综述：地理空间信息技术：从垂直和水平视角分析架构特征及智能驱动应用模式

这篇综述深入剖析地理空间信息技术（GIT）的架构演变与智能驱动应用模式创新，从垂直分层（硬件、数据、软件、用户层）和水平分区（服务端-客户端）视角解析系统特征，系统归纳了“One Map”模式、框架/嵌入式应用、分布/集中模式、消息驱动、空间细化管理及公共参与等核心模式，强调在云计算（Cloud Computing）和人工智能（AI）驱动下，应用模式正朝集成化、实时响应和参与式治理演进，为智慧城市（Smart City）及数字转型提供关键蓝图。

　　

ABSTRACT

地理空间信息技术（Geospatial Information Technology, GIT）凭借强大的数据获取、分析、预测和管理能力，已广泛应用于城市数字化转型，包括国土资源管理、智慧城市（Smart City）建设及企业应用如客户管理服务和商业智能（Business Intelligence）。随着时空大数据（Spatiotemporal Big Data）、云计算（Cloud Computing）和人工智能（Artificial Intelligence, AI）的兴起，其应用模式显著进化，展现出新的发展机遇。本研究首先从垂直分层和水平分区视角分析地理信息系统（Geographic Information System, GIS）的特征，以探索GIT的发展趋势和应用模式变革。研究聚焦政府和企业背景下的应用模式，系统总结了关键模式：包括“One Map”模式、框架和嵌入式应用模式、分布与集中模式、消息驱动模式、空间细化管理与业务协作模式以及公共参与模式。研究结果表明，地理空间应用模式的演变将日益强调集成性、实时响应性和参与式治理，为未来智慧城市发展和数字治理转型提供蓝图。

1. Introduction

地理空间信息技术（GIT）已在多个领域广泛应用。云计算（Cloud Computing）、大型语言模型（Large Language Models）和人工智能（AI）等技术的发展推动了地理信息系统（GIS）架构的演进——从初代的加拿大地理信息系统（CGIS），演变为多元化的组件GIS、移动GIS、大数据GIS，乃至信息时代AI驱动GIS的初步探索。技术的迭代进步和GIS架构的创新共同推动了地理信息技术的进步。GIS技术应用已扩展至物联网（IoT）、智慧城市和精准农业等领域，并逐步渗透到城市数字转型的政府应用（如土地资源、国民经济和智慧城市）以及企业信息化应用（如客户管理服务和商品智能服务）。

本研究主要讨论政府或企业部门的GIT应用模式，在其他国家称为企业GIS（Enterprise GIS）。企业GIS指在企业或政府内部实施、运营和管理GIS的方法，是一个综合系统，旨在最大程度减少或消除政府部门或企业组织内部的信息沟通障碍。企业GIS应用具有数据量大、用户众多、业务需求高度变化、可扩展性高和安全要求高等特点。大量研究已探讨企业GIS的技术和应用：早期研究聚焦GIS技术基础，而近期研究强调其在城市和行业数字转型中的作用，提出了多种应用模式，如整合分散数据集用于决策的“One Map”模式，以及优化资源配置和提高运营效率的空间细化管理模式。然而，多数研究仅关注单一模式，未考虑其更广泛的集成或GIS技术的新趋势。

近年来，GIT应用随着技术发展和需求变化而变革。在中国，地理信息技术在应用系统理念、框架和服务调整方面的创新形成了独特模式。基于这些模式的总结，本研究试图从多角度探讨其潜在变化趋势，并讨论AI和大数据集成如何变革GIS，为政府和企业环境中的决策与运营效率提升提供新见解。

2. Methodology

采用文献回顾法，利用中国知网（CNKI）和Google Scholar等数据库，以“GIS模式”“GIS模式变迁”和“GIS演化”等关键词进行系统检索。应用特定纳入标准确保文献相关性和质量：论文必须直接关联GIS应用模式或能解释GIS模式演化的技术趋势。基于标题和摘要筛选，排除了重复、非研究性或无关论文，最终选定94篇学术论文。定量分析采用基础统计技术，包括频数统计和百分比计算。分析1985至2024年的出版物显示，GIS模式研究稳步增长，结果以图表呈现。内容分析将论文按研究主题分为七大类：其中51篇聚焦GIS模式整体演化（占54%），其余43篇详述具体GIS模式。

研究发现，“One Map”模式和公共参与模式在研究中占显著份额，凸显了GIS模式研究的重点领域，为未来学术探讨提供框架。

3. Analysis of the characteristics of geospatial information technology application modes

地理空间信息技术（GIT）在解决地理空间数据建模、共享、整合、分析和表达的关键问题中发挥核心作用，GIS已成为理解和改造世界的必备工具，并逐渐成为信息基础设施的核心元素。多年来，GIT及其应用持续演进，GIS组件和结构的变化驱动了这些进步。理解结构演化对把握GIT发展趋势至关重要。

从垂直分层视角看，GIS可分层为四个基础组件：硬件和网络层、数据层、软件层和用户层。垂直分层指GIS系统的内部层次架构：硬件和网络层包括计算机、外设和网络，划分为服务端和客户端；数据层涉及结构化和非结构化数据，可进一步分为地理空间和非地理空间数据；软件层是GIT核心，包括操作系统、数据管理系统、中间件、应用软件和地理信息软件；用户层涵盖政府、企业、公众和研究机构，通过信息交流推动GIT发展和应用。

从水平分区视角，GIS可划分为服务端和客户端。水平分区描述GIS架构中服务端与客户端的功能分离：服务端管理数据和服务，客户端处理终端用户应用。随着GIT和网络技术进步，GIS已从C/S结构转向B/S结构，并过渡到云计算环境。这一转变将数据