纪80年代，GIS的应用领域迅速扩大，商业化的软件开始进入市场，其应用从基础信息管理与规划转向空间决策支持分析，地理信息产业的雏形开始形成。

20世纪90年代以后，伴随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，GIS的应用也日趋深化和广泛，在国土资源、农业、气象、环境、城市规划等领域成为常备的工作系统。尤其是1998年“数字地球”的概念被提出以后，GIS在全球得到了空前迅速的发展，广泛应用于各个领域，产生了巨大的经济和社会效益。

我国GIS的发展自20世纪80年代初开始，以1980年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个GIS研究室为标志，经历了准备(1980～1985年)、发展(1985～1995年)、产业化(1996年以后)3个阶段。尤其是近年来，国内出现了不少优秀的GIS软件。

（二）GIS的最新发展

1.日趋与计算机信息技术融合

近年来随着计算机软、硬件技术和通信技术的高速发展，GIS技术也得到了迅速的发展和更广泛的应用，并日趋与主流IT技术融合，成为信息技术发展的一个新方向。

GIS发展的动力一方面来自于日益广泛的应用领域对GIS不断提高的要求；另一方面，计算机科学的飞速发展为GIS提供了先进的工具和手段。许多计算机领域的新技术，如面向对象技术、三维技术、图像处理和人工智能技术都可以直接应用到GIS中；同时，由于空间技术的迅猛发展，特别是遥感技术的发展，提供了地球空间环境中不同时相的数据，使GIS的作用日渐突出，GIS不断升级并能提供存储、处理和分析海量地理数据的环境。

组件式GIS技术的发展使之可以与其他计算机信息系统无缝集成、跨语言使用，并提供了无限扩展的数据可视化表达形式。

2.动态、多源、多维、网络化

最新GIS技术将逐渐摆脱先前的主要处理静态的、二维的、数字式的地图技术的约束，而从传统的静态地图、电子地图发展到能对空间信息进行可视化和动态分析、动态模拟，支持动态的、可视化的、交互的环境来处理、分析、显示多维和多源地理空间数据。其中，可视化仿真技术能使人们在三维图形世界中直接对具有形态的信息进行实时交互操作；虚拟现实技术以三维图形为主，结合网络、多媒体、立体视觉、新型传感技术，能创造一个让人身临其境的虚拟的数字地球或数字城市。

先进的对地观测技术、互操作技术、海量数据存储和压缩技术、网络技术、分布式技术、面向对象技术、空间数据仓库、数据挖掘等技术的发展都为GIS的发展和创新创造了新的手段。

（三）第四代GIS技术

随着计算机硬件性能的提高以及面向对象、网络和数据挖掘等主流IT技术的发展，在科技部有关部门的倡导下，目前国内学术界又提出了第四代GIS技术的概念。第四代GIS技术将主要有如下特点：

（1）支持“数字地球”或“数字城市”概念的实现，从二维向多维发展，从静态数据处理向动态数据处理发展，具有时序数据处理能力。

（2）基于网络的分布式数据管理及计算、WebGIS和B/S体系结构，用户可以实现远程空间数据调用、检索、查询、分析，具有联机事务管理（OLTP）和联机分析（OLAP）管理能力。

（3）面向空间实体及其相互关系的数据组织和融合，具有矢量和遥感影像数据互动等多源数据的装载与融合能力，可实现多尺度比例尺数据无缝融合与互动。

（4）具有统一的海量数据存储、查询和分析处理能力及基于空间数据的数据挖掘和强大的模型支持能力。

（5）具有与其他计算机信息系统的整体集成能力。例如与MIS、ERP、OA等各种企业信息化系统的无缝集成；微型、嵌入式GIS与各种掌上终端设备集成，如PDA、手机、GPS接收设备等。

（6）具有虚拟现实表达及自适应可视化能力，针对不同的用户出现不同的用户界面及地图和虚拟现实效果。

（四）GIS的应用

人类使用的信息中有80%与地理位置和空间分布有关，所以GIS具有非常广泛的应用。目前，GIS已经比较成熟地应用于军事、自然资源管理、土地和城市管理、电力、电信、石油和天然气、城市规划、交通运输、环境监测和保护、110和120快速反应系统等。

今后，GIS的应用将在市场分析、企业客户关系管理、银行、保险、人口统计、房地产开发、个人位置服务等领域得到广泛的应用，这些领域将是GIS产业发展的新的增长点。实际上，GIS的应用将加速度地深入人们的工作和生活的各个方面。GoogleEarth的流行就是GIS技术深入到日常生活每一个角落的明证。

由于地理信息在人类生活和国民经济中的重要作用，GIS在未来的几十年中将保持高速发展的势头，成为IT高科技领域的核心技术。

近几年来，随着移动通信技术的发展，GIS的应用范围迅速扩展到人们的日常生活中。集成GIS、GPS、GSM的技术已开始广泛应用于车辆安全防范系统和调度系统，为人们提供车辆反劫防盗、报警、道路指引、医疗救护以及在此系统平台基础上扩展各种电子商务增值服务。

以医疗救护为例，当患者向监控中心请求急救时，监控中心可以从GIS电子地图上查看到患者的具体位置，并同时搜索最近的急救车辆，让最近的车辆前去接患者。患者进入救护车后，监控中心可以通过双向通话功能，指导救护车上的医生实施救护治疗，同时通过GIS的最优路径功能，给救护车指引道路，使其以最快的速度到达医院或急救中心。而在救护车行进的过程中，患者的家属可以通过互联网立即上网查询救护车的行进位置及患者的状态信息。通过GIS，并结合GPS和GSM无线通信及网络，使患者、家属、救护车及医生之间建立了无缝沟通体系，最终使患者能得到快速、及时的治疗。

如果在车辆移动目标、家居固定点目标、重点保护单位甚至路灯上都安装了GPS、GSM或其他无线通信设备，那么我们在城市生活中，无论是开车、行走或者是在单位、在家里，都可以通过由GIS、GPS、互联网以及无线通信技术构成的综合服务系统获得急救、报警和各种商务服务，真正使我们处于立体的、全方位的数字化生活中，体验数字空间高科技价值。

GIS、RS、GPS等构成的空间信息技术将是未来发展最快的、最激动人心的领域之一，它结合通信及其他IT技术，为人类展现了一种全新的工作和生活模式（A.R.Mermut,H.Eswaran，2001)。当利用最新的GIS技术把城市、国家乃至整个地球都高度浓缩到计算机屏幕上的时候，人类对自己的命运和未来就有了更充分的把握。

（五）GIS与土地管理

GIS早已不限于地理学研究和应用的领域，目前已与各行各业和我们的日常生活产生了千丝万缕的联系，更重要的是它的应用领域还在不断扩大，甚至可触及企业信息化的过程中。

GIS应用于土壤科学的研究，它是现实世界的一个模型和模拟实现。土壤资源信息可以在GIS系统中进行存取、变换和对话式操作，作为土壤资源分类、评价、规划、管理与利用决策的依据，为土壤资源可持续利用服务。GIS应用于土壤学研究的各个方面，包括：①土壤制图技术及土壤采样技术；②土壤侵蚀预测与评价；③土壤资源污染与防治；④土壤养分流失评价；⑤土壤资源评价和管理；⑥作物生长模拟等。具体如1983年美国土壤保持局开发出农用土地评价和用地估计系统，系统中的农用土地评价包括土壤生产力的分等定级、土壤适宜性评价、土壤生产力潜力评价。1989年美国土壤保持局运用土壤信息系统保护土壤生态环境，控制土壤污染。1990年土壤侵蚀预测模型在土壤信息系统中已经能够成功运用，主要采用的分析手段有土壤侵蚀诺漠图、微机软件图、小溪河岸侵蚀诺漠图。

1.建立为农业生产服务的应用系统

如日本的农耕地土地资源信息系统，它包括了土壤信息系统、作物栽培试验信息系统、农业气象信息系统等子系统；保加利亚的计算机农业综合管理系统从20世纪80年代初开始运行。

进入20世纪90年代，GIS在土壤学研究领域的应用方面继续拓展，其作用和地位日益受到关注。从1994年开始的第15、16、17届国际土壤大会上持续讨论了土壤信息系统在持续农业和全球变化中的应用、土壤数据库的结构和联网等有关问题。同时，在应用上进一步趋向农业实际生产，直接服务于农场管理和经营，如进行农业技术咨询、牧场水源选点、作物生产管理、机械化施肥等方面。

中国的土壤工作者于20世纪80年代中期也开始进行土壤数据库建立、土壤信息系统的研制和应用工作。1986年底，北京大学遥感中心等主持了土壤侵蚀信息系统研究，建立了区域土壤侵蚀信息系统，这是我国较早关于土壤信息系统方面的研究。1989年，南京土壤研究所用两年时间研究了1∶50万东北三江平原土壤信息系统土壤图与数据库的建立；1990年，又研究了1∶5万江西红壤生态站土壤信息系统土壤侵蚀图；1991年，在“利用信息系统技术编制土壤退化图”研究中，应用从土壤土地数据库建立到土壤退化评价方法等一系列现代信息系统技术，编制出了实验区的土壤水蚀危害和风蚀评价图；1992年，又基本完成了海南岛土壤和土地利用信息库及信息系统制图工作。1991年，中国科学院沈阳应用生态研究所主持了“区域微机土壤信息系统的建立与应用”研究，在吉林省农安县的试验结果表明，这是一个简单但实用的土壤信息系统。1999年，胡月明等运用基本土壤数据库建立了红壤分类和评价的信息系统。

2.预测土壤空间变化及分布

由于GIS技术在土壤制图中的深入应用，怎样更准确地由有限的单个点位的土壤原始数据分析土壤属性的空间分布成为关注的焦点。具体来说，由于土壤数据库的信息来源于土壤分类、分色制图及制图的综合，产生了土壤空间分异类型的位移，而现代GIS技术又要求大量信息源，因此许多土壤科学家将兴趣集中到土壤空间变异性正确表达（即土壤图在GIS中的正确表达）的研究上。

（1）地形分析。Morre、Bourennane、Gessier和Oden等的研究均表明，某地区土壤属性与该地区的地形地貌特征和景观位置有明显的相关性，也就是与土壤的成土过程密切相关，可用下式表示：

中国耕地质量等级调查与评定（广东卷）

式中：

S_i——土壤属性如土壤厚度、pH等；

i——由气候、母质、地貌历史、植被等因素决定的某地区海拔、坡度、坡形凹凸、水流长度和特定流域面积等原始地形数据可以通过一定精度的DEM计算出，复合地形数据，可以依经验判断或根据描述下垫面的物理发生过程的方程式进行简化。DEM可以由GIS技术生成，所以GIS的应用和地形分析可以提高土壤属性空间分布预测的精度。

（2）地质统计学与GIS的结合。GIS在存储、查询和显示地理数据方面发展得相当快，但在提供空间分析模块方面则发展得较慢。由于缺少通用的空间分析模块，使得GIS在解决某些空间问题中的应用受到很大的限制。

地质统计学是由南非矿山地质工程师D.G.Krige于1951年提出的，因此这一理论也以“克里格法”（Kriging）来命名，并由法国地质学家Dr.Matheron于1962年完善并创立。该学科在矿产储量研究方面起到了巨大作用。这是一种求最优、线形、无偏内插估计量值的方法（BLUE），在充分考虑信息样品的形状、大小及其与待估块段相互间的空间分布位置等几何特征以及品位的空间结构以后，利用变异函数（Varigram）为工具，对每一样品值分别赋予一定的权系数，加权平均来估计块段品位。

国内外土壤科学家已广泛地应用克里格法来预测非采样点的土壤属性，常用的方法有普通克里格法（OK）、泛克里格法（UK）、指示克里格法（IK）、协同克里格法（CK）、回归克里格法（RK）、点克里格法（PK）、块克里格法（BK）等。他们的研究还表明，在应用克里格法建立模型的时候，综合应用土壤和土地信息，如土壤分类、参比地区土壤属性、坡度、高程等，可以大大提高克里格法的插值精度，还可以降低由于测定大量样品而需要的成本，也可以减少由于样品点太少而带来的误差。我国从20世纪80年代开始利用克里格法研究土壤参数的空间变异性，2000年以后在这方面的报道已经越来越多。

近几年来，一些学者开始研究地质统计学和GIS之间的相互关系，并在GIS软件中提供一些空间分析功能。例如，美国圣巴巴拉NCGIA的SAN模型提供了在ArcGIS软件中计算和显示空间自相关和其他空间量的功能，二者的相互结合一方面可以大大加强GIS的分析功能，使大量数据所隐含的空间信息得以表达，发挥更大的作用；另一方面，也可以增强空间分析的能力。考虑到空间分析技术目前的发展十分迅速，新理论不断出现，空间分析模块已经成为GIS中的必选模块。

D. 地理信息系统功能的图形显示

GIS来源于地图，也离不开地图。GIS的一个基本功能就是能根据用户的要求，通过对数据的提取和分析，以图形的方式表示结果。当GIS数据被描绘在地图上时，信息就变得容易理解和解释。GIS不只是为了有效地存储、管理、查询和操作地理数据，更重要的是以可视化的形式将数据或经过深加工的地理信息呈现在用户面前，方便地通过图形认识地理空间实体和现象及其相互关系。
地理信息系统为用户提供了许多用于地理数据表现的工具，其形式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如报告、表格、地图等硬复制图件，尤其要强调的是地理信息系统的地图输出功能。一个好的地理信息系统应能提供一种良好的、交互式的制图环境，以供地理信息系统的使用者能够设计和制作出高质量的地图。
因为地理比例尺对于地理研究的性质具有决定意义，所以需要根据不同的详略程度，允许地图存在多级比例尺数据源。用户对地理环境既需要有宏观上的认识，同时也有观察局部细节微观上的要求。因此，为了能够全面、充分地反映系统所关心区域的空间地理信息，有必要采用多种比例尺共存的方式，以满足GIS的多层次需求。某一地区在某一比例尺条件下的地理资料，不仅代表了在该种比例尺条件下对于该区域地理空间结构的抽象和概括，而且也代表了在该种比例尺条件下对于该区域地理功能的抽象和概括。
多比例尺GIS中空间数据的最大特点是对同一地理实体的数据表达不同。
由于在地理信息系统中的地图数据采取了分层组织管理方法，因而在显示时也可以采取该方法，即同比例尺条件下可以采用多图层方式来表达地理实体。
除了常见的二维平面地图之外，地理信息三维显示也成为地理信息一个重要的表现方式。利用三维显示技术，可以更为直观形象地表现地理环境信息，更容易让用户接受和理解。

E. 地图的可视化表达理论

地图是空间实体的符号化模型，是地理信息系统产品的主要表现形式，地图具有以下特征： 1.采用特殊数学法则产生的可量测性：制作地图采用地图投影、比例尺和定向将地球表面的实体投影到二维平面并制成各种分幅的地图。 2.使用符号化模型产生的直观性：地图使用符号表示实体，符号的视觉感受由符号的视觉变量决定，视觉变量包括形状、尺寸、色相、色值、色强度、图案排列、图案方向、图案纹理等。地图符号根据其形式可分为点状符号、线状符号、面状符号。地图的符号模型简化了地物图形，可以选择性地表示地物并与地物的实际大小无关，能够表示视觉上相互重叠的多种要素和不能直接看到的现象，还可反映实体的质量特征。 3.采用制图综合产生的一览性：制图综合对实体质量特征进行分类分级，对次要的实体或实体特征进行选取概括，使得反映的地理现象主次分明，确切地表示出各要素间相互关系，更易于理解事物本质和规律。 根据地理实体的空间形态，常用的地图种类有点位符号图。线状符号图、面状符号图、等值线图、三维立体图、晕渲图等。点位符号图在点状实体或面状实体的中心以制图符号表示实体质量特征；线状符号图采用线状符号表示线状实体的特征；面状符号图在面状区域内用填充模式表示区域的类别及数量差异；等值线图将曲面上等值的点以线划连接起来表示曲面的形态；三维立体图采用透视变换产生透视投影使读者对地物产生深度感并表示三维曲面的起伏；晕渲图以地物对光线的反射产生的明暗使读者对三维表面产生起伏感，从而达到表示立体形态的目的。 图像也是空间实体的一种模型，它不采用符号化的方法，而是采用人的直观视觉变量（如灰度、颜色、模式）表示各空间位置实体的质量特征。它一般将空间范围划分为规则的单元（如正方形），然后在根据几何规则确定的图像平面的相应位置用直观视觉变量表示该单元的特征。 非空间信息可采用统计图表表示。统计图将实体的特征和实体间与空间无关的相互关系采用图形表示，它将与空间无关的信息传递给使用者，使得使用者对这些信息有全面、直观的了解。统计图常用的形式有柱状图、扇形图、直方图、折线图和散点图等。统计表格将数据直接表示在表格中，使读者可直接看到具体数据值。 随着数字图像处理系统、地理信息系统、制图系统以及各种分析模拟系统和决策支持系统的广泛应用，数字产品成为广泛采用的一种产品形式，供信息作进一步的分析和输出，使得多种系统的功能得到综合。数字产品的制作是将系统内的数据转换成其它系统采用的数据形式。

F. 地理信息可视化的输出方式

空间信息输出方式 一般地理信息系统软件都为用户提供三种主要的图形图像输出和属性数据报表输出方式。屏幕显示主要用于系统与用户交互式的快速显示，是比较廉价的输出产品，需以屏幕摄影方式做硬拷贝，可用于日常的空间信息管理和小型科研成果输出；矢量绘图仪制图用来绘制高精度的比较正规的大图幅图形产品；喷墨打印机，特别是高品质的激光打印机已经成为当前地理信息系统地图产品的主要输出设备。

G. 三维地理信息系统的简介

三维是将采集以及经运算分析后对数据的表现、展示。三维数据相对二维数据更能表现出客观实际。
三维GIS与二维GIS一样，需要具备最基本的空间数据处理功能，如数据获取、数据组织、数据操纵、数据分析和数据表现等。相比于二维GIS，三维GIS具有以下优势。
空间信息的展示更为直观。从人们懂得通过空间信息来认识和改造世界开始，空间信息主要是以图形化的形式存在的。然而，用二维的图形界面展示空间信息是非常抽象的，只有专业的人士才懂得使用。相比二维GIS，三维GIS为空间信息的展示提供了更丰富、逼真的平台，使人们将抽象难懂的空间信息可视化和直观化，人们结合自己相关的经验就可以理解，从而做出准确而快速的判断。毫无疑问，三维GIS在可视化方面有着得天独厚的优势。虽然三维GIS的动态交互可视化功能对计算机图形技术和计算机硬件也提出了特殊的要求，但是一些先进的图形卡、工作站以及带触摸功能的投影设备的陆续问世，不仅完全可以满足三维GIS对可视化的要求，还可以带来意想不到的展示和体验效果。
多维度空间分析功能更加强大。空间信息的分析过程，往往是复杂、动态和抽象的，在数量繁多、关系复杂的空间信息面前，二维GIS的空间分析功能常具有一定的局限性，如淹没分析、地质分析、日照分析、空间扩散分析、通视性分析等高级空间分析功能，二维GIS是无法实现的。由于三维数据本身可以降维到二维，因此三维GIS自然也能包容二维GIS的空间分析功能。三维GIS强大的多维度空间分析功能，不仅是GIS空间分析功能的一次跨越，在更大程度上也充分体现了GIS的特点和优越性。

H. 地理信息系统（GIS）

地理信息系统（GIS）是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的技术。目前国际上普遍承认。虽然GIS是一门多学科综合的边缘学科，但其核心是计算机科学，基本技术是数据库、地图可视化及空间分析，是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。地质环境评价主要是综合考虑影响环境地质诸多方面的要素，借助恰当的数学模型和专家经验，对研究区的环境地质进行分区。

利用GIS可以实现地质环境信息的管理、可视化、查询、输出等功能，操作简单、移植性强。把GIS技术应用在地质环境评价与灾害预测中，其优点固然很多，但总的说来也存在如下的一些问题：

（1）在生态环境评价中，一般的GIS软件虽然都能够提供诸如数据检索、叠加分析、属性统计分析、数字地面模型（DTM）等各种空间分析功能，但是要想满足为解决实际问题进行的专业分析的数据要求，仅仅依靠这些空间分析方法往往还很不够，这就要求我们在GIS基础软件平台的基础上进行二次开发，拓展其空间分析功能，提取我们感兴趣的信息，但是具体如何操作，目前仍是一个亟需与相关学科的专家学者们相互协作、共同探讨的问题。

（2）地质环境评价具有多因素、多层次、不确定性强等特点，目前在利用GIS众多的评价预测模型中，不管是多灾种还是单灾种评价，人们都在努力寻求一种普遍适合的模型来解决地质环境的评价。虽然普遍的评价模型在宏观决策中有重要的意义，适合建立面向大众和政府的决策支持系统，但对中小尺度范围的评价时往往不尽如人意，因此寻求特定地区特定的地质环境评价模型很有必要。

（3）地质环境评价工作是一项复杂的系统工程，数据采集和处理的工作量非常大，会涉及到地层、水文、地震及人类活动等各个方面，对于这些资料的搜集和整理，必然会涉及输入到GIS中资料的准确性问题，因为GIS所能完成的工作只是依据所得到的资料，对其作出相应的处理，也就是说“如果输入GIS的数据是‘垃圾’，输出的结果也只会是‘垃圾’，这不会因昂贵的设备和高级技术人才而改变”。因此，我们必须对所有的资料做出必要的、合理的取舍，以保证输入GIS的数据合理。

（4）从GIS在地质灾害研究中的应用来看，就两者的结合方式而言，大部分应用都集中在将GIS用于数据的前后期处理和结果的显示输出方面，两者的结合还处于低阶水平。作为紧紧追随工业标准化要求发展的GIS技术，标准化适当数据的缺乏也构成其广泛应用的桎梏；此外，GIS软件处理分析能力以及对于数据误差分析能力的不足、GIS处理包括时间在内的四维能力的不足、灾害模型建立的高难度性以及机构间协调不够而造成的成果用户面太窄等因素都暂时限制了GIS在地质灾害研究中的应用。

I. 什么是地理空间数据，它有哪些表现形式

地理空间数据，英文名称：Geospatial data，定义：面向主题的、集成的、动态更新的、持久的空间数据集合。所属学科：地理学（一级学科）；地理信息系统（二级学科）空间数据：是数据的一种特殊类型。它是指凡是带有空间坐标的数据。地理空间数据：是空间数据的一种特殊类型。它是指带有地理坐标的数据，包括资源、环境、经济和社会等领域的一切带有地理坐标的数据，是地理实体的空间特征和属性特征的数字描述。
科技名词定义中文名称：地理实体的空间特征表现为地理实体的几何（定位）特征（地理实体的位置、形状、大小及其分布特征）和实体间的空间关系。地理实体的属性（定性）特征表现为实体的数量特征、质量特征和时间特征。定位是指一个坐标系里空间实体都具有唯一的空间位置。定性是指有关空间实体的自然属性，它伴随着空间实体地理位置。时间特征是指空间实体随时间的变化而变化。

J. 什么是虚拟现实它在GIS可视化中的意义及发展前景如何

地学现象与地学本质规律密不可分，地学可视化作为科学计算可视化在地学中的分支，以模拟、抽象和再现各种地学现象为核心任务，一直是地球信息科学中的重要组成部分。可视化系统是GIS系统中的重要组成部分，反映了GIS系统对空间信息的表达能力，也是衡量GIS系统的重要指标。

GIS二维可视化沿用传统制图学的手段，通过各种专题图，符号库等地图学的抽象符号来表达地理信息，对地理信息提供了一种宏观的抽象表达方式，大大简化了人们对地图的使用、查询和分析。但是二维的地理信息系统提供给用户的仅仅是二维的平面图形，在可视化程度方面比传统的纸质地图并没有实质性的改善，随着GIS应用不断深入，这已经远远不能满足人们的视觉要求。世界原本就是处在三维空间中的，二维的可视化将现实世界简化为平面上二维投影的概念模型注定了它在描述三维空间现象的局限性，解决这一问题的有效手段就是三维GIS可视化。计算机图形学和各种图形硬件技术的不断发展以及人们对视觉要求的不断提高，也为三维GIS可视化的发展提供了动力，创造了条件。

目前，一些GIS厂商已经开发、提供了三维可视化的系统，但这些系统由于各方面的原因没有能够做到向下兼容，将二维系统与三维系统完全割裂，不仅数据无法直接共享，而且三维场景制作过程复杂。

理想的可视化方式应该是在满足人们可视化需求、提供高性能三维可视化功能的基础上，还能够完全兼容二维的可视化表达方式，提高重复使用能力，降低开发制作费用，具体内容包括：

1）兼容已有的二维GIS数据；

2）兼容已有的二维专题图制作方式；

3）兼容已有的二维符号库系统；

4）兼容已有的二维GIS交互方式。

二维、三维的一体化可以充分有效地利用丰富的二维空间数据资源，同时又可以满足对三维建模和可视化的需要，实现二维向三维GIS平滑过渡，并与动态GIS结合，实现多维动态GIS。目前，国际和国内一些有远见的GIS企业已开始研究二维和三维的一体化技术，二维与三维一体化的商业化GIS软件将有望在“十一五”中期推出。