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内容摘要:本文在新古典理论框架下构建了包含土地要素的经济增长模型,并根据土地要素类型不同,对经济增长贡献不同,将其区分为农业用地和建设用地,证明引入土地要素后仍存在平衡增长路径,并通过实例分析了土地要素对经济增长的影响。
关键词:经济增长 土地要素 理论分析
传统生产理论认为资本和劳动是经济增长的核心要素,随着生产理论的发展和完善,土地要素逐渐被人们所重视,某种程度上来说,一旦将其分离出来,甚至比资本和劳动力更为重要。
理论界也不乏关于土地要素与经济增长的理论研究。丰雷(2008)梳理了从古典到新古典经济理论中土地要素的地位,分析了土地要素与经济增长的关系,在此基础之上,对索洛模型进行扩展使其包含土地要素,计算出我国土地要素对经济增长的贡献是11%。李名峰(2010)建立了VES模型,选取我国二、三产业产值以及建设用地面积作为替代变量,使用岭回归分析方法,测算出我国1997-2008年土地要素对经济增长的贡献为20%-30%左右。
国外关于土地要素与经济增长的研究主要集中于建立数理模型描述二者的理论关系。Nicholas(1970)构建了包含土地要素的经济增长模型,且主要关注土地要素的资产属性,在选取变量时,使用土地价格变化来代表土地要素投入的变化,深刻的揭示土地要素对经济增长的推动作用。Rhee(1991)只注重于解释含有土地要素的经济模型的动态有效性。
国内关于土地作为生产要素的研究,很少关注于土地要素在长期经济增长中作用的理论研究,或者只是简单的应用现有的经济增长的理论模型,将土地作为要素直接引入进行分析。并且在选取变量上,由于土地资源数据收集较为困难,大多研究仅使用建设用地作为替代变量。任何一种经济理论都是在特定的历史及社会背景下孕育而生的,因此,其应用及解释能力必然会受到社会环境以及历史环境的制约,立足于西方社会的增长理论的解释能力总是“有条件的”。所以有必要结合具体情况,建立符合我国国情的理论模型。近年来,我国的房地产业异军突起,这使我国的城市化进程不同于他国,改变了传统的经济发展思路―工业化偏好。因此,相对于农业农地、建设用地对经济增长的贡献显著提高,受到经济利益的驱动,大量的农业用地被建设用地所侵蚀。有研究认为,近年农业用地向建设用地出现加速转化的原因是,政府为获取高额土地出让金而产生的推动作用。也有学者认为,这种现象与过热的房地产开发及农村地区快速的工业化转变有很大关联。这些关于农业用地向建设用地转变问题的研究,都做了非常有价值的分析和探讨,但总体来看,大都缺乏理论层面的分析研究。 必须认识到,农业用地与建设用地之间还是存在巨大差异的,且有必要在严格区分二者的前提下,才能进一步研究土地和中国经济增长之间的相互依存关系。
新古典框架下土地要素与经济增长的关系
(一)模型假定
生产函数包含资本、劳动、土地和技术四个要素,其中土地划分为建设用地和农业用地两部分,生产函数是规模报酬不变的,土地要素是可变的,且与技术、劳动一样是外生的。我们使用Y表示总产出,A表示知识投入,L表示劳动投入,R表示土地投入,用B表示农业用地土地的利用效率,则BR表示技术进步的情况下投入R个单位的农业用地相当于没有技术进步情况下投入BR个单位的农业用地,同理,C表示建设用地土地的利用效率,θ表示土地要素投入中建设用地投入。则生产函数可以表示为:
(1)
式(1)中,t为时间,A(t)表示随时间的技术进步;α,β,γ和m是常数,分别为资本、劳动和农业用地和建设用地的产出弹性,由于假定生产函数是规模报酬不变的,即α+β+γ+m=1。假定总产出分为两部分:一部分被家庭储蓄起来用于投资,一部分用于消费,二者之间分配关系由外生的储蓄率s决定,0
(二)经济运行平衡增长路径
经济中的有效资本存量为:k(t)=K(t)/(A(t)L(t)),根据链式法则:
(2)
只要起始时刻的有效人均资本k0=k(0)>0,那么就有。在k*处,=0,则稳态时则有:
经济进入平衡增长路径以后 /k(t)=n+gA,gR=0,由生产函数(1)可知:
(3)
人均产出为=Y(t)/L(t),由式(3)可以得到:
(4)
我们有必要讨论θ的取值,θ表示建设用地土地要素投入,则1-θ为土农业用地土地要素投入,根据我国目前建设用地逐步侵占农业用地变动的事实,θ值有上升趋势,我们尝试在现有的理论框架下推导证明θ变动的原因。使用(1)式,分别求,,若
(5)
(6)
由于,0
根据该证明结果可以认为,我国存在建设用地侵占农业用地的现象是由于建设用地对经济增长的贡献大于农业用地对经济增长的贡献,所以二者投入的比例关系会不断调整,直到为止,由此可见θ的取值,即土地要素在农业用地和建设用地之间的分配比例取决于二者的产出弹性,产出弹性较大的分配的土地要素应较多,对于这一问题我们接下来将做进一步的分析。
土地在经济增长中的作用分析
(一)土地利用技术增长率对经济的影响
1.当γ取值很大,m取值很小,不妨设γ=1,m=0时,有:
当gB>n+gA时,有: >gA>0,此时,农业用地利用技术飞速增长,社会中的有效农业用地投入增速飞快,对经济增长起到强大的推动作用,经济将保持相当高的长期增长率。
当gB=n+gA时,有: =gA>0,此时,扩展之后的索洛模型与传统的索洛模型结果相近,由于农业用地利用技术增长率等于技术进步增长率加上劳动增长率,当经济到达稳定增长状态时,人均有效土地投入保持不变,即土地要素对经济增长未产生任何影响,经济保持平稳增长。
当gB
2.当m取值很大,γ取值很小,不妨设m=1,γ=0时,有:
当gC>n+gA时,有: >gA>0,此时,建设用地利用技术飞速增长,社会中的有效建设用地投入增速飞快,对经济增长起到强大的推动作用,经济将保持相当高的长期增长率。
当gC=n+gA时,有: =gA>0,此时,扩展之后的索洛模型与传统的索洛模型结果相近,由于农业用地利用技术增长率等于技术进步增长率加上劳动增长率,当经济到达稳定增长状态时,人均有效土地投入保持不变,即土地要素对经济增长未产生任何影响,经济保持平稳增长。
当gC
由上述分析结果可以看出,土地要素是生产的基础,离开土地要素的支持,不论是农业用地还是建设用地,社会生产效率将降低,经济增长也将受到制约。当农业用地对经济增长的贡献大于建设用地对经济增长的贡献时(γ>m),农业用地利用技术对经济增长的推动作用较大,因此会努力提高农业用地利用技术,或者增加农业用地投入;相反,当建设用地对经济增长的贡献大于农业用地对经济增长的贡献时(m>γ),建设用地利用技术对经济增长的推动作用较大,因此会努力提高建设用地利用技术,或者增加建设用地投入。这一结果可以解释,为什么我国存在建设用地侵占农业用地的情况,正是由于建设用地对经济增长的贡献大于农业用地对经济增长的贡献,经济利益所趋的结果。
(二)土地要素对经济增长影响现象的示例
本文通过模拟经济运行情况来说明土地要素对经济增长的影响,并且进一步验证农业用地和建设用地的产出弹性不同时,提高两种土地要素的利用技术增长率(提高两种要素的投入)对经济增长的促进作用是不同的。假定存在这样一个经济体,在这个经济体中,人口增长率为2%,即n=0.02,知识增长率为5%,即gA=0.05。建设用地的产出弹性较大为0.3,即m=0.3,农业用地的产出弹性较小为0.03,即γ=0.03。假设建设用地和农业用地的利用技术增长率均为1%,即gB=gC=0.01,根据式(4)可以计算出人均产出增长率为3.02%。
第一种情况:当农业用地的利用技术增长率提高至5%,而建设用地的利用技术增长率仍为1%,即gB=0.05,gC=0.01此时,计算人均产出增长率为3.14%。第二种情况:当建设用地的利用技术增长率提高至5%,而农业用地的利用技术增长率仍为1%,即gC=0.05,gB=0.01此时,计算人均产出增长率为4.22%。
从上述经济体的运行情况来看,当土地利用技术增长率提高时(不论是农业用地还是建设用地),经济体的人均产出都会增加,但是由于这个经济体中建设用地的产出弹性大于农业用地的产出弹性,因此当建设用地利用技术增长率提高时,对经济增长的推动作用是远大于农业用地的(4.22%>3.13%)。
结论
本文在新古典经济增长理论的基础上分析了土地要素与经济增长的关系,使用了土地利用技术的概念,并将土地要素细分为农业用地和建设用地,并通过实例分析了土地要素对经济增长的影响。结果显示,经济增长的长期增长率与土地利用技术增长率有关,且当建设用地的土地产出弹性大于农业用地的土地产出弹性时,提高建设用地利用技术增长率对经济增长的推动作用较大。
但是我们不能仅仅只单纯的关注经济利益,土地是财富之母、万物之源。作为世界人口第一大国来说,农业作为第一产业是其他各行各业的基础和保证,农业用地尤其是耕地林地等资源是非常稀缺且较为珍贵的,所以农业用地的开发和利用不能单纯只考虑经济效益,而要综合社会、生态、可持续发展等多方面的因素,对于农业用地和建设用地二者之间相互转化应持全面、谨慎的态度。因此,就我国政府而言,在指定土地政策的时候,应注重综合收益最大化,主要包括:保证国家粮食安全、促进经济增长、维护生态平衡、缩小地区差异、保护生态环境等。因此,为了达到这一目标,必须制定相应的法规、经济政策,通过这些法规或经济政策来调节建设用地的收益,平衡建设用地与农业用地之间的收益,从根本上消除农业用地向建设用地转化的部门和地方经济利益驱动。
参考文献:
1.Nicholes D A.Land and economic growth[J].American Economic Reviews,1970,60(3)
2.Rhee C Y.Dynamic inefficiency in an economy with land[J].Review of Economic Studies,1991,58(4)
3.Lin C C,Mal C C,Wang P.Urban land policy and housing in endogenously growing monocentric city[J].Regional Science and Urban Economics,2003,34
4.Kondo H.Multiple growth and urbanization patterns in an endogenous growth model with spatial agglomeration[J].Journal of Development Economics,2004,75
5.McGrath D T.More evidence on the spatial scale of cities[J].Journal of Urban Economics, 2005,58
关键字:地图制图学,地理信息,评价模型
中图分类号: G874 文献标识码: A
一、地图空间信息量的相关研究
地图空间信息量度量是地图信息传输理论的一个最基础的问题,定量计算地图空间信息量一方面可以为地图设计、地图分析评价提供依据;另一方面亦为地图综合提供选取标准,控制地图综合的评价指标。鉴于此,此处紧紧围绕地图空间信息量的度量这一基础研究问题,分别从地图元素层次和专题地图层次研究空间信息量度量的方法,并探讨地图空间信息量度量在地图信息传输和制图综合中的初步应用。具体地,主要研究内容包括:1.系统地分析了地图空间信息量度量的当前进展,包括地图空间信息的分类、度量方法及其应用等方面,详细分析了现有研究中存在的主要问题。进而,为了建立合理的地图空间信息量度量模型,分析了不同领域的信息定义,指出了信息产生的本质即多样性或差异性特征,并结合地图制图的特点,系统地阐述了地图空间信息的定义、分类方法、度量准则以及基于特征的信息量度量的数学模型2.系统地研究了点要素、线要素和面要素的空间信息量度量方法。针对点要素的空间信息量度量,研究提出了一种改进的弧比弦算法,并用来定量描述节点的重要性程度,进而建立了节点的空间信息量度量方法。针对线要素和面要素,提出了基于认知的线、面要素几何形态分解方法,给出了定量的描述指标。在此基础上,采用层次策略,分别提出了基于弯曲的线要素空间信息量度量方法和基于凸包的面要素空间信息量度量方法。最后,采用实际的地图要素数据对所提出的方法进行了实验验证和分析,结果表明了所提方法的正确性。3.系统地研究了点状专题图、线状专题图和面状专题图的空间信息量度量方法。采用“专题地图空间信息的认知空间信息内容构成空间信息内容描述空间信息量的层次度量”的研究思路,重点研究提出了专题图空间信息的层次分类和描述方法,包括元素层次的结构形态信息、邻域层次的拓扑邻接信息和整体层次的空间分布信息,并分别建立了各层次空间信息量的计算模型。最后,采用实际地图数据对所提出的方法进行了合理性验证和对比实验分析,结果表明所提方法的合理性和优越性。
二、地理信息服务方法研究
地理信息服务有效促进了地理信息的共享和功能复用,目前越来越多的企业或组织将自己拥有的地理空间数据和软件功能开放为地理信息服务供人们享用。然而,随着网络上地理信息服务的数量不断增多,人们获取满足需求的地理信息服务变得越来越困难。因此,迫切需要高效的地理信息服务发现方法来帮助人们查找和选择所需服务。引入信息检索技术、语义网技术、数据挖掘技术以及多属性综合评价技术来研究地理信息服务发现方法,从基于基本描述和简单语义的地理信息服务发现、基于本体语义和规则支持的地理信息服务发现、基于分类与聚类的地理信息服务发现以及基于QoS的地理信息服务发现四个方面进行了深入研究。在地理信息服务发现的理论和方法上取得了一些成果。主要工作和创新点如下:1.分析了地理信息服务发现的背景、意义以及相关理论和技术基础。从地理信息系统的服务化转变、地理信息服务共享中存在的问题出发,对地理信息服务发现的背景进行了分析与思考,在此基础上进一步指出地理信息服务发现研究的重要意义。确立了网络服务技术、语义网技术、网络服务质量评价作为地理信息服务发现三大技术基础并阐述了相关理论和方法。给出了地理信息服务发现的定义,提出了地理信息服务发现的框架和方法,总结了地理信息服务发现的评价方法。2.现有网络环境下,基于关键字的地理信息服务发现方法无法取得满意的服务查找效果。针对此问题,论文引入信息检索技术、WordNet词汇语义技术进行改进,实现了基于基本描述和简单语义的地理信息服务发现方法。基于基本描述的地理信息服务匹配方法将基于编辑距离的服务名称匹配和基于向量空间的服务描述匹配相结合。然后重点研究了基于简单语义的地理信息服务匹配方法,该方法通过构造虚拟文档和引入WordNet词汇语义实现“操作级”的地理信息服务匹配,且能够支持词汇间同义关系、上位关系和下位关系的简单语义功能。3.研究了基于本体语义和规则支持的地理信息服务发现方法以解决语义环境下的服务发现问题。围绕该问题,分析了地理信息本体构建的准则、方法与工具、地理信息本体的逻辑构成、地理信息本体的集成方法。然后从数据或信息语义、功能或操作语义、执行语义和服务质量语义四个方面出发,明确了地理信息服务的语义蕴含,并运用OWL-S对地理信息服务进行语义化描述。将加权语义距离和Wu-Palmer法相结合,改进了本体概念语义相似度的计算方法,在此基础上结合服务接口依赖关系,提出了支持接口多态性的本体语义地理信息服务输入输出IO匹配方法,然后进一步研究了规则支持的地理信息服务前提效果PE匹配方法。4.针对数量的增多和种类的繁杂多样使得地理信息服务变得混乱和无规则而影响服务发现效率的问题,论文提出将分类与聚类应用于地理信息服务发现。为此,分析了地理信息服务分类规范,为地理信息服务机器分类算法的类标选择奠定基础,并将朴素贝叶斯分类和k邻近分类法用于地理信息服务自动分类,实现了相关算法并进行了实验验证,阐述了地理信息服务类别匹配的方法。
三、地图制图学与地理信息工程学科的发展趋势和任务
1. 以空间认知为核心的地图制图学与地理信息工程学科理论体系将进一步完善和深化
目前, 在地图空间认知研究方面, 理论体系尚不完善, 空间认知过程研究不够深入, 用于指导地图设计和可视化还不够有力。据此, 今后要重点研究以下问题:
(1) 空间认知理论体系框架;
(2) 空间认知过程、实验方法与技术;
(3).地图可视化系统中的地图关系及表示方法;
2. 基于保质设计的地图自动制图综合及其过程控制的智能化将取得突破性进展, 并进入实用化阶段
目前的研究离实际应用还存在不尽如人意的地方: 一是自动综合模型、算法还不具普适性; 二是自动综合结果还有不尽如人意的地方。因此, 还必须进行持久深入的研究。今后重点研究的问题应包括:
(1) 几何信息的尺度依赖与空间认知理论的联系;
(2) 多尺度空间数据库的数据模型与数据结构;
(3) 网络环境下的空间数据多尺度表达与在线式自动综合理论与方法质量评价;
3. 地理空间信息数据库向图形( 矢量数据) 、影像( 栅格数据) 和数字高程模型( 格网数据)的多源数据一体化及完全面向对象发展
根据国内外研究进展, 我国在该领域应重点研究:
(1) 图形( 矢量数据) 、影像( 栅格数据) 与数字高程模型( 格网数据) 数据融合的理论和方法;
(2) 海量图形、影像与数字高程模型数据的一体化管理及高效快速索引技术;
(3) 基于图形、影像与数字高程模型数据一体化的完全面向对象的方法;
参考文献:
[1]夏文珏, 李 斌, 龚健雅. 基于工作流技术的动态GIS服务链研究[J] . 武汉大学学报(信息科学版) , 2005, 30(11) : 982- 985.
[2]祝玉华, 王家耀. 基于Multi Agents 的Web GI S 体系结构研究[A] . 中国数字城市发展战略论文集[C] . 西安:西安地图出版社, 2005.
[3] 武芳, 邓红艳, 钱海忠. 基于遗传算法的线要素自动化简模型[J] . 测绘学报, 2003, 32(4) : 345- 355.
Abstract: At present Geographic Information System (GIS) for the management and analytical ability of spatial data make it become the important way of tourism management. This paper introduces the main application of GIS in tourism management from three aspects: tourism information management, tourism information analysis and tourism thematic mapping. And this paper proposes the direction of future development research in the end.
关键词:地理信息系统;旅游管理;开发应用
Key words: GIS;tourism management;development and application
中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)11-0203-02
0 引言
在当今社会的三大产业中,发展势头最快和对经济增长带动作用最活跃的要数“服务业”。服务业中的“绿色产业”――旅游业正以其无烟化、效益化的优势受到国家政府部门的重视,它的繁荣程度是一个国家或者地区发展的主要标志之一[1]。
与旅游业相关的资源调查、配置、推广等都需要用信息化的手段进行管理与决策。但由于旅游是围绕旅游地展开的活动,因而与地理构成了紧密的关联,但传统基于电子表格的管理方式不能对地理要素进行有效的管理。因此,以地理空间数据库为基础,能在计算机软、硬件支持下对与空间相关数据进行采集、管理、分析的地理信息系统成为了现阶段旅游信息化的重要途径。
1 地理信息系统在旅游管理中的作用
地理信息系统通过标识码将地理实体的属性信息和空间信息联系,从而实现地理现象的空间查询与分析。将地理信息系统运用于旅游管理中的信息查询、资源规划等方面,将促进旅游管理的定量化、科学化、智能化发展。地理信息系统的结构模型如图1所示。
地理信息系统在旅游管理中的作用,主要可以体现在以下几个方面:
1.1 旅游信息管理
旅游信息是旅游数据按一定规范及不同应用需求加工后形成的可供旅游群体服务的数据。特点是都与一定地理位置相关,但由于应用需求不同会造成其属性信息的丰富多样、结构不一。因而旅游信息的管理会由于使用对象的不同而发生一定的变化。[2]
对于旅游管理运营部门而言,政府或者企业关心的是旅游资源的分布、基础O施的配套、游客流向等方面,因而采集的旅游资源数据是将各种资源信息按照地理空间实体特征转换成的不同维度空间实体表达,而将满足其应用需要的相应信息放入属性字段内,以方便用户查询检索。张自川等[3]将地理信息系统与全球定位系统相结合,设计开发了能对长春净月潭旅游度假区游客数量、分布情况实时获取的游客调查系统。
对于旅游的服务群体而言,游客关心的是出行线路的安排、景区周边的住宿情况等。通过地理信息系统,用户可以实时地通过互联网访问旅游地理信息系统端口,及时地了解景区的位置、周围的旅游服务设施,并可根据自身情况通过多条件查询检索到令人满意的出行路线,定制个性化的旅游方案。吴晓佳、李卫红[4]采用WebGIS技术开发的旅游自助地理信息系统实现了旅游线路查询、制作专属旅游计划等功能。
1.2 旅游信息分析
现阶段旅游管理的研究集中于产业政策对旅游影响模型的构建、旅游企业服务创新体制的建立、旅游目的地社区参与性研究以及游客旅游行为驱动机制的探索,四个方面。针对以上内容,传统基于问卷、访谈的田野调查只能片面地选择若干因子进行基于某一区域范围内的研究,且无法对研究结果的可靠性进行有效检验,而将地理信息系统引入旅游管理,则可以利用它强大的空间分析功能,从各地理实体的空间分布形态及其属性信息出发,分析实体的格局模式、相互作用机制及事物的演化过程。
①旅游地发展分析。利用决定旅游地发展的自然、社会因子构建发展模型,定量地了解旅游地发展状况。再根据区域发展政策、实际公共设施分布对旅游发展规划方案评估,获得旅游地发展的趋势分析结果,对发展方案进行有效、客观的分析。邱粲等[5]利用山东省1983-2012年的气象数据,在地理信息系统平台的帮助下结合数字高程模型对该省的旅游气候舒适度进行了精细化的评估。菊春燕等[6]利用地理信息技术将分形理论引入到旅游景区的地质灾害评价中,得出村镇分布、居住区、旅游公路、旅游景点及景区道路是影响度较高的因子。
②旅游环境分析。旅游地的水体、植被、地形分布是旅游环境分析的主体因子,利用遥感技术采集最新的地理环境数据,再利用地理信息系统制作环境廊道图,得到现阶段的旅游环境状况。随后可通过各种地理空间分析,构建适合的环境廊道,实现对旅游区的合理规划。柳云龙等[7]通过地理信息系统的统计功能、缓冲区分析和叠置分析技术确定了崇明东平国家森林公园的景区环境廊道并计算了该景区的风景环境容量,为旅游景区的发展规划和环境保护提供了参考。
③旅游客源分析。旅游开发的目的在于吸引众多的游客前往旅游地进行旅游消费,然而由于游客的兴趣点、收入水平等皆存在差异性,难以客观、准确地进行旅游客源市场分析。利用地理信息系统可将游客的性别、年龄层次、兴趣爱好、收入水平等进行量化后形成属性数据,通过地理模型的构建,结合地学分析可形成定量的旅游客源属性分析,为旅游规划提供科学的依据。梁伟、李君轶[8]利用地理信息系统、Web数据挖掘方法对陕西国内旅游客源市场进行分析,得出甘肃省将在2010年成为陕西省最大的国内旅游客源地,而临近市场仍然是陕西省的主要客源地的结论。戴学军[9]则基于地理信息系统技术在旅游需求引力模型的帮助下,通过研究惠州市龙门县3个时间段内的旅游交通变化得出旅游交通变化是客源市场演化的重要驱动要素,且客源市场的空间扩展方向与交通变化路径基本一致的结论。
1.3 旅游专题制图
旅游地图的构成要素除传统的地理要素外还要表达与旅游相关的旅游主体、客体、旅游媒体要素[10],如旅游景点、旅游路线等。地理信息系统具有强大的数据编辑、处理功能,可方便地进行地图要素修改;采用分层、分要素的数据存储方式,可根据用户需求进行不同地图要素的配置,输出形成各种旅游专题图,如景点图、交通图等;可快捷地进行地图缩编,控制地图显示要素详细度,制作不同比例尺地图,满足不同旅游规划的要求。
2 地理信息系统在旅游管理中的发展展望
地理信息系统强大的数据管理、空间分析和地图制作功能决定了其能在旅游管理中发挥重要的作用,使旅游管理向着科学化、智能化的方向发展。根据目前的信息发展情况,对地理信息系统与旅游管理的结合提出以下展望:
第一,结合三维地理信息系统和虚拟现实技术构建三维虚拟地理信息系统。现阶段为旅游管理服务的地图多以二维图为主,而传统二维地图难以给用户身临其境的真实感。通过三维地理信息系统表达旅游地理环境则可以给人以真实感,并通过虚拟现实技术将旅游者带入三维的旅游场景中,使游客或者政府部门工作人员如同置身于真实的旅游情景中。其优势在于能最大限度地还原旅游规划设计,能够在项目实施前完整地了解设计方案的合理性;还可以还原已经不复存在的旅游资源,让游客“穿越”时间、地域的限制,创造更多的旅游效益。
第二,加大网络地理信息系统的建设。互联网普及应用的升级使旅游信息获取的方式发生了翻天覆地的变化,游客可以通过手机、电脑随时随地地获取与旅游相关的任何信息。尤其是随着LBS(基于位置的服务)应用服务的深入,游客或者旅游产业从业人员可以通过电信移动运营商的无线电通讯网络获取移动终端用户的位置信息,结合地理信息系统平台游客可以获得基于其位置的更为精确的旅游信息服务,而对于旅游产品的经营者则可利用用户的位置信息进行更为精准的商品营销信息推送及产品服务来提高游客的满意度,政府监管部门则可通过LBS获得实时的旅游动态数据、设计恰当的应急响应方案。
第三,l展多媒体地理信息系统。地理信息系统偏重于对地理数据的分析,而缺乏与图片、声音信息的结合,从而导致开发的旅游产品对游客缺乏吸引力。把多媒体技术融入到地理信息系统中,开发出一套结合图像、音频、文字和地理数据查询分析能力的旅游多媒体地理信息系统将有助于提高用户旅游兴趣度、提升用户体验,从而更好地发挥地理信息系统在旅游宣传中的作用。
参考文献:
[1]杨硕.地理信息系统在旅游资源评价与旅游规划中的应用[J].农业科技与装备,2009(4):34-36.
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[6]菊春燕,贾永刚,潘玉英,等.基于分形理论的旅游景区地质灾害危险性评估――以青岛崂山为例[J].自然灾害学报,2013,22(6):85-95.
[7]柳云龙,严愉愉,晏祥宏.GIS在东平国家森林公园旅游规划与管理中的应用研究[J].生态经济,2007(10):110-113.
[8]梁伟,李君秩.基于Web和GIS的陕西国内旅游客源市场预测研究[J].西北大学学报,2009,39(5):870-874.
Abstract: With the continuous progress of information technology, the level of information technology in China has been further improved, and the scope of use has been continuously expanded, and now it has become a new type of information management. At the same time, the process of urbanization in China is increasing, and the infrastructure construction and planning of the city need more scientific layout, which is of great significance for industrial management and urban development and can enhance the public life experience. Therefore, the construction of digital city becomes very important. In the development of digital city, the processing of geographic information data is very critical and it can provide a more comprehensive data for the construction of digital city. Through the scientific data processing, data security and utilization of data sharing can be achieved, so the city's scientific planning management can be achieved. It can be seen that the digital city construction need the method of geo-information data processing and its correct use to ensure the accuracy of urban basic geographic information processing. This paper mainly focuses on the data processing methods of digital city basic geographic information.
关键词: 数字城市;基础地理信息;数据处理
Key words: digital city;basic geographic information;data processing
中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)15-0059-03
0 引言
社会信息化技术不断的提升,对地理信息数据的重要性认识也在不断地增加,城市各个管理部门也在借助信息处理系统加强数据采集的可靠性。数字城市建设是城市信息化水平提升的重要方面,该技术的使用可以将新阶段城市建设中信息传递不通畅和专业数据缺乏的情况进行全面的整合,在不同的领域间实现资源共享,形成一种新型的更新和服务模式,成为各个地区信息化建设的基础,提升城市建设的科学化和规范化。数字化城市的建设,是我国城市测绘的重要进步,可以将我国现阶段的城市规划和建设工作进行更加精确的分析,将测绘的重要性全面地提升起来,增加城市规划的科学性。
1 基础地理信息数据现状
城市基础地理信息数据,是通用性最强,共享需求最大,几乎为所有与地理信息有关的行业采用,作为统一的空间定位和进行空间分析的基础地理单元,是城市基础地理框架的主要内容,同时也是数字城市三维建模的基础。主要由自然地理信息中的地貌、水系 、植被以及社会地理信息中的居民地、交通、境界、特殊地物、地名等要素构成。另外,还有用于地理信息定位的地理坐标系格网,并且其具体内容也同所采用的地图比例尺有关,随着比例尺的增大,基础地理信息的覆盖面更加广泛。基础地理信息的承载形式也是多样化的,可以是各种类型的数据、卫星像片、航空像片、各种比例尺地图,甚至声像资料等等。
1.1 数据标准
标准与规范不统一,地物代码非国家标准代码,以旧国标或地方标准居多;数据分层和分类标准不一致,点、线、面数据未分开存储,大多数只是按要素简单分类存储;测绘基准不统一,空间数据分散在各个不同的部门,数据空间参考基准、质量、精度、图形要素都不一致,多采用地方坐标系统为平面标准,空间数据失去了统一的参考基准,也就无法直接叠加在一起使用,地理空间框架建设工作难以开展。
1.2 数据形态
空间数据涉及到多种比例尺,大部分城市以1:500、
1:2000、1:5000、1:10000系列比例尺覆盖,覆盖空间范围大,数据信息量大。
数据存储格式不统一,以分幅或文件形式存储居多,未建空间数据库,数据格式多为CAD格式。
1.3 数据内容
数字城市基础地理信息数据包括类要素:测量控制点、水系、居民地及设施、交通、管线、境界与政区、地貌、植被与土质及其名称等注记信息。
1.4 数据质量
数据采集的手段、技术方法、成图时间不同,数据标准不一,造成了数据的不一致性,数据质量层次不齐,主要表现在数据要素定性不明确,数据中存在不确定归属的地物;存在数据无属性或数据的属性是以注记的形式存储而不是在属性字段中的情况;部分地物类存在属性缺失的情况,例如公路、铁路、河流编码等重要属性内容;因数据未建库或建库标准不一,存在应以面存在的地物未构面的情况,例如,道路、居民地、水系、植被等;数据连通性差,特别是道路和水系没有成网,道路、河流遇桥、涵洞、闸和坝等为断开的状态;数据中碎片冗余的数据比较多,例如,通过不同软件数据转换,小路碎化为一段一段,陡坎碎化出一条条的小齿线等;要素拓扑错误多,存在打折、相交、重叠等等基础图形错误。
1.5 数据现势性
城市基础地理信息数据为了满足城市各部门建设和应用的需要,数据更新频率比较高,数据的现势性和丰富度较好,但多数存在局部更新频率较高,这就带来了更多不同时间数据接边的工作。
2 基础地理信息数据处理
基础地理信息数据处理技术路线如图1。
本文侧重研究基础地理信息数据几大类要素的加工整理。
数据加工整理时按照“先主要地物要素,后次要地物要素;先骨架要素,后局部要素”的顺序进行整理。原则上将数据按照“街区” 或者“块”拼接起来再做DLG整理加工,保证一个工作单元的覆盖面与信息量。
2.1 道路数据整理
道路数据贯穿全图,可首先整理道路数据。按照双线道路、单线道路、道路附属的顺序进行加工整理。
双线道路,根据数据标准明确必须双线表示的道路,已经双线表示的道路也有漏一边或碎化的情况,对此进行查漏补缺,保证边线完整,通常根据道路旁地物进行补充,例如房屋边线、花圃边线等,原则是保证单独显示道路一层数据时,数据要连通。双线道路的交叉口是加工整理的重点,通常交叉的双线道路属性不完全相同,原则上道路交叉口处构面和其连接的较高等级道路一致,道路交叉处不在同一个平面,要求正射投影在上的道路边线在交叉处相连。双线道路边线处理完成后,根据标准生成道路中心线,要求中心线的要素编码与边线一致。
单线道路重点是拓扑错误检查,检查与双线道路中心线的连通性,检查并消除悬挂点,检查并批量消除伪节点,检查单线道路中是否存在0长度或极短的线段。
道路附属重点是桥梁的处理,保证路网连通性,道路遇桥梁不断开。
道路属性根据图面上注记信息或者外业调绘资料,进行错误地物归类,补充道路中心线的属性信息等。
2.2 水系数据整理
水系、道路都是地图的重要标志要素,水系数据包括面状水系、线状水系、水系附属设施的整理。
水系数据主要包括拓扑错误检查处理、连通性检查处理和属性处理。双线河流、面状池塘、湖泊水库需构面,采集水涯线做构面辅助线,图廓边线也可做构面辅助线,构面完成后,进行拓扑错误检查,检查是否有未构面地物、检查是否有构面错误地物。双线河流必须采集结构线,要求单线河流与双线河流的结构线必须连接,以保证水网连通。线状水系重点检线、伪节点、悬挂点、自相交等,面状与线状水系拓扑错误检查处理完成后,根据图面注记进行水系属性补充完善。
水系附属整理,要求水系流向与单线水系方向严格一致,且位于单线水系上方;面状涵洞构面线方向必须一致,通常遵循右手法则;水系面遇附属设施必须连通。
2.3 居民地数据整理
居民地房屋要以面表示,居民地原始数据殊房屋多存在辅助线来表示房屋特征,例如,简单房屋斜线、棚房齿线等,首先提取房屋辅助线不作为构面要素,整理所有房屋构面要素线,进行悬挂线、拓扑面、拓扑点的检查。检查线打折、自相交,并进行修改,进行重线检查,删除重线,检查并删除零长度线,进行悬挂点和伪节点检查并批量处理,拓扑检查处理后进行构面,通过图面注记或符号检查房屋构面的正确性,例如,是否将天井构成房屋面等。
居民地数据与其他地物的拓扑关系也是居民地数据整理的关键步骤,其他地物要素不能穿越居民地,例如道路、围墙、篱笆等,但地下的也就是空间位置不在一个平面的可以穿越,例如,地下涵洞,地下通道等等。
2.4 其他数据整理
其他数据整理概括为点状地物、线状地物、面畹匚锖妥⒓堑恼理。
点状地物最重要的是注意其方向信息及定位点。有方向的点状地物在数据建库后方向信息必须在属性中体现,便于数据建库后的符号化配图。点状地物的定位点必须与图式符号保持一致,才能保证在数据建库后的符号化配图中点状地物的坐标定位准确无误。
线状地物建库关键是采集骨架线,特别是管线层,所以要求原始数据中必须有骨架线,在对原始数据进行整理时,常存在骨架线丢失的现象,首先进行骨架线重构再进行下步操作。线状地物存在线打折、自相交、悬挂点、伪节点等现象,通过专业软件检查处理线拓扑错误。线状地物除自身拓扑错误外,更多的是与主要地物要素之间的位置关系是否正确,例如,地类界线是否穿房屋、道路等。有方向的线状地物通常遵循右手法则,以确保在符号化配图时正确显示线状地物的线型及方向,例如陡坎、有坎池塘等。
面状地物除道路、水系和居民地外,植被面是面数据中数量最多且与其他要素关联性最强的要素,在植被面的处理中,最重要的是处理与其他相关要素的关系,同时构面的过程也是碎化的地类界处理、补充地类界和其他地物要素检查处理的过程,植被面地类编码以图面植被符号进行赋值。
注记的整理工作量较大,且手工干预较多。图面注记要根据注记内容转入到相应的地物属性中,其中,转入点状地物和线状地物的属性中较复杂,例如,控制点的点号与高程值转入控制点属性,高程点注记转入属性,道路注记转入道路中心线属性。注记也存在碎化的现象,必须处理玩碎化注记后才可转入相应的地物属性中。
2.5 数据整理建议
分要素数据整理,按照道路居民地水系地貌植被附属设施及其他要素的顺序进行整理;
数据整理内容包括碎化冗余数据处理,图形错误处理,连通性、完整性处理和属性补录等;
数据整理建库过程中实时进行质量监控,保证成果数据质量;
数据尽量按照国家最新标准进行整理建库,方便后期进行数据管理和各种应用。
3 结束语
总之,在进行数字城市地理空间的构建中,基础地理信息数据的重要性不言而喻,地理信息资源共享与应用,有效避免了“信息孤岛”现象,充分发挥了地理信息在政府宏观决策、国家应急管理、社会公益服务、产业升拓展、人民生活改善等方面的保障服务作用,随着信息技术的不断进步,相信基础地理信息数据的处理方法会更加准确有效,为数字城市、智慧城市的发展提供更加坚实的数据支撑。
参考文献:
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关键词:电网规划; GIS; 版本管理; 规划平台; 图层管理
中图分类号:G322文献标识码: A
1 目前电网规划的现状及问题
科学合理地进行电网规划是确保电力系统安全的依据。随着科学技术的不断发展,为了使电力系统获取较高的社会与经济效益,将人工智能和 GIS 技术相结合并引入电网规划管理系统中是电力系统日后不断前进的方向。目前,我国许多电力公司与调度中心广泛采用了 GIS 系统,并且还展开了一系列的配电规划,如对城市和农村的配电规划、配网自动化,以及负荷预测等。虽然基于 GIS 的电网规划管理系统在我国高效开展,但电网规划依然存在某些局限:(1)由于电网规划人员和维护人员之间缺乏沟通,因此造成在规划过程忽略了某些实际问题;(2)由于电网管理系统的规划不仅涉及对自身信息的管理,还涉及对地理信息的勘测,以及图像处理和数据的统计与分析等等,因此常常使规划受到限制,影响电网的稳定性和预测的准确性。
2电网规划平台的系统需求及特点
本系统为江苏某电网公司的电网信息管理系统和电网规划分析工具,旨在提高电网发展规划的信息化水平和规划人员的工作效率。根据需求分析,将系统特点概括为以下内容:
(1) 电网规划是一项有着明显区域性的问题,需要 GIS 的地理信息支持,系统借助GIS系统直观图形化显示电网信息,浏览方便,有仿真效果。
(2) 由于规划过程可能涉及多个部门,规划的进展也可能包括分支和循环,系统设计采取相对开放的结构,支持多平台协同操作,并具有较好的扩展性和兼容性。
(3) 在系统中,无论是 GIS 还是规划系统,都是数据数据密集型系统,需要科学的数据管理,即系统中的数据管理模块成为设计重点之一。系统中,对多种类型的数据进行合理分组、索引,以便于查询和系统调用,系统中的数据包括空间地理信息数据,电网属性信息,系统控制和管理信息等。对于电网信息数据,需按当前、在建、规划等不同阶段对数据进行分类,以在规划工作中予以区别,便于查询、编辑等操作。
(4) 电网规划是一个持续的过程:需要具有良好的电网信息数据的维护性能,为此,本系统引入图层数据的版本控制功能,保存规划过程中的变更信息,在需要的时候回溯到原来的数据。
(5) 系统提供高效、强大的查询功能,多种形式的查询方式;简洁高效录入功能,支持多种数据录入方式,包括可视化方式,不同精确度的数据录入等。
(6) 电网规划是一个复杂的系统工作,系统提供统计分析功能,即决策支持功能,方便与电网规划的各种算法结合,辅助规划及决策。
3 系统功能模块设计
2.1 系统功能结构设计
从架构角度提供系统开发支持,一般采用层次化的软件体系结构。分层的体系结构可以避免系统部件的偶合,实现功能的分割与保护,提高系统开发的效率;可以降低系统的复杂性,增强系统的可扩展性、可重构性和可维护性。通过对电网规划的需求特点的分析,考虑系统的实现环境,本文设计了基于 GIS 的电网规划系统的分层体系结构。本系统分为用户层、应用层和数据层 3 层。用户层的主要功能是为电网规划用户提供友好的图形化界面及权限控制,应用层主要是提供各种应用服务,包括:电网属性信息与地理信息的查询和浏览、电网信息版本控制、电网图层管理、电网属性信息管理、地理信息管理、系统配置管理等,数据层为整个系统提供数据支持,GIS 分布在数据层。系统采用客户端-服务器架构。客户端系统使用VisualBasic作为开发工具,基于ESRI公司的地理信息系统组件 MapObject2.0 进行二次开发,地理信息数据库访问组件采用 ESRI 公司的 ARC SDE。后台数据库软件采用MicroSoft 公司的 SQL Server。系统的核心功能模块如图 1 所示。
2.2 电网要素、属性和接线图管理
在 ARC SDE 地理信息数据库中,支持 3 种类型的地理数据:点要素、线要素、面要素。对于本系统中的电网信息数据,发电厂和变电站由点要素表示,电网线路由线要素表示。在地理信息数据库中同存储的还有相关行政区域的地理信息,包括行政区划、公路、桥梁等诸多相关地理信息数据。系统中设计了对电网要素的属性信息的管理功能,包括浏览、查找、增加、编辑、删除等操作。电网要数的属性信息,主要存储在地理信息数据库自带的对象属性表中。
变电站属性数据结构:名称、类型、容量、台数、位置、资产归属等。
线路属性数据结构:起点、终点、电压等级、编号、型号、长度、资产归属等。
系统中设计了对发电厂和变电站的接线图管理,包括接线图浏览、配置等功能。由于 ARCSDE支持多种类型的图层,发电厂和变电站的设备图和接线图图层为CAD格式的图层,所以将接线图也存储在地理信息数据库中,不用附加多余组件,便于数据管理。为接线图图层建立索引表,与电网要素属性表关联,每一个电网要素对应一个或多个接线图图层。
2.3 电网图层管理
本模块是系统的基础模块,主要通过图层数据索引表,管理通过 SDE 存储的图层,并通过版本索引机制对地理信息图层进行版本管理。
在数据库中,空间地理信息以图层形式存储,每一图层包括一种类型的空间地理数据,可以表示一组相对独立的地理信息数据。但数据库中的图层间并没有合理的组织结构,在电网规划过程中,能否将诸多电网信息图层合理,科学的组织起来,直接影响到此系统的可用性和有效性。在本系统中,图层分为 3 类,分别为:
(1) 电网信息数据(发电厂、变电站、线路等);
(2) 相关省市的,地理信息数据,如行政区划、城市道路、城市建筑等;
(3) 变电站及发电厂接线图信息。
为了更合理高效的组织这些图层,便于管理,系统设计了如下的图层管理体系:电网信息数据,分为 5 个类别:运行电网、在建电网、近期规划电网、中期规划电网、远期规划电网。每一类别里都存储 3 种类型的电网要素信息:发电厂(以点要素表示)、变电站(以点要素示)、电网线路(以线型要素表示)。并对每个类型,管理其数据的多版本。结构如图 2 所示。
2.4 电网信息的版本管理
本系统引入了对电网信息的版本控制功能。由于系统是面向规划,而规划的过程一般是较长期的,伴随着频繁改动。在一般的电网规划系统中,某一图层的只保留修改之后的最终数据,然而在规划过程中,某些中间过程的信息往往也具有重要意义。
本系统提供的图层版本控制功能,可保留规划过程中的历史版本的电网信息,更改后数据不会丢失。
在默认情况下,每一图层均为只读。系统提供“检出”、“提交”、“撤销检出”等操作,“检出”操作将图层设成可写状态,工作人员在图层的检出状态下进行操过,记录规划的重要信息。“提交”操作会将修改后的图层保存为一个副本,保存到数据库中,即为该图层增加一个版本,这样,并不会让原有数据丢失。当然在对所做的修改不满意时,只要使用“撤销检出”操作就可以将数据恢复检出之前的状态。系统内部在数据库中建立索引,自动管理图层的版本,并不需要额外操作,只有在需要时将旧的版本读出,或恢复到某一旧的版本数据,实现数据的安全管理。电网图层版本控制流程如图 3 所示。
2.5 查询与浏览功能设计
2.5.1 浏览模块
系统的浏览模块包括地理信息浏览和接线图浏览。地理信息浏览:浏览数据时,可选择性将需要的图层加载到当前系统中,系统具有一般地理信息系统具有的放大、缩小、平铺、鹰眼等浏览功能。还具有查询电网要素相关属性及接线图的功能。
接线图浏览:在电网规划过程中,相关技术人员除了要查询浏览电网相关地理信息,还能配合参考变电站和发电厂的内部配置情况,如,在系统的地图浏览过程中,鼠标选择变电站标记时可由选择菜单打开相关接线图浏览。还可以选择显示与当前站点相联的上级输电线路和下级输电线路。
2.5.2 查询模块
系统内置了多种查询检索的方法进行信息查询以提高效率和系统的可用性。
图上属性查询:当鼠标点击地图上的要素时,弹出窗口显示选中要素的所有相关属性。
关键字查询:可通过输入要素属性的关键字及设定范围等查询到相关的电网要素信息,地图可以自动移动放缩到查询结果对应的图形。
条件查询:通过与、或、非等多维条件的组合查询不同要素的属性信息。
空间选择查询:通过地图定位、点、线、多边形查询、固定区域选择等手段,查询输电网、变电站和输电网的信息,并进行相关的统计计算。如在某一区域周围勾画多边形,系统将多边形内的选中的电网要素信息查询出,并可根据需要,对要素属性中的某些字段进行统计。
4 结语
在电网建设的过程中,电网规划是最主要的环节之一。随着社会的不断发展,在新形势的驱使下,电网规划与管理出现新的问题和挑战。总之,在目前新形势的推动下,电网规划管理系统的灵活高效应用是电力企业获取电力市场竞争力的主要方式。基于 GIS 的电网规划管理系统在经过功能和数据等方面的不断完善后,为电网日后的发展奠定了基础
参考文献:
[2]赵连明.基于 GIS 的配电网管理系统拓扑建模与分析研究[D].
武汉理工大学,2009
【关键词】地理信息系统;高中地理;教学观念;教学方式
地理信息系统是一种多学科交叉的信息系统,可以以图形化、数字化的方式向用户提供所收集和处理后的地理要素信息。相较于传统的地图显示模式而言,使用地理信息系统可以更加直观形象的表达空间分析效能,增强学生对地理教学过程中所涉及的地理要素的识别与记忆能力,激发学生对理论学习的兴趣,促进学生地理关联能力、空间想象能力以及感知能力的培养。在高中地理教学中结合地理信息系统开展教学活动对于改进教学模式、培养学生自主学习、提升教学灵活性具有积极的推动意义。
一、地理信息系统的应用优势
1.改变学生信息获取方式,增强学生专业素养
地理信息系统中包含的内容丰富而全面,对实际问题的分析与解决具有十分显著的应用意义。在高中地理教学中应用地理信息系统辅助教学不仅可以让学生在学习过程中认识到地理要素之间的关联,帮助学生应用理论知识解决实际问题,还能够推动学生形成正确的、客观的态度和观念开展地理课程学习,不断提升学生的信息素养,拓展学生知识的获取来源和学习能力。
2.促进教师理论知识和教学技能的提升
应用地理信息系统开展教学活动可以将素质教育转化为具体的实践活动。教师在应用过程中会不断的提升自身理论知识储备,探寻适当的实现方式,以更加生动的方式将自己对地理信息技术的理解和认识传授给学生。
3.扩散学生的地理学思想
地理具有自身的学科特点和特殊性,即其具有自然学科与人文学科双重属性。为向学生展示这些属性,促进地理学思想的传承和发展,教师在教学活动中就必须结合现有资源,以最佳的方式向学生传达。
二、地理信息系统在高中地理教学中的引入方式
高中地理教学的重点在于让学生对地理事物、现象以及不同地区之间的时间、空间差异性形成一个全面的了解,并在此基础上构建自主的、系统性的、逻辑性的地理知识体系结构。传统的教学方式下,教学模式有限,课堂教学不可避免的会降低学生兴趣,增大学生的学习难度。而地理信息系统具有丰富的内容和资源、灵活的展现方式,可以有效帮助改善课堂氛围,激发学生的学习兴趣。具体来说,在应用地理信息系统开展高中地理教学时可以从以下三步出发逐渐深入。
1.基于地理信息系统的教学观念转变
传统教学方式下的地理学科教学处于一种简单的单向流动状态,学生的个体差异、思维差异以及知识积累差异需要没有得到足够的关注。这主要是因为教学活动中的互动性不足所造成的。
将地理信息系统引入到高中地理教学中,为其使用适当的、符合教学需求的教学观念,既能够解决传统教学方式中存在的问题,增强地理学科体系结构内的知识关联性,还能够将更加具体实际的地理问题引入到课堂教学中,培养学生应用理论知识解决实际问题的能力。新的教学观念具体体现为教学与过程整合、师生互动提升、地理人才与地理知识储备有用等。上述观念下,教师可以在知识传授的基础上应用地理信息系统提升课堂教学灵活性,鼓励学生从自身情况出发运用所学知识解决实际问题,并参照地理信息系统进行对比分析,进一步拓展学生的知识应用方式和范围,满足学生差异化学习需求。
2.基于地理信息系统的教学手段转变
地理信息系统具有更强大的数据分析、信息处理以及结果显示等功能,将其作为教辅工具,可以替代传统高中地理教学中所使用的挂图、手册等工具,以更丰富多样的图表的方式集成更多地理要素之间的联系。同时,使用地理信息系统还能够依照教学需求开展快速绘图、专题制作、三维显示等操作内容,为地理教学内容的定量分析提供新的、高效的教学途径。
3.基于地理信息系统的教学内容引入
考虑到地理教学内容具有非常显著的时空特性、定量分析特性、空间分布特性等,在应用地理信息系统开展教学时可以事先对教学内容进行总结与归纳,然后再结合具体的教学内容引入地理信息相关技术开展地理问题解决活动。
三、实施策略
首先掌握学生的学习水平和学习能力范围,围绕教学材料和相关课题确定软件应用方式,如等高线教学、剖面图教学等;其次制定较为具体的时间和流程方案,并依照教学内容设计基于地理信息系统的解决方案;再次要充分调动学生的学习积极性,发挥学生的自主学习精神,让学生通过实际操作的方式从地理信息系统软件中获取关联教学内容;最后教师要及时总结归纳教学活动中的知识点、并开展针对性的、重点性的教师点评和学生自我评价活动。具体流程图如图1所示。
图1 基于GIS的高中地理教学
参考文献:
[1]牟琳.地理信息系统在高中地理合作学习中的实践与探索[D].成都:四川师范大学,2012
[2]段玉山.GIS基础教育理论与实践及BISPGIS开发研究[D].华东师范大学,2003
关键词:1:50000;地形要素数据库;技术流程;缩编;更新
Abstract: 1:50000 database is the most basic geographic information database update 1:50000 database is the national basic surveying and mapping of key projects during the "Eleventh Five-Year" period. This article describes using the 1:10000 downsizing process and steps to update the database production operations.Key words: 1:50000; terrain elements of the database; technical processes; downsizing; update
中图分类号:TP392文献标识码:A文章编号:
引言
“十五”期间国家测绘局组织建成了国家1:250000、1:50000比例尺基础地理信息数据库,并更新了1:1000000万和1:250000比例尺数据库,为国民经济建设和社会发展提供了基础测绘保障,在促进国家信息化方面发挥了重要作用。其中,1:50000比例尺数据库是我国最基本的地理信息数据库,也是应用领域最广、使用频率最高的空间信息平台,是数字中国地理空间框架的重要组成部分。而这个公共信息平台应该具有较好的现势性。以满足“十一五”时期我国建设小康社会对地理信息的迫切需求,保障西部开发、中部崛起、老工业基地建设、社会主义新农村建设和城镇化发展等国家重大战略的实施,服务环境治理、资源开发、政府决策、应急反应、电子商务以及人民生活等方面。1:50000数据库更新对促进国家经济建设和社会发展具有重要作用。
1.坐标系统
平面坐标系:1980西安坐标系
高程基准:1985国家高程基准
地图投影:分幅数据采用高斯―克吕格投影,按6°分带
数据库数据采用地理坐标系统,坐标单位为度。
分幅编号:按照GB/T13989-92《国家基本比例尺地形图分幅和编号》执行。空间存储单元为15′(经差)*10′(纬差)
更新后的 分幅为1980坐标系统标准分幅。
2.技术路线
软、硬件环境
操作系统:windows2000
数据处理软件:Autodesk Map 2004用于数据图层的重组及数据格式转换。
缩编软件:Geotool。
入库软件:ARCGIS9.2、ARCGIS9.3
硬件: PⅣ2.4GB 微机、内存2GB 、硬盘80GB。
精图 GenTools 是由武汉大学为国家测绘局开发的专门用于1:50000缩编的软件。(1万缩编5万)其系统配置有属性码,字段项对照表配置文件,将1;10000直接转换为50000所需要的属性码和字段项。地名汉字由属性码到类型CLASS的转换,Label点型COVER到注记层的转换。
3.作业步骤
(采用精图软件进行缩编生产步骤:)
(1) 1:10000矢量数据预处理
(2) GPS数据等专业资料的处理
(3) 创建1:10000数据内容与1:50000要素内容对照表
(4) 将1:10000矢量数据导入精图软件
(5) 在精图软件中创建综合层
(6) 设置各要素综合指标参数
(7) 将1:10000分要素综合选取到1:50000相应要素综合层
(8) 套合底图数据,进行各要素的选取检查
(9) 分要素综合缩编、属性录入、要素更新
(10)协调各要素之间的关系
(11)缩编数据回放检查、修改
(12)图幅之间接边处理
(13)缩编数据导出
(14)元数据填写
4.所用资料
(1)基础资料:
1:10000地形图数据,为辽宁省测绘局生产的基础测绘成果数据,现势性2007年。数据格式:DWG
(2)补充资料:
1:50000 DRG数据,国家测绘提供的地形图扫描数据,缩编过程中可作为地物地貌等要素的选取参考。
1:50000核心地形要素数据(DLG),数据格式(COVERAGE、EOO),是由国家测绘局和总参测绘局合作生产的矢量地形数据,缩编时可作为水系属性,道路网密度的选取,地名要素的基础数据。
正射影像数据由辽宁省第二测绘院制作,现势性为2003年-2004年,用于居民地综合的参考数据,以及基本资料更新和补充。
车载GPS道路数据,GEODATABASE数据格式,现势性为2006年2月,来源于国家基础地理信息中心,该数据可作为道路属性的参考、补充资料。
各类专业资料或数据来源不同,将其处理与1:50000数据坐标系统一致,以便导入精图软件作为参考数据。
(3)作业依据
《国家1:50000数据库更新工程1:50000地形要素数据规定》(第二版);
《国家1:50000数据库更新工程1:50000地形要素数据缩编更新技术规定》(试行稿);
《1:250001:500001:100000地形图图式》(GB/T 20257.3-2006);
辽宁省1:50000地形数据库更新技术设计书
5.属性项名称及定义要求
结束语
国家测绘局启动1:50000数据库更新工程,历经几年时间,完成1:50000基础地理信息数据库的全面覆盖与更新。目前,1:50000数据库有关数据已经提供给城市规划、国防、教育等部门和上千家单位使用。信息技术为代表的地理信息系统不断发展壮大, 1:50000数据库这样高精度,复盖广的地理信息数据库越来越和我们的生活离不开
参考文献:国家1:50000数据库更新工程,1:50000地形要素数据规定
国家测绘局(2007年3月)出版
1:50000地形要素数据缩编更新技术规定(第二版)
国家测绘局(2008年4月)出版
国家1:50000数据库更新工程工作通讯(总第6期)
国家基础地理信息中心
关键词:动态分段;地理信息系统;公路数据;里程桩
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)30-6909-03
地理信息系统GIS(Geographic Information System)是结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学,它是一门综合性学科,对空间地理信息进行分析与处理,用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统[1]。GIS能够对各种地理信息进行处理,因此广泛用于土地、矿产、环境、森林、交通等诸多领域,其中采用GIS技术在交通领域的应用称为交通地理信息系统(Geographic Information System for Transportation)简称GIS-T[2]。
动态分段技术能够动态的分析、显示和绘制各种线性道路特征,因而在GIS道路网络分析中得到充分的应用[3]。在交通地理信息系统中,里程桩定位参照系统的实现是GIS-T在交通运输中的应用的关键[4]。交通网络中事件的位置和定位通过动态分段技术能够得到有效的解决[5]。该文针对交通地理信息系统中里程桩的定位在交通地理信息系统中的重要作用以及面对的问题,阐述了动态分段的思想及其特点以及如何针对线性地物实现动态分段的方法,并给出了在交通地理信息系统中里程桩定位开发中的应用[6]。
1 动态分段的思想及其特点
在交通地理信息系统中,道路等线性要素是以弧段的方式存储在空间数据库中,并且每个弧段都有相应的属性信息,方便记录道路等线性要素的属性信息。因此在同一位置上的弧段具有同一特征属性,不在同一位置上的弧段不具有同样的特征属性,空间数据库中的每条弧段与属性数据库中存储的信息是一一对应。因此可以得出,传统的交通地理信息系统基于弧段形式通过记录对应弧段的首尾坐标能够很好的确定道路等静态特征的线状地物,使用人员如果想要更新这些静态的线状要素必须通过数据管理人员修改和更新数据库中记录的弧段信息进行更新,而不能动态的对于这些线状地物进行更新,因而在1987年美国威斯康星交通厅的戴维·弗莱特提出动态分段思想[7]。它根据特定的度量标准将具有不同属性信息的道路信息进行划分,得出不同位置的道路路段,进而利用数据模型和计算方法对现实世界中的静态的道路线性特征数据进行抽象描述[8]。
动态分段功能不仅能够描述公路等线性地物与空间属性数据库间的关系,而且也能将交通行业中道路线状要素数据和属性数据进行双向的联动查询和分析,进而对各种属性数据库中的数据进行综合显示、处理和分析。因此,动态分段技术在系统里程桩定位开发过程中具有不可忽略的作用。
动态分段具有如下的特点:
1) 动态分段提高线状地物查询显示效率,不用修改每一条公路的弧段数据,直接对一个或者多个公路弧段属性进行动态查询显示。
2) 动态分段可以快速的对于道路等线状地物进行动态的数字化工作和数据更新,避免了数据冗余和重复的手工数字化工作,大大方便了数据维护人员对于信息的维护。在进行查询分析的时候,动态分段将不同类别的线状地物属性采用图形化的方式进行动态的分段显示,放弃了原有的按照属性数据对线状地物进行分段显示方式。
3) 线性要素在空间数据库中是以弧段的方式进行存储,因此在同一位置上的弧段具有同一特征属性,空间数据库中的每条弧段与属性数据库中存储的信息是一一对应。
4) 动态分段技术可以对交通地理信息系统数据库中的道路线性数据属性信息进行快速的查询和分析。
2 动态分段的实现
传统的交通地理信息系统一般是将道路等线状要素以记录弧段首尾坐标点的方式进行存储[9]。到目前为止,所采用的分段方法有:变长分段法、动态分段法和等长分段法[10], 等长分段法是空间数据属性表中一个记录对应一条特定路段,并且在空间属性数据库中将道路分成若干个等长且足够短的路段,这样造成路段的数据量非常的大,数据的实时更新和不定期的维护非常的困难[11]。变长分段法是根据存储在数据库中的属性信息进行分类,如果是同一个属性的路段则归为一类路段,如果是不同属性的路段则归为另外一类,这样造成了数据非常的混乱并且数据库中出现大量重叠的数据,没法进行图形和数据的相对分析,造成分析出来的结果没有任何的价值。而动态分段则摒弃了变长分段法和等长分段法的缺点,在不修改地理数据的前提下,将图形的路段信息和后台的空间数据库属性信息进行一一对应相互关联[12]。其工作流程图如图1所示。
1)动态分段是借助于空间数据库中点状信息和线状信息基础上实现的,其中点状信息表中存放点状地物与点状属性信息,在表中输入点的序号、名称和里程桩号,如表1所示。线状信息表中存放一些线状对象的信息,在表格中输入路线的序号、名称、起点里程桩号和终点里程桩号。如表2所示。
2)创建路径和刻画路径M值。路径其实就是对于现实世界中国道、高速公路、省道、河流等线状地物之类的任何静态线性特征要素,它在空间数据库中具有唯一的标识和同一个空间参考坐标系统。利用ESRI公司的ArcGIS工具可以方便的生成所需的路径和所需的路径M值。在路径创建转化过程中都有可能不能正确的描述路径的正确里程值,这样就需要对路径中的部分路段进行校准,可以选择在输入点之间内插,在输入点之前外推。在输入点之后外推,或者这三种方法的任意组合。
3)生成动态分段。路径事件和地理数据在地图上都是以数据层方式显示出来的。地图上路径事件是通过事先定义好路段与数据库表中的关系参数来实现的,动态分割的计算的结果是就是具有分段信息的数据。
3 动态分段的应用
动态分段技术完善了传统的等长分段发和变长分段法带来的数据冗余以及重复所带来的误差,解决了交通地理信息系统中的线性定位的问题。利用ArcGIS软件平台建立动态分段的系统在交通应急系统中取得了良好的效果[12]。可以快速的定位到道路网络中紧急事件发生的地点,方便指挥决策人员快速的了解紧急事件发生的位置,尽快的通知周边救援人员,缩短救援的响应时间,从而更好的指导救援工作,降低事故的危害性,进而提高高速公路的管理水平[13,14]。图2是利用里程桩定位的方法快速的查找出发生紧急事件的地点。
4 结束语
公路里程桩实时的定位与显示在指挥交通突发事件中具有重要的作用,动态分段技术在交通地理信息系统中的应用,给决策者提供了更准确、直观的的信息,加快了救援的响应效率,提高了救援成功性。文中所介绍的方法,在实际的软件开发中具有一定的参考价值。采用动态分段的方法建立公路等线性要素的一维线性参考系统,并将建立好的线性参考系统有效的运用到交通地理信息系统中的开发中去,实现了里程桩定位的功能。给救援的指挥者提供了有效的决策信息。对降低紧急事件所造成的损失具有重大的意义。
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关键词:数字城市,基础地理信息
引言
随着数字城市的提倡和应用,城市地理空间框架和基础地理信息数据库的建设也随之发展。地理信息系统是以地理空间数据库为基础,基于模型,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提供帮助,是一种决策支持系统。数字城市则是基于地理信息系统而应用,给各部门和行业提供地理信息数据,浏览和提取地理信息,应用于各项专题中。
基础地理信息系统的构成
基础地理信息系统不是简单的计算机软硬件系统,而是基础测绘管理工作的重要内容,必须有相应的行政管理体系与技术标准体系与之配套。因此,基础地理信息系统主要由计算机硬件及网络环境、软件环境、技术标准体系、管理体系、数据库等构成。
计算机硬件及网络环境
基础地理信息系统将以基础地理信息中心作为网络中心,其它各测绘院、机关、测绘管理处、质量检查站等为网络节点,构成一个c/s网络结构。硬件以微机为主,网络中心使用部分服务器及工作站,外围设备包括绘图仪、扫描仪、打印机、光盘机、磁带机、数字化仪等。
软件环境
应用软件(数据采集、数据处理软件、图形图像处理等)宜采用成熟的国产化软件,如武汉测绘科技大学的数字摄影测量系统virtuozo及测量平差软件包、中国测绘研究院的微机数字摄影测量系统、国产矢量化软件geoscan、mapvector等;部分应用软件自己开发,但要避免低水平的重复开发现象。
技术标准体系
系统应具有统一完整的技术体系,如数据采集标准、数据交换标准、数据建库标准、数据质量检查与控制标准、数据更新标准、数据使用标准等。技术标准应采用相应的国家标准和行业标准,当没有国标和行标时,可按国标和行标的建标指导原则建立自己的标准。此外,还应有一批训练有素的技术干部作为系统的支撑。
管理体系
严格地说,基础地理信息系统是为满足现代基础测绘管理需要而建立的一套现代化的测绘管理系统,因此必须根据现代计算机网络及办公自动化的特点,建立一套新的管理体系,包括测绘行业管理、生产管理、质量管理、技术管理、成果管理、数据安全管理、数据版权管理等。
二.基础地理信息数据库
由于目前地理信息数据库建设依旧不能完全脱离现有关系型数据库,故本文结合关系型数据库oracle,探讨了利用地理信息应用软件arcgis与oracle之间的中问件arcsde进行基础地理信息数据库的建设的方法,以便为行业的发展提供参考。
1.基础地理信息数据库数据组成
基础地理信息数据库的建设包括国家、省区和市县级,它由地理数据、管理系统和支撑环境组成,当然数据是核心,有5个基本分库为大地测量数据库、数字线划图数据库、数字正射影像数据库、数字高程模型数据库和数字栅格地图数据库;管理系统和支撑环境是数据的存储、管理和运行维护的软硬件和网络条件。
基础地理信息数据库的组成,主要包括以下几种:
1)大地测量数据.
这里大地测量数据包括市级gpsd、e级点和一二级控制点成果。
2)4d产品数据
4d包括数字线划图数据、数字正射影像数据、数字高程模型数据、数字栅格地图数据。
3)其它数据
主要有地形地籍数据、地名数据和元数据等。将上述的数据准备好以后,就可以进入系统进行初始数据采集与系统建库。对于地形地籍数据,可以采用武汉大学开发的数字测图软件sczt采集外业数据,经过检查合格转换成南方cass数据,再经过检查合格后转出.shp数据,导入cms地籍入库管理软件进行属性填写、拓扑检查修改,进行数据入库管理得到的城市地形地籍数据。
2.arcsde中间件的应用
本次试验通过arcsde进行存储数据到关系型数据库,并进行管理。它是esri公司提供的一个基于关系型数据库基础上的地理数据库服务器,可以提供空间和非空间数据进行高效率操作的数据库服务,符合基础地理信息数据库建设的要求,所以选用它作为中间件。
3.数据库的建设方案
3.1软件配置
本次试验基于oraclel0g、arcsde、arcgis。先安装oracle,创建数据库sdeorcl;安装arcgis,安装arcsde,postinstallation安装设置连接数据库,连接测试数据库sdeorcl,见图2。
3.2数据库的组成与分级
1)组成
基础地理信息数据是基础地理信息数据库的核心,如前文所述,按类型分为大地测量数据、数字线划图数据、数字正射影像数据、数字高程模型数据和数字栅格地图数据5个分库,分库又可以根据比例尺和分辨率的变化细分为子库,子库又可以根据要素分成若干层。
2)分级
针对本次试验考虑,市县级基础地理信息库的数据尺度包括1:500,1:1000和1:2000。
3.3数据库数据图层结构设计
取地籍调查数据为例,根据相关标准,通过sde建立数据集土地权属“tdqs”,对照数据库结构设计,建立要素地类宗地一zd、宗地注记一zdzj、界址线一jzx、界址线注记一jzxzj、界址点一jzd、界址点注记一jzdzj、房屋一fw、房屋注记一fwzj层。其中,宗地一zd层根据宗地属性结构描述表设置表结构,见表2。
3.4数据的导入