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關(guān)鍵詞 ：地理信息系統(tǒng) 發(fā)展 應(yīng)用
1.地理信息系統(tǒng)的定義與發(fā)展目標(biāo)
地理信息系統(tǒng)（GIS， Geographic Information System）是一種基于計(jì)算機(jī)的工具，它可以對(duì)在地球上存在的東西和發(fā)生的事件進(jìn)行成圖和分析。GIS技術(shù)把地圖這種獨(dú)特的視覺(jué)化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫(kù)操作（例如查詢和統(tǒng)計(jì)分析等）集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別，從而使其在廣泛的公眾和個(gè)人企事業(yè)單位中解釋事件、預(yù)測(cè)結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實(shí)用價(jià)值[1]。
國(guó)家測(cè)繪地理信息局日前印發(fā)了《測(cè)繪地理信息發(fā)展“十二五”總體規(guī)劃綱要》，目標(biāo)是到2015年，建成數(shù)字中國(guó)地理空間框架和信息化測(cè)繪體系。規(guī)劃還提出，爭(zhēng)取把地理信息產(chǎn)業(yè)納入國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。統(tǒng)計(jì)顯示，截至“十一五”末，我國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)總值突破1000億元；而到“十二五”末，這一數(shù)字有望突破2000億元。倍增的規(guī)模將給地理信息產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)帶來(lái)巨大的市場(chǎng)空間。
2.地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成
地理信息系統(tǒng)主要有五個(gè)部分構(gòu)成，及硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)、空間分析模型和系統(tǒng)管理人員、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員和數(shù)據(jù)處理及分析人員。其中，核心部分是硬件、軟件系統(tǒng)[2]。
2.1 硬件系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的實(shí)際物理裝置的總稱。是構(gòu)成GIS的物理外殼。根據(jù)句構(gòu)成GIS規(guī)模的不同，分為基本設(shè)備和擴(kuò)展部分兩大部分?；静糠职ㄓ?jì)算機(jī)主機(jī)、存儲(chǔ)部分、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。擴(kuò)展設(shè)備部分包括解析測(cè)圖儀、圖像處理系統(tǒng)、多媒體系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真系統(tǒng)、各類測(cè)繪儀器、GPS、數(shù)據(jù)通信端口、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。它們用于配置GIS的單機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等不同規(guī)模模式。以及以此為基礎(chǔ)的一半GIS應(yīng)用系統(tǒng)、導(dǎo)航GPS系統(tǒng)和能夠與傳感設(shè)備聯(lián)動(dòng)的GIS。
（1）GIS單機(jī)系統(tǒng)模式。GIS單機(jī)系統(tǒng)是一臺(tái)計(jì)算機(jī)為核心，由存儲(chǔ)設(shè)備、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備共同組成的GIS硬件系統(tǒng)，提供單用戶操作。
（2）GIS企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)系統(tǒng)模式。GIS企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)系統(tǒng)模式是有計(jì)算機(jī)企業(yè)網(wǎng)、服務(wù)器群、客戶機(jī)群、磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)（磁盤陣列）、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備等支持客戶/服務(wù)器（C/S）模式的GIS系統(tǒng)，提供一個(gè)機(jī)構(gòu)內(nèi)的多用戶操作。
（3）GIS因特網(wǎng)系統(tǒng)模式。GIS因特網(wǎng)系統(tǒng)模式是有因特網(wǎng)、服務(wù)器群、客戶機(jī)群、磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)（磁盤陣列）、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備等支持瀏覽器/服務(wù)器（B/S）模式的GIS系統(tǒng)，提供因特網(wǎng)上許可用戶的多用戶操作。一般是由企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)共同組成的客戶/服務(wù)器，瀏覽器/服務(wù)器的混合模式。
2.2 軟件系統(tǒng)
GIS的軟件系統(tǒng)構(gòu)成了GIS的核心，關(guān)系到GIS的功能。GIS軟件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)按照從高到低分為，GIS與用戶的接口、通信軟件（用戶界面、通信軟件）；
GIS應(yīng)用功能（二次開(kāi)發(fā)系統(tǒng)）；GIS基本功能軟件（商業(yè)化的GIS工作平臺(tái)）；
標(biāo)準(zhǔn)軟件（圖形圖像處理、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、系統(tǒng)庫(kù)、程序設(shè)計(jì)等）；網(wǎng)絡(luò)管理軟件、工具軟件；操作系統(tǒng)。
GIS基本功能軟件是由GIS軟件商開(kāi)發(fā)的，提供GIS基本功能和開(kāi)發(fā)環(huán)境的商
業(yè)軟件。多數(shù)GIS工程應(yīng)用首先是基于這個(gè)商業(yè)平臺(tái)，經(jīng)過(guò)二次開(kāi)發(fā)來(lái)完成的。目前，ESRI公司、Intergraph公司、MapInfo公司占據(jù)GIS市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。當(dāng)前，GIS軟件可運(yùn)行于Unix，WindowsXP、等操作系統(tǒng)，多數(shù)軟件都提供不同的操作系統(tǒng)的軟件版本。
根據(jù)GIS概念和功能，GIS基本軟件由六大子系統(tǒng)組成，即空間數(shù)據(jù)輸入與格式轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)、圖形與屬性編輯子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理子系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)處理與空間分析子系統(tǒng)、空間輸出與表示子系統(tǒng)和用戶接口。
3.地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用
地理信息系統(tǒng)按照應(yīng)用模式可以分為兩類[3]：一是，科學(xué)研究工具。對(duì)于科學(xué)計(jì)算結(jié)果的獲得和分析，把GIS作為科學(xué)研究的輔助手段。它主要應(yīng)用于有關(guān)地學(xué)領(lǐng)域的科研項(xiàng)目研究中。它不僅需要用到GIS通用軟件所提供的功能，還要用到各種專業(yè)分析模型。二是，辦公服務(wù)系統(tǒng)。辦公服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用于涉及空間數(shù)據(jù)的政府部門以及企業(yè)，以提高管理效率、制定好的決策和實(shí)現(xiàn)組織目標(biāo)。
3.1 農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃
根據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中對(duì)氣候條件的要求和氣候資源的地理分布特征來(lái)進(jìn)行分區(qū)劃片的，在某種農(nóng)作物的氣候可種植區(qū)內(nèi)還有不同的地物類型，不同的農(nóng)作物要求不同的地理環(huán)境。
3.2 城市大氣污染模擬
基于GIS建立大氣污染擴(kuò)散模型，1）模擬污染物的空間分布，評(píng)價(jià)不同區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量；2）將污染物空間分布與人口密度空間進(jìn)行復(fù)合分析，確定受污染影響的人口數(shù)目；3）預(yù)測(cè)在給定氣象條件下污染物的空間分布；4）確定不同點(diǎn)源對(duì)整個(gè)研究區(qū)污染總量的貢獻(xiàn)；5）為污染整治，如降低排放量、甚至關(guān)閉某些污染源，提供決策依據(jù)；6）如果要增加污染點(diǎn)源，可以比較不同的方案（如煙囪的位置，高度等），從中選擇最優(yōu)方案；7）在城市規(guī)劃時(shí)，作為確定不同用地（居住、工業(yè)、商業(yè)等）的分布。
4.結(jié)束語(yǔ)
地理信息系統(tǒng)是近20年來(lái)新興的一門集地理學(xué)、計(jì)算機(jī)、遙感技術(shù)和地圖學(xué)于一體的邊緣學(xué)科，主要培養(yǎng)具備地理信息系統(tǒng)與地圖學(xué)、遙感技術(shù)方面的基本理論、基本知識(shí)、基本技能，能在科研機(jī)構(gòu)或高等學(xué)校從事科學(xué)研究或教學(xué)工作，能在城市、區(qū)域、資源、環(huán)境、交通、人口、住房、土地、災(zāi)害、基礎(chǔ)設(shè)施和規(guī)劃管理等領(lǐng)域的政府部門、金融機(jī)構(gòu)、公司、高校、規(guī)劃設(shè)計(jì)院所，從事與地理信息系統(tǒng)有關(guān)的應(yīng)用研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)管理和行政管理等工作的高級(jí)專門人才。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；公路；地質(zhì)災(zāi)害；防治
中圖分類號(hào)：X734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
1、地理信息系統(tǒng)技術(shù)
地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic，Information，System）是一門綜合性學(xué)科，是介于信息科學(xué)、空間科學(xué)、地理科學(xué)之間的交叉學(xué)科，是計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、信息工程、現(xiàn)代地理學(xué)理論和方法的結(jié)合體。一般情況下，我們將地理信息系統(tǒng)定義為是基于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、地圖的可視化和地理信息的空間分析的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在處理數(shù)據(jù)的時(shí)候，得結(jié)合地理學(xué)和地圖學(xué)，在不同領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。具體功能包括獲取、存儲(chǔ)、檢索、處理、分析、顯示，以及輸出數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)、更新，并多角度地對(duì)其動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，進(jìn)而為決策提供可靠的數(shù)據(jù)支持。
按照內(nèi)容分類，地理信息系統(tǒng)一般分為三種類型，一是專題信息系統(tǒng)，二是區(qū)域信息系統(tǒng)，三是地理信息系統(tǒng)工具。每一種類型有著不同的內(nèi)容和功能，專題信息系統(tǒng)只為特定的專門目的而服務(wù)，因而其有著目標(biāo)有限、業(yè)務(wù)專業(yè)等特點(diǎn)，如水土流失信息系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源系統(tǒng)等都屬于專題信息系統(tǒng)；區(qū)域信息系統(tǒng)，以服務(wù)于區(qū)域綜合研究和區(qū)域的信息為主要目標(biāo)。由于屬于區(qū)域信息系統(tǒng)，為一定區(qū)域而服務(wù)，因此規(guī)模可大可小，如我國(guó)的黃河流域信息系統(tǒng)；地理信息系統(tǒng)工具，是一種具有圖形圖像數(shù)字化、存儲(chǔ)管理、查詢檢索、分析運(yùn)算和多種輸出多種地理信息系統(tǒng)的軟件包，簡(jiǎn)單而言，就是一種處理地理信息的工具，既可以對(duì)人類工程活動(dòng)，也可以對(duì)自然資源信息進(jìn)行綜合分析和管理。
2、地理信息系統(tǒng)的主要功能
通過(guò)GIS系統(tǒng)可以宏觀展現(xiàn)庫(kù)區(qū)公路現(xiàn)狀：技術(shù)等級(jí)、路面技術(shù)狀態(tài)、路基技術(shù)狀態(tài)、主要構(gòu)造物技術(shù)狀態(tài)、沿線設(shè)施、路面病害、路面等級(jí)、路面結(jié)構(gòu)、路面類型、路面現(xiàn)狀等各種公路災(zāi)害業(yè)務(wù)信息與GIS地理位置數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并加載到地圖上統(tǒng)一查看和分析。
使用GIS系統(tǒng)可分析地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生規(guī)律：將采集的以往地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)采集處理后，集成到GIS系統(tǒng)中，可對(duì)原本抽象的位置信息進(jìn)行直觀的分析。結(jié)合通過(guò)建立邊坡坡面、滑面、圓心、水位線、荷載及邊坡加固的物理模型，利用費(fèi)蘭紐斯法、簡(jiǎn)化畢曉普法等計(jì)算出邊坡安全系數(shù)及輸入條塊物理模型。
運(yùn)用GIS系統(tǒng)評(píng)估災(zāi)害治理工程規(guī)模：通過(guò)GIS周邊分析和緩沖分析方法，可對(duì)每一關(guān)鍵點(diǎn)位的周邊位置信息進(jìn)行計(jì)算。災(zāi)害治理工程的規(guī)模除去建設(shè)精確范圍，其地域影響面也不同，可使用GIS，緩沖分析建立緩沖區(qū)，進(jìn)行工程規(guī)模模擬計(jì)算。
3、地理信息系統(tǒng)在公路地質(zhì)災(zāi)害之中的應(yīng)用
雖然GIS是一門多學(xué)科綜合的邊緣學(xué)科，但其核心是計(jì)算機(jī)科學(xué)，基本技術(shù)是數(shù)據(jù)庫(kù)、地圖可視化及空間分析。GIS已經(jīng)應(yīng)用于公路地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)管理、公路地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)、公路地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性分析和公路地質(zhì)預(yù)警預(yù)報(bào)等等的災(zāi)害防治工作之中。
3.1、公路地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)和管理
對(duì)于公路地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)價(jià)與管理，是介于地球科學(xué)、空間科學(xué)以及信息科學(xué)之間的交叉性科學(xué)。它就是將現(xiàn)代地學(xué)理論與方法、信息工程、遙感技術(shù)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)有機(jī)的結(jié)合在一起，充分的利用地理信息系統(tǒng)的各種功能。建立地質(zhì)災(zāi)害空間信息管理系統(tǒng)，管理地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查資料。顯示并查詢地質(zhì)災(zāi)害的空間分布特征信息。評(píng)價(jià)地質(zhì)災(zāi)害的危害程度，分析地質(zhì)災(zāi)害和影響因素之間的關(guān)系，地理信息系統(tǒng)是基于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、地圖的可視化和地理信息的空間分析的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。處理的數(shù)據(jù)是具有地理特征和表征地學(xué)現(xiàn)象之間空間關(guān)系的屬性數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)的主要功能有：采集、存儲(chǔ)、管理、檢索、查詢、分析、顯示和輸出多種數(shù)據(jù)。進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)與更新、區(qū)域空間分析、多要素綜合分析和動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)等。提出減輕和防治地質(zhì)災(zāi)害的措施，對(duì)將來(lái)可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)。
3.2、對(duì)公路地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)
在公路地質(zhì)災(zāi)害防治區(qū)劃中應(yīng)用GIS技術(shù)，是利用其強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理與空間分析模型方面的功能，對(duì)公路地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查所獲取的信息進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)公路地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化。首先確定致災(zāi)因子，對(duì)致災(zāi)因子進(jìn)行易發(fā)程度分區(qū)賦值，再求出致災(zāi)因子的敏感系數(shù)，將各致災(zāi)因子圖層進(jìn)行基于GIS空間分析的圖層疊加，最后將疊加后的圖層屬性進(jìn)行加權(quán)綜合，得出綜合易發(fā)程度值，進(jìn)行易發(fā)程度計(jì)算機(jī)自動(dòng)化分區(qū)。
目前，對(duì)公路區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)主要采用襲擾系數(shù)法和專家打分法。通過(guò)對(duì)比分析，GIS空間分析法較之襲擾指數(shù)法顯得簡(jiǎn)潔明了，避免了繁瑣的手工統(tǒng)計(jì)計(jì)算，保證了計(jì)算結(jié)果的精度。GIS空間分析法所得出的公路地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)圖不僅反映了公路地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度的現(xiàn)勢(shì)規(guī)律，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)公路區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的空間預(yù)測(cè)。
3.3、對(duì)公路地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性分析
對(duì)于公路地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性分析，國(guó)內(nèi)外研究的較多，理論上也比較成熟，形成了許多被廣泛應(yīng)用的專業(yè)分析模型，如信息量模型、多元統(tǒng)計(jì)分析模型、模糊綜合評(píng)判模型、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遺傳算法等的模型。其中，將GIS技術(shù)與信息量模型結(jié)合起來(lái)是進(jìn)行公路區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分析的最有效方法。
3.4、公路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)
公路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)包括公路地質(zhì)災(zāi)害的災(zāi)情模擬評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治問(wèn)題及地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和空間定位及空間分析工作。在公路地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情模擬預(yù)報(bào)中，以能夠存儲(chǔ)、處理、分析、計(jì)算和成圖顯示空間數(shù)據(jù)而著稱的地理信息系統(tǒng)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。在進(jìn)行多因子定量模擬分析和對(duì)因子間相互定量關(guān)系研究方面，地理信息系統(tǒng)的多源地學(xué)專題信息復(fù)合疊加處理功能(Overlay)和FILTER功能等顯示出了明顯的優(yōu)勢(shì)和極高的效率，對(duì)受控于多種因素影響和作用的地質(zhì)災(zāi)害的定量仿真模擬和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)具有十分重要的理論指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。
4、地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于公路地質(zhì)災(zāi)害防治中的意義與作用
由于地理信息系統(tǒng)技術(shù)的復(fù)雜性、資料數(shù)據(jù)的全面性，通過(guò)地理信息系統(tǒng)可以了解庫(kù)區(qū)公路的宏觀現(xiàn)狀，包括公路基礎(chǔ)狀態(tài)、路面狀態(tài)、技術(shù)等級(jí)、病害、危害等級(jí)、公路沿線設(shè)施等方面的內(nèi)容。不僅如此，更為重要的一點(diǎn)是利用這些宏觀現(xiàn)狀可以構(gòu)建庫(kù)區(qū)公路地質(zhì)基礎(chǔ)信息系統(tǒng)，以便進(jìn)行相關(guān)評(píng)價(jià)與分析工作。除此之外，通過(guò)地理信息系統(tǒng)可以分析地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的基本規(guī)律，這對(duì)于研究地質(zhì)災(zāi)害的危害程度，制定地質(zhì)災(zāi)害防治措施都有著重要的意義和價(jià)值。最重要的一點(diǎn)，就是利用地理信息系統(tǒng)可以預(yù)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害防治工程的規(guī)模，預(yù)先對(duì)治理范圍內(nèi)可能遭受影響的構(gòu)建物制定相應(yīng)的保護(hù)措施，最大程度地確保治理工程的有效性。
總之，地理信息系統(tǒng)技術(shù)能將原本比較抽象的公路地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，通過(guò)信息技術(shù)直觀地在地圖上展示出來(lái)，為地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)提供了處理平臺(tái)，進(jìn)一步為防治措施的可靠性提供了保障。鑒于地理信息系統(tǒng)技術(shù)在公路地質(zhì)災(zāi)害防治中的重大作用，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)使用與推廣。
參考文獻(xiàn)
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[2]向華，劉引.地理信息系統(tǒng)在公路地質(zhì)災(zāi)害防治中的應(yīng)用[J].科學(xué)咨詢(決策管理)，2009，04:53.
關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng) 區(qū)域商業(yè)環(huán)境 區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展 區(qū)域營(yíng)銷戰(zhàn)略
信息和信息技術(shù)加劇了全球化進(jìn)程、塑造了新的生產(chǎn)方式、改變了商業(yè)規(guī)則，自然也影響到區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的策略、規(guī)劃和實(shí)施。隨著地理信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用和地理數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期積累，地理信息和地理信息系統(tǒng)在區(qū)域性商業(yè)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，將越來(lái)越重要。據(jù)估算，超過(guò)80%的商業(yè)和經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)具有空間特性或與位置有關(guān)；有效地開(kāi)發(fā)和利用這些空間性的數(shù)據(jù)，可以優(yōu)化配置資源，降低商業(yè)運(yùn)行成本，并規(guī)劃、監(jiān)測(cè)、改善區(qū)域商業(yè)和經(jīng)濟(jì)環(huán)境。地理信息系統(tǒng)可以應(yīng)用到社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的管理、分析、描繪，為解決復(fù)雜的區(qū)域經(jīng)濟(jì)問(wèn)題提供地圖表現(xiàn)、區(qū)域營(yíng)銷、空間決策支持、空間規(guī)劃等服務(wù)。本文從理論上探討地理信息、商業(yè)環(huán)境和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展間的關(guān)系，并結(jié)合中國(guó)廣東的區(qū)域發(fā)展?fàn)顩r，系統(tǒng)地分析地理信息和地理信息技術(shù)在商業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用，旨在改善區(qū)域商業(yè)環(huán)境，提高區(qū)域經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力和塑造區(qū)域形象，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)創(chuàng)造條件。
1 從區(qū)域商業(yè)和經(jīng)濟(jì)的角度看地理信息系統(tǒng)
學(xué)術(shù)界對(duì)于地理信息系統(tǒng)概念的理解是比較多樣化的。地理信息系統(tǒng)(GIS)是一門新技術(shù)，在其產(chǎn)生后短短的三、四十年的歷史中得到了迅速的發(fā)展，一個(gè)十分重要的原因在于GIS集數(shù)據(jù)庫(kù)、制圖、空間分析功能為一體，并以對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的功能為其特色。GIS的出現(xiàn)為各行各業(yè)繁雜的數(shù)據(jù)管理、多源的成果表達(dá)形式和空間數(shù)據(jù)分析提供了最為快速、方便、準(zhǔn)確的方法和手段。地理信息系統(tǒng)是一門多學(xué)科的邊緣綜合性學(xué)科，其核心技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)，基本技術(shù)是數(shù)據(jù)庫(kù)、地圖可視化及空間分析。在應(yīng)用領(lǐng)域中，它和遙感系統(tǒng)(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)密切結(jié)合，更加發(fā)揮出它的巨大作用，使其在調(diào)查、分析、決策、管理和控制等方面顯示了它的不可替代的支持功能。
地理信息系統(tǒng)在研究、開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)化方面取得了很大的進(jìn)展，主要表現(xiàn)在四個(gè)方面:①地理信息系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)，從單用戶的桌面系統(tǒng)和專業(yè)化的部門系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向融入業(yè)務(wù)流程的企業(yè)級(jí)系統(tǒng)，以及基于Internet的公眾參與系統(tǒng)；從單一的結(jié)構(gòu)層次和客戶機(jī)-服務(wù)器模式二層結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向基于Web技術(shù)的三層結(jié)構(gòu)。②地理信息系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)論、方法論和實(shí)際應(yīng)用方面的研究越來(lái)越多樣化，傳統(tǒng)的以數(shù)據(jù)、技術(shù)和應(yīng)用為主體的信息系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)空間數(shù)據(jù)模型、空間分析、空間可視化、智能信息技術(shù)等；以信息學(xué)、地理學(xué)和社會(huì)學(xué)理論為基礎(chǔ)的地理信息科學(xué)，著重研究使用地理信息和地理信息技術(shù)背后的一系列技術(shù)和理論問(wèn)題。③強(qiáng)調(diào)開(kāi)放型的地理信息系統(tǒng)，即基于Internet的、可互操作的、可公眾參與的地理信息系統(tǒng)，目的是為開(kāi)發(fā)商提供一系列地理信息標(biāo)準(zhǔn)和地理信息技術(shù)方案，最終為社會(huì)提供廉價(jià)的地理信息和相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)。④地理信息市場(chǎng)正日益擴(kuò)大，正逐漸從以政府部門為主的專業(yè)用戶市場(chǎng)，轉(zhuǎn)向以私人機(jī)構(gòu)為主的商業(yè)用戶市場(chǎng)，地理數(shù)據(jù)正直接或間接地滲透到包括商業(yè)和經(jīng)濟(jì)在內(nèi)的各種社會(huì)活動(dòng)中。
地理信息系統(tǒng)使用多種空間模型，如點(diǎn)—場(chǎng)模型、網(wǎng)格模型、拓?fù)淠Ｐ汀?duì)象模型等，并配合關(guān)系型或?qū)ο笮蛿?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，來(lái)表現(xiàn)不同尺度的自然和社會(huì)現(xiàn)象，廣泛地應(yīng)用于空間數(shù)據(jù)管理、空間規(guī)劃、空間決策、資源分配、區(qū)域營(yíng)銷等方面。很多商業(yè)組織，包括政府醫(yī)療部門、零售商、直銷商等，越來(lái)越對(duì)帶有位置信息的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)感興趣。由于希望減少?zèng)Q策方面的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)，人們總是傾向于掌握更多的信息，傾向于規(guī)劃和控制未來(lái)的行為；地理信息和地理信息技術(shù)，將會(huì)隨著相關(guān)工具研究和開(kāi)發(fā)的成熟，逐漸滲透到經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的很多方面。從空間經(jīng)濟(jì)角度看，地理信息系統(tǒng)是一個(gè)能夠改變空間經(jīng)濟(jì)體系的重要元素之一。在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，地理信息技術(shù)是(現(xiàn)有的或潛在的)廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)略決策、方案評(píng)估和決策實(shí)現(xiàn)的重要技術(shù)手段之一。在日常商業(yè)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，大規(guī)模地使用地理信息和地理信息系統(tǒng)，似乎并不遙遠(yuǎn)；工業(yè)界的微軟公司正在研究將數(shù)字地圖技術(shù)嵌入到日常辦公軟件中，Open GIS聯(lián)盟正致力于定義和開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的可互操作的開(kāi)放式地理信息系統(tǒng) 。
2 從地理學(xué)看區(qū)域商業(yè)環(huán)境
改善投資和商業(yè)環(huán)境，吸引區(qū)外和國(guó)外的直接投資，不僅被發(fā)展中國(guó)家，也被發(fā)達(dá)國(guó)家用來(lái)作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段之一。二戰(zhàn)后，在美國(guó)、英國(guó)和荷蘭等西方國(guó)家中，一個(gè)重要的城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)就是營(yíng)造良好的企業(yè)運(yùn)行環(huán)境，從而吸引外國(guó)投資。當(dāng)今中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展正處于資源驅(qū)動(dòng)的成熟期和投資驅(qū)動(dòng)起步期，吸引資本是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段之一。為制定“適當(dāng)”的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策，政府需要及時(shí)地理解、評(píng)估、監(jiān)測(cè)本地的商業(yè)運(yùn)行環(huán)境和變化趨勢(shì)，為投資人提供宏觀的指導(dǎo)和服務(wù)。商業(yè)環(huán)境的概念對(duì)于處在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型期的需要引入市場(chǎng)機(jī)制的中國(guó)，具有特別重要的意義。
定義什么是商業(yè)(投資)環(huán)境并不是一件容易的事情，因?yàn)榫_地定義商業(yè)的概念也是困難的。不同的學(xué)科背景，不同的學(xué)者對(duì)商業(yè)環(huán)境的認(rèn)識(shí)也有差別。簡(jiǎn)單地理解，商業(yè)環(huán)境是商業(yè)組織所處的外部環(huán)境，包括背景性的環(huán)境和運(yùn)行性的環(huán)境。從國(guó)際商業(yè)的角度，商業(yè)環(huán)境指一個(gè)公司之外的，影響到公司的全部要素之和。為了便于“管理”商業(yè)環(huán)境，學(xué)者們提出了一些模型，如國(guó)內(nèi)模型、國(guó)際模型和工業(yè)模型。
空間性是商業(yè)環(huán)境的重要特征之一?？紤]到有多種多樣的因素影響到整個(gè)商業(yè)活動(dòng)，不同的區(qū)域具有不同的商業(yè)環(huán)境。即使對(duì)于同一地理區(qū)域，不同的商業(yè)組織，由于其業(yè)務(wù)范圍的差異，將形成多個(gè)主觀性商業(yè)環(huán)境認(rèn)知。隨著商業(yè)目標(biāo)的變化和商業(yè)決策的調(diào)整，企業(yè)也需要重新調(diào)整對(duì)于外圍環(huán)境的認(rèn)識(shí)。另一方面，在不同尺度的地理區(qū)域中，商業(yè)環(huán)境的概念具有明顯的差異；對(duì)于不同空間尺度的商業(yè)環(huán)境的研究，例如全球和國(guó)際性的宏觀區(qū)域、國(guó)家和區(qū)域性的中觀區(qū)域、城市和本地性的微觀區(qū)域，強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)往往是不一樣的，研究目的也不相同。
研究區(qū)域商業(yè)環(huán)境對(duì)于中國(guó)的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。理解商業(yè)空間特征，把握空間變化趨勢(shì)，監(jiān)測(cè)商業(yè)環(huán)境的變化，宏觀上和中觀上可以為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供戰(zhàn)略決策信息，制定總體規(guī)劃，微觀上也可為投資者提供指導(dǎo)和服務(wù)。從本地政府的角度，研究本地區(qū)域性的商業(yè)環(huán)境，可以幫助本地企業(yè)家和潛在的投資者，為他們提供決策信息，分析市場(chǎng)范圍和價(jià)值，有利于制定公司遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)。
3 地理信息系統(tǒng)與區(qū)域營(yíng)銷戰(zhàn)略
簡(jiǎn)單地理解，區(qū)域營(yíng)銷(Place-marketing)“理論”主要是從城市規(guī)劃理論和市場(chǎng)營(yíng)銷理論相結(jié)合而發(fā)展來(lái)的。一個(gè)地方或區(qū)域，具有一定數(shù)量的“資源”，如基礎(chǔ)設(shè)施、房地產(chǎn)、公園、大學(xué)、博物館、海灘、居民等。區(qū)域營(yíng)銷理論將地方或區(qū)域資源當(dāng)作是產(chǎn)品，將這些區(qū)域內(nèi)的投資者、游客等買家當(dāng)作是消費(fèi)者。區(qū)域營(yíng)銷的發(fā)展策略包含兩大要素：區(qū)域規(guī)劃、開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品營(yíng)銷。區(qū)域規(guī)劃、開(kāi)發(fā)主要是為了改善本地的硬件和軟件環(huán)境；區(qū)域產(chǎn)品營(yíng)銷，一方面著重分析本地的市場(chǎng)狀況，以市場(chǎng)構(gòu)成指導(dǎo)地方的規(guī)劃和建設(shè)，另一方面，通過(guò)多種手段，塑造本地形象，吸引消費(fèi)者。區(qū)域營(yíng)銷在不同的社會(huì)背景、不同的發(fā)展目標(biāo)和不同的發(fā)展階段，有不同的方式和策略。
區(qū)域營(yíng)銷作為區(qū)域發(fā)展策略在北美和西歐的一些城市的實(shí)施相對(duì)比較成功，但也存在一些不足的地方。傳統(tǒng)的區(qū)域營(yíng)銷理論著重從本地角度研究區(qū)域的“產(chǎn)品”、“消費(fèi)者”和“市場(chǎng)”，以此作為振興區(qū)域城市經(jīng)濟(jì)、塑造區(qū)域形象、選擇樣板項(xiàng)目、銷售本地產(chǎn)品和服務(wù)的基本依據(jù)。以區(qū)域營(yíng)銷作為區(qū)域規(guī)劃工具有一定的局限性，也往往有不少誤區(qū)。第一，將營(yíng)銷學(xué)的概念引入?yún)^(qū)域發(fā)展策略時(shí)，并不容易有效地鑒別區(qū)域的消費(fèi)者，依此制定的目標(biāo)和戰(zhàn)略規(guī)劃存在一定的不確定性。第二，區(qū)域營(yíng)銷注重本地的發(fā)展，往往可能和相鄰的區(qū)域在競(jìng)爭(zhēng)方面產(chǎn)生沖突，若多個(gè)地區(qū)同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)相同的資源和客戶，可能會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)面效應(yīng)。第三，地理的空間要素，雖然在一些區(qū)域營(yíng)銷理論的論述中提到，但很少深入地討論。第四，信息技術(shù)，特別是地理信息技術(shù)，與區(qū)域營(yíng)銷間的關(guān)系，也幾乎沒(méi)有理論方面的討論和實(shí)踐方面的驗(yàn)證。
地理信息系統(tǒng)正逐漸被營(yíng)銷學(xué)接受，成為營(yíng)銷管理的重要工具之一；它可以應(yīng)用到以營(yíng)銷學(xué)為基礎(chǔ)的區(qū)域營(yíng)銷戰(zhàn)略中，改進(jìn)傳統(tǒng)的區(qū)域營(yíng)銷手段。一方面，地理空間是經(jīng)濟(jì)的重要因素之一，Krugman認(rèn)為“跨越空間的交易存在費(fèi)用，生產(chǎn)中存在規(guī)模經(jīng)濟(jì)”；專長(zhǎng)于空間信息管理和分析的地理信息系統(tǒng)，是區(qū)域經(jīng)濟(jì)管理的重要工具。另一方面，基于地理位置的人口統(tǒng)計(jì)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，很大程度上改變了以往的市場(chǎng)分析方法，也為商業(yè)帶來(lái)了新的營(yíng)銷手段。從地理信息科學(xué)的角度，重新審視區(qū)域營(yíng)銷策略，提供新的區(qū)域營(yíng)銷工具，可以在一定程度上彌補(bǔ)傳統(tǒng)區(qū)域營(yíng)銷理論的不足。
基于地理信息和地理信息系統(tǒng)，區(qū)域營(yíng)銷的內(nèi)容、目標(biāo)、手段、數(shù)據(jù)和技術(shù)有了進(jìn)一步的擴(kuò)充和提高。如果存在小尺度空間上的人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、基本的地理區(qū)域數(shù)據(jù)、適當(dāng)?shù)南M(fèi)行為調(diào)查數(shù)據(jù)和研究模型，地理信息系統(tǒng)可用來(lái)方便地分析市場(chǎng)的組成結(jié)構(gòu)和空間形態(tài)，從而為本地的設(shè)施管理和公共服務(wù)(如健康服務(wù)、交通和通訊設(shè)施服務(wù)、緊急情況服務(wù)、土地利用管理、城市空間規(guī)劃等)提供有效的決策支持信息?；贗nternet網(wǎng)絡(luò)的多媒體信息技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，可以打破區(qū)域空間限制，在全球范圍內(nèi)塑造區(qū)域形象和組織“促銷”。區(qū)域營(yíng)銷需要的技術(shù)和數(shù)據(jù)在美國(guó)已經(jīng)基本成熟，低價(jià)位的軟件工具和空間數(shù)據(jù)，已形成一定的市場(chǎng)規(guī)模，很多官方和私人機(jī)構(gòu)的網(wǎng)站上也已經(jīng)有相當(dāng)多的數(shù)據(jù)供應(yīng)。在中國(guó)，計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)積累比較少，地理信息系統(tǒng)也相對(duì)昂貴，區(qū)域營(yíng)銷的手段還比較單一；但隨著中國(guó)內(nèi)部和國(guó)際間區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)的加劇，環(huán)境與資源問(wèn)題的突出，地理信息系統(tǒng)有很廣闊的應(yīng)用潛力，將成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要工具。
4 適應(yīng)區(qū)域營(yíng)銷戰(zhàn)略的區(qū)域地理信息系統(tǒng)（以廣東為例）
廣東區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨不少問(wèn)題，如環(huán)境和資源的矛盾比較突出，地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平很不平衡，特別是持續(xù)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)動(dòng)力不足等。從區(qū)域營(yíng)銷戰(zhàn)略的思路出發(fā)，本節(jié)著重從三個(gè)層次探討適應(yīng)區(qū)域營(yíng)銷戰(zhàn)略的區(qū)域地理信息系統(tǒng)：①將已有數(shù)據(jù)資源空間化，建立基于地理空間的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；②建立基于Internet網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換中心，供應(yīng)廉價(jià)或免費(fèi)的空間數(shù)據(jù)；③地理信息系統(tǒng)技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用推廣。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是區(qū)域經(jīng)濟(jì)決策的重要依據(jù)之一。傳統(tǒng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要以關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù)為主，按專題和時(shí)間序列設(shè)計(jì)成數(shù)據(jù)表格，在某種意義上，是將傳統(tǒng)的印刷年鑒資料數(shù)字化，便于學(xué)者統(tǒng)計(jì)分析和建立區(qū)域經(jīng)濟(jì)分析模型。比較新的趨勢(shì)是（很多國(guó)家的統(tǒng)計(jì)部門）直接出版數(shù)字化的統(tǒng)計(jì)和抽樣資料，并引入地理空間概念。在地理信息系統(tǒng)的支持下，用戶可以根據(jù)自己的專業(yè)概念和應(yīng)用目的，將這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)按照一定的框架、方法、模型進(jìn)行顯示、模擬、聚集、抽象、轉(zhuǎn)換。但是，建立詳盡的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)不僅需要比較多的資源，而且尚有一定的技術(shù)難度。一個(gè)比較實(shí)際的做法是充分利用現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)資料，建立標(biāo)準(zhǔn)化的地理編碼，將現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)合成。
建立基于Internet網(wǎng)絡(luò)的空間數(shù)據(jù)服務(wù)中心的最終目的，是為各種各樣的用戶供應(yīng)廉價(jià)或免費(fèi)的空間數(shù)據(jù)。建設(shè)空間數(shù)據(jù)服務(wù)中心，首先要建立或引用一套空間數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、交換標(biāo)準(zhǔn)和描述標(biāo)準(zhǔn)；然后在區(qū)域性的信息基礎(chǔ)設(shè)施上建立基于Web站點(diǎn)的空間數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)，使用戶能夠檢索到數(shù)據(jù)儲(chǔ)備，并了解數(shù)據(jù)的主題、空間范圍、質(zhì)量、版權(quán)等；如果有需要，用戶還可以方便、快速地獲得所需的數(shù)據(jù)。初級(jí)的數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)，主要是將區(qū)域性的地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，采用幾種常見(jiàn)的數(shù)據(jù)格式，存儲(chǔ)于Web服務(wù)器，用戶可以通過(guò)專門網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和下載。再進(jìn)一步，建立專門的空間數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)和數(shù)據(jù)交割中心，加上比較完備的元數(shù)據(jù)和目錄索引技術(shù)(如ANSI NISO的Z39.50標(biāo)準(zhǔn))，構(gòu)成空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。用戶可以使用普通的數(shù)據(jù)引擎，使用關(guān)鍵字檢索所需的空間數(shù)據(jù)。美國(guó)的大多數(shù)州已經(jīng)建成了這樣的數(shù)據(jù)服務(wù)中心。更先進(jìn)的空間數(shù)據(jù)服務(wù)中心，是建立在“互操作”概念上的空間數(shù)據(jù)的共享、地理信息工具的共享；它的核心內(nèi)容是分布式數(shù)據(jù)管理、協(xié)同計(jì)算，但這種理想的系統(tǒng)仍處于研究和開(kāi)發(fā)的初級(jí)階段。
區(qū)域地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)非常多樣化，如:①規(guī)劃用于基礎(chǔ)設(shè)施、教育、研究開(kāi)發(fā)和醫(yī)療服務(wù)方面的公共投資；②理性地分配自然資源和控制土地使用；③服務(wù)于商業(yè)機(jī)會(huì)的尋找、篩選和戰(zhàn)略決策；④分析人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間分布，模擬市場(chǎng)的空間分割；⑤為商業(yè)公司和政府部門提供決策信息等。這樣的應(yīng)用系統(tǒng)在中國(guó)目前還很少見(jiàn)或僅是原形系統(tǒng)，如服務(wù)于“招商引資”的京九鐵路沿線投資環(huán)境信息系統(tǒng)。在美國(guó)已經(jīng)有了一些應(yīng)用的例子，如Economic Development Administration，Department of Commerce的Economic development geographic information systems，用于支持商業(yè)擴(kuò)張和制定經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策。開(kāi)發(fā)多種多樣的地理信息應(yīng)用是區(qū)域營(yíng)銷戰(zhàn)略成功的關(guān)鍵之一。
5 初步結(jié)論
面向商業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的地理信息系統(tǒng)仍然是一個(gè)比較新的概念，因而在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)有很多不能確定的問(wèn)題。其中兩個(gè)最重要的問(wèn)題是空間數(shù)據(jù)的缺乏和技術(shù)推廣的困難。在中國(guó)，空間數(shù)據(jù)庫(kù)的積累比較少，即使有一些數(shù)據(jù)存在，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和格式也往往難于交換和共享；數(shù)據(jù)的積累需要消耗比較多的投資，這與中國(guó)的資金短缺相矛盾。同時(shí)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)可運(yùn)行的、廉價(jià)的面向商業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的地理信息系統(tǒng)，對(duì)于現(xiàn)有的技術(shù)，也是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。當(dāng)前的GIS，僅只是“界面友好”，不是“應(yīng)用友好”，只對(duì)GIS專業(yè)人員而言具有強(qiáng)大的功能，普通的用戶卻難于了解和掌握它。面向商業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的地理信息和地理信息技術(shù)，對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響是長(zhǎng)期性的，對(duì)于塑造靈活的、具有競(jìng)爭(zhēng)能力的商業(yè)，在組織生產(chǎn)、營(yíng)銷、決策等方面具有一定的幫助作用；但另一方面，它需要高額資金投入，也要培養(yǎng)相應(yīng)的專業(yè)人材，這些對(duì)于發(fā)展中國(guó)家并不是一件容易的事情。發(fā)展中國(guó)家的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，幾乎還沒(méi)有啟動(dòng)，最多處于建設(shè)初期，空間信息倉(cāng)儲(chǔ)仍有待建立，更談不上廉價(jià)的地理信息供應(yīng)和地理技術(shù)服務(wù)。這些都會(huì)阻礙地理信息和地理技術(shù)的傳播和推廣。
地理信息系統(tǒng)與商業(yè)和經(jīng)濟(jì)(作為一般性的題目)和地理信息系統(tǒng)與基于區(qū)域營(yíng)銷的經(jīng)濟(jì)發(fā)展(作為一個(gè)子題目)，都是復(fù)雜的研究課題，本文只是一個(gè)初步總結(jié)，還有很多課題需要深入地研究。在技術(shù)層次上，需要結(jié)合中國(guó)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)現(xiàn)狀，積累數(shù)字化的地理信息，利用已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)，逐步建立空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和空間信息倉(cāng)儲(chǔ)，并向社會(huì)提供廉價(jià)的地理信息和地理信息技術(shù)。在區(qū)域商業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展層次上，仔細(xì)考慮空間在商業(yè)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的重要性，將地理信息系統(tǒng)作為區(qū)域發(fā)展的戰(zhàn)略工具和可以降低商業(yè)運(yùn)行(生產(chǎn)、運(yùn)輸、營(yíng)銷和零售)成本的日常工具。從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度，空間經(jīng)濟(jì)只是經(jīng)濟(jì)的一個(gè)側(cè)面，地理信息和地理信息技術(shù)應(yīng)當(dāng)和其它經(jīng)濟(jì)工具協(xié)調(diào)使用、相互補(bǔ)充。在中國(guó)的現(xiàn)實(shí)狀況下，如何有效地積累地理空間數(shù)據(jù)，推廣地理信息技術(shù)，建設(shè)有效的空間信息服務(wù)體系，如何將之溶入企業(yè)和政府的管理、評(píng)估、規(guī)劃和決策業(yè)務(wù)中，如何合理使用稀有資源、降低交易成本等，都需要更深入的研究。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：GIS；國(guó)土資源；信息化管理
中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2016）11-017-01
一、問(wèn)題的提出
21世紀(jì)是信息化的時(shí)代，國(guó)土資源管理信息化管理是時(shí)代的要求，是實(shí)現(xiàn)國(guó)土資源管理現(xiàn)代化、規(guī)范化、科學(xué)化、精細(xì)化、高效管理的重要基礎(chǔ)與手段。近年來(lái)，我國(guó)各級(jí)國(guó)土資源管理部門均高度重視國(guó)土資源信息化建設(shè)，國(guó)土資源部提出，以信息化推動(dòng)國(guó)土資源管理科學(xué)化，以改革創(chuàng)新的精神積極推進(jìn)信息化，以信息化推動(dòng)國(guó)土資源管理的科學(xué)化，不斷開(kāi)創(chuàng)全國(guó)國(guó)土資源信息化建設(shè)的新局面。
GIS是一項(xiàng)新興技術(shù)，主要用于測(cè)量、分析、統(tǒng)計(jì)和處理數(shù)據(jù)，在地理信息中起基礎(chǔ)性作用，地理信息系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)軟件支持下可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)的處理和有效管理，同時(shí)分析出各種空間之間存在的關(guān)系，因此，GIS（地理信息系統(tǒng)）能夠?yàn)閲?guó)土資源管理提供數(shù)據(jù)支持，即為國(guó)土資源信息化管理提供有效的現(xiàn)代化手段與技術(shù)支撐。
二、國(guó)土資源管理信息化應(yīng)用GIS技術(shù)的必要性
GIS （Geographic Information Systems） 是為特定的應(yīng)用目標(biāo)而建立的空間信息系統(tǒng)， 是在計(jì)算機(jī)軟件、 硬件及網(wǎng)絡(luò)支持下， 對(duì)有關(guān)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、輸入、存儲(chǔ)、查詢、檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)。一個(gè)完整的地理信息系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)、地理空間數(shù)據(jù)、系統(tǒng)操作人員四個(gè)部分組成。
GIS（地理信息系統(tǒng)） 是“綜合處理和分析空間數(shù)據(jù)的一種技術(shù)系統(tǒng)。它是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下，對(duì)空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，實(shí)時(shí)提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)而建立起來(lái)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)”。地理信息系統(tǒng)包含較為廣泛，它是一門“集計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、現(xiàn)代地理學(xué)、測(cè)繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)和管理科學(xué)為一體的新興邊緣科學(xué)”。GIS（地理信息系統(tǒng)） 具有地理定位、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、多維結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。結(jié)合GIS（地理信息系統(tǒng)） 定義與概念及其特點(diǎn)，GIS的應(yīng)用極為廣泛，需要分析空間地理位置的時(shí)候都可能用到 GIS。可以說(shuō)在信息化時(shí)代的今天 GIS已經(jīng)深入到各行各業(yè)需要處理到這方面問(wèn)題的生產(chǎn)、生活、與學(xué)習(xí)、工作中，成為了我們有力的信息工具。近年來(lái)我國(guó)各級(jí)國(guó)土資源管理部門均高度重視國(guó)土資源信息化建設(shè)，GIS（地理信息系統(tǒng)） 技術(shù)的開(kāi)發(fā)，其為國(guó)土資源管理信息化提供了一種很有效的現(xiàn)代化手段。
三、GIS技術(shù)在國(guó)土資源管理中的應(yīng)用
國(guó)土資源是指在國(guó)家管轄范圍內(nèi)可以利用的一切資源的總和，包括礦產(chǎn)資源、土地資源、海洋資源等一切自然資源和勞動(dòng)力資源，以及兩者結(jié)合衍生出來(lái)的經(jīng)濟(jì)資源的總稱。國(guó)土資源是國(guó)土資源管理的靈魂，更是國(guó)家和人民賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。GIS技術(shù)在國(guó)土資源管理中的應(yīng)用主要有以下方面。
1、在土地利用、分析、評(píng)估方面的應(yīng)用
利用GIS通過(guò)建立土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)，可以及時(shí)了解各類土地?cái)?shù)據(jù)的總量、位置、范圍、面積等，也可以應(yīng)用于土地利用變更調(diào)查工作中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、匯總、上報(bào)，還可以有效地檢查實(shí)地、圖紙、數(shù)據(jù)是否套合，以實(shí)現(xiàn)對(duì)土地的監(jiān)管；建立基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)信息系統(tǒng)可以有效地監(jiān)測(cè)并保護(hù)農(nóng)田，防止對(duì)農(nóng)田的過(guò)度利用，達(dá)到科學(xué)合理地利用土地；建立土地利用規(guī)劃信息系統(tǒng)，可以指導(dǎo)人們合理利用土地及監(jiān)測(cè)并評(píng)估土地規(guī)劃的科學(xué)性與合理性， 并及時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正。
2、在災(zāi)情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)評(píng)估方面的應(yīng)用
根據(jù)GIS的地理空間數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)一些地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地區(qū)進(jìn)行檢測(cè)，可以防范并減少災(zāi)害帶來(lái)的損失。根據(jù)歷史資料和數(shù)據(jù)， 利用GIS系統(tǒng)預(yù)測(cè)該地區(qū)可能發(fā)生的變故、災(zāi)情類型及規(guī)模，進(jìn)而擬定相應(yīng)的防災(zāi)減災(zāi)措施。如國(guó)土資源部地質(zhì)災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警示范站，就是依托GIS建設(shè)的，僅2010年全國(guó)成功避讓各類地質(zhì)災(zāi)害就達(dá)1000多起，從而大大減少了人們生命財(cái)產(chǎn)的損失。利用三維GIS 技術(shù)，進(jìn)行洪水淹沒(méi)區(qū)分析，可掌握該地區(qū)的防洪抗洪能力，模擬洪水淹沒(méi)過(guò)程并對(duì)災(zāi)情的不同級(jí)別進(jìn)行預(yù)測(cè)， 當(dāng)達(dá)到某一級(jí)別時(shí)提供相應(yīng)的報(bào)警信息、應(yīng)急措施和救援信息，為災(zāi)情應(yīng)急指揮工作奠定了基礎(chǔ)。
3、在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用
在環(huán)境保護(hù)方面，利用GIS技術(shù)與遙感技術(shù)結(jié)合，建立環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，可快速掌握土地利用、土地覆蓋現(xiàn)狀、水土流失、荒漠化、森林砍伐面積等情況，根據(jù)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)，為政府規(guī)劃決策、資源開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)等提供科學(xué)依據(jù)。把掌握的環(huán)境信息引入土地利用總體規(guī)劃編制中，可充分考慮某些區(qū)域生態(tài)環(huán)境的脆弱性和在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的用地需求的重要性，統(tǒng)籌合理安排各類建設(shè)用地的空間位置和面積范圍。
4、在政府制定政策方面的應(yīng)用
自從GIS應(yīng)用在國(guó)土資源管理的各項(xiàng)工作中以來(lái)，政府可及時(shí)掌握國(guó)土資源的各類信息。對(duì)于城市建設(shè)用地，政府可根據(jù)城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)展?fàn)顩r，制定合理的城市發(fā)展方向和各項(xiàng)政策；對(duì)于城鎮(zhèn)地籍，政府可根據(jù)地塊的位置、權(quán)屬、面積、用途等信息，制定合理的城市用地布局；對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害方面，政府可根據(jù)該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害信息，及時(shí)作出科學(xué)合理的防災(zāi)減災(zāi)決策。
5、在電子政務(wù)方面的應(yīng)用
基于GIS技術(shù)的以國(guó)土資源各類數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，以國(guó)土資源信息網(wǎng)絡(luò)為紐帶，以國(guó)土資源各項(xiàng)管理業(yè)務(wù)流程信息化為主線建設(shè)的電子政務(wù)系統(tǒng)在日常的建設(shè)用地審批、礦業(yè)權(quán)審批、地質(zhì)災(zāi)害管理、信息化辦公等方面都發(fā)揮了重要作用。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：數(shù)字城市、基礎(chǔ)地理信息、數(shù)據(jù)整合
1 數(shù)字城市
數(shù)字城市具有廣義和狹義兩種概念，廣義上講就是城市信息化，是綜合利用地理信息系統(tǒng)、遙感、全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體及虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，建立電子政府、電子商務(wù)企業(yè)，通過(guò)發(fā)展信息家電、遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)上醫(yī)療，建立信息化社區(qū)。狹義的數(shù)字城市是指利用數(shù)字地球理論，基于3S等關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)服務(wù)于城市規(guī)劃、建設(shè)、管理，服務(wù)于政府、企業(yè)、公眾，服務(wù)于人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的地理空間信息基礎(chǔ)設(shè)施和管理信息系統(tǒng)。通俗的講數(shù)字城市是指在城市規(guī)劃建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理以及城市生產(chǎn)與生活中，利用數(shù)字化信息處理技術(shù)，將城市的各種信息資源加以整合利用。
數(shù)字城市有基礎(chǔ)的三部分組成：第一部分是信息基礎(chǔ)設(shè)施，是由高速網(wǎng)絡(luò)支持的計(jì)算機(jī)服務(wù)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)；第二部分是數(shù)字城市的基礎(chǔ)框架，由各類基礎(chǔ)地理信息組成，在數(shù)字城市建設(shè)中，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)是“數(shù)字城市”建設(shè)框架的主要內(nèi)容，同時(shí)也是數(shù)字城市三維建模的基礎(chǔ)；第三部分是數(shù)字城市的管理使用者，城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施與數(shù)字城市是城市各職能部門與城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的集成，它包括城市規(guī)劃、建設(shè)、國(guó)土資源、市政公用設(shè)施、環(huán)保、電信、消防、防震減災(zāi)預(yù)測(cè)等。
2 基礎(chǔ)地理信息的現(xiàn)狀
數(shù)字城市建設(shè)中充分利用現(xiàn)有資料可以大大的節(jié)約建設(shè)成本及縮短建設(shè)周期，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是對(duì)城市目前發(fā)展?fàn)顩r的真實(shí)反映，只有保持了現(xiàn)勢(shì)性及必要的精度，才能充分發(fā)揮城市基礎(chǔ)地理信息的作用，更好地為城市發(fā)展規(guī)劃做好保障服務(wù)。但由于數(shù)字城市建設(shè)中所收集來(lái)的各類基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)形式、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及提供部門等存在多源性、多維性、類型多樣性、動(dòng)態(tài)性、關(guān)聯(lián)性等特點(diǎn)，因此必須根據(jù)數(shù)字城市建設(shè)的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行整合才能利用?；A(chǔ)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行整合時(shí)應(yīng)根據(jù)數(shù)字城市的相關(guān)規(guī)范和要求從數(shù)據(jù)的格式、數(shù)據(jù)的測(cè)繪基準(zhǔn)、數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性等方面進(jìn)行。
（1）數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一
各部門根據(jù)自身需要實(shí)測(cè)和收集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，由于使用數(shù)據(jù)平臺(tái)、應(yīng)用需求不同，數(shù)據(jù)格式五花八門，另外各部門數(shù)據(jù)采集的技術(shù)手段、技術(shù)方法、時(shí)間不同，造成數(shù)據(jù)的不一致性，各部門間很難進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和信息共享。要充分利用這些數(shù)據(jù)，必須使用相關(guān)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將各類數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字城市建設(shè)認(rèn)可的、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，如DLG常見(jiàn)的數(shù)據(jù)格式為dxf、shapefile等。
（2） 數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市建設(shè)與改造使得城市現(xiàn)狀發(fā)生很大的變化，已有的空間地理數(shù)據(jù)都不是最新的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，現(xiàn)勢(shì)性不強(qiáng)，因此，已有基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的更新是建設(shè)“數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)”必須解決的問(wèn)題之一。
（3） 測(cè)繪基準(zhǔn)的統(tǒng)一
空間數(shù)據(jù)在獲取時(shí)各部門根據(jù)自己的使用方便及要求，使用的測(cè)繪基準(zhǔn)也不相同，這些數(shù)據(jù)如果不通過(guò)投影變換根本無(wú)法直接疊加在一起使用，因此數(shù)據(jù)收集時(shí)應(yīng)注意收集數(shù)據(jù)的測(cè)繪基準(zhǔn)信息，以便在數(shù)字城市建設(shè)中方便投影變換，統(tǒng)一數(shù)據(jù)的測(cè)繪基準(zhǔn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的無(wú)縫銜接。
3 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)整合要求及方法
數(shù)字城市建設(shè)需整合各部門的數(shù)據(jù)，如測(cè)繪、國(guó)土、建設(shè)、交通、水利、電力等各個(gè)部門的數(shù)據(jù)，他們所提供的數(shù)據(jù)在采集、編輯機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)等方面均參照本行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)分層、屬性信息及質(zhì)量等方面均不相同。因此針對(duì)以上的因素，在數(shù)據(jù)進(jìn)行整合時(shí)應(yīng)由一下幾個(gè)環(huán)節(jié)，具體流程如圖1所示。
（1）數(shù)據(jù)的收集與分析
數(shù)據(jù)需收集測(cè)繪、國(guó)土、建設(shè)、交通、水利、電力等各個(gè)部門的相關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)收集完成后，應(yīng)首先分析源數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及空間分層、屬性信息及數(shù)據(jù)質(zhì)量等，找出與數(shù)字城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及要求間的差異，建立新舊標(biāo)準(zhǔn)及各矢量圖層之間的關(guān)系對(duì)照表。
（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及入庫(kù)
數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、投影變換、分類代碼的轉(zhuǎn)換、圖層的定義及重新分類、已有屬性信息的提取等處理，使之初步符合數(shù)字城市建設(shè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
矢量格式轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)應(yīng)滿足以下要求：空間實(shí)體無(wú)丟失，空間實(shí)體幾何精度符合要求，空間實(shí)體屬性內(nèi)容無(wú)缺失，不改變實(shí)體之間、實(shí)體與屬性之間的關(guān)系。DOM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)應(yīng)滿足以下要求：DOM數(shù)據(jù)的顏色不失真，DOM數(shù)據(jù)分辨率不降低。DEM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)應(yīng)滿足以下要求：格網(wǎng)點(diǎn)的平面坐標(biāo)應(yīng)保證正確，格網(wǎng)點(diǎn)的高程值應(yīng)保證正確。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換入庫(kù)后應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯處理、接邊處理、拓?fù)潢P(guān)系處理、屬性信息檢查及補(bǔ)錄等工作。
矢量數(shù)據(jù)編輯處理完成后應(yīng)滿足：要素分層符合規(guī)范設(shè)計(jì)要求，圖層設(shè)計(jì)及整理要求應(yīng)符合數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，屬性數(shù)據(jù)填寫正確，數(shù)據(jù)代碼正確。數(shù)據(jù)接邊后應(yīng)保證分層實(shí)體及屬性值應(yīng)保持一致，圖層內(nèi)部及圖層間拓?fù)潢P(guān)系正確；接邊時(shí)低精度數(shù)據(jù)服從高精度數(shù)據(jù)。影像數(shù)據(jù)整理鑲嵌需具有相同分辨率的才能鑲嵌。并且應(yīng)保證：地理覆蓋完整，鑲嵌后無(wú)模糊或重影、色調(diào)均勻、紋理清晰。DEM數(shù)據(jù)接邊重疊區(qū)格網(wǎng)點(diǎn)高程值一致。
（4）數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查
數(shù)據(jù)整合完成后，應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢查，檢查數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的正確性、數(shù)據(jù)的完整性、邏輯一致性、合理性、屬性數(shù)據(jù)正確性、附屬資料完整性等內(nèi)容。
4 結(jié)束語(yǔ)
數(shù)字城市建設(shè)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，充分利用現(xiàn)有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可以提高數(shù)字城市建設(shè)速度，降低經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成本?；A(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)應(yīng)在采集、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)等采用國(guó)家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)各行業(yè)數(shù)據(jù)的共享，更好的數(shù)字城市建設(shè)與應(yīng)用、經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。
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[關(guān)鍵詞]：地理信息系統(tǒng)；水土保持；空間數(shù)據(jù)庫(kù)
[Abstract]:The geography information system (GIS) is the analysisand the processing magnanimous geography data general technology.Itdiscussed the geography system research main content, and beforeopposition geography information system essential technical measure in conservation of water and soil plan system application, specificallyhad to sum goal in view of conservation of water and soil management,analyzed one based on the relational database model conservation ofwater and soil plan information system in the GIS application basicfunction.
[keywords]:Geography information system;Conservation of waterand soil;Spatial database
中圖分類號(hào)：S157.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）02-0020-02
1前言 地理信息系統(tǒng)（Geoqrphic Information System, 簡(jiǎn)稱GIS）管理空間信息和數(shù)據(jù)庫(kù)屬性數(shù)據(jù)，廣泛應(yīng)用于國(guó)防建設(shè)、城市規(guī)劃、資源管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域；目前國(guó)產(chǎn)GIS軟件種類很多（如： MAPGIS、VTEWGIS）在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用與推廣，極大激勵(lì)了GIS技術(shù)的發(fā)展，被列入各國(guó)高科技重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，已成為各領(lǐng)域數(shù)字信息化建設(shè)首選的高科技軟件。
2 GIS技術(shù)的概述及其研究?jī)?nèi)容
2.1 GIS的概念
GIS是一門多學(xué)科綜合的邊緣學(xué)科，其核心是計(jì)算機(jī)科學(xué)，基本技術(shù)是數(shù)據(jù)庫(kù)，地圖可視化及空間分析，而GIS是計(jì)算機(jī)科學(xué)，地理系統(tǒng)測(cè)量學(xué)、地圖學(xué)、空間學(xué)、信息科學(xué)等多門學(xué)科綜合的技術(shù)。
GIS狹義的概念可以理解為：1基于數(shù)據(jù)庫(kù)的定義：GIS的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)有空間次序，并且提供一個(gè)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的操作集合，用來(lái)回答對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中空間實(shí)體的查詢；2基于功能的定義：GIS是采集、存儲(chǔ)、檢查、操作、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的系統(tǒng)；3基于應(yīng)用的定義：由于GIS應(yīng)用領(lǐng)域的不同， GIS可分為土地信息系統(tǒng)、水土保持規(guī)劃信息系統(tǒng)、空間決策支持系統(tǒng)等。
2.2 GIS研究的內(nèi)容
GIS是一種決策支持系統(tǒng),它與其他信息系統(tǒng)的主要區(qū)別是其存儲(chǔ)和處理的信息是經(jīng)過(guò)地理編碼的,地理位置及與位置有關(guān)的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分。一個(gè)完整的地理信息系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)(或空間數(shù)據(jù)) 、系統(tǒng)操作人員4 個(gè)部分組成。
2.2.1 輸入系統(tǒng)：地理數(shù)據(jù)如何有效地輸入到GIS中是一項(xiàng)瑣碎、費(fèi)時(shí)、代價(jià)昂貴的工作，大多數(shù)的地理數(shù)據(jù)是從低質(zhì)地圖輸入GIS。掃描輸入則面臨另一個(gè)問(wèn)題，掃描得到的柵格數(shù)據(jù)如何變換成GIS數(shù)據(jù)庫(kù)通常要求的點(diǎn)、線、面、拓?fù)潢P(guān)系屬性等形式，一般采用交互式的地圖識(shí)別是矢量化方法的一種較為現(xiàn)實(shí)的理想輸入方法，而全自動(dòng)的智能地圖識(shí)別方法采用較少。
2.2.2 存儲(chǔ)系統(tǒng)：GIS中的數(shù)據(jù)分為柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)兩類，如何在計(jì)算機(jī)中有效存儲(chǔ)和管理這兩類數(shù)據(jù)是GIS的基本問(wèn)題。大多數(shù)的GIS系統(tǒng)中采用了分層技術(shù)，即根據(jù)地圖的某些特征，把它分成若干層，整張地圖是所有層疊加的結(jié)果，可同時(shí)高效地處理上萬(wàn)幅的海量地圖庫(kù)。在與用戶的交換過(guò)程中只處理涉及到的層，而不是整幅地圖，因而能夠?qū)τ脩舻囊笞龀隹焖俜磻?yīng)和處理。
2.2.3 地理數(shù)據(jù)的操作：GIS對(duì)圖形數(shù)據(jù)(點(diǎn)、線、面)和屬性數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改等基本操作中對(duì)數(shù)據(jù)的操作提供了對(duì)地理數(shù)據(jù)有效管理的手段，GIS并使圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)緊密結(jié)合在一起，形成對(duì)地物的描述。
2.2.4 空間分析： GIS的空間分析分為矢量數(shù)據(jù)空間分析和柵格數(shù)據(jù)空間分析兩類：矢量數(shù)據(jù)空間分析通常包括：空間數(shù)據(jù)查詢和屬性分析，多邊形的重新分類、邊界消除與合并，點(diǎn)線、點(diǎn)與多邊形、線與多邊形、多邊形與多邊形的疊加，緩沖區(qū)分析，網(wǎng)絡(luò)分析，面運(yùn)算，目標(biāo)集統(tǒng)計(jì)分析；柵格數(shù)據(jù)空間分析功能通常包括：記錄分析、疊加分析、濾波分析、擴(kuò)展領(lǐng)域操作、區(qū)域操作、統(tǒng)計(jì)分析。
2.2.5 輸出：數(shù)據(jù)分析的結(jié)果以合適的形式輸出是GIS問(wèn)題求解方程過(guò)程的最后一道工序，輸出形式通常有在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示或通過(guò)繪圖儀輸出。
3 地理信息系統(tǒng)模塊在水土保持中的應(yīng)用分析
在水土保持領(lǐng)域,有鐵路工程水土流失監(jiān)測(cè)與管理、黃土丘陵溝壑區(qū)小流域侵蝕產(chǎn)沙的地貌分帶研究、土壤侵蝕與土地利用關(guān)系研究、區(qū)域水土流失快速定量評(píng)價(jià)、巖溶地區(qū)水土流失遙感定量監(jiān)測(cè)研究、土壤侵蝕與其背景的空間分析,建立了小流域水土保持規(guī)劃信息系統(tǒng)、區(qū)域水土流失評(píng)價(jià)模型、土壤侵蝕背景數(shù)據(jù)庫(kù)、水土流失遙感定量模型、水土保持土壤侵蝕信息系統(tǒng)。
3.1 水土保持規(guī)劃系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)GIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)均采用專門設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。例如，Arc/Info采用AML或C++語(yǔ)言，加上龐大的函數(shù)、命令庫(kù)，使得開(kāi)發(fā)技術(shù)人員掌握難度較大，遞延了應(yīng)用產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。
3.2 水土保持規(guī)劃系統(tǒng)與GIS組件設(shè)計(jì)理論
對(duì)于GPS應(yīng)用，除了需要地圖顯示、信息查詢等一般的GIS功能外，還需要特定的應(yīng)用功能，如動(dòng)態(tài)目標(biāo)顯示、目標(biāo)鎖定等。這些GPS行業(yè)性應(yīng)用功能組件被封裝起來(lái)后，開(kāi)發(fā)者的工作就可簡(jiǎn)化為設(shè)置顯示目標(biāo)的圖例以及調(diào)用、接受數(shù)據(jù)的方法等。
3.3 水土保持系統(tǒng)在GIS使用中的優(yōu)點(diǎn)
將GIS的功能適當(dāng)抽象，以組件形式提供開(kāi)發(fā)者使用，會(huì)帶來(lái)許多傳統(tǒng)GIS工具無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。
3.3.1 GIS功能強(qiáng)大、系統(tǒng)處理速度快。
目前市場(chǎng)上開(kāi)發(fā)使用的GIS組件都是基于128位系統(tǒng)平臺(tái)的，采用InProc直接調(diào)用形式，所以無(wú)論是管理大數(shù)據(jù)的能力還是處理速度方面均不比傳統(tǒng)GIS軟件遜色。GIS組件完全能夠提供拼接、裁剪、疊合、緩沖區(qū)等空間處理能力和豐富的空間查詢與分析能力。
3.3.2 靈活方便、價(jià)格適宜。
組件化的GIS平臺(tái)集中提供空間數(shù)據(jù)管理能力，并且能以靈活的方式與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)連接這樣，用戶便能以較好的性能價(jià)格比獲得或開(kāi)發(fā)最優(yōu)GIS應(yīng)用系統(tǒng)。
3.4 水土保持規(guī)劃系統(tǒng)中的GIS系統(tǒng)基本功能
建立水土保持規(guī)劃信息系統(tǒng)的目標(biāo)是高效地管理海量的多時(shí)態(tài)水土保持利用數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水土資源的科學(xué)管理，及時(shí)提供科學(xué)、詳實(shí)、直觀的數(shù)據(jù)，為水土保持工程的實(shí)施決策提供科學(xué)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)水土保持生態(tài)資源總量動(dòng)態(tài)平衡，最終達(dá)到區(qū)域水土保持可持續(xù)發(fā)展。
3.4.1 查詢功能:水土保持規(guī)劃系統(tǒng)采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理空間數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)一體化，因此圖形和屬性之間相互查詢比較方便。查詢包括對(duì)圖形和屬性的雙向查詢、圖形定位等查詢功能。
3.4.2 統(tǒng)計(jì)分析功能:水土保持統(tǒng)計(jì)分析是水土保持規(guī)劃信息系統(tǒng)的重要組成部分。通過(guò)水土保持統(tǒng)計(jì)了解土地?cái)?shù)量結(jié)構(gòu)、利用狀況的區(qū)域分布特征。
3.4.3 變更編輯功能：水土保持規(guī)劃系統(tǒng)變更是指水土保持利用狀況發(fā)生的變化，即地類、面積發(fā)生的變化。系統(tǒng)提供各種圖形和屬性變更工具，圖形變更能夠直接輸入精確坐標(biāo)進(jìn)行變更操作，圖形變更時(shí)自動(dòng)生成新實(shí)體編號(hào)（如圖斑編號(hào)），避免重號(hào)的發(fā)生。
3.4.4 制圖顯示功能:制圖顯示功能包括常規(guī)的地圖操作，如放大、縮小，地圖圖層控制管理等；創(chuàng)建默認(rèn)水土保持規(guī)劃(現(xiàn)狀)利用圖，創(chuàng)建各種專題圖如單一值規(guī)劃圖、等級(jí)符號(hào)圖、統(tǒng)計(jì)專題圖等。利用等高線和高程點(diǎn)生成DEM和數(shù)字正射影像，并與水土保持利用圖疊加顯示，生成形象直觀的水土保持土地利用圖，可以很直觀地看出地類在地形上的分布情況。
3.4.5 輸出功能:根據(jù)用戶具體要求可以輸出多種形式的數(shù)據(jù)、報(bào)表、圖表，按小流域或者區(qū)劃可以輸出一定比例的水土保持土地利用圖、水土保持規(guī)劃圖、水土流失現(xiàn)狀圖等。
4GIS的應(yīng)用前景
目前，GIS的研究和應(yīng)用都處在一個(gè)高速發(fā)展的階段。未來(lái)空間數(shù)據(jù)采集和GIS技術(shù)將會(huì)有新的更大的發(fā)展，由于GIS本身的特點(diǎn)，過(guò)去建立起來(lái)的城市GIS系統(tǒng)的實(shí)際效益在未來(lái)幾年將會(huì)逐步顯示出來(lái)，人們的認(rèn)識(shí)會(huì)進(jìn)一步提高，城市GIS的生命力將愈加旺盛，并將會(huì)發(fā)揮應(yīng)有的、符合其特點(diǎn)的作用，GIS也將真正走向產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化。
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關(guān)鍵字：地理信息工程； 數(shù)字城市；信息化
Abstract: The digital city is the information technology city; it is one of the signs from the industrial age convert to the information age. At present, the building boom of a digital city is rise in China; most people regarded the construction of figures around the provinces and cities as the major strategic measures to promote local information.Key words: Geographic Information Engineering; digital city; information technology
中圖分類號(hào)：P208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
一、地理信息工程在數(shù)字城市中發(fā)展意義
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)正在經(jīng)歷一場(chǎng)全球規(guī)模最龐大、最劇烈的城市化運(yùn)動(dòng)。城市化的進(jìn)程中需要逐步實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化,而現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)則離不開(kāi)信息化。在解決城市管理信息化的過(guò)程中,我們遇到了眾多難點(diǎn):地理的分布性、資源的異構(gòu)性、事件的動(dòng)態(tài)性、局部的自治性,以及全局的協(xié)同性。解決這些問(wèn)題的主要途徑便是發(fā)展地理信息系統(tǒng)工程——數(shù)字城市技術(shù)。
二、地理信息系統(tǒng)工程與數(shù)字城市概述
1、地理信息系統(tǒng)工程
地理信息系統(tǒng)工程既是管理和分析空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用工程技術(shù)，又是跨越地球科學(xué)、信息科學(xué)和空間科學(xué)的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科。其技術(shù)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和相關(guān)的方法過(guò)程所組成，用以支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問(wèn)題。作為信息化社會(huì)城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)的一個(gè)重要組成部分,數(shù)字化城市將是滿足信息化社會(huì)中城市信息需求的全新解決方案,利用GIS技術(shù)建設(shè)數(shù)字化城市是滿足信息化社會(huì)中城市信息需求的全新解決方案。
a)、GIS的物理外殼是計(jì)算機(jī)化的技術(shù)系統(tǒng)，它又由若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)構(gòu)成，如數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和分析子系統(tǒng)、圖像處理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)產(chǎn)品輸出子系統(tǒng)等，這些子系統(tǒng)的優(yōu)劣、結(jié)構(gòu)直接影響著GIS的硬件平臺(tái)、功能、效率、數(shù)據(jù)處理的方式和產(chǎn)品輸出的類型。
b）、GIS的操作對(duì)象是空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，即點(diǎn)、線、面、體這類有三維要素的地理實(shí)體?？臻g數(shù)據(jù)的最根本特點(diǎn)是每一個(gè)數(shù)據(jù)都按統(tǒng)一的地理坐標(biāo)進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)其定位、定性和定量的描述、這是GIS區(qū)別于其它類型信息系統(tǒng)的根本標(biāo)志，也是其技術(shù)難點(diǎn)之所在。
c）、GIS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于它的數(shù)據(jù)綜合、模擬與分析評(píng)價(jià)能力，可以得到常規(guī)方法或普通信息系統(tǒng)難以得到的重要信息，實(shí)現(xiàn)地理空間過(guò)程演化的模擬和預(yù)測(cè)。
d）、 GIS與測(cè)繪學(xué)和地理學(xué)有著密切的關(guān)系。大地測(cè)量、工程測(cè)量、礦山測(cè)量、地籍測(cè)量、航空攝影測(cè)量和遙感技術(shù)為GIS中的空間實(shí)體提供各種不同比例尺和精度的定位數(shù)；電子速測(cè)儀、GPS全球定位技術(shù)、解析或數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站、遙感圖像處理系統(tǒng)等現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的使用，可直接、快速和自動(dòng)地獲取空間目標(biāo)的數(shù)字信息產(chǎn)品，為GIS提供豐富和更為實(shí)時(shí)的信息源，并促使GIS向更高層次發(fā)展。地理學(xué)是GIS的理論依托。
2、數(shù)字城市
數(shù)字城市是綜合運(yùn)用地理信息系統(tǒng)、遙感、遙測(cè)、寬帶網(wǎng)絡(luò)、多媒體及虛擬仿真等技術(shù),對(duì)城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行信息自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理和輔助決策服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng);它具有城市地理、資源、生態(tài)環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬仿真、優(yōu)化決策支持和可視化表現(xiàn)等強(qiáng)大功能。作為數(shù)字城市建設(shè)過(guò)程中的重要技術(shù)支撐之一的地理信息系統(tǒng)(Geographic In-formation System,GIS)是一項(xiàng)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的新興技術(shù)。
3．地理信息系統(tǒng)工程在數(shù)字城市中的應(yīng)用
地理信息系統(tǒng)工程的應(yīng)用主要是應(yīng)用GIS對(duì)地球表層人文經(jīng)濟(jì)和自然資源及環(huán)境等多種信息進(jìn)行管理和分析，以掌握城鄉(xiāng)和區(qū)域的自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)地理要素使它成為國(guó)家宏觀決策和區(qū)域多目標(biāo)開(kāi)發(fā)的依據(jù)，從而為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。
目前的主要應(yīng)用方面：
數(shù)字化資源清查。此為地理信息系統(tǒng)最基本的職能，主要任務(wù)是將分散在各部門的信息匯集在一起，并通過(guò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和覆蓋分析功能。
城鄉(xiāng)規(guī)劃。把涉及到的各種資源環(huán)境、人口、交通、經(jīng)濟(jì)、教育、文化和金融等多個(gè)地理變量和大量數(shù)據(jù)歸并到同一系統(tǒng)中，最后進(jìn)行城市與區(qū)域的多目標(biāo)的開(kāi)發(fā)和規(guī)劃。
數(shù)字城市環(huán)境管理。涉及人類社會(huì)活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的一切領(lǐng)域，傳統(tǒng)的環(huán)境管理方式在不斷受到挑戰(zhàn)并逐漸落后的情況下，地理信息系統(tǒng)工程可以結(jié)合市政建設(shè)、綠化城市、環(huán)境監(jiān)測(cè)，提高現(xiàn)代化數(shù)字城市水平。
數(shù)字城市管網(wǎng)：包括供水、排水、供電、供氣及電纜系統(tǒng)，建立二維矢量拓?fù)潢P(guān)系，利用網(wǎng)絡(luò)分析功能，為數(shù)字城市管網(wǎng)設(shè)計(jì)管理提供強(qiáng)有力的工具。
四、發(fā)展信息信息工程系統(tǒng)數(shù)字城市的現(xiàn)實(shí)意義
1 .“數(shù)字城市”（digital city）是一個(gè)概念，它是“數(shù)字地球”的一個(gè)組成部分，可以看作是一個(gè)系統(tǒng)工程或發(fā)展戰(zhàn)略，但不能看作是一個(gè)項(xiàng)目或一個(gè)系統(tǒng)。它可能包括了很多系統(tǒng)，但是要對(duì)它下一個(gè)確切的定義是很難的，也難以界定哪些是屬于數(shù)字城市的內(nèi)容，到了什么樣的信息化水平可以看作是實(shí)現(xiàn)了數(shù)字城市。但它并不是一個(gè)虛擬的東西，也不是一個(gè)可望而不可及的東西，它是一個(gè)在未來(lái)城市建設(shè)和城市生活中隨處可見(jiàn)，隨時(shí)可用，無(wú)處不在的“系統(tǒng)”?！皵?shù)字城市”是一個(gè)城市發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，并有一個(gè)逐漸發(fā)展的過(guò)程，而且在發(fā)展過(guò)程中將會(huì)對(duì)城市建設(shè)、市民生活、經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸帶來(lái)效益和方便。
2 ."數(shù)字城市"是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，它是城市發(fā)展和社會(huì)信息化的必然趨勢(shì)，也是城市發(fā)展的新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。目前的技術(shù)已基本成熟。"數(shù)字城市"作為一個(gè)戰(zhàn)略目標(biāo)早啟動(dòng)、早規(guī)劃比晚啟動(dòng)、晚規(guī)劃要好。要抓住網(wǎng)絡(luò)資源與數(shù)據(jù)資源共享與互聯(lián)這兩個(gè)核心環(huán)節(jié)，作好規(guī)劃，解決政策、標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)問(wèn)題，先起動(dòng)一些投資小見(jiàn)效快的項(xiàng)目，力爭(zhēng)由"數(shù)字城市"的項(xiàng)目養(yǎng)"數(shù)字城市"工程，加快推進(jìn)"數(shù)字城市"建設(shè)。
五、地理信息系統(tǒng)在數(shù)字城市中應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)范例
如今，以“數(shù)字城市”為主要內(nèi)容的城市軟環(huán)境建設(shè)已成為遼寧省實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的重要舉措，未來(lái)將攜手遼寧省各級(jí)單位推進(jìn)多級(jí)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)發(fā)展，構(gòu)建數(shù)字城市應(yīng)用生態(tài)，共同服務(wù)當(dāng)?shù)孛裆ㄔO(shè)。
從遼寧省測(cè)繪地理信息局獨(dú)家獲悉，沈陽(yáng)等5個(gè)城市將建設(shè)數(shù)字城市地理數(shù)據(jù)工程，一張超級(jí)“電子地圖”將可以幫您處理好周邊生活。
省測(cè)繪地信局地理信息開(kāi)發(fā)與應(yīng)用處副處長(zhǎng)王寶利介紹，數(shù)字城市地理數(shù)據(jù)工程是以地圖為依托，加入民警巡邏、樓盤人數(shù)和價(jià)格等大批信息，協(xié)助市民和政府處理好難題，是一張“超級(jí)地圖”。與普通地圖不同，“超級(jí)地圖”制作以飛機(jī)航拍圖和衛(wèi)星遙感地圖為依托。飛機(jī)在2000米左右的高空將拍攝“航拍圖”，并通過(guò)衛(wèi)星定位等方式，將所有地理信息進(jìn)行定位，精確度達(dá)到0.2米。打開(kāi)地圖，看到的不僅是黑色的街路，還能看到灰色樓體、綠樹(shù)以及藍(lán)色的河流，基本是真實(shí)圖景。
也就是說(shuō)，沈陽(yáng)市內(nèi)20厘米以上的固定物體都將在“超級(jí)地圖”上標(biāo)注。除了地面上信息外，超級(jí)地圖還會(huì)把地下管網(wǎng)信息進(jìn)行標(biāo)注，方便維修工程。在“超級(jí)地圖”上，樓盤價(jià)格、小區(qū)人口數(shù)、各街道內(nèi)和各城區(qū)內(nèi)生產(chǎn)產(chǎn)值等內(nèi)容，都能看到。
總結(jié)：在現(xiàn)代生活中，信息技術(shù),特別是因特網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展和普及，不僅使全球信息化進(jìn)程進(jìn)一步加快，而且改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。地理信息工程在數(shù)字城市中所起的作用越來(lái)越顯著。
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關(guān)鍵詞：全球離散格網(wǎng)；網(wǎng)邊變形；同素格網(wǎng)帶
隨著全球問(wèn)題研究的深入，越來(lái)越多的宏觀應(yīng)用需要在全球范圍尺度上操作，如果繼續(xù)沿用地圖投影，將球面或橢球面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到平面上處理則會(huì)出現(xiàn)許多問(wèn)題。全球離散格網(wǎng)有望從根本上解決平面格網(wǎng)模型在全球多尺度數(shù)據(jù)管理上的數(shù)據(jù)斷裂變形和拓?fù)洳灰恢滦缘葐?wèn)題[1]。常用的全球離散格網(wǎng)是經(jīng)緯度格網(wǎng)，它符合人們的習(xí)慣，但從赤道到兩極它在面積和形狀上的變化越來(lái)越大[2]。QTM 幾何變形穩(wěn)定，且具有層次性、點(diǎn)位分布較均勻等特點(diǎn)，但其不能直接利用經(jīng)緯度坐標(biāo)系下的數(shù)據(jù)源需進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)換，而QTM 地址碼與經(jīng)緯度之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換較復(fù)雜且存在精度損失[3]。全球等面積四叉樹(shù)離散格網(wǎng)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)嚴(yán)密、無(wú)面積變形且與經(jīng)緯線方向一致，本文在極點(diǎn)片狀全球等積離散格網(wǎng)建立的四叉樹(shù)模型的基礎(chǔ)上，給出了網(wǎng)邊變性的遞推公式并進(jìn)行了分析比較。
一、等面積四叉樹(shù)全球離散格網(wǎng)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
1.球冠、球帶
對(duì)于半徑R的球面垂直于直徑的平面將其分割成兩個(gè)部分，把高度小于或等于R的部分稱作球冠。垂直于直徑的兩平面將其分割分成三個(gè)部分，處于兩分割平面之間的部分稱作球帶[4]。
2.球冠等積四叉樹(shù)分割
圖1球冠四分模式
（1）分割模式
圖1中半徑R高度H 的球冠a 分成四部分常有（b）、（c）兩種形式。稱（b）模式為極點(diǎn)片狀等面積四分模式，四個(gè)格網(wǎng)呈兩層排列，頂層是一個(gè)子球冠格網(wǎng)，底層為處于同一球帶上的三個(gè)梯形格網(wǎng)；稱（c）模式為極點(diǎn)瓣?duì)钏姆帜Ｊ?。若從極點(diǎn)近鄰區(qū)域應(yīng)屬同一個(gè)格網(wǎng)來(lái)著眼，（b）模式比（c）模式要好[5]。
（2）極點(diǎn)片狀等積格網(wǎng)四叉樹(shù)
圖1中（b）為球冠的一級(jí)分割，規(guī)定一級(jí)梯形格網(wǎng)分割線為-120°、0°、120°三條經(jīng)線。對(duì)一級(jí)子球冠格網(wǎng)，以H/16 的緯線平面及-120°、0°、120°三條經(jīng)線進(jìn)行分割，又被分成四個(gè)二級(jí)格網(wǎng)；對(duì)一級(jí)梯形格網(wǎng)以過(guò)球帶高中點(diǎn)的緯線平面及格網(wǎng)中央經(jīng)線進(jìn)行分割，形成中帶底色的12個(gè)等面積格網(wǎng)。這樣二級(jí)格網(wǎng)共有16個(gè)。按照這種方法可無(wú)限繼續(xù)進(jìn)行，各級(jí)格網(wǎng)形成一顆四叉樹(shù)。
（3）球帶格網(wǎng)的等積四叉樹(shù)分割
在球冠的二級(jí)四叉樹(shù)分割中，頂部子球冠格網(wǎng)被進(jìn)一步被分成一個(gè)次級(jí)球冠格網(wǎng)與三個(gè)同一球帶上的格網(wǎng)外，其余非球冠格網(wǎng)則屬同一球帶上格網(wǎng)的等積四叉樹(shù)分割，其分割方法為每個(gè)球帶格網(wǎng)的中央經(jīng)線與過(guò)球帶高中點(diǎn)的緯圈。
二、等面積四叉樹(shù)全球離散格網(wǎng)變形分析
格網(wǎng)的幾何穩(wěn)定性是格網(wǎng)模型的基本特性，對(duì)于保持格網(wǎng)的精度有著重要意義，直接影響到不同分辨率下地理實(shí)體的表達(dá)和操作的精確性。格網(wǎng)的幾何均勻性及其在不同分辨率剖分層次下的穩(wěn)定性是實(shí)踐應(yīng)用中選擇格網(wǎng)的一個(gè)重要參考指標(biāo)。
1.等面積四叉樹(shù)全球離散格網(wǎng)網(wǎng)邊變形遞推公式
對(duì)于半球的等面積格網(wǎng)即球冠半徑及高度均為地球參考球面半徑R。每個(gè)格網(wǎng)長(zhǎng)度應(yīng)該為該格網(wǎng)所在緯線圈周長(zhǎng)除以該格網(wǎng)帶的列數(shù)。利用公式：緯線圈周長(zhǎng)= 2πRcos，其中為該緯線圈的緯度值。又當(dāng)帶號(hào)m不等于等面積格網(wǎng)的級(jí)數(shù)n+1時(shí)，第m同素格網(wǎng)帶的列數(shù)。
以一號(hào)Cm=3*2n-m。格網(wǎng)帶為例，其中最大邊為赤道，其緯線圈長(zhǎng)度為2πR，隨著遞歸剖分其每個(gè)格網(wǎng)帶的長(zhǎng)度應(yīng)為2πR/3*2n-m。由于該同素格網(wǎng)帶帶高不會(huì)變即為3R/4，所以最上邊即最短邊的緯線圈長(zhǎng)度也不會(huì)變，依據(jù)緯度定義有，可得緯度=arcsin3/4，因此該邊隨著格網(wǎng)的遞歸剖分其每個(gè)格網(wǎng)帶的長(zhǎng)度應(yīng)為2πRcos/3*2n-m。
而對(duì)于最上邊和最下邊之間的格網(wǎng)，由于其緯度會(huì)隨著網(wǎng)高的不同而有所變化，所以要先計(jì)算出其網(wǎng)高，進(jìn)一步推出緯度即可得緯線圈長(zhǎng)度。依據(jù)公式：網(wǎng)高=帶高/行數(shù)，即hm=Hm/rm，當(dāng)帶數(shù)不等于等面積格網(wǎng)級(jí)數(shù)n+1時(shí)，網(wǎng)高h(yuǎn)m=3R/4m*2n-m，依據(jù)緯度定義有，再依據(jù)緯線圈長(zhǎng)度除以列數(shù)即可。也就是最下邊l=2πR/3*2n-m，最上邊l=2πRcos/3*2n-m（=arcsin3/4），中間格網(wǎng)l=2πRcos/3*2n-m（=arcsin3R/4m*2n-m）。
2.網(wǎng)邊變形結(jié)果
選取西安80坐標(biāo)系，其參考橢球體為1975國(guó)際橢球體，參數(shù)為a=6378140m，b=6356755.288m，e2=0.006694384999588。因此依據(jù)等面積球體半徑計(jì)算公式R等面積=a（1-1/6e2-17/360e4），得R=6371010.222m。表1為上述給出的遞推公式求得的邊長(zhǎng)在不同層次的變化。
3.網(wǎng)邊變形分析
（1）QTM格網(wǎng)的幾何變形計(jì)算
根據(jù)QTM曲面面積和弧距計(jì)算公式[6]，得QTM最大邊最小邊比值 （表2）
表1.邊長(zhǎng)在不同層次的變化
等面積
格網(wǎng)級(jí)數(shù) 行數(shù)（由下向上） 下邊格網(wǎng)長(zhǎng)度 上邊格網(wǎng)長(zhǎng)度 上下邊比值
1 1 13336648 8821926 1.51
2 1 6668324 6181536 1.08
2 6181536 4410963 1.4
3 1 3334162 3275147 1.02
2 3275147 3090768 1.06
3 3090768 2756685 1.12
4 2756685 2205481 1.25
4 1 1667081 1665997 1
2 1665997 1637574 1.02
3 1637574 1599898 1.03
4 1599898 1545385 1.04
5 1545385 1472533 1.05
6 1472533 1378343 1.07
7 1378343 1257926 1.1
8 1257926 1102741 1.14
表2.QTM模型最大邊與最小邊比值在不同層次的變化
QTM層次 三角形個(gè)數(shù) 邊長(zhǎng)/km 最大邊比最小邊
1 4 5000 1.42
2 16 2500 1.53
3 64 1250 1.61
4 256 625 1.69
5 1024 313 1.75
6 4096 256 1.79
7 16384 78 1.82
8 65536 39 1.83
9 262144 20 1.84
10 1048576 10 1.85
11 4194304 5 1.86
（2）QTM幾何變形分析
通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)：隨著格網(wǎng)的不斷細(xì)化，三角形的最大和最小面積的比值與最大和最小邊長(zhǎng)的比值越來(lái)越大，但是其變化的速度越來(lái)越小。
（3）分析比較
圖2.變形比值在不同層次的變化
1.隨著格網(wǎng)的不斷細(xì)化，變形由下向上不斷增大，但都保持在1左右
2.與QTM相比，格網(wǎng)變形要小的多且沒(méi)有面積變形（如圖2）
3.同樣具有收斂性，保持了近似均勻的特征
4.有利于球面實(shí)體的層次索引與擴(kuò)展操作，是比QTM更好的格網(wǎng)剖分模式
全球離散地理格網(wǎng)是基于球面的一種可以無(wú)限細(xì)分，但又不改變形狀的地球擬合格網(wǎng)，當(dāng)細(xì)分到一定程度時(shí)，可以達(dá)到模擬地球表面的目的。本文在對(duì)全球等面積四叉樹(shù)離散格網(wǎng)建模方法分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了網(wǎng)邊變形計(jì)算及分析，得出以下結(jié)論：
（1）全球等面積四叉樹(shù)離散格網(wǎng)在緯向上采用表現(xiàn)為緯圈到赤道面垂直距離的線量來(lái)控制，減小了格網(wǎng)的變形量。
（2）幾何變形穩(wěn)定。隨著格網(wǎng)的不斷細(xì)化，格網(wǎng)單元的最大、最小邊長(zhǎng)比越來(lái)越大，但變化速度越來(lái)越小，最終都收斂到1左右，使得其在遞歸剖分中，同樣保持近似均勻的特性，其變形閾值的存在為精度分析和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制提供了依據(jù)。
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[關(guān)鍵詞]公路工程；施工管理；信息系統(tǒng)；開(kāi)發(fā)；
中圖分類號(hào)：U415.1；P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）40-0359-01
結(jié)合工程施工管理特點(diǎn)，提出了利用WEBGIS技術(shù)建設(shè)公路的管理信息系統(tǒng)，沿著系統(tǒng)開(kāi)發(fā)路線，同時(shí)包括空間數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和實(shí)際設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)技術(shù)，從公路工程施工管理角度進(jìn)行一定應(yīng)用，對(duì)于公路開(kāi)發(fā)的探討、空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)和功能性模塊設(shè)計(jì)等方面都提出了非常好的建設(shè)方案。結(jié)合公路系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)于施工管理系統(tǒng)進(jìn)行一定設(shè)計(jì)，對(duì)于開(kāi)發(fā)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行詳盡闡述，總結(jié)結(jié)果，對(duì)于公路建設(shè)系統(tǒng)性問(wèn)題進(jìn)行一定分析研究。
一、WEBGIS公路管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
1、WEBGIS公路管理是GIS軟件發(fā)展必然趨勢(shì)，是很多領(lǐng)域都會(huì)涉及和應(yīng)用的技術(shù)，對(duì)于公路管理信息系統(tǒng)方面，也可以進(jìn)行這技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展，同時(shí)可以提出公路管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)方案技術(shù)。公路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)更加不斷增加了對(duì)于公路管理要求，對(duì)于公路管理更加要求不斷區(qū)域科學(xué)化和規(guī)范化，傳統(tǒng)依靠手工操作模式進(jìn)行管理的設(shè)計(jì)，已經(jīng)不能符合現(xiàn)代公路建設(shè)要求，利用遙感、地理信息系統(tǒng)、智能化和可視化技術(shù)都是非常常見(jiàn)問(wèn)題。
2、對(duì)于地理信息系統(tǒng)管理就是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理，目的就是更好的應(yīng)用于公路建設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)劃，對(duì)于WEBGIS也是目的是為了能夠很好利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行很好解決問(wèn)題，主要就是用于地理信息方面，這種技術(shù)也不斷背應(yīng)用于各個(gè)方面?，F(xiàn)代化公路建設(shè)嚴(yán)密的要求管理程序要不斷進(jìn)行更新，對(duì)于公路交通管理更是需要能夠非常好進(jìn)行全面建設(shè)，系統(tǒng)的進(jìn)行一定交通公路規(guī)劃和設(shè)計(jì)，也就是要很好利用先進(jìn)技術(shù)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高對(duì)于公路建設(shè)主要道路施工建設(shè)。
3、進(jìn)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)是系統(tǒng)整體解決方案主要內(nèi)容，建立公路數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)于公路中心數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息管理，對(duì)于路段數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，以便于更好查詢，建立基于公路管理數(shù)據(jù)主要解決方案，對(duì)于公路管理數(shù)據(jù)進(jìn)行一定報(bào)表管理和計(jì)劃管理規(guī)劃。還要對(duì)于公路規(guī)劃、公路施工、公路養(yǎng)護(hù)和安全環(huán)境等問(wèn)題都能夠進(jìn)行一定信息查詢，建立三維公路管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，進(jìn)行真實(shí)影響保存，結(jié)合公路周邊情況進(jìn)行一定分析和研究，更好提高對(duì)于公路建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和規(guī)劃。
二、公路建設(shè)施工管理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
1、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)集成系統(tǒng)應(yīng)用是公路信息化建設(shè)基礎(chǔ)性問(wèn)題，可以科學(xué)的進(jìn)行決策和科學(xué)進(jìn)行管理，提供非常直觀的數(shù)據(jù)信息，對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)也可以進(jìn)行整體系統(tǒng)分類，同時(shí)可以在數(shù)據(jù)中占有非常重要位置，對(duì)于數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和管理都能進(jìn)行一定信息統(tǒng)計(jì)和分析，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)還要考慮到數(shù)據(jù)合理性和規(guī)范性。目前利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行主流數(shù)據(jù)庫(kù)之間研究，可以很好結(jié)合實(shí)際進(jìn)行分析，可以有效的進(jìn)行可靠性和安全性空間數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。
2、數(shù)據(jù)庫(kù)物理分布研究
對(duì)于公路業(yè)務(wù)管理模式，數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都是非常嚴(yán)謹(jǐn)和嚴(yán)密的問(wèn)題，主要可以分為幾個(gè)方面內(nèi)容，公路屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，也就是公路普遍收集的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，可以直接反映公路急匆匆問(wèn)題，比如公路的動(dòng)態(tài)參數(shù)，公路概況，路基和路面主要構(gòu)造和交通量數(shù)據(jù)問(wèn)題。另一個(gè)就是公路空間數(shù)據(jù)庫(kù)，就是公路路線。服務(wù)區(qū)和公路治安報(bào)警裝置，公路市縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)等水系和社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息問(wèn)題。還有就是公路景觀數(shù)據(jù)庫(kù)，也就是公路管理人員對(duì)于公路主要景觀拍攝和儲(chǔ)存，也可以是建筑實(shí)體三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)。最后就是公路業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)，主要就是處理層面提供服務(wù)，公路的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，路況調(diào)查等問(wèn)題，路線數(shù)據(jù)和橋梁數(shù)據(jù)分析，公路綜合數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存，綜合數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存最高決策數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)公路數(shù)據(jù)庫(kù)和公路空間數(shù)據(jù)庫(kù)分析，可以非常高效進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)直接信息查詢，提供非常好的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模型。
三、WEBGIS基礎(chǔ)憑條軟件使用
1、使用比較常見(jiàn)的就是對(duì)于WEBGIS產(chǎn)品應(yīng)用，各個(gè)國(guó)家都有自己產(chǎn)品，根據(jù)公路管理需求分析，可以綜合考察應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器平臺(tái)使用設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用服務(wù)器策略進(jìn)行選擇，特別是對(duì)于這種技術(shù)系統(tǒng)使用方法研究。
2、系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)方案，在開(kāi)發(fā)的公路地理信息系統(tǒng)中，主要就是開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存，和數(shù)據(jù)庫(kù)具有空間地理屬性定義的數(shù)據(jù)盡可能的進(jìn)行動(dòng)態(tài)連接，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)相互自動(dòng)使用，可以和路徑分析進(jìn)行整體功能研究，采用界面模式進(jìn)行整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)，在互聯(lián)網(wǎng)上客戶端可以進(jìn)行一定擴(kuò)展，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，對(duì)于公路進(jìn)行一定監(jiān)控和模塊設(shè)計(jì)分析。
3、功能模塊的劃分設(shè)計(jì)是整個(gè)公路管理系統(tǒng)中非?；A(chǔ)性問(wèn)題，業(yè)務(wù)管理和統(tǒng)計(jì)報(bào)表管理等問(wèn)題，可以綜合進(jìn)行一定查詢和設(shè)計(jì)，對(duì)于數(shù)據(jù)模塊和特殊事故進(jìn)行處理的時(shí)候，各種數(shù)據(jù)都要非常合理，不論是景觀、空間和綜合型數(shù)據(jù)都要非常合理。
4、WEBGIS在公路管理系統(tǒng)中功能性設(shè)計(jì)研究，地圖預(yù)覽工具主要就是對(duì)于地圖進(jìn)行一定放大和縮小，全圖的顯示、漫游、移動(dòng)和歷史視圖進(jìn)行一定清晰分類和整體；另一個(gè)就是地圖顯示和控制部分，要根據(jù)需要進(jìn)行背景地圖圖層設(shè)計(jì)和地圖研究，打開(kāi)涂層進(jìn)行很好設(shè)置；地圖打印和保存方面要分解業(yè)務(wù)需要進(jìn)行一定專題圖和統(tǒng)計(jì)圖的制作，保存包特定格式圖形文件研究工作；對(duì)于地圖屬性查詢方面要能夠直接訪問(wèn)到公路數(shù)據(jù)庫(kù)和信息，比如歸于公路的路基和構(gòu)造物都可以進(jìn)行一定圖形制作，選中記錄地圖相應(yīng)的公路線路進(jìn)行查詢，對(duì)于公路周邊環(huán)境信息進(jìn)行一定圖形設(shè)計(jì)和制作。
5、還很好對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行一定統(tǒng)計(jì)和路線規(guī)劃工作，各類數(shù)據(jù)進(jìn)行一定統(tǒng)計(jì)，對(duì)于公路的通路里程、綠化里程、養(yǎng)護(hù)歷程和行政等級(jí)進(jìn)行一定線路情況統(tǒng)計(jì)，道路橋梁建設(shè)情況都要進(jìn)行很好設(shè)計(jì)和規(guī)劃研究。在地圖選擇上要對(duì)于地圖信息屬性進(jìn)行一定分類整理，對(duì)于公路線路、路基和路面等都要進(jìn)行沿線施工信息研究。還要對(duì)于公路空間進(jìn)行很好分析，公路沿線涉及到的草坪面積要配合公路信息進(jìn)行一定分析和路徑求解，同時(shí)還要對(duì)于功能性公路設(shè)計(jì)進(jìn)行一定研究。地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)要進(jìn)行共享整理，管理好地理數(shù)據(jù)屬性問(wèn)題，保證地理數(shù)據(jù)安全有效，數(shù)據(jù)要非常合理可靠和安全。
結(jié)論
里程的公路數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫(kù)研究是動(dòng)態(tài)算法，通過(guò)對(duì)于公路各種數(shù)據(jù)庫(kù)分析可以很好進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)空間要素研究，還要用于符號(hào)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)狀要素標(biāo)識(shí)整理。隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展，結(jié)合WEBGIS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，可以在多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行很好應(yīng)用，對(duì)于公路管理中問(wèn)題可以進(jìn)行非常合理解決和方案設(shè)計(jì)規(guī)劃，提高公路管理水平和實(shí)現(xiàn)公路資源合理配置。
參考文獻(xiàn)
[1] 謝建華，陶紅，李培錚；開(kāi)發(fā)WebGIS的一種新技術(shù)――ArcIMS技術(shù)[J]；城市勘測(cè)；2003年03期.