地理信息系統(tǒng)論文范文第1篇
關(guān)鍵詞多媒體技術(shù)，地理信息系統(tǒng)，空間數(shù)據(jù)，屬性數(shù)據(jù)，區(qū)域分析，數(shù)據(jù)模型
現(xiàn)今由于多媒體技術(shù)的迅速崛起和高速發(fā)展，越來越多的應(yīng)用軟件都大量使用了多媒體技術(shù).如果將多媒體技術(shù)應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)(geographicinformationsystem，簡(jiǎn)稱GIS)軟件中，勢(shì)必大大增強(qiáng)GIS信息的表現(xiàn)能力，擴(kuò)大GIS的應(yīng)用領(lǐng)域.那么怎樣將多媒體技術(shù)應(yīng)用于GIS軟件中呢我們認(rèn)為應(yīng)從兩方面來設(shè)計(jì)科技論文：其一是怎樣將多媒體數(shù)據(jù)溶于GIS數(shù)據(jù)庫中，并保證提供GIS軟件的雙向檢索及各種分析功能；其二是在應(yīng)用過程中，怎樣實(shí)現(xiàn)多媒體的播放功能.以下就這兩個(gè)內(nèi)容及其應(yīng)用前景談?wù)勎覀兊目捶?
1多媒體數(shù)據(jù)的有效管理
通常，應(yīng)用軟件中的多媒體數(shù)據(jù)有兩種生成方式：一種是媒體播放之前，將其數(shù)字化到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，播放時(shí)從數(shù)據(jù)庫中取數(shù)據(jù)；另一種是播放時(shí)，邊生成邊播放.而GIS軟件中的數(shù)據(jù)庫又分為空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，即我們可根據(jù)媒體數(shù)據(jù)的特性或應(yīng)用軟件的要求將多媒體數(shù)據(jù)分別溶于空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫中.
1.1GIS數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的管理
1.1.1GIS空間數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的管理目前，多數(shù)GIS應(yīng)用軟件所能描述的空間目標(biāo)都是靜態(tài)的，實(shí)際上，很多GIS所要表達(dá)和研究的空間目標(biāo)都不會(huì)是一成不變的，因此，GIS研究者已廣泛關(guān)注能對(duì)時(shí)空過程和時(shí)空目標(biāo)進(jìn)行描述和分析的時(shí)態(tài)GIS(temporalGIS).時(shí)態(tài)GIS的組織核心是時(shí)空數(shù)據(jù)庫，即設(shè)計(jì)一個(gè)合理的時(shí)空數(shù)據(jù)模型是建立時(shí)態(tài)GIS的關(guān)鍵所在.雖然目前還沒有較成熟的能支持時(shí)態(tài)GIS產(chǎn)品的時(shí)空數(shù)據(jù)模型，一但時(shí)空數(shù)據(jù)模型的研究有所突破，不僅能解決時(shí)態(tài)GIS的應(yīng)用問題，還將解決空間數(shù)據(jù)庫中動(dòng)畫數(shù)據(jù)的管理問題，即可通過使用動(dòng)畫技術(shù)來實(shí)現(xiàn)在屏幕上動(dòng)態(tài)播放時(shí)空過程.如動(dòng)態(tài)顯示衛(wèi)星云圖的變化情況、地殼變動(dòng)情況、森林沙化和城市化情況以及海岸或河灘的侵蝕或淤積變化情況等.
有關(guān)時(shí)空數(shù)據(jù)模型，張祖勛［1］提出使用分級(jí)索引方法來對(duì)基本修正法進(jìn)行改進(jìn).這種方法就是不存貯研究區(qū)域中每個(gè)狀態(tài)的全部信息，而只存貯某個(gè)時(shí)間的數(shù)據(jù)狀態(tài)(稱為基態(tài))以及相對(duì)于基態(tài)或鄰近狀態(tài)的變化量.在此基礎(chǔ)上，建立分級(jí)索引，以便能快速找到所需的時(shí)空過程的數(shù)據(jù).
要使用這種建索引的基本修正法，需要考慮兩個(gè)問題，一個(gè)是如何建立索引；另一個(gè)是如何設(shè)計(jì)用來描述兩個(gè)狀態(tài)變化量的差文件.
關(guān)于建索引的問題，筆者認(rèn)為：基態(tài)，亦a,b,c,d分別表示時(shí)態(tài)GIS的4個(gè)時(shí)期；T.時(shí)間軸；t0,t1,…,tn分別表示時(shí)態(tài)在GIS某個(gè)時(shí)期的n+1個(gè)時(shí)態(tài)，其中tn為基態(tài)，即“現(xiàn)在”時(shí)態(tài)一次數(shù)據(jù)狀態(tài)——“現(xiàn)在”時(shí)態(tài)總是變化的，每產(chǎn)生一個(gè)新的現(xiàn)在時(shí)態(tài)，就應(yīng)生成一個(gè)現(xiàn)在時(shí)態(tài)與前一次時(shí)態(tài)的差文件，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)在時(shí)態(tài)所處的時(shí)間位置來決定是否產(chǎn)生新的索引差文件.以四叉樹為例，如圖1所示，當(dāng)n為2i(i=2,3,…)的整數(shù)倍時(shí)，就需產(chǎn)生tn-2i～tn的索引差文件.相應(yīng)地為了減少索引差文件所占的存貯空間，而又不影響對(duì)任一時(shí)態(tài)的檢索速度，可將tn-2i+1～tn-2i的索引差文件刪掉，所刪的索引名文件個(gè)數(shù)正好比新建的索引差文件個(gè)數(shù)少一個(gè).
關(guān)于差文件，筆者認(rèn)為在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮如下幾個(gè)因素.(1)由于差文件是通過對(duì)兩個(gè)時(shí)態(tài)的目標(biāo)信息進(jìn)行異或而產(chǎn)生的，這意味著差文件包含有兩類目標(biāo)信息：一類是前一時(shí)態(tài)有而后一時(shí)態(tài)無的目標(biāo)信息；另一類是前一時(shí)態(tài)無而后一時(shí)態(tài)有的目標(biāo)信息.為了能根據(jù)差文件快速、連續(xù)地由一個(gè)狀態(tài)到過去另一狀態(tài)或最近另一狀態(tài)進(jìn)行檢索，應(yīng)在差文件中將這兩類目標(biāo)信息予以標(biāo)識(shí)區(qū)分.(2)兩個(gè)狀態(tài)之間目標(biāo)變化應(yīng)是有對(duì)應(yīng)關(guān)系的，即01(目標(biāo)從無到有)；10(目標(biāo)從有到無)；1N(目標(biāo)從一個(gè)變成多個(gè))；N1(目標(biāo)從多個(gè)變成一個(gè))，以及目標(biāo)空間信息無變化，屬性信息有變化；目標(biāo)局部空間信息有變化等.為了能進(jìn)行快速檢索，在差文件中應(yīng)將兩類各目標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系予以標(biāo)明，當(dāng)然，這會(huì)增加差文件生成過程的復(fù)雜性.(3)和所有地圖數(shù)據(jù)庫模型類似，差文件也由空間信息、屬性信息和關(guān)系信息組成，差文件中應(yīng)將每個(gè)目標(biāo)這3種信息之間的關(guān)系予以標(biāo)明.
1.1.2GIS屬性數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的管理有些GIS的應(yīng)用中，認(rèn)為多媒體數(shù)據(jù)是一種特殊的專題屬性數(shù)據(jù).怎樣選擇多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型，使得既能遵循其自身特點(diǎn)，又能有效地建立起它與空間數(shù)據(jù)的聯(lián)系，是多媒體技術(shù)在GIS應(yīng)用中的關(guān)鍵所在.
目前，多數(shù)GIS屬性數(shù)據(jù)庫使用的是關(guān)系模型.為能將關(guān)系模型應(yīng)用于多媒體數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，就必須對(duì)現(xiàn)有的關(guān)系模型進(jìn)行擴(kuò)充，使它不但能處理格式化數(shù)據(jù)，也能處理非格式化數(shù)據(jù).楊學(xué)良［2］就這個(gè)問題提出了3種技術(shù)策略：將多媒體數(shù)據(jù)文件名作為關(guān)系中元組某列(或?qū)傩?；將每個(gè)元組作為一個(gè)完整文件保存；元組中存貯格式化數(shù)據(jù)以及非格式化數(shù)據(jù)的引用項(xiàng)，而非格式化數(shù)據(jù)單獨(dú)存貯.
對(duì)比這3種技術(shù)策略，第一種技術(shù)策略方法簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，適宜于對(duì)多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行播放.第二、三種技術(shù)策略雖然能夠?qū)崿F(xiàn)并發(fā)控制和恢復(fù)，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和拮取的應(yīng)用，但由于此兩種技術(shù)策略將每個(gè)元組所對(duì)應(yīng)的空間目標(biāo)的專業(yè)屬性和多媒體屬性混在一起，這既增大了應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，又不利于那些只需使用空間目標(biāo)的專業(yè)屬性的一些應(yīng)用的實(shí)現(xiàn).為此，我們認(rèn)為，在第一種技術(shù)策略的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)或多個(gè)屬性項(xiàng)，用于存放多媒體數(shù)據(jù)的文件信息和數(shù)據(jù)流信息，當(dāng)我們需要對(duì)多媒體數(shù)據(jù)文件進(jìn)行特殊應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)文件信息和數(shù)據(jù)流信息對(duì)多媒體數(shù)據(jù)文件進(jìn)行操作.
1.2GIS區(qū)域分析中多媒體數(shù)據(jù)的生成
多媒體數(shù)據(jù)生成的另一種方式是在GIS應(yīng)用中，邊統(tǒng)計(jì)、分析運(yùn)算，邊生成結(jié)果數(shù)據(jù)——多媒體數(shù)據(jù).
1.2.1空間分析中多媒體數(shù)據(jù)的生成空間分析是一組分析結(jié)果依賴于所分析對(duì)象的位置信息技術(shù)［3］，因此，空間分析要求獲得目標(biāo)的空間位置及其屬性描述兩方面信息.空間分析主要有：地形分析、疊加分析、緩沖區(qū)分析和網(wǎng)絡(luò)分析等.
為了能更清楚地表示上述一些空間分析的結(jié)果，我們可用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來實(shí)現(xiàn).所謂虛擬現(xiàn)實(shí)［4］是一種由計(jì)算機(jī)生成的高級(jí)人機(jī)交互系統(tǒng)，即構(gòu)成一個(gè)以視覺感受為主，也包括聽覺、觸覺、嗅覺的可感知環(huán)境，使用者通過專門的設(shè)備可在這個(gè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)觀察、觸摸、操作、檢測(cè)等試驗(yàn)，有身臨其境之感.比如，可用虛擬技術(shù)來觀察地形分析或網(wǎng)絡(luò)分析得到的空間效果，使用者可用交互操作的方式來控制自己與觀察對(duì)象的角度、距離以及光照等，使觀察對(duì)象隨使用者的操作而動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn).此時(shí)以動(dòng)畫形式顯示的媒體數(shù)據(jù)隨使用者的操作產(chǎn)生并顯示.
1.2.2統(tǒng)計(jì)分析中多媒體數(shù)據(jù)的生成統(tǒng)計(jì)分析就是用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法開展區(qū)域分析.數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法主要有：統(tǒng)計(jì)特征值、研究?jī)煞N或多種地理現(xiàn)象之間的相關(guān)分析，通過一組實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)變量之間因果關(guān)系的回歸分析，以及主成分分析等.
為了更加形象化，我們可以將數(shù)理統(tǒng)計(jì)結(jié)果以直方圖、曲線、曲面或區(qū)劃圖表示，甚至可以將重要的部分以醒目的顏色、特殊的符號(hào)或閃爍的顯示形式來告訴使用者，還可以配上解說詞，以增加系統(tǒng)的感染力，而表現(xiàn)這些現(xiàn)象的媒體數(shù)據(jù)是在統(tǒng)計(jì)分析之后由系統(tǒng)自動(dòng)生成并播放的.
2GIS應(yīng)用系統(tǒng)中多媒體功能的實(shí)現(xiàn)
在GIS應(yīng)用軟件中進(jìn)行多媒體功能實(shí)現(xiàn)，首先是受GIS應(yīng)用軟件自身開發(fā)平臺(tái)的限制.多數(shù)情況下，GIS應(yīng)用軟件的多媒體開發(fā)平臺(tái)宜選擇編程語言，如VC++，VB或BC++等，以利于和GIS應(yīng)用軟件相結(jié)合.一旦多媒體開發(fā)環(huán)境確定下來，那么怎樣實(shí)現(xiàn)區(qū)域分析中多媒體功能
2.1空間數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的播放
由前所述，空間數(shù)據(jù)庫中存貯的多是各期間的時(shí)空數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)與MCI所能接受的多媒體文件格式RIFF(resourceinterchangefileformat)不同，所以應(yīng)用程序不能直接調(diào)用MCI函數(shù)和API函數(shù)，必須根據(jù)時(shí)態(tài)GIS的空間數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一個(gè)相應(yīng)的動(dòng)畫播放程序來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示功能.
下面簡(jiǎn)述動(dòng)態(tài)顯示時(shí)態(tài)GIS中ti～tj狀態(tài)的算法步驟(0≤i≤j≤n，其中n為現(xiàn)在時(shí)態(tài)).(1)由基態(tài)開始檢索各索引差文件直到生成ti狀態(tài)信息.(2)顯示ti狀態(tài)信息.(3)根據(jù)ti差文件，擦除ti狀態(tài)有而ti+1狀態(tài)無的信息，顯示ti狀態(tài)無而ti+1狀態(tài)有的信息.(4)i+1i.(5)當(dāng)i＜j時(shí)，轉(zhuǎn)(3)；否則結(jié)束.
如果用上述算法來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示時(shí)空過程，還有很多細(xì)節(jié)需要設(shè)計(jì).首先，在(1)步驟，從基態(tài)開始，逐級(jí)逐步檢索，每檢索到一個(gè)狀態(tài)差文件，就需根據(jù)差文件來生成該狀態(tài)信息，直到ti狀態(tài)處；其次，在(3)中，需要用到動(dòng)畫技術(shù)，擦除前一狀態(tài)信息實(shí)質(zhì)為恢復(fù)該處顯示內(nèi)容，而顯示后一狀態(tài)信息之前，需保存后一處信息內(nèi)容，再予以顯示新狀態(tài)信息.
2.2屬性數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的應(yīng)用
一般來說，多媒體數(shù)據(jù)主要應(yīng)用于兩個(gè)方面：一個(gè)是簡(jiǎn)單播放；另一個(gè)是對(duì)多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和拮取.對(duì)于前者，只要使用MCI函數(shù)或API函數(shù)按屬性數(shù)據(jù)庫中其他屬性的要求進(jìn)行播放；對(duì)于后者，這就要求程序員熟悉多媒體數(shù)據(jù)文件格式RIFF，根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)的文件信息和數(shù)據(jù)流信息，通過調(diào)用多媒體文件輸入/輸出函數(shù)來實(shí)現(xiàn)多媒體的播放、編輯、拮取以及同步控制等操作.
3多媒體技術(shù)在GIS中的應(yīng)用前景
(1)實(shí)現(xiàn)資源信息的科學(xué)管理，提供信息服務(wù).GIS一改為用戶管理提供單一的圖表、數(shù)據(jù)信息形式，而在管理空間信息的同時(shí)，對(duì)圖形、圖象、視頻、聲音、動(dòng)畫等形式的信息進(jìn)行管理和播放，大大增加了信息的表現(xiàn)能力.(2)家庭教育和個(gè)人娛樂.將多媒體和GIS溶于一身，會(huì)豐富教育、娛樂軟件的內(nèi)容及表現(xiàn)手段.比如有關(guān)地理、歷史等課程的教學(xué)軟件和娛樂軟件的設(shè)計(jì).(3)銷售和演示信息系統(tǒng).GIS和多媒體技術(shù)合為一體的這類系統(tǒng)會(huì)比以往的信息系統(tǒng)更具有表現(xiàn)力.比如房地產(chǎn)公司的銷售系統(tǒng)，既能表明所售住房的空間位置，又能從中檢索其住房環(huán)境及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且可以動(dòng)態(tài)地刪去當(dāng)天已售出的房子，給出不同價(jià)格等；旅游導(dǎo)游系統(tǒng)，可以在為觀光游客制定導(dǎo)游路線時(shí)，就能對(duì)不同地方的景點(diǎn)產(chǎn)生身臨其境的感覺.
總之，將多媒體技術(shù)和GIS技術(shù)相結(jié)合，是計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)發(fā)展方向，它會(huì)改變?nèi)藗兊墓ぷ?、生活、思維方式，推動(dòng)信息社會(huì)的前進(jìn).
參考文獻(xiàn)
1張祖勛.時(shí)態(tài)GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研討.測(cè)繪通報(bào)，1996,(1):19～21
2楊學(xué)良.多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，1995.138～139
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地理信息系統(tǒng)論文范文第2篇
關(guān)鍵詞：時(shí)態(tài)地理信息系統(tǒng)；時(shí)間；時(shí)間數(shù)據(jù)庫；系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671—7597（2012）0120016-02
自從二十世紀(jì)六十年代末世界上第一個(gè)地理信息系統(tǒng)——加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS）誕生以來，人類對(duì)地理信息系統(tǒng)的研發(fā)就沒有停止過，而且經(jīng)過1973—1982年的大量實(shí)驗(yàn)開發(fā)階段，到八十年代末全面進(jìn)入了商業(yè)開發(fā)和運(yùn)作階段?，F(xiàn)在，GIS已經(jīng)被普遍用于測(cè)繪、資源開發(fā)與管理、農(nóng)林水利、城市建設(shè)與規(guī)劃、國(guó)防建設(shè)和全球變化與地學(xué)研究領(lǐng)域。
在GIS不斷發(fā)展和完善的過程中，新的觀念和思想使計(jì)算機(jī)技術(shù)具有了靈魂和指導(dǎo)?？梢哉fGIS是將計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與地學(xué)等相關(guān)專業(yè)知識(shí)完美結(jié)合的杰作之一。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，GIS關(guān)于對(duì)具體事物的描述方法從單一實(shí)體，相互聯(lián)系的平面投影，到更加廣闊的空間，在不斷完善。
1 時(shí)態(tài)地理信息系統(tǒng)（TGIS）的產(chǎn)生和發(fā)展
時(shí)態(tài)地理信息系統(tǒng)（Temporal Geographic Information System，TGIS）是能夠處理時(shí)間因素，可跟蹤和分析空間信息隨時(shí)間變化的地理信息系統(tǒng)。TGIS的觀念最早由Thrift在1977年首次提出，Basoglu和Morrison于1978年設(shè)計(jì)了最早的HGIS（Historical Geographic InformationSystem）。但由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的限制，此后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)TGIS無人問浸。直到Lorentzos和Langran分別于1988年和1989年完成了關(guān)于TGIS方面的博士論文，才將TGIS的研究重新推向了一個(gè)高潮。
為促進(jìn)TGIS的發(fā)展，1996年UCGIS（University Consortium forGeographic Information Science）將TGIS作為“地理描述擴(kuò)展”的一部分列入GISci十大優(yōu)先研究領(lǐng)域之列。使TGIS的研究廣泛展開。
1.1 時(shí)態(tài)地理信息系統(tǒng)（TGIS）的涵義
空間（Location）、時(shí)間（Time）和屬性（Attribution）是描述客觀對(duì)象的三個(gè)基本要素。但相對(duì)成熟的GIS對(duì)空間和屬性的描述比較全面，對(duì)時(shí)間性的處理大多是靜態(tài)的。GIS對(duì)客觀對(duì)象是“快照”式的描述，系統(tǒng)對(duì)“過去”和“將來”的描述非常困難。而且，由于來自不同時(shí)間的信息可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤匹配，實(shí)際中往往造成分析中的邏輯錯(cuò)誤。這就在一定程度上限制了GIS的應(yīng)用，尤其是對(duì)時(shí)間性要素要求比較嚴(yán)格的管理活動(dòng)。
TGIS是能夠跟蹤和分析隨時(shí)間變化的空間、非空間信息的地理信息系統(tǒng)。在TGIS中，地理實(shí)體對(duì)象可以描述為如下的關(guān)系：
E=f（S，T，A）
其中：E為被描述的地理實(shí)體或事件；f為映射關(guān)系；S為空間參數(shù)，通過空間坐標(biāo)體系和空間關(guān)系來描述；T為時(shí)間參數(shù)，通過時(shí)間坐標(biāo)體系和對(duì)象的發(fā)展過程的關(guān)系來描述；A為屬性參數(shù)，是對(duì)被描述的、具有特定的空間和時(shí)間參數(shù)的地理實(shí)體的特性的描述。
由于地理實(shí)體的空間、時(shí)間和屬性要素具有不可分割性，因而只有對(duì)這三個(gè)屬性的完整表達(dá)才能揭示地理實(shí)體和現(xiàn)象的特征、規(guī)律。完善的TGIS應(yīng)該具有基本的儲(chǔ)存、分析、更新、質(zhì)量控制、調(diào)度、模擬以及靜態(tài)制圖的功能。
1.2 關(guān)于TGIS中的時(shí)間
傳統(tǒng)的GIS基本上是針對(duì)空間和屬性兩方面的數(shù)據(jù)，而TGIS還要在此基礎(chǔ)上考慮時(shí)間要素。因此，需要對(duì)時(shí)間要素進(jìn)行認(rèn)真分析。
從信息系統(tǒng)來看，時(shí)間是一條沒有端點(diǎn)、向過去和將來無限延伸的線軸。由于客觀地理實(shí)體與光速之比可以忽略不計(jì)，因此，可以認(rèn)為時(shí)空之間不產(chǎn)生相互作用，時(shí)間僅是一種特殊的測(cè)度標(biāo)準(zhǔn)，它反映了事件序列的表現(xiàn)形式。在TGIS中，根據(jù)時(shí)間對(duì)事件的影響可以將時(shí)間類型歸納如表1。
在系統(tǒng)信息中包含了上述的時(shí)間信息，就可以使GIS的分析、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)等功能更進(jìn)一步。而目前對(duì)TGIS研究的重點(diǎn)之一正是如何處理因引入時(shí)間要素而成幾何積數(shù)增加的數(shù)據(jù)信息。
2 時(shí)態(tài)地理信息系統(tǒng)（TGIS）發(fā)展的相關(guān)技術(shù)
2.1 計(jì)算機(jī)等相關(guān)技術(shù)是TGIS的基礎(chǔ)
從GIS的發(fā)展過程可以清楚地看出，GIS的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的每一次突破都會(huì)帶來GIS的大發(fā)展。但是，TGIS從一開始就受到海量數(shù)據(jù)和計(jì)算速度的影響。實(shí)際上，數(shù)據(jù)和計(jì)算速度同是時(shí)間這一個(gè)問題的兩個(gè)方面。在計(jì)算速度一定的情況下，隨著數(shù)據(jù)的增加。處理的時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng)；在數(shù)據(jù)信息量不斷增加的情況下，計(jì)算速度得不到同步提高，處理的時(shí)間也會(huì)延長(zhǎng)?？梢?，時(shí)間是數(shù)據(jù)信息處理中的主要因素之一。同時(shí)，合理的時(shí)間組織一方面可以系統(tǒng)中減少數(shù)據(jù)的冗余，另一方面又可以提高系統(tǒng)的運(yùn)算速度。因此時(shí)間又是影響計(jì)算機(jī)處理的主要因素之一。正確處理時(shí)間因素是當(dāng)前計(jì)算機(jī)發(fā)展中必須面對(duì)的一個(gè)主要問題，也是TGIS的發(fā)展契機(jī)。
目前，隨著計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存技術(shù)和運(yùn)算速度的不斷提高，TGIS的研究具備了必要的基礎(chǔ)。而由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)信息的標(biāo)準(zhǔn)化的加快，數(shù)據(jù)信息共享的逐步實(shí)現(xiàn)，大大節(jié)約了系統(tǒng)內(nèi)有效的儲(chǔ)存空間，對(duì)TGIS的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。
2.2 時(shí)間數(shù)據(jù)的合理組織是IGIS的保障
時(shí)間僅是描述客觀對(duì)象的三大要素之一，而且它必須依附于客觀對(duì)象才具有實(shí)際意義。為了全面、系統(tǒng)、真實(shí)地反映客觀對(duì)象，需要將其屬性賦以對(duì)應(yīng)的時(shí)間。因此，TGIS中的時(shí)間比較復(fù)雜（見表1）。
對(duì)這些時(shí)間屬性的管理，目前主要有三種模式：第一是在傳統(tǒng)GIS中空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，重新構(gòu)建時(shí)間數(shù)據(jù)庫來管理事件的時(shí)間要素，即時(shí)間作為新的一維；第二是在傳統(tǒng)的GIS中的屬性數(shù)據(jù)庫中，增加相關(guān)的時(shí)間記錄來管理對(duì)象的時(shí)間要素，即時(shí)間作為附加的屬性數(shù)據(jù)；第三是面向?qū)ο蟮姆椒?，打破關(guān)系模型范式的限制，直接支持對(duì)象的嵌套及變長(zhǎng)記錄。其中第二種模式比較容易實(shí)現(xiàn)，但準(zhǔn)確度受數(shù)據(jù)容量的限制，而且運(yùn)行速度比較慢。第一種和第三種模式的研究是當(dāng)前的熱點(diǎn)。
從信息系統(tǒng)的角度來看，構(gòu)建獨(dú)立的時(shí)間數(shù)據(jù)庫是TGIS的發(fā)展方向。而面向?qū)ο蟮臅r(shí)間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)可以更直觀地反映時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化。但由于具有時(shí)空特性的數(shù)據(jù)信息的復(fù)雜性，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的限制，雖然對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)管理的研究不少，但效果并不理想。郭達(dá)志等于1993年提出了用十六叉樹表示礦山GIS中的空間和時(shí)間的四維數(shù)據(jù)模型，但對(duì)離散變化、多邊形、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等空間對(duì)象，這種形式的效率比較低。陳晉等于1995年提出了時(shí)空一體化的TGIS數(shù)據(jù)模型，應(yīng)用效果則受到計(jì)算機(jī)技術(shù)的影響。目前關(guān)于TGIS數(shù)據(jù)模型的討論主要有：序列快照模型（SequentSnapshots）、基圖修正模型（Base state with amendments）和時(shí)空組合體模型（Time—space composite）等。相對(duì)來講，時(shí)空組合體模型可以將時(shí)間和空間屬性有機(jī)地結(jié)合起來，便于系統(tǒng)分析、管理功能的實(shí)現(xiàn)。
以合理的數(shù)據(jù)模型為框架，對(duì)時(shí)間信息應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫式管理。針對(duì)大量的時(shí)間數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方式，Snodgrass和Ahn（1987）將時(shí)間數(shù)據(jù)庫具體分為四類（如表2）。實(shí)際設(shè)計(jì)中采用最多的是歷史數(shù)據(jù)庫。一般可以將描述對(duì)象的時(shí)間在具體分類的基礎(chǔ)上，不斷把靜態(tài)數(shù)據(jù)庫的信息存入構(gòu)建的歷史數(shù)據(jù)庫，并通過時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫建立數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián)。
2.3 與相關(guān)系統(tǒng)的有效關(guān)聯(lián)是IGIS發(fā)展的前提
TGIS可以自成系統(tǒng)，但這一系統(tǒng)并不是完全孤立的系統(tǒng)，它是在傳統(tǒng)GIS的基礎(chǔ)上，充分考慮時(shí)間要素對(duì)客觀對(duì)象的動(dòng)態(tài)影響建立起來的。因此，TGIS的關(guān)系相對(duì)更加復(fù)雜。
首先，TGIS必須處理好系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)聯(lián)關(guān)系。TGIS要充分利用傳統(tǒng)GIS已經(jīng)建立起來的信息關(guān)系，利用其中的空間、屬性數(shù)據(jù)信息，在此基礎(chǔ)上增加時(shí)間要素以滿足相關(guān)分析、管理的要求。因此，建立TGIS決不時(shí)拋開傳統(tǒng)的GIS，而是以GIS為基礎(chǔ)。這就要求TGIS中新增的時(shí)間數(shù)據(jù)模型必須與GIS系統(tǒng)中已經(jīng)建立起來的模型相互兼容，保證系統(tǒng)內(nèi)信息的完全共享。
其次，TGIS的運(yùn)行需要大量的信息資料，這些信息的來源必然是多元化的，因而要求TGIS能夠順利接受提供信息的基礎(chǔ)系統(tǒng)所提供的信息。這一方面是數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)問題，要求數(shù)據(jù)資料必須標(biāo)準(zhǔn)化；另一方面要求TGIS必須是一個(gè)開放的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)信息既可以傳入，也可以讀出，只要符合規(guī)定的權(quán)限。
另外，GIS整體也在不斷發(fā)展完善，TGIS的發(fā)展實(shí)質(zhì)上是進(jìn)一步架通管理與相關(guān)專業(yè)的橋梁。以GIS為基礎(chǔ)平臺(tái)來發(fā)展管理系統(tǒng)，將會(huì)使現(xiàn)代管理手段發(fā)生根本性的改變，更好地滿足管理的要求。因此，客觀上要求TGIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該具有管理的理念，為系統(tǒng)的不斷豐富留有余地。
3 TGIS的發(fā)展展望
當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)仍在以加速度的方式發(fā)展，將為TGIS的發(fā)展提供更加有力的支撐。因此，TGIS不斷發(fā)展完善是必然的。TGIS作為GIS的一個(gè)重要發(fā)展方向，隨著相關(guān)技術(shù)的突破，其研究水平會(huì)迅速提高，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大。
3.1 計(jì)算機(jī)處理速度的進(jìn)一步提高將為TGIS的發(fā)展提供更有力的支撐
隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)速度仍在不斷提高，這為TGIS技術(shù)的突破提供了有力的技術(shù)保障。眾所周知，GIS面對(duì)的是海量數(shù)據(jù)，增加時(shí)間屬性，客觀對(duì)象的數(shù)據(jù)信息就會(huì)成倍增加，處理工作量就會(huì)以幾何積數(shù)的方式增加。計(jì)算機(jī)處理速度的提高，將使這一問題得到相應(yīng)的解決。
同時(shí)計(jì)算機(jī)速度的提高，會(huì)相應(yīng)地提高工作效率，進(jìn)一步擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，這為TGIS的普及應(yīng)用做好了操作上的準(zhǔn)備，為TGIS軟件系統(tǒng)的推廣提前培育了市場(chǎng)。TGIS系統(tǒng)會(huì)逐步形成一個(gè)不斷推出、檢驗(yàn)、進(jìn)一步改進(jìn)的良性循環(huán)。從而促進(jìn)TGIS的不斷發(fā)展。
3.2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展將為IGIS的發(fā)展減輕數(shù)據(jù)處理的負(fù)擔(dān)
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使信息工業(yè)突飛猛進(jìn)，也為TGIS的發(fā)展創(chuàng)造了條件。隨著數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的加快，長(zhǎng)期以來困擾TGIS的數(shù)據(jù)問題可以得到一定的解決。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施以后，通過建立數(shù)據(jù)信息共享基本數(shù)據(jù)庫，將其與相關(guān)專業(yè)數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和及時(shí)傳輸，充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來減輕TGIS的數(shù)據(jù)管理負(fù)擔(dān)（如圖1）。
3.3 IGIS應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展
TGIS是GIS的發(fā)展方向之一，但GIS也僅是技術(shù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的一個(gè)小系統(tǒng)。因此，TGIS的發(fā)展本身就應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持系統(tǒng)論的觀點(diǎn)。目前雖然研究TGIS的學(xué)者不少，但大多是從技術(shù)上來尋求突破，從管理學(xué)的角度來進(jìn)行研究的并不是很多。
實(shí)際上，從管理學(xué)的角度來看，受管理方法的限制，對(duì)信息的空間性要求相對(duì)比較弱，但對(duì)信息的時(shí)間性要求比較高。而這正是GIS的弱點(diǎn)，因此GIS直到目前僅在宏觀規(guī)劃中應(yīng)用較多，而在微觀管理領(lǐng)域沒有得到普遍應(yīng)用。稍微注意就可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代管理對(duì)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用非常廣泛，從最初的Basic，到dBASEⅡ、dBASEⅢ、dBASEⅣ，以及后來的FoxBASE、Foxpro、Vfox Pro直至目前的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，都在管理中得到了充分利用。但數(shù)據(jù)庫管理的信息中普遍缺少空間信息。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，企業(yè)的經(jīng)營(yíng)范圍和地域都在不斷擴(kuò)大，跨地區(qū)、跨國(guó)經(jīng)營(yíng)的現(xiàn)象現(xiàn)在已非常普遍。因此，企業(yè)在嚴(yán)格要求事件時(shí)間要素的同時(shí)，對(duì)空間信息的需求也在不斷提高，這正為TGIS的發(fā)展提供了應(yīng)用空間。因此，TGIS充分發(fā)揮時(shí)空分析、評(píng)價(jià)的優(yōu)勢(shì)，與管理科學(xué)進(jìn)一步結(jié)合，從而建立多系統(tǒng)聯(lián)結(jié)的綜合管理系統(tǒng)（如圖1）是TGIS將來發(fā)展的一個(gè)重要方向。
地理信息系統(tǒng)論文范文第3篇
印度黃檀是一種喜光落葉大喬木，屬于豆科蝶形花亞科。它起源于印度干旱地區(qū)，具有速生、耐旱和耐瘠薄等優(yōu)良特性。一年生印度黃檀幼苗的樹高可達(dá)3m，胸徑可接近10cm。在印度的分布區(qū)域內(nèi)其絕對(duì)最高溫度39qc～49℃，絕對(duì)最低溫度4oC～6oC，年降雨量760～4570mm。印度黃檀能在瘠薄、疏松或低鹽土中生長(zhǎng)，但在干硬的粘土中，容易受到病害，成活率低J。印度黃檀具有多種的用途。它的葉子可以作飼料和藥材，主干可以被加工制成世界上名貴的紅木家具。在印度，除了柚木之外，印度黃檀是最重要的栽培樹種。由于它的速生、耐旱和耐瘠薄等優(yōu)良特性，無論在印度還是美國(guó)都被認(rèn)為是一種理想的城市和園林綠化樹種引。
2印度黃檀適生陛區(qū)劃方法的研究現(xiàn)狀
樹種的適生性區(qū)劃是林業(yè)區(qū)劃的一種表現(xiàn)形式。林業(yè)區(qū)劃是指根據(jù)林業(yè)的特點(diǎn)，在研究有關(guān)自然、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，分析、評(píng)價(jià)林業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)與潛力，按照地域分異的規(guī)律進(jìn)行分區(qū)劃片。中國(guó)在1950年以后，為了大力發(fā)展農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，借鑒前蘇聯(lián)的農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)，開展了農(nóng)業(yè)區(qū)劃工作。當(dāng)時(shí)林業(yè)區(qū)劃從屬于農(nóng)業(yè)區(qū)劃。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家對(duì)林產(chǎn)品的需求量越來越大，而由于受林業(yè)本身生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、見效慢等特點(diǎn)以及中國(guó)復(fù)雜的地理環(huán)境的影響，合理的林業(yè)區(qū)劃對(duì)降低林業(yè)生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)、提高林業(yè)工作的效率和質(zhì)量具有重要的作用。
目前，常用的林業(yè)區(qū)劃方法可分為與計(jì)算機(jī)結(jié)合的數(shù)量定量區(qū)劃方法和基于地理信息系統(tǒng)技術(shù)的區(qū)劃方法7．引。在樹種適生性區(qū)劃研究當(dāng)中，用得比較多的數(shù)量定量區(qū)劃方法為傳統(tǒng)的聚類分析方法、主成分分析法、模糊數(shù)學(xué)法和灰色關(guān)聯(lián)度法?；诘乩硇畔⑾到y(tǒng)技術(shù)的區(qū)劃方法是利用ArcGIS或ArcView等軟件的空間分析和制圖功能，結(jié)合由數(shù)量定量方法所建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行區(qū)劃。
樹種的區(qū)域性試驗(yàn)為數(shù)學(xué)建模提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。顯然，區(qū)域性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性是保證區(qū)劃結(jié)果正確的前提。因此，對(duì)樹種區(qū)域性試驗(yàn)方法的研究是適生性區(qū)劃研究的一個(gè)重要部分。
2．1印度黃檀的區(qū)域性試驗(yàn)研究
由于印度黃檀對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力比較強(qiáng)，許多國(guó)外學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了深入的研究，其中大多數(shù)的研究都從微觀的角度來分析印度黃檀的生理特征，而對(duì)印度黃檀的區(qū)域性研究較少。國(guó)內(nèi)對(duì)印度黃檀的專項(xiàng)研究?jī)H見于中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院資源昆蟲研究所對(duì)印度黃檀木材解剖構(gòu)造及物理力學(xué)和化學(xué)性質(zhì)的初步研究’加J，而對(duì)其區(qū)域性試驗(yàn)和適生性區(qū)劃尚未見報(bào)道。印度黃檀的區(qū)域性研究主要體現(xiàn)在不同試驗(yàn)方法下印度黃檀與其它樹種在適生性方面的比較研究。
IanHUNTER在印度的卡納塔克邦對(duì)一年生的印度黃檀、赤桉和大桉幼苗分別做了4種不同的灌溉水平和9種不同的施肥量的研究。最后發(fā)現(xiàn)充足的水分和N肥量是印度黃檀快速生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。PSMINHAS等用咸水和正常的溝渠水分別對(duì)印度黃檀和埃及樹膠進(jìn)行灌溉，得出咸水灌溉使得印度黃檀的生長(zhǎng)量比用灌溉時(shí)少了53％。BSINGHandGSINGH在焦特布爾對(duì)4個(gè)月生的印度黃檀的繁殖苗做了5種不同灌溉水平的試驗(yàn)，證明了水分是影響印度黃檀生長(zhǎng)的關(guān)鍵因子¨。由于印度黃檀屬于喜光樹種，在一定的水肥條件下，它的存活率跟種植密度大致成反比的關(guān)系。
在印度黃檀的區(qū)域性試驗(yàn)中，許多學(xué)者主要考慮了水分、土壤性質(zhì)和種植密度的問題，而忽視了溫度因子。在同一氣候類型的區(qū)域內(nèi)，由于地形起伏造成局部溫度的差異也反映在同種植物生長(zhǎng)的差異性上。
在印度黃檀的區(qū)域性試驗(yàn)中，應(yīng)該重點(diǎn)考慮溫度、水分、土壤性質(zhì)和種植密度與生長(zhǎng)量、保存率和結(jié)實(shí)率的關(guān)系，并對(duì)這些因素做出詳細(xì)的數(shù)據(jù)記錄，為適生數(shù)學(xué)建模提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
2．2數(shù)量定量區(qū)劃方法
從2O世紀(jì)80年代末開始，數(shù)量定量的區(qū)劃方法應(yīng)用到林業(yè)區(qū)劃當(dāng)中，逐步取代傳統(tǒng)的帶有很大主觀臆斷性的林業(yè)區(qū)劃方法’?？抵拘鄣葢?yīng)用譜系圖聚類分析方法，劃分了長(zhǎng)江流域以南的楊梅適生性分布區(qū)。譜系圖聚類分析方法應(yīng)用簡(jiǎn)單，但最大的缺點(diǎn)是聚類圖不直觀，而由星座圖聚類分析方法得出的聚類圖的效果顯然是比較好的。陳建新等運(yùn)用了主成分分析方法，突出了廣東禿杉區(qū)劃中貢獻(xiàn)率較大的因子和優(yōu)化了各因子在區(qū)劃中的綜合貢獻(xiàn)率，取得了良好的區(qū)劃效果。主成分分析法對(duì)多個(gè)變量起降維的作用，減少了計(jì)算量，但存在丟失有效信息的現(xiàn)象，并且不同統(tǒng)計(jì)軟件下的主成分分析結(jié)果有一定的差別。
在區(qū)劃過程中，有些個(gè)體是介于兩個(gè)或兩個(gè)以上的類別之間，帶有模糊性。利用模糊數(shù)學(xué)進(jìn)行區(qū)劃更加符合實(shí)際。朱斌等對(duì)安徽省栽培蘋果的生態(tài)氣候條件進(jìn)行了模糊聚類分析，初步劃出了安徽蘋果經(jīng)濟(jì)栽培南線引。宋于洋等將層次分析法和模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法相結(jié)合，對(duì)新疆天然甜型葡萄酒原料種植區(qū)域進(jìn)行了區(qū)劃研究，得出了各個(gè)地區(qū)的適生性評(píng)分¨。模糊函數(shù)在確定適生性閥值水平時(shí)帶有主觀性，結(jié)合其它方法可以提高區(qū)劃的準(zhǔn)確度。
從系統(tǒng)論的角度看，林業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)典型的本征灰色系統(tǒng)。樹種適生性區(qū)劃可以用灰色系統(tǒng)理論和方法來解決。張志剛等運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度法分析了l0個(gè)雜種棉后代在不同生態(tài)點(diǎn)的主要農(nóng)藝及經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。為了更加客觀地進(jìn)行分類，李寶根在福建省森林景觀資源等級(jí)區(qū)劃中，先用灰色關(guān)聯(lián)度法確定各因子的關(guān)聯(lián)度值，再用聚類分析法進(jìn)行分類，取得了滿意的效果?；疑P(guān)聯(lián)度法的計(jì)算比模糊數(shù)學(xué)法要簡(jiǎn)單，但是容易丟失區(qū)域間的邊界信息。
利用數(shù)量定量方法進(jìn)行區(qū)劃，主成分分析法和聚類分析法忽略了引種地與種源產(chǎn)地之間的關(guān)系，模糊數(shù)學(xué)方法雖然較為合理，但計(jì)算量比較大?；疑P(guān)聯(lián)度法相對(duì)模糊數(shù)學(xué)方法來說，雖然計(jì)算要簡(jiǎn)單，效果相似，但是與其它數(shù)量定量區(qū)劃方法一樣，模型需要大量的原始數(shù)據(jù)，并且區(qū)劃結(jié)果難以保持區(qū)塊的空間連續(xù)性和行政界線的完整性。
2．3基于地理信息系統(tǒng)技術(shù)的區(qū)劃方法
應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行樹種適生性的區(qū)劃，是目前比較流行的林業(yè)區(qū)劃方法。相對(duì)于數(shù)量定量方法而言，它具有節(jié)省大量外業(yè)和內(nèi)業(yè)的工作量以及制圖效果好等優(yōu)點(diǎn)。地理信息系統(tǒng)技術(shù)的區(qū)劃一般先確定區(qū)劃需要考慮的環(huán)境因子，利用DEM圖、行政區(qū)劃圖等生成數(shù)據(jù)底圖，再通過數(shù)量定量的方法建立各因子對(duì)區(qū)劃的綜合評(píng)價(jià)模型，得出各因子的評(píng)分，通過空間疊加分析生成區(qū)劃圖。
朱琳等采用模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)判方法，計(jì)算出各要素的隸屬度，建立了單因子?xùn)鸥駡D層。張超等先用逐步聚類的方法對(duì)福建永安縣森林資源進(jìn)行了預(yù)分類，然后用ArcGIS得出了以林班和以村為單位的永安市林業(yè)區(qū)劃圖引。數(shù)量定量方法得出的區(qū)劃圖往往忽視了地域之間的連續(xù)性。數(shù)量定量的方法與ArcGIS軟件結(jié)合，能較好地保留地域間的連續(xù)性和快速有效地取得區(qū)劃結(jié)果。數(shù)學(xué)模型是地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行區(qū)劃的基礎(chǔ)。
ArcGIS在區(qū)劃中的一個(gè)突出特點(diǎn)是可以通過空間插值的方法，根據(jù)已知點(diǎn)的數(shù)值來生成一些未知點(diǎn)的值J。姚圣賢等在櫻桃氣候的區(qū)劃中運(yùn)用ArcGIS的三角網(wǎng)距離加權(quán)平均法對(duì)光、溫和水三要素進(jìn)行內(nèi)插J。為了達(dá)到空間插值的目的，在ArcGIS中建立環(huán)境因子數(shù)據(jù)庫，利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)建立一個(gè)函數(shù)關(guān)系式，使這個(gè)關(guān)系式最大限度地逼近已知空間點(diǎn)的數(shù)據(jù)，通過ArcGIS的空間分析功能求出某一環(huán)境因子或綜合的環(huán)境因子在某個(gè)地區(qū)的空間分布規(guī)律。ArcGIS的空間插值和分析功能節(jié)省了區(qū)劃工作中大量的外業(yè)工作，提高了區(qū)劃的精度。
3存在的問題及發(fā)展方向
印度黃檀是一種抗旱、抗瘠薄的喜光樹種。在熱帶或亞熱帶地區(qū)，水分和土壤性質(zhì)對(duì)其生長(zhǎng)起重要的作用。許多研究針對(duì)其生長(zhǎng)狀況與水分、土壤肥力和種植密度之間的關(guān)系進(jìn)行研究。對(duì)于區(qū)域性試驗(yàn)來說，目前的研究還不能全面反映綜合的環(huán)境因子對(duì)印度黃檀生長(zhǎng)狀況的影響。
傳統(tǒng)的林業(yè)區(qū)劃方法與統(tǒng)計(jì)軟件和分類繪圖軟件相結(jié)合，大大減少了計(jì)算量和提高了制圖的效率。其應(yīng)用簡(jiǎn)單、數(shù)量關(guān)系明確等優(yōu)點(diǎn)仍然使它廣泛應(yīng)用于林業(yè)區(qū)劃工作當(dāng)中。但是，傳統(tǒng)的林業(yè)區(qū)劃方法需要大量的外業(yè)數(shù)據(jù)，而中國(guó)地形復(fù)雜多樣，很多山頭地塊的數(shù)據(jù)難以從氣象臺(tái)站或外業(yè)調(diào)查中獲取，區(qū)劃圖精度較低，效果粗糙，只能勉強(qiáng)滿足大尺度范圍內(nèi)的區(qū)劃要求。
利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行區(qū)劃，克服了傳統(tǒng)林業(yè)區(qū)劃中的缺陷，既節(jié)省了大量的外業(yè)工作，又提高了區(qū)劃圖的精度和效果。基于地理信息系統(tǒng)技術(shù)的區(qū)劃結(jié)果，其準(zhǔn)確性與選擇的數(shù)學(xué)模型有很大的關(guān)系。數(shù)學(xué)模型的建立只是根據(jù)某一時(shí)段的環(huán)境值建立的，而且區(qū)劃的效果也因不同的數(shù)學(xué)模型而有所差異。因此，如何選擇和建立合適的數(shù)學(xué)模型以及如何開發(fā)出一個(gè)相對(duì)通用的區(qū)劃系統(tǒng)必然是以后研究的方向。
在印度黃檀的適生性區(qū)劃中，根據(jù)研究區(qū)域地形和氣候的復(fù)雜性，可以把整個(gè)研究區(qū)域分成若干小區(qū)，實(shí)行分區(qū)建模，克服用一個(gè)模型推算整個(gè)區(qū)域環(huán)境因子空間分布情況的缺陷，提高區(qū)劃的精度。
論文關(guān)鍵詞：印度黃檀適生性區(qū)劃區(qū)域性試驗(yàn)
地理信息系統(tǒng)論文范文第4篇
一、生平簡(jiǎn)介
陳述彭（1920.2—2008.11）曾是中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員（院士），后當(dāng)選為第三世界科學(xué)院院士及國(guó)際歐亞科學(xué)院院士。任中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所名譽(yù)所長(zhǎng)，資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室名譽(yù)主任。他還曾擔(dān)任國(guó)際歐亞科學(xué)院中國(guó)科學(xué)中心副主席兼地球信息科學(xué)學(xué)部主任，國(guó)際地理聯(lián)合會(huì)地理數(shù)據(jù)地理模型委員會(huì)委員，國(guó)際空間委員會(huì)中國(guó)委員會(huì)委員，IGBP中國(guó)委員會(huì)委員，中國(guó)地理學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)，中國(guó)國(guó)際減災(zāi)委員會(huì)科技顧問，國(guó)家遙感中心顧問以及中巴資源衛(wèi)星應(yīng)用分系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師等。陳述彭創(chuàng)辦了《地球信息科學(xué)(學(xué)報(bào))》和《遙感信息》等刊物并長(zhǎng)期擔(dān)任主編，著有《地學(xué)的探索》六卷、《石堅(jiān)文存》三卷，聯(lián)合撰寫《遙感地學(xué)分析》、《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》、《地球信息科學(xué)》、《遙感信息機(jī)理研究》、《地學(xué)信息圖譜》等專著，主編《遙感大詞典》及《地球系統(tǒng)科學(xué)》等大型工具書，主持設(shè)計(jì)編輯和印制了《中華人民共和國(guó)大地圖集—自然地圖集》、《中國(guó)陸地衛(wèi)星遙感分析圖集》等大型圖集，發(fā)表中、英、俄文論文300多篇。曾獲國(guó)家自然科學(xué)二等、三等獎(jiǎng)，國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)，何梁何利獎(jiǎng)，陳嘉庚地球科學(xué)獎(jiǎng)，國(guó)際歐亞科學(xué)院一級(jí)勛章，美國(guó)地理學(xué)會(huì)0.Miller金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)碌泉?jiǎng)項(xiàng)。
二、陳述彭的地學(xué)思想
1.陳述彭地學(xué)思想的啟蒙
陳述彭從小興趣廣泛，5歲起跟著父親學(xué)習(xí)識(shí)字。在長(zhǎng)沙高級(jí)中學(xué)時(shí)刊登的《南岳游記》受到校長(zhǎng)的贊賞，成為了引導(dǎo)陳述彭走上地學(xué)的第一個(gè)無聲信號(hào)。1927年陳述彭以優(yōu)異的成績(jī)考入浙江大學(xué)。在抗日戰(zhàn)爭(zhēng)的烽火年代，竺可楨先生大力倡導(dǎo)著徐霞客的毅力和精神，熱愛自然，熱愛祖國(guó)，推崇科學(xué)、民主的求實(shí)精神，浙大史地系更是名家云集，老師們講授地球演化的歷史、自然演化的過程、文化人類學(xué)、歷史地理學(xué)，嚴(yán)格的野外基本訓(xùn)練和系統(tǒng)的地學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)令陳述彭大開眼界。浙大的學(xué)術(shù)空氣異常濃郁：涂長(zhǎng)望教授的大氣物理、氣象觀測(cè)，葉良輔教授的歷史低值和演示抗污分析，任美鍔教授的地形發(fā)育旋回和經(jīng)濟(jì)地理區(qū)位理論，譚其驤教授的沿革地理，張其昀教授的地緣政治天上地下，自然人文，展現(xiàn)出了地球科學(xué)的大千世界，這些積累為他后來樹立一切從實(shí)際出發(fā)實(shí)踐第一的精神和建立可持續(xù)發(fā)展的理論思維打下了初步基礎(chǔ)，這里也成為樹立陳述彭地學(xué)科學(xué)大有可為這一堅(jiān)定信念的發(fā)源地。
2.以歷史唯物主義為基礎(chǔ)研究地學(xué)歷史的發(fā)展規(guī)律
陳述彭十分注重基于歷史唯物主義的研究方法，他系統(tǒng)的分析和研究我國(guó)地圖學(xué)發(fā)展過程，發(fā)表了《地圖的故事》、《地圖史話》等論述。以歷史唯物主義的觀點(diǎn)，結(jié)合歷史背景和社會(huì)發(fā)展對(duì)地學(xué)的需求分析其發(fā)展的歷史過程，剖析社會(huì)效益和歷史作用。他憑借豐富的歷史和人文基礎(chǔ)知識(shí)及理論，闡述了地學(xué)作為自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的橋梁在與人類社會(huì)共同進(jìn)步過程中的普遍發(fā)展規(guī)律。陳述彭科學(xué)的分析評(píng)價(jià)了中國(guó)和世界古代地圖科學(xué)的先驅(qū)希臘的托勒密和中國(guó)的裴秀，指出：“在世界地圖科學(xué)史上，希臘的托勒密和中國(guó)的裴秀，好像兩顆璀璨的明星，東西輝映。他們的著作標(biāo)志著山谷時(shí)代地圖學(xué)的總結(jié)性成就，反映了東方和西方不同的發(fā)展特點(diǎn)，奠定了地圖學(xué)的基石，對(duì)后來地圖制圖產(chǎn)生過長(zhǎng)期的、深遠(yuǎn)的影響?！标愂雠磉€分析了中世紀(jì)西方和中國(guó)地學(xué)研究停滯不前的原因，肯定了中國(guó)羅盤、齒輪、造紙、印刷術(shù)對(duì)世界測(cè)繪發(fā)展的貢獻(xiàn)，對(duì)于近代地形圖測(cè)繪和專題地圖的出現(xiàn)與發(fā)展也有著深入的思索，并以此為基礎(chǔ)系統(tǒng)地總結(jié)了地圖學(xué)幾個(gè)主要?dú)v史階段的時(shí)代體征，并提出了以史為鑒自力更生的發(fā)展道路。
3.以實(shí)踐為基礎(chǔ)的區(qū)域論地學(xué)思想
地學(xué)研究往往都是通過環(huán)境論與人地關(guān)系論視角、區(qū)域—空間論的視角、綜合的視角或地理學(xué)的空間表述完成的。在傳統(tǒng)的地學(xué)思想中，系統(tǒng)論和區(qū)域論是二元對(duì)立的，但現(xiàn)代地學(xué)研究中卻大量運(yùn)用了系統(tǒng)科學(xué)的信息論、控制論、系統(tǒng)論等要素作為方法依據(jù)?，F(xiàn)代地學(xué)既注重對(duì)實(shí)體性、具體性區(qū)域的綜合性和獨(dú)特性分析，同時(shí)也采用區(qū)位分析和空間分析手段強(qiáng)調(diào)空間模式化、理論化研究。陳述彭明確指出地理建設(shè)、規(guī)劃、實(shí)踐中應(yīng)堅(jiān)持“因地制宜”，任何空間政策的實(shí)施都不應(yīng)做概括性處理，而是根據(jù)地理環(huán)境的差異做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。陳述彭以大量科學(xué)考察和野外觀測(cè)為基礎(chǔ)，在1947《螳螂川流域之地文與人生》的碩士論文中，通過大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和繪圖，闡述了對(duì)區(qū)域地文與人生綜合、邏輯研究的趨勢(shì)。文章從分析該區(qū)域的自然背景、地形發(fā)育和人地關(guān)系方面入手，探究區(qū)域內(nèi)各種地理因素間的相互影響，指出地理現(xiàn)象之整合性與綜合性:“如具有生命之機(jī)體，不容分割且具個(gè)性”，通過分析個(gè)別地理因素為區(qū)域地理研究打下基礎(chǔ)。他還先后赴遵義、沁河流域、桂林七星巖、南嶺山地等一系列對(duì)于地理典型區(qū)域具有代表意義的人地景觀開展地貌、自然基礎(chǔ)、地文與人生的研究，注重通過挖掘各區(qū)域的演變與歷史發(fā)展過程，恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用注重空間分布和空間差異性的區(qū)域論地理學(xué)思想，詮釋被研究對(duì)象的整體性和統(tǒng)一性。在早年的《桂林七星巖喀斯特洞穴地貌圖》中，陳述彭以現(xiàn)有的地形—地質(zhì)平面圖和綜合剖面圖為基礎(chǔ)，提出關(guān)于洞穴地貌演進(jìn)過程的假設(shè)和推斷。在論述了洞穴地貌圖的六種類型后，歸納總結(jié)出了一般地貌制圖的基本步驟。陳述彭還在《遵義附近之相對(duì)地勢(shì)》一文中對(duì)地文分析方法中有關(guān)“相對(duì)地勢(shì)”的計(jì)算方法開展過比較研究，在《遵義附近之聚落》中對(duì)“估計(jì)人口之方法”給予了論述，這些都不失為區(qū)域論地學(xué)研究的典型實(shí)例。隨著二十世紀(jì)五十年代，陳述彭以任務(wù)帶科研組織開展大地圖集編制時(shí)，將地理學(xué)研究和地圖制圖相結(jié)合，明確了制圖綜合研究方法是建立在對(duì)制圖區(qū)域整體認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上的系統(tǒng)論的整體觀。在地圖學(xué)研究過程中，陳述彭重視區(qū)域各種地理因素之間的相互影響及其空間差異性，分析當(dāng)?shù)氐匚呐c人文之間的密切關(guān)系，強(qiáng)調(diào)綜合制圖要以自然綜合體與經(jīng)濟(jì)體綜合體為依據(jù)，注重“自然綜合體的內(nèi)在聯(lián)系與自然地帶規(guī)律性的體現(xiàn)”和“區(qū)域各種地理要素之相互影響，與當(dāng)?shù)氐牡匚呐c人生之深切關(guān)系”的研究思路，指出制圖實(shí)踐“能具體揭示自然綜合體的類型和分布規(guī)律，反應(yīng)地域之間的相似性與差異性，為進(jìn)行主導(dǎo)因素分析，地理相關(guān)研究和疊置法的運(yùn)用提供可靠地地圖資料”的論述，形成的基于系統(tǒng)性區(qū)域論地理學(xué)思維方式和研究方法的地圖制圖理論，這一系列在地圖制圖理論與方法上的示范和影響，啟發(fā)了當(dāng)時(shí)一代的地理與地圖工作及愛好者，隨后的十余年全國(guó)出現(xiàn)了綜合制圖和綜合地圖集的編制高潮期。
4.以系統(tǒng)論、認(rèn)識(shí)論和各種地學(xué)方法推動(dòng)遙感地學(xué)的研究
陳述彭始終堅(jiān)持地理學(xué)的方法論，不斷發(fā)掘新的科學(xué)生長(zhǎng)點(diǎn)，為學(xué)科建設(shè)及可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的思想基礎(chǔ)，同時(shí)也因遙感地學(xué)各系統(tǒng)技術(shù)和空間定位技術(shù)的發(fā)展為傳統(tǒng)地學(xué)研究提供了全新的研究手段，推動(dòng)了地學(xué)的研究范圍、內(nèi)容和方法的重要變化,標(biāo)志著地學(xué)信息獲取和分析處理方法的一場(chǎng)革命。在全面開展遙感應(yīng)用研究的過程中，陳述彭提出：遙感作為重要的地學(xué)信息源之一，其研究對(duì)象存在著明顯的地學(xué)屬性，而這是一切都是地物在自然界存在的基本形式。他明確了遙感區(qū)劃的基本過程：分布——綜合分析——綜合評(píng)價(jià)——區(qū)劃——規(guī)劃，并在在騰沖試驗(yàn)中加以運(yùn)用，這個(gè)過程體現(xiàn)了地域環(huán)境的認(rèn)識(shí)不斷深化的過程，也體現(xiàn)了現(xiàn)代地學(xué)作為系統(tǒng)性學(xué)科的基本特征。
地理信息系統(tǒng)論文范文第5篇
陳柳欽,湖南邵東縣人,天津社會(huì)科學(xué)院城市經(jīng)濟(jì)研究所研究員,天津市知名青年學(xué)者,青年經(jīng)濟(jì)學(xué)家,產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、城市經(jīng)濟(jì)和城市金融問題專家。兼任教育部人文社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)中國(guó)WTO研究院特邀研究員,哈爾濱商業(yè)大學(xué)國(guó)際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易研究所研究員、經(jīng)濟(jì)學(xué)院教授,碩士研究生導(dǎo)師,哈爾濱理工大學(xué)客座教授,湖南科技大學(xué)商學(xué)院教授,天津理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院碩士研究生導(dǎo)師,天津工業(yè)大學(xué)公共危機(jī)管理研究所特邀研究員,廣西民族大學(xué)兼職教授。
摘要: “數(shù)字城市”作為知識(shí)經(jīng)濟(jì)、信息社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì),代表的是一種世界潮流和城市發(fā)展的方向?！皵?shù)字城市”是21世紀(jì)城市發(fā)展的新主題,也是提高城市綜合競(jìng)爭(zhēng)力,促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和人民生活水平提高的新動(dòng)力,它不再是一個(gè)技術(shù)性概念,而是現(xiàn)代科技、社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)影響下的新城市形態(tài)。本文闡述了“數(shù)字城市”的內(nèi)涵,并對(duì)“數(shù)字城市”建設(shè)的內(nèi)容與框架進(jìn)行了細(xì)致的探討。
關(guān)鍵詞: 城市 信息化 城市信息化 “數(shù)字城市”
中圖分類號(hào): F49
一、“數(shù)字城市”興起的背景
1998年1月31日,時(shí)任美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)栐诿绹?guó)加利福尼亞科學(xué)中心發(fā)表了題為“數(shù)字地球:二十一世紀(jì)認(rèn)識(shí)地球的方式(The Digital Earth: Understanding our planet in the 21st Century)”的講演中首次提出了“數(shù)字地球”的概念。戈?duì)栔赋?我相信我們需要一個(gè)“數(shù)字地球”,即一個(gè)以地球坐標(biāo)為依據(jù)的、嵌入海量地理數(shù)據(jù)的、具有多分辨率的、能三維可視化表示的虛擬地球。詳細(xì)地說,“數(shù)字地球”是指以地球?yàn)閷?duì)象,以地理坐標(biāo)為依據(jù),具有多源、多尺度海量數(shù)據(jù)的融合,能用多媒體和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行多維的表達(dá),具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化特征的虛擬地球。簡(jiǎn)單地說,“數(shù)字地球”是指數(shù)字化、信息化的地球。形象地說,“數(shù)字地球”是指整個(gè)地球經(jīng)數(shù)字化后由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫及通訊網(wǎng)絡(luò)來管理的巨型信息系統(tǒng)。同時(shí),“數(shù)字地球”也是全球定位系統(tǒng)、遙感、地理信息系統(tǒng)、寬帶網(wǎng)絡(luò)及虛擬現(xiàn)實(shí)等現(xiàn)代高科技的高度綜合和升華,是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的制高點(diǎn)。
1999年12月,來自20個(gè)國(guó)家的500余名科學(xué)家、工程師、教育學(xué)家、管理者及企業(yè)家匯聚北京,于“首屆國(guó)際數(shù)字地球會(huì)議”召開之際發(fā)表了著名的《數(shù)字地球北京宣言》。宣言指出:21世紀(jì)是一個(gè)以信息和空間技術(shù)為支撐的全球知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代,強(qiáng)調(diào)綜合全球?qū)Φ赜^測(cè)系統(tǒng)、全球空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、全球?qū)Ш脚c定位系統(tǒng)、地球空間信息基礎(chǔ)設(shè)施及動(dòng)態(tài)過程監(jiān)控的重要性;認(rèn)識(shí)到數(shù)字地球有助于回應(yīng)人類面臨的諸方面的挑戰(zhàn);倡議政府、科技界、企業(yè)等共同推動(dòng)數(shù)字地球的發(fā)展;建議實(shí)施數(shù)字地球過程中,應(yīng)優(yōu)先考慮環(huán)境、災(zāi)害、資源、可持續(xù)發(fā)展與人類生活質(zhì)量等方面。數(shù)字地球北京宣言的發(fā)表,標(biāo)志著1998年戈?duì)柼岢鰯?shù)字地球概念后該領(lǐng)域在全球范圍的正式推進(jìn)。
隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)的普及、信息高速公路的建設(shè)、“數(shù)字地球”概念的提出和推廣,全球掀起了一股強(qiáng)大的信息化浪潮。這股浪潮對(duì)世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)、政治、文化均產(chǎn)生了巨大的沖擊,它使得一些傳統(tǒng)的東西正在消逝,許多新事物、新現(xiàn)象層出不窮;它正在逐步改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)、生活方式及價(jià)值觀念,促進(jìn)人們進(jìn)行新的社會(huì)變革。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)生以及在各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,大大促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和空間分析技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展,學(xué)科的相互交叉和技術(shù)的集成又不斷地拓寬新的應(yīng)用領(lǐng)域。信息技術(shù)與信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已邁入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。這些先進(jìn)的、改變城市功能的技術(shù)主要表現(xiàn)為:(1)高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)突飛猛進(jìn),極大地提高了地理信息獲取和更新的能力;(2)寬帶光纖和衛(wèi)星通信為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及,極大地?cái)U(kuò)大了信息的通信交換能力;(3)分布式數(shù)據(jù)庫和共享技術(shù)的發(fā)展,極大地提高了信息存儲(chǔ)和管理能力;(4)仿真和虛擬技術(shù)的成熟,醞釀著信息應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的劃時(shí)代變革。信息技術(shù)變革的大趨勢(shì)必然深刻地影響到城市規(guī)劃、建設(shè)和管理行業(yè)的信息技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。傳統(tǒng)的城市規(guī)劃、建設(shè)和管理不得不向“數(shù)字城市”靠近,并努力追尋“數(shù)字城市”的發(fā)展模式。
城市是社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素高度集中的區(qū)域,是人類經(jīng)濟(jì)、政治和文化活動(dòng)的中心,是人流、物流、資金流和信息流聚集和擴(kuò)散的基地。進(jìn)入21世紀(jì),信息化進(jìn)一步得到了廣泛應(yīng)用和高度滲透,信息技術(shù)正孕育著新的重大突破。信息資源日益成為城市發(fā)展的重要生產(chǎn)要素、無形資產(chǎn)和社會(huì)財(cái)富。同時(shí),經(jīng)濟(jì)全球化是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)要素特別是技術(shù)、資本、人力資源、知識(shí)等諸要素,在資本追求經(jīng)濟(jì)效益最大化的利益驅(qū)動(dòng)下所出現(xiàn)的全球性流動(dòng)和組合,以至于國(guó)別經(jīng)濟(jì)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)越來越多地被納入了一體化的全球經(jīng)濟(jì)體系之中,人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的依賴性、互補(bǔ)性、關(guān)聯(lián)性更為增強(qiáng),各種商品在全球流通,為世界人類所共享。2000年6月5日～7日,聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)事務(wù)部(UNDESA)和聯(lián)合國(guó)開發(fā)計(jì)劃署(UNDP)及亞太地區(qū)的城市市長(zhǎng)參加的主題為“推動(dòng)城市信息化,共創(chuàng)未來家園”的“亞太地區(qū)城市信息化高級(jí)論壇”,最后發(fā)表了《上海宣言》。該宣言指出,當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)全球化已經(jīng)成為人類社會(huì)發(fā)展的總趨勢(shì)。信息化的程度和水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展綜合實(shí)力和文明程度的主要指標(biāo)。信息化正成為全球貿(mào)易、投資、資本流動(dòng)和技術(shù)轉(zhuǎn)移以及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化等一切領(lǐng)域發(fā)展的主要推動(dòng)力。信息化建設(shè)將有利于促進(jìn)人類的共同富裕和共同進(jìn)步。加強(qiáng)對(duì)城市信息化的理解,推進(jìn)城市信息化建設(shè)與合作,將成為城市發(fā)展的新主題和新動(dòng)力。城市信息化的主要表現(xiàn)形式是“數(shù)字城市”的建設(shè)。從技術(shù)角度看,“數(shù)字城市”是城市信息化實(shí)現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ),而且是城市信息化水平提高的一個(gè)重要特征?！皵?shù)字城市”是社會(huì)信息化發(fā)展必然,是當(dāng)今發(fā)達(dá)國(guó)家信息化發(fā)展的主要特征。全球信息化正在引發(fā)當(dāng)今世界的深刻變革,重塑著世界政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化和軍事發(fā)展的新格局。全球信息化的出現(xiàn)使得互聯(lián)網(wǎng)成為新世紀(jì)國(guó)人關(guān)注的熱點(diǎn),而“數(shù)字城市”則是熱點(diǎn)中的焦點(diǎn)。
在戈?duì)栍?998年9月首先提出了“數(shù)字化舒適社區(qū)建設(shè)”的倡議后,許多國(guó)家已經(jīng)對(duì)“數(shù)字城市”開展了相應(yīng)的工作。比如歐洲“數(shù)字城市”(EDC)中的虛擬赫爾辛基很有特色,3D界面是其一個(gè)非常重要的組成部分。日本的“數(shù)字京都”(DCK)項(xiàng)目始于1998年10月,目的是使其成為京都的社會(huì)信息主干,其設(shè)計(jì)思想是真實(shí)和活動(dòng)?！罢鎸?shí)”是指該“數(shù)字城市”是為實(shí)際的用戶服務(wù)的,而不是虛擬城市;“活動(dòng)”是“數(shù)字城市”中的數(shù)據(jù)采集于現(xiàn)實(shí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)?！皵?shù)字京都”中的新技術(shù)開發(fā),處于國(guó)際領(lǐng)先地位。新加坡提出了“智能城市”的設(shè)想,為國(guó)民提供一個(gè)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)和異步數(shù)字用戶專線,將新加坡90%的家庭連接在一起,實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)上生存”的夢(mèng)想。隨后,一些發(fā)展中國(guó)家也紛紛制定城市信息化發(fā)展政策,這些信息化城市或地區(qū)統(tǒng)一命名為“數(shù)字城市”。在國(guó)內(nèi),近十多年來,深圳、北京、?？凇?jì)南、廣州等城市和國(guó)內(nèi)著名科研院校相繼建立了一批專業(yè)數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng),為“數(shù)字城市”的研究積累了經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。“數(shù)字城市”已成為我國(guó)各主要地、市進(jìn)入21世紀(jì)后,在新的時(shí)代背景、經(jīng)濟(jì)背景、技術(shù)背景下,運(yùn)用并發(fā)展空間技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù),最終將其集成并滲透到現(xiàn)代城市生活方面的一項(xiàng)重要的標(biāo)志性建設(shè)。
目前,“數(shù)字城市”作為知識(shí)經(jīng)濟(jì)、信息社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì),代表的是一種世界潮流和城市發(fā)展的方向。深入開展“數(shù)字城市”的研究,積極推進(jìn)“數(shù)字城市”的建設(shè),無論是對(duì)當(dāng)前,還是對(duì)未來城市發(fā)展,都具有十分重要的意義。
二、“數(shù)字城市”的內(nèi)涵
由于“數(shù)字城市”是一個(gè)正在發(fā)展演變的概念,人們對(duì)它至今沒有統(tǒng)一和權(quán)威的解釋,存在很多的爭(zhēng)論和思考。
臺(tái)灣學(xué)者林峰田(1999)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是一項(xiàng)從人員組織、經(jīng)費(fèi)、法令、土地使用等各種配合條件,到包括硬件、軟件和科技在內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施,再到數(shù)據(jù)資料及其應(yīng)用服務(wù),直至社會(huì)文化五個(gè)層面的多層結(jié)構(gòu)的城市大系統(tǒng),他提出理想的“數(shù)字城市”應(yīng)能達(dá)到三個(gè)目標(biāo):第一,有效支援城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展,提高城市競(jìng)爭(zhēng)力;第二,滿足市民日常的交通、購物、娛樂、休閑、安全、教育、醫(yī)療等需求,保障市民知與言的權(quán)利;第三,創(chuàng)造地方特色自主意識(shí)的網(wǎng)絡(luò)文化。
承繼成(2000)認(rèn)為,信息化是指數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的全部過程。因此,信息化城市,也可以叫“數(shù)字城市”(或數(shù)碼港)、網(wǎng)絡(luò)城市和智能城市。俞正聲(2000)認(rèn)為,所謂“數(shù)字城市”與“園林城市”、“生態(tài)城市”、“山水城市”一樣,是對(duì)城市發(fā)展方向的一種描述,是指數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要滲透到城市生活的各個(gè)方面。這將是世紀(jì)之交最重要的技術(shù)革命,將深刻改變?nèi)藗兞?xí)慣的工作方式、生活方式甚至風(fēng)俗習(xí)慣和思維方法。宋建元等(2001)認(rèn)為,“數(shù)字城市”即城市數(shù)字化,是指充分利用遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和多媒體及虛擬仿真等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施和與生產(chǎn)生活發(fā)展相關(guān)的各方面進(jìn)行多主體、多層面、全方位的信息化處理和利用,具有對(duì)城市地理、資源、生態(tài)、環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等諸方面進(jìn)行數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化管理、服務(wù)和決策功能的信息體系。郝力(2001)認(rèn)為,從信息化廣義角度看,“數(shù)字城市”即是空間化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的技術(shù)系統(tǒng)。“數(shù)字城市”是物質(zhì)城市在信息世界的反映和升華。從城市規(guī)劃、建設(shè)和管理的狹義角度看,“數(shù)字城市”可概括為“43VR”,即地理數(shù)據(jù)4D化;地圖數(shù)據(jù)三維化;規(guī)劃設(shè)計(jì)VR(Virtual Reality,虛擬現(xiàn)實(shí))化。地理數(shù)據(jù)4D化指城市空間基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫包括數(shù)字線劃圖(DLG)、數(shù)字柵格地圖(DRG)、數(shù)字高程模型(DEM)、數(shù)字正射影像地圖(DOM);地圖數(shù)據(jù)三維化指地圖數(shù)據(jù)由現(xiàn)在的二維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為三維結(jié)構(gòu);規(guī)劃設(shè)計(jì)VR化指規(guī)劃設(shè)計(jì)和規(guī)劃管理在4D數(shù)據(jù)、三維地圖數(shù)據(jù)支撐下,將現(xiàn)有的二維作業(yè)對(duì)象和手段升級(jí)為三維和VR結(jié)合的作業(yè)對(duì)象和手段。
楊開忠、沈體雁(2001)認(rèn)為,一般所指的“數(shù)字城市”是以3S技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐的城市空間信息運(yùn)行系統(tǒng),是一個(gè)包括城市空間信息運(yùn)行機(jī)理、空間信息運(yùn)行技術(shù)系統(tǒng)、空間信息服務(wù)與產(chǎn)業(yè)體系和社會(huì)文化在內(nèi)的多層框架。也就是說,“數(shù)字城市”工程建設(shè)要在城市空間信息認(rèn)知機(jī)制和資源配置機(jī)制的作用下,采用數(shù)字化的空間信息技術(shù)手段對(duì)作為物質(zhì)實(shí)體的城市系統(tǒng),特別是對(duì)與地理空間相關(guān)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)字化重現(xiàn)和虛擬,從而促進(jìn)人們對(duì)城市的認(rèn)識(shí),規(guī)劃建設(shè)和管理,進(jìn)而促進(jìn)城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢與協(xié)調(diào),提高城市競(jìng)爭(zhēng)力和市民生活質(zhì)量。趙燕霞、姚敏(2001)認(rèn)為,“數(shù)字城市”就是以數(shù)字化的方式表示城市及其各種信息,不僅應(yīng)該包括城市各類與空間位置有關(guān)的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、資源等),還應(yīng)該包括相關(guān)的人口、經(jīng)濟(jì)、教育、軍事等社會(huì)數(shù)據(jù),在現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)上,形成一個(gè)具有智能性質(zhì)的城市巨系統(tǒng)。周曉穎、章申魯(2001)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是綜合運(yùn)用現(xiàn)代高新技術(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),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。它與城市地理信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在于,對(duì)城市有關(guān)數(shù)據(jù)能夠自動(dòng)采集、處理分析、傳輸分化、自動(dòng)或半自動(dòng)智能決策,直接為社會(huì)公眾提供便利的信息服務(wù)。王滸等(2001)認(rèn)為,“數(shù)字城市”就是基于城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施之上的城市居民社會(huì)信息生存空間。通過運(yùn)用數(shù)字地球的關(guān)鍵技術(shù),如數(shù)據(jù)挖掘、知識(shí)提取和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),“數(shù)字城市”中廣泛的、多源的空間信息將被有效的集成和管理。最終,“數(shù)字城市”將提供給公眾和企業(yè)的不僅是虛擬的用戶界面以實(shí)現(xiàn)所謂的“數(shù)字生存”,更重要的是將輔助政府制定城市管理的綜合決策。
“數(shù)字城市”也稱信息城市、智能城市,以數(shù)字化的方式表示城市及其各種信息,不僅包括城市各類與空間位置有關(guān)的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、資源等),還包括相關(guān)的人口、經(jīng)濟(jì)、教育、軍事等社會(huì)數(shù)據(jù),在現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)上,形成一個(gè)具有智能性質(zhì)的城市信息系統(tǒng)。顧朝林等(2002)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是指綜合運(yùn)用地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感系統(tǒng)(RS)等關(guān)鍵技術(shù),深入開發(fā)和應(yīng)用空間信息資源,建設(shè)服務(wù)于城市規(guī)劃、建設(shè)和管理,服務(wù)于政府、企業(yè)、大眾的信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)。其本質(zhì)是建設(shè)空間信息基礎(chǔ)設(shè)施并在此基礎(chǔ)上深度開發(fā)和整合應(yīng)用各種信息資源。牛文元(2002)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是從工業(yè)時(shí)代向信息化時(shí)代轉(zhuǎn)換的基本標(biāo)志之一。它一般是指城市“自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)”系統(tǒng)的范疇中,能夠有效獲取、分類存儲(chǔ)、自動(dòng)處理和智能識(shí)別海量數(shù)據(jù)的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虛擬現(xiàn)實(shí)又可直接參與城市管理和服務(wù)的一項(xiàng)綜合工程。
張靜(2002)認(rèn)為,“數(shù)字城市”應(yīng)是四維(三維坐標(biāo)加時(shí)間維)的、可視化的城市,不但包括城市三維空間的所有信息,而且還包括城市各種現(xiàn)象的歷史、現(xiàn)狀與未來信息,更為重要的是應(yīng)包括人的信息如位置,甚至思維信息,是一個(gè)四維的空間信息系統(tǒng)。通俗一點(diǎn)講,“數(shù)字城市”是指在城市規(guī)劃、建設(shè)、管理以及生產(chǎn)生活中,利用數(shù)字化技術(shù)、信息處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),將城市的各種數(shù)字、信息及各種信息資源加以整合并利用。城市規(guī)劃者、管理者和生活者,可以在有準(zhǔn)確坐標(biāo)、時(shí)間和對(duì)象屬性的五維虛擬城市環(huán)境中,進(jìn)行規(guī)劃、決策、管理和生活,其感覺就像漫步于現(xiàn)實(shí)的街道上或是承坐直升飛機(jī)俯瞰城市一樣。李京文、甘德安(2002)認(rèn)為,信息化的實(shí)質(zhì)就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化,因此,“數(shù)字城市”廣義上指城市信息化,是指數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)滲透到城市生活的各個(gè)方面,其本質(zhì)是對(duì)物質(zhì)城市及其相關(guān)現(xiàn)象(經(jīng)濟(jì)社會(huì)特征)統(tǒng)一的數(shù)字化重現(xiàn)和認(rèn)識(shí),是用數(shù)字化的手段來處理、分析和管理整個(gè)城市,促進(jìn)城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢、協(xié)調(diào)高速。這些學(xué)者把“數(shù)字城市”等同于單一的城市信息化建設(shè),認(rèn)為“數(shù)字城市”建設(shè)就是當(dāng)前信息化發(fā)展過程中城市對(duì)信息化的一種回應(yīng)。
李琦等(2003)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是從信息化角度,對(duì)信息時(shí)代及準(zhǔn)信息時(shí)代城市狀態(tài)的形象化刻化,表征在園林城市、生態(tài)城市等工業(yè)城市文明基礎(chǔ)之上,信息化基礎(chǔ)設(shè)施完備、信息數(shù)據(jù)資源豐富、信息化應(yīng)用與信息產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達(dá)、工業(yè)化與信息化持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展、人居環(huán)境舒適的良性城市狀態(tài)?！皵?shù)字城市”工程就是要在集成化高速寬帶城市通訊網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、城市空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、城市信息安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)上,整合城市信息數(shù)據(jù)資源,連接城市信息化孤島,開展面向政府、企業(yè)、公眾的個(gè)性化、多樣性綜合信息應(yīng)用服務(wù),同時(shí),促進(jìn)城市領(lǐng)域(行業(yè))信息化建設(shè),以信息化帶動(dòng)工業(yè)化,促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,優(yōu)化城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生態(tài)結(jié)構(gòu)與城市空間規(guī)劃,促進(jìn)工業(yè)化與信息化的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。劉忻(2003)認(rèn)為,“數(shù)字城市”從功能上講是城市信息的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、可視化,即將城市的各種信息,如城市管理、城市設(shè)施、自然資源、社會(huì)資源、人文環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、歷史等各方面信息,以數(shù)據(jù)形式整理、加工、存儲(chǔ)、分類、管理,通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全社會(huì)的信息共享、共建、交流、再現(xiàn),通過對(duì)城市信息的綜合分析和模型化處理,提高決策水平和應(yīng)用效率,最大限度地發(fā)揮資源潛力,為城市發(fā)展和提高居民生活質(zhì)量服務(wù)。從技術(shù)上講,“數(shù)字城市”是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、大規(guī)模存儲(chǔ)技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)為基礎(chǔ),以寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)為橋梁,結(jié)合3S技術(shù)、遙測(cè)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),對(duì)城市進(jìn)行多分辨率、多尺度、多時(shí)空和多種類描述,并通過城市管理與決策模型及其他應(yīng)用模型,優(yōu)化資源配置,提供科學(xué)決策的現(xiàn)代化工具。從理論上講,“數(shù)字城市”在地理信息科學(xué)基礎(chǔ)上,結(jié)合計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)理論、現(xiàn)代城市理論、決策理論、控制論、系統(tǒng)論,復(fù)雜理論等,在計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)中虛擬城市,并結(jié)合不同部門、不同層次的信息交流、融合和挖掘,實(shí)現(xiàn)城市的綜合信息管理系統(tǒng)。
姜愛林(2004)認(rèn)為,從城市建設(shè)的角度看,“數(shù)字城市”就是指在城市規(guī)劃建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理以及城市生產(chǎn)與生活中,充分利用數(shù)字化信息處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),將城市的各種數(shù)字信息及各種信息資源加以整合并充分利用的一種系統(tǒng)工程或管理模式。從信息化角度看,“數(shù)字城市”是以信息技術(shù)為支撐、以信息產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)、以信息服務(wù)為中心的一系列數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng)的一種城市發(fā)展模式。
戴汝為(2005)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是一類開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)?！皵?shù)字城市”在功能、結(jié)構(gòu)和龐大、復(fù)雜的多層次系統(tǒng),及與周邊、全國(guó)以至世界的聯(lián)系等方面,無不具備著開放的雜巨系統(tǒng)的特性。
謝明(2005)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是對(duì)城市發(fā)展方向的一種描述,是對(duì)組成城市的各種要素和現(xiàn)象的一種數(shù)字化重現(xiàn)和認(rèn)知,用信息化的手段收集、分析并管理城市的生產(chǎn)生活,促進(jìn)城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流更加順暢和協(xié)調(diào)?！皵?shù)字城市”的建設(shè)基于地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感、網(wǎng)絡(luò)、多媒體、虛擬仿真等技術(shù),綜合城市空間和人文信息,服務(wù)于城市規(guī)劃、城市建設(shè)和管理、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等各個(gè)方面。
江綿康(2006)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是“數(shù)字地球”的主要空間節(jié)點(diǎn),是“數(shù)字地球”的重要組成部分,是“數(shù)字地球”在城市的具體體現(xiàn)。所謂“數(shù)字城市”,通俗地講是指在城市的生產(chǎn)、生活等活動(dòng)中,利用數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將城市的人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的方式加以展現(xiàn)?！皵?shù)字城市”的本質(zhì)是把城市的各種信息資源整合起來加以充分利用。
杜靈通、韓秀麗(2007)認(rèn)為,可以將“數(shù)字城市”定義為利用各種信息獲取、存儲(chǔ)、傳輸、表達(dá)、處理等支撐技術(shù),將表征真實(shí)城市的信息數(shù)字化,形成一個(gè)虛擬的城市實(shí)體,并利用這個(gè)數(shù)字化城市實(shí)體來解決各種各樣的現(xiàn)實(shí)問題。它的目的跟數(shù)字地球一樣,都是為了解決現(xiàn)實(shí)的自然和社會(huì)活動(dòng)中諸方面的問題。
彭學(xué)君、李志祥(2007)認(rèn)為,“數(shù)字城市”是指一個(gè)由數(shù)字技術(shù)支撐的信息化的城市,是指數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)滲透到城市生活的各個(gè)方面,它應(yīng)該能夠自動(dòng)和非自動(dòng)地獲取與城市有關(guān)的海量數(shù)據(jù),并從中挖掘出有價(jià)值的信息為城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和可持續(xù)發(fā)展提供決策支持和具有數(shù)字實(shí)驗(yàn)室特性的技術(shù)系統(tǒng),是一種虛擬城市模型。
李宗華(2008)認(rèn)為,“數(shù)字城市”概念可以分為廣義的和狹義的兩種。廣義上指城市信息化。它既是城市信息化總的概述,又是城市信息化的目標(biāo),是用數(shù)字化的手段來處理、分析和管理整個(gè)城市,促進(jìn)城市人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢、協(xié)調(diào)。“數(shù)字城市”是為調(diào)控城市、預(yù)測(cè)城市、監(jiān)管城市提供了革命性的手段,是對(duì)城市發(fā)展方向本質(zhì)特征的一種描述。狹義上是指綜合運(yùn)用地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、遙感系統(tǒng)(RS)、網(wǎng)絡(luò)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)的可持續(xù)發(fā)展的信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)。
陳建軍(2010)認(rèn)為,“數(shù)字城市”具有雙重含義:一方面,是指以遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)等空間信息技術(shù)為主要手段,對(duì)地理信息資源進(jìn)行整合,構(gòu)建“數(shù)字城市”地理空間框架,建設(shè)城市地理信息公共服務(wù)平臺(tái),是城市實(shí)體在計(jì)算機(jī)中的虛擬表達(dá);另一方面,是指以城市地理信息公共服務(wù)平臺(tái),通過城市信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),開發(fā)、整合、利用各類信息資源,實(shí)現(xiàn)城市的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)各個(gè)運(yùn)作層面的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。
盡管對(duì)于“數(shù)字城市”的定義還無法形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化定義,但從專家們的意見和城市信息化實(shí)施的過程看,其狹義上的理解取得了比較一致的看法,“數(shù)字城市”就是基于3S(地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS、遙感系統(tǒng)RS)等關(guān)鍵技術(shù),深入開發(fā)和應(yīng)用空間信息資源,建設(shè)服務(wù)于城市規(guī)劃、城市建設(shè)和管理,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)的可持續(xù)發(fā)展的信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)。從信息化廣義角度看,城市系統(tǒng)處于一個(gè)開放的環(huán)境中,需要不斷的和環(huán)境交換物質(zhì)、信息和能量,是一個(gè)復(fù)雜的信息系統(tǒng)。
總之,“數(shù)字城市”是信息時(shí)代背景下城市及其理論發(fā)展的一種必然,是現(xiàn)代城市發(fā)展的必經(jīng)之路。它是以信息技術(shù)為支撐、以信息服務(wù)為中心的一種城市發(fā)展模式;它以可視化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的表達(dá)方式對(duì)物質(zhì)城市進(jìn)行數(shù)字化的再現(xiàn)與升華,形成統(tǒng)一的、可共享的信息管理與服務(wù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(如綜合市情系統(tǒng)、城市規(guī)劃系統(tǒng),智能交通系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教育或醫(yī)療系統(tǒng)等),為市政府提供決策支持、為民眾提供服務(wù)。它具有使現(xiàn)代城市管理更快捷高效、使城市居民更輕松方便的眾多優(yōu)點(diǎn),是未來城市可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)主要方向。“數(shù)字城市”是21世紀(jì)城市發(fā)展的新主題,也是提高城市綜合競(jìng)爭(zhēng)力,促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和人民生活水平提高的新動(dòng)力。在這種認(rèn)識(shí)下,“數(shù)字城市”不再是一個(gè)技術(shù)性概念,“數(shù)字城市”是現(xiàn)代科技、社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)影響下的新城市形態(tài),建立在已有的物質(zhì)城市基礎(chǔ)上,結(jié)合多種學(xué)科技術(shù),實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。
三、“數(shù)字城市”的內(nèi)容與框架
楊開忠、沈體雁(2001)認(rèn)為,作為城市空間信息運(yùn)行系統(tǒng),“數(shù)字城市”是一個(gè)包括運(yùn)行機(jī)制與保障系統(tǒng)、空間信息技術(shù)系統(tǒng)、空間信息增值服務(wù)活動(dòng)與產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)、社會(huì)文化系統(tǒng)等層面在內(nèi)的多層次框架體系。段學(xué)軍、顧朝林等(2001)認(rèn)為,“數(shù)字城市”由下列體系構(gòu)成:數(shù)據(jù)獲取與更新體系、數(shù)據(jù)處理與儲(chǔ)存體系、信息提取與分析體系、網(wǎng)絡(luò)體系、應(yīng)用模型體系、專用軟件體系、咨詢服務(wù)體系、專業(yè)人員體系、用戶體系、教育體系、標(biāo)準(zhǔn)與互操作體系、法規(guī)和財(cái)經(jīng)體系等(見圖1)?！皵?shù)字城市”的功能結(jié)構(gòu)為:(1)數(shù)字商務(wù),包括網(wǎng)上貿(mào)易、虛擬商場(chǎng)、網(wǎng)上市場(chǎng)管理等;(2)數(shù)字金融,包括數(shù)字銀行、數(shù)字股市、數(shù)字期貨、數(shù)字保險(xiǎn)等;(3)數(shù)字社會(huì),包括數(shù)字影院、戲院、數(shù)字旅游、網(wǎng)上辦各種手續(xù)等;(4)數(shù)字教育,包括虛擬教室、虛擬實(shí)驗(yàn)、虛擬圖書館等;(5)數(shù)字醫(yī)院,包括網(wǎng)上健康咨詢、網(wǎng)上會(huì)診、網(wǎng)上護(hù)理等;(6)數(shù)字政務(wù),包括數(shù)字會(huì)議、數(shù)字議會(huì)等?？苡杏^(2001)認(rèn)為,“數(shù)字城市”不僅包括城市的數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字社會(huì)、數(shù)字生活、數(shù)字政府、數(shù)字企業(yè)、數(shù)字社區(qū)和數(shù)字家庭等,而且包括城市的數(shù)字地籍、數(shù)字規(guī)劃、數(shù)字水系、數(shù)字交通、數(shù)字電力、數(shù)字通信、數(shù)字旅游、數(shù)字生態(tài)、數(shù)字抗災(zāi)、數(shù)字商務(wù)和數(shù)字金融等。同時(shí),寇有觀還建立了一個(gè)“數(shù)字城市”系統(tǒng)框架。這個(gè)“數(shù)字城市”系統(tǒng)是城市公用信息平臺(tái)上的空間信息獲取更新處理和應(yīng)用系統(tǒng),包括城市公用信息平臺(tái)(網(wǎng)絡(luò)體系)、城市空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、城市地理空間數(shù)據(jù)交換中心、行業(yè)空間數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)獲得和更新體系、數(shù)據(jù)庫體系、應(yīng)用體系、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系等(見圖2)。
姜愛林(2002)認(rèn)為,“數(shù)字城市”構(gòu)建的基本框架應(yīng)包括5個(gè)方面:(1)通過推動(dòng)信息化建設(shè),使政府的宏觀調(diào)控機(jī)制與培養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制達(dá)到有機(jī)的統(tǒng)一,形成公平、有序的市場(chǎng)秩序。(2)加強(qiáng)政策法規(guī)建設(shè),體現(xiàn)管理意識(shí),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。(3)建好地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái),促進(jìn)基礎(chǔ)信息資源有效共享。(4)建立應(yīng)急聯(lián)動(dòng)指揮和智能交通管理兩個(gè)綜合性應(yīng)用系統(tǒng),帶動(dòng)一批行業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)。(5)推進(jìn)基礎(chǔ)教育信息化,培養(yǎng)信息化人才,為構(gòu)筑學(xué)習(xí)型城市服務(wù)。
張靜(2002)認(rèn)為,“數(shù)字城市”的主要內(nèi)容有3項(xiàng):(1)信息基礎(chǔ)設(shè)施,要有高速寬帶網(wǎng)絡(luò)和支撐的計(jì)算機(jī)服務(wù)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng),也就是說“數(shù)字城市”的第一項(xiàng)任務(wù)是解決“修路”的問題,即為“數(shù)字城市”建立一條信息高速公路。(2)數(shù)據(jù)和信息,特別是“空間數(shù)據(jù)”。據(jù)統(tǒng)計(jì),人類生活和生產(chǎn)的信息有80%與空間位置有關(guān)。“數(shù)字城市”的基礎(chǔ)平臺(tái)是城市空間數(shù)據(jù)框架,這個(gè)框架提供一個(gè)可以精確地、始終如一地獲取、配準(zhǔn)和集成城市空間信息的基礎(chǔ)。它包括空間控制數(shù)據(jù),航測(cè)與遙感影像數(shù)據(jù),各種比例尺地形圖數(shù)據(jù)庫,以及相關(guān)的專題數(shù)據(jù)庫等等。(3)人,管理“數(shù)字城市”和使用“數(shù)字城市”的人。與管理我們的“現(xiàn)實(shí)城市”相對(duì)應(yīng),管理“數(shù)字城市”要逐漸建立起相應(yīng)的機(jī)構(gòu)和規(guī)范,要不斷地對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)進(jìn)行建設(shè)、更新、維護(hù)和升級(jí),并協(xié)調(diào)用戶的訪問。除管理“數(shù)字城市”的人之外,培養(yǎng)使用“數(shù)字城市”的人也是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作。只是建設(shè)了“數(shù)字城市”而沒有人用,也是一種浪費(fèi),也產(chǎn)生不了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。只有成千上萬的企業(yè),成百萬、上千萬的市民應(yīng)用“數(shù)字城市”才可以產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。
段學(xué)軍(2003)認(rèn)為,“數(shù)字城市”的基本框架由6個(gè)方面構(gòu)成:(1)數(shù)據(jù)獲取與更新體系。包括各類遙感設(shè)施,即高分辨率高光譜衛(wèi)星、星―機(jī)―地?cái)?shù)據(jù)接收設(shè)施、地面臺(tái)站及人文、經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)獲取設(shè)施等。(2)數(shù)據(jù)處理儲(chǔ)存體系。包括高密度高速率的海量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)施,多分辨率海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存貯、壓縮、處理技術(shù),元數(shù)據(jù)管理技術(shù)、空間數(shù)據(jù)倉庫等。(3)數(shù)據(jù)信息提取與分析體系。包括數(shù)據(jù)互操作、多源數(shù)據(jù)集成、海量空間數(shù)據(jù)的智能提取與分析、決策支持等設(shè)施與技術(shù)。(4)網(wǎng)絡(luò)體系。包括高速寬帶網(wǎng)絡(luò)、智能網(wǎng)絡(luò)、支持基于網(wǎng)絡(luò)分布式計(jì)算的操作系統(tǒng)、基于對(duì)象的分布式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、分布處理和互操作協(xié)議等。(5)應(yīng)用模型體系。為用戶提供實(shí)際應(yīng)用的解決方案,利用其我們將能夠更好地認(rèn)識(shí)和分析所觀測(cè)到的海量數(shù)據(jù),從中找出規(guī)律和知識(shí)。(6)專用軟件體系。完成城市信息處理、實(shí)現(xiàn)“數(shù)字城市”功能的基本工具,包括數(shù)字圖象處理軟件、GIS軟件、統(tǒng)計(jì)分析軟件、數(shù)據(jù)可視化軟件等。承繼成等(2003)提出,“數(shù)字城市”內(nèi)容框架包括基礎(chǔ)設(shè)施、資源管理和應(yīng)用服務(wù)三部分?；A(chǔ)設(shè)施包括通訊層、數(shù)據(jù)層、保障層三部分。管理層主要是指對(duì)“數(shù)字城市”信息基礎(chǔ)設(shè)施的管理及信息數(shù)據(jù)資源的集成與融合、應(yīng)用的集成與融合的管理。應(yīng)用服務(wù)層包括基礎(chǔ)公共服務(wù)層、管理應(yīng)用層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、服務(wù)應(yīng)用層(見表1)。
岳為民(2003)從“數(shù)字昆明”的角度指出,“數(shù)字城市”的基本框架是由“一個(gè)關(guān)鍵、三個(gè)基礎(chǔ)、三條主線、七大支柱”構(gòu)成:(1)一個(gè)關(guān)鍵。就是城市數(shù)據(jù)的全面規(guī)范和高度共享。(2)三個(gè)基礎(chǔ)。即信息基礎(chǔ)設(shè)施、空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及管理“數(shù)字城市”和使用“數(shù)字城市”的人。(3)三條主線。第一,政府管理與決策行為的數(shù)字化(數(shù)字政府);第二,企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理行為的數(shù)字化(數(shù)字企業(yè));第三,市民生活的數(shù)字化(數(shù)字生活);(4)七大支柱:即政府上網(wǎng)、電子商務(wù)、信息產(chǎn)業(yè)、信息港、智能建筑、智能交通與城市規(guī)劃、建設(shè)和管理信息化。
姜愛林(2004)認(rèn)為,“數(shù)字城市”的內(nèi)容包括技術(shù)組成、組織結(jié)構(gòu)及應(yīng)用等方面?！皵?shù)字城市”的技術(shù)組成包括:(1)寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò);(2)電子地圖及網(wǎng)站服務(wù)系統(tǒng);(3)高分辨率衛(wèi)星、航空遙感技術(shù);(4)三維地理信息系統(tǒng)技術(shù);(4)OPEN GIS標(biāo)準(zhǔn)、遠(yuǎn)程互操作、互運(yùn)算等信息共享技術(shù);(5)虛擬仿真技術(shù);(6)“數(shù)字城市”信息模型與體系結(jié)構(gòu),包括城市建筑、交通、能源、通信、服務(wù)、文化設(shè)施和行政管理的信息模型及體系結(jié)構(gòu);(7)“數(shù)字城市”的運(yùn)行管理技術(shù),包括通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其管理,數(shù)據(jù)組織及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,決策模型管理,城市信息安全保障機(jī)制;(8)“數(shù)字城市”的功能系統(tǒng),包括公用信息平臺(tái),專業(yè)信息平臺(tái)等?！皵?shù)字城市”組織結(jié)構(gòu),即“數(shù)字城市”工程將通過建設(shè)寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)、地理信息系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái),整合城市信息資源,建立電子政務(wù)、電子商務(wù)、社會(huì)保障等空間信息管理服務(wù)系統(tǒng)。王鳳霞、張超(2004)在“數(shù)字地球”和“數(shù)字城市”的基礎(chǔ)上,提出了“數(shù)字上?！笨傮w框架模型(如圖3所示)。
謝明(2005)綜合當(dāng)時(shí)我國(guó)“數(shù)字城市”建設(shè)和發(fā)展的情況提出,“數(shù)字城市”框架主要由以下四個(gè)方面構(gòu)成:(1)數(shù)據(jù)獲取和更新體系。通過各種手段獲取的“數(shù)字城市”相關(guān)信息,包括城市空間數(shù)據(jù)框架(基礎(chǔ)電子地圖、衛(wèi)星影像、航空影像)、城市規(guī)劃建設(shè)信息、城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息、城市管理信息等,并建立起行之有效的在城市管理過程中對(duì)各種信息進(jìn)行更新的機(jī)制。(2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、加工和管理體系。該部分內(nèi)容包括建立起海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速存取,并在空間定位的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的加工和管理,包括元數(shù)據(jù)管理、空間數(shù)據(jù)倉庫、多源數(shù)據(jù)集成與互操作、海量空間數(shù)據(jù)的職能提取與分析、輔助決策支持等。(3)網(wǎng)絡(luò)支持體系。包括高速寬帶網(wǎng)絡(luò)、智能網(wǎng)絡(luò)、支持基于網(wǎng)絡(luò)分布式計(jì)算的操作系統(tǒng)、基于對(duì)象的分布式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等,共同構(gòu)成支撐“數(shù)字城市”的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系。(4)專用軟件和輔助決策支持系統(tǒng)。用于完成城市信息處理、實(shí)現(xiàn)“數(shù)字城市”各基礎(chǔ)功能的工具軟件,包括數(shù)字圖像處理軟件、地理信息系統(tǒng)軟件、統(tǒng)計(jì)分析軟件、數(shù)據(jù)可視化軟件等等,并由此衍生出基于各種決策模型的輔助決策系統(tǒng)和應(yīng)用解決方案。
寇有觀(2006)認(rèn)為,“數(shù)字城市”總體框架可以概括為五大平臺(tái)、五個(gè)中心、五類應(yīng)用、五大工程,政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范體系和安全、組織、資金、人才保障體系等。五大平臺(tái)是信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、公用信息平臺(tái)、專題信息平臺(tái)(多個(gè))、空間信息平臺(tái)和決策支持平臺(tái)。五個(gè)中心包括信息網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中心、信息資源管理中心、身份認(rèn)證中心、信息服務(wù)中心和決策支持中心。五類應(yīng)用包括電子政務(wù)、電子商務(wù)、社會(huì)服務(wù)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行服務(wù)和城市規(guī)劃、建設(shè)、管理與運(yùn)營(yíng)。五大工程包括市民卡工程、金融信息工程、社會(huì)勞動(dòng)保障信息工程、社區(qū)服務(wù)信息工程和金旅工程?！皵?shù)字城市”大力推進(jìn)地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)和遙感技術(shù)在城市的應(yīng)用。
孫旭陽、馮一民(2006)認(rèn)為,“數(shù)字城市”的建設(shè)內(nèi)容主要包括7個(gè)方面:(1)城市信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。(2)城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)。(3)電子政務(wù)建設(shè)。(4)電子社區(qū)建設(shè)。(5)公共信息服務(wù)體系建設(shè)。(7)數(shù)字行業(yè)應(yīng)用建設(shè)。吳慶雙(2007)認(rèn)為,“數(shù)字城市”的構(gòu)成體系包括:數(shù)據(jù)獲取與更新體系、數(shù)據(jù)處理與儲(chǔ)存體系、信息提取與分析體系、數(shù)據(jù)與信息傳播體系、數(shù)據(jù)庫體系、網(wǎng)絡(luò)體系、應(yīng)用模型體系、專用軟件體系、咨詢服務(wù)體系、專業(yè)人員體系、用戶體系、教育體系、標(biāo)準(zhǔn)與互操作系統(tǒng)、法規(guī)與財(cái)經(jīng)體系等。
馬娟、秦凱(2007)認(rèn)為,“數(shù)字城市”建設(shè)的主要任務(wù)包括:城市地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)、基礎(chǔ)地理信息采集體系的建設(shè)、政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)、技術(shù)支持體系的建設(shè)、地理空間信息交換網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)、組織機(jī)構(gòu)的建設(shè)等,以及實(shí)現(xiàn)覆蓋整個(gè)城市的多尺度、多分辨率、現(xiàn)勢(shì)性好的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。
彭學(xué)君、李志祥(2007)認(rèn)為,數(shù)字化城市涵蓋了整個(gè)城市各方面的信息及應(yīng)用,總體上可分為三個(gè)層次十個(gè)組成部分。三個(gè)層次為信息基礎(chǔ)層、應(yīng)用層、綜合決策層。十個(gè)組成部分包括:城市公用信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和骨干網(wǎng)、空間數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)設(shè)施、政府類應(yīng)用、企業(yè)類應(yīng)用、公眾類應(yīng)用、區(qū)域類應(yīng)用、數(shù)字門戶網(wǎng)站、信息資源管理中心、城市綜合決策指揮系統(tǒng)、政策法規(guī)規(guī)章及管理制度和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及各種應(yīng)用規(guī)范。
李宗華(2008)認(rèn)為,“數(shù)字城市”涉及城市信息化的方方面面,總體上可以分為3個(gè)層次、9個(gè)組成部分,它們構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的整體(如圖4所示)。3個(gè)層次為:基礎(chǔ)層、管理層和應(yīng)用層。9個(gè)組成部分為:城市信息基礎(chǔ)設(shè)施、城市空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、空間信息資源管理與交換中心、法律法規(guī)與政策、技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)、政府類應(yīng)用、行業(yè)類應(yīng)用、企業(yè)類應(yīng)用和公眾應(yīng)用。
曹蕾(2009)認(rèn)為,“數(shù)字城市”的內(nèi)容可以概括為4個(gè)方面:城市基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化,城市信息和交換網(wǎng)絡(luò)化,城市生活和管理智能化和城市空間數(shù)據(jù)可視化?！皵?shù)字城市”框架體系大體由3部分組成:(1)基本平臺(tái)部分,主要為城市綜合信息平臺(tái)、城市空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)和城市電信基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái);(2)“數(shù)字城市”服務(wù)對(duì)象(用戶),該部分主要為政府、企業(yè)、社區(qū)、公眾構(gòu)成的各類應(yīng)用系統(tǒng),作為核心應(yīng)用系統(tǒng)是“數(shù)字城市”發(fā)揮作用的根本;(3)關(guān)鍵技術(shù),它是“數(shù)字城市”的技術(shù)支撐,主要為計(jì)算機(jī)技術(shù)、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、3S技術(shù)、對(duì)地觀測(cè)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、互操作技術(shù)等。
張立平(2009)認(rèn)為,“數(shù)字城市”的內(nèi)容包括技術(shù)組成、組織結(jié)構(gòu)及應(yīng)用等方面。“數(shù)字城市”組織結(jié)構(gòu),即“數(shù)字城市”工程將通過建設(shè)寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)、地理信息系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái),整合城市信息資源,建立電子政務(wù)、電子商務(wù)、社會(huì)保障等空間信息管理服務(wù)系統(tǒng)。“數(shù)字城市”是城市信息技術(shù)的綜合應(yīng)用,也是當(dāng)前信息技術(shù)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。就這個(gè)意義而,“數(shù)字城市”應(yīng)用十分廣泛,歸納起來主要有12個(gè)方面:電子政務(wù)、電子商務(wù)、城市智能交通、市政基礎(chǔ)設(shè)施管理、公共信息服務(wù)、遠(yuǎn)程教育、社會(huì)醫(yī)療保障、社區(qū)管理、突發(fā)事件處理、城市環(huán)境檢測(cè)、智能化小區(qū)、水網(wǎng)調(diào)配。“數(shù)字城市”的體系結(jié)構(gòu)包括:(1)數(shù)據(jù)獲取與更新體系。包括城市地表、上空及地下等自然地理數(shù)據(jù)的自動(dòng)獲取系統(tǒng),城市基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取和更新體系,城市人文、經(jīng)濟(jì)、政論等社會(huì)數(shù)據(jù)的變更與監(jiān)控系統(tǒng)等。(2)數(shù)據(jù)處理儲(chǔ)存體系。包括高密度高速率的海量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)施、多分辨率海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地存儲(chǔ)、壓縮、處理技術(shù)、元數(shù)據(jù)管理技術(shù)、空間數(shù)據(jù)倉庫等。(3)信息提取與分機(jī)體系。包括數(shù)據(jù)互操作、多元數(shù)據(jù)集成、信息智能提取分機(jī)、海量空間數(shù)據(jù)的智能提取與分析、決策支持等設(shè)施與技術(shù)。(4)網(wǎng)絡(luò)體系。包括高寬帶網(wǎng)絡(luò)、智能網(wǎng)絡(luò),支持基于網(wǎng)絡(luò)的分析式計(jì)算操作系統(tǒng),基于對(duì)象的分布式網(wǎng)絡(luò)服務(wù),分布處理和互操作協(xié)議等。(5)應(yīng)用體系。包括城市規(guī)劃、地籍管理、城市防災(zāi)、城市交通等。同時(shí)還包括城市網(wǎng)絡(luò)生活方式等。(6)管理體系。包括專業(yè)人員小組、教育培訓(xùn)、安全管理、系統(tǒng)維護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)與互操作規(guī)范、相關(guān)法規(guī)等。
馬佩勛、謝海波(2009)認(rèn)為,“數(shù)字城市”的框架體系涵蓋了城市建設(shè)的各個(gè)方面,是由戰(zhàn)略政策層、信息基礎(chǔ)層、應(yīng)用服務(wù)層和分析決策層組成的有機(jī)整體。戰(zhàn)略政策層包括“數(shù)字城市”的發(fā)展戰(zhàn)略及總體框架、信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、政策法規(guī)規(guī)章制度和技術(shù)保障體系等;信息基礎(chǔ)層由城市公用信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、中心骨干網(wǎng)、區(qū)域骨干網(wǎng)、通信管線、空間數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系和協(xié)調(diào)維護(hù)機(jī)制等組成;應(yīng)用服務(wù)層根據(jù)“數(shù)字城市”功能特征分為電子政務(wù)、電子商務(wù)、城市規(guī)劃建設(shè)及運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行服務(wù)和社會(huì)綜合服務(wù)等五類應(yīng)用;決策分析層是跨行業(yè)、跨區(qū)域的綜合性應(yīng)用系統(tǒng),主要包括城市智能交通管理系統(tǒng)、城市環(huán)境監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)、城市發(fā)展預(yù)測(cè)決策系統(tǒng)和城市防災(zāi)、救災(zāi)及應(yīng)急處理系統(tǒng)等。基本框架如圖5所示,戰(zhàn)略決策決定和指導(dǎo)信息基礎(chǔ)建設(shè),并在此基礎(chǔ)上實(shí)施應(yīng)用服務(wù),通過決策分析又反過來指導(dǎo)戰(zhàn)略決策的制定。
四、小結(jié)
“數(shù)字城市”是空間時(shí)代與信息社會(huì)發(fā)展歷史的必然產(chǎn)物,同時(shí),又是城市可持續(xù)發(fā)展與整體功能提升的必然依托,是新的經(jīng)濟(jì)建設(shè)增長(zhǎng)點(diǎn),這一特點(diǎn)決定了其發(fā)展將是跨越式的?！皵?shù)字城市”為認(rèn)識(shí)物質(zhì)城市打開了新的視野,對(duì)城市規(guī)劃、城市建設(shè)和城市管理展示出了一系列全新的理念,為調(diào)控城市、預(yù)測(cè)城市、經(jīng)營(yíng)城市提供了革命性的手段?！皵?shù)字城市”的戰(zhàn)略研究、數(shù)據(jù)和技術(shù)集成框架等基礎(chǔ)研究和原型系統(tǒng)建設(shè),必然與其應(yīng)用研究相輔相成,齊頭并進(jìn)?！皵?shù)字城市”建設(shè)是一個(gè)非常龐大的系統(tǒng)工程,涉及城市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化、政治、環(huán)境等各個(gè)方面,是多學(xué)科的融合體,因此,不僅要有先進(jìn)的技術(shù)為基礎(chǔ),更需要管理體制、機(jī)制和政策作保障,還需要市民和整個(gè)社會(huì)信息素質(zhì)的提高。(編輯:何樂)
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地理信息系統(tǒng)論文范文第6篇
關(guān)鍵詞：數(shù)字地球;測(cè)繪工程;教育改革
當(dāng)今社會(huì)正步入信息時(shí)代,信息產(chǎn)業(yè)逐步成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的新的驅(qū)動(dòng)力,信息資源的開發(fā)利用水平已成為一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。幾年前,美國(guó)為了自身經(jīng)濟(jì)發(fā)展和全球戰(zhàn)略的需要,在大力發(fā)展信息高速公路的同時(shí),又著重推進(jìn)國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施(National Spatial Data Infrastructure,NSDI)的建設(shè),在此基礎(chǔ)上,更進(jìn)一步提出和實(shí)施“數(shù)字地球”戰(zhàn)略。數(shù)字地球的概念一經(jīng)提出,便立即引起全球各界人士的廣泛關(guān)注,成為社會(huì)的熱門話題。不論從科學(xué)技術(shù)角度,還是從國(guó)家利益角度考慮,中國(guó)必須迎接這一挑戰(zhàn),這已經(jīng)成為共識(shí)。如今,“中國(guó)數(shù)字地球”或“數(shù)字中國(guó)”,以及各種規(guī)模的“數(shù)字城市”的建設(shè)正在逐步實(shí)施。在構(gòu)建“數(shù)字地球”過程中,測(cè)繪學(xué)科和測(cè)繪行業(yè),將發(fā)揮非常重要的作用。同時(shí)“數(shù)字地球”的構(gòu)建也將為測(cè)繪學(xué)科和事業(yè)的發(fā)展提供新的機(jī)遇和發(fā)展前景。一方面,數(shù)字地球的構(gòu)建依賴于基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)。在數(shù)字地球的概念中最基本的要素之一是地球的地理坐標(biāo)框架,因此NSDI是數(shù)字地球的基礎(chǔ)設(shè)施,它應(yīng)能提供(地球)空間數(shù)據(jù)框架,包括大地測(cè)量控制框架(國(guó)家定位網(wǎng)和重力控制網(wǎng))、數(shù)字正射影像、數(shù)字高程模型、道路、水系、行政境界、公共地籍等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集。在此框架基礎(chǔ)上再加載各類地球自然信息和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等人文信為數(shù)字地球提供上述地球空間數(shù)據(jù)框架是測(cè)繪業(yè)本身的基本工作。另一方面,數(shù)字地球的構(gòu)建又促進(jìn)了測(cè)繪學(xué)科的發(fā)展,并對(duì)測(cè)繪技術(shù)提出了更高的要求?！皵?shù)字地球”是從更高的層次,從系統(tǒng)論和一體化的角度,應(yīng)用已有的理論、技術(shù)、數(shù)據(jù)和能力,在衛(wèi)星遙感測(cè)地定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)、以及數(shù)字通訊和Internet網(wǎng)信息技術(shù)支持下,向社會(huì)提供全新的測(cè)繪信息產(chǎn)品,包括更多、更新和更精細(xì)的地球靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息?！皵?shù)字地球”、“數(shù)字中國(guó)”為我國(guó)測(cè)繪事業(yè)發(fā)展提供了新的機(jī)遇和更高層次的發(fā)展前景,同時(shí)這一機(jī)遇也對(duì)承擔(dān)測(cè)繪人才教育的高等院校提出了新的挑戰(zhàn)和要求,如何培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)要求的高級(jí)人才,是測(cè)繪教育工作者必須考慮的問題,所以,必須對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)繪工程專業(yè)進(jìn)行深化改革,才能適應(yīng)這一新任務(wù)。由于現(xiàn)代高等教育為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)不同層次人才的需求,對(duì)本科專業(yè)的基本要求是“寬口徑為主,專業(yè)覆蓋面廣”。而作為培養(yǎng)測(cè)繪人才的測(cè)繪工程專業(yè)在專業(yè)知識(shí)面上應(yīng)是覆蓋整個(gè)測(cè)繪一級(jí)學(xué)科。這就要求在專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容上不宜過深、過專,在有效時(shí)間內(nèi),只能講授測(cè)繪領(lǐng)域最基本最重要的理論、業(yè)務(wù)知識(shí),而具體的專門知識(shí)和技能,只能在未來的工作中根據(jù)需要繼續(xù)學(xué)習(xí)、培訓(xùn),進(jìn)行補(bǔ)充和加深。在教學(xué)方法上,應(yīng)改變傳統(tǒng)的“填鴨式”、“滿堂灌”的教學(xué)方法,教師在進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí),關(guān)鍵是教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)的思路、方法,而不是只注重具體的知識(shí),把以教師為中心的教學(xué)模式轉(zhuǎn)移到以學(xué)生為中心的教學(xué)模式上來。在教學(xué)過程中,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),由被動(dòng)繼承性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)創(chuàng)造性學(xué)習(xí),多采用“啟發(fā)式”、學(xué)生“參與式”和課堂“討論式”的教學(xué)方法,著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。
在教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)及課程考核中,除注重基本知識(shí)和綜合能力的考察外,在專業(yè)課程考核時(shí),可以更多地采用“開卷式”、“答辯式”、“撰寫論文式”、“設(shè)計(jì)報(bào)告式”等多種方式,使對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)更科學(xué)、更全面,把課程考核轉(zhuǎn)變成為促進(jìn)專業(yè)知識(shí)、綜合能力、創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)的驅(qū)動(dòng)力。教學(xué)方式改革的另一措施是將現(xiàn)代化教育手段引入到教學(xué)過程中?，F(xiàn)代化教學(xué)采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng),利用多媒體技術(shù)、可視化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作CAI軟件和軟件,以加速教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革,增加信息量,增進(jìn)教學(xué)效果。由于測(cè)繪工程專業(yè)本身與信息科學(xué)的密切關(guān)系,許多專業(yè)課程都可通過CAI軟件來達(dá)到直觀、形象、逼真的教學(xué)效果。因此,測(cè)繪工程專業(yè)應(yīng)加大與課程配套的CAI軟件的開發(fā)投入。
測(cè)繪學(xué)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在培養(yǎng)學(xué)生能力和創(chuàng)新意識(shí)上具有非常重要的作用。因此,各校測(cè)繪工程專業(yè)在制定教學(xué)計(jì)劃時(shí),對(duì)各專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程一般都安排了較大數(shù)量的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)或課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)。但就目前測(cè)繪工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)效果來看,存在著嚴(yán)重不足:(1)實(shí)習(xí)或?qū)嶒?yàn)主要是認(rèn)識(shí)和驗(yàn)證型,而缺少綜合性與研究創(chuàng)新型實(shí)習(xí)或?qū)嶒?yàn);(2)在生產(chǎn)單位承擔(dān)測(cè)繪產(chǎn)品生產(chǎn)的傳統(tǒng)光學(xué)儀器已被數(shù)字化測(cè)圖系統(tǒng)、全站儀、GPS接收機(jī)、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)字遙感圖像處理系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)等先進(jìn)設(shè)備所取代,而高校因受資金等因素的限制,無力批量購買這些先進(jìn)設(shè)備和系統(tǒng),致使實(shí)習(xí)或?qū)嶒?yàn)只能是參觀性的,與生產(chǎn)實(shí)際嚴(yán)重脫節(jié)。因此必須推進(jìn)現(xiàn)行測(cè)繪教育實(shí)踐教學(xué)的改革,改善實(shí)踐教學(xué)環(huán)境,具體措施是:(1)建立校園實(shí)習(xí)基地。測(cè)繪所處理的對(duì)象是地理空間信息,而校園及周邊區(qū)域是學(xué)生非常熟悉的地理環(huán)境,因此,以校園為中心建立永久性實(shí)習(xí)基地,便于學(xué)生直觀理解和掌握空間數(shù)據(jù)獲取、處理、分析、表達(dá)、應(yīng)用的途徑和方法,這對(duì)測(cè)繪工程專業(yè)幾乎所有課程的實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)都有益處;(2)開放實(shí)驗(yàn)硬、軟件設(shè)備。改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理方式,除安排的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)課時(shí)外,將所有設(shè)備、軟件系統(tǒng)向?qū)W生開放,使學(xué)生能更多地應(yīng)用和熟練掌握這些設(shè)備、軟件系統(tǒng);(3)鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的研究課題,使學(xué)生在科學(xué)研究活動(dòng)中得到鍛煉和提高;(4)創(chuàng)造條件,改善實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過與測(cè)繪設(shè)備、軟件生產(chǎn)廠商建立密切合作關(guān)系,使學(xué)校成為這些廠商設(shè)備、軟件的培訓(xùn)基地,獲得他們的支持,免費(fèi)或以最優(yōu)惠的價(jià)格獲得所需的設(shè)備或軟件產(chǎn)品;(5)將認(rèn)識(shí)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。在教師的指導(dǎo)下,由學(xué)生自己根據(jù)檢索的文獻(xiàn)資料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、方法和數(shù)據(jù)整理、分析、制圖;(6)建立永久、固定的校外實(shí)習(xí)基地。與技術(shù)先進(jìn)的測(cè)繪企事業(yè)單位建立專業(yè)共建關(guān)系,利用他們的先進(jìn)設(shè)備開展實(shí)踐教學(xué)。如中國(guó)礦業(yè)大學(xué)測(cè)繪工程專業(yè)在西安煤田航測(cè)遙感局建立了教學(xué)實(shí)習(xí)基地,改善了攝影測(cè)量、遙感、地理信息系統(tǒng)、地圖制圖等課程的實(shí)習(xí)條件。
地理信息系統(tǒng)論文范文第7篇
關(guān)鍵詞:虛擬地理環(huán)境；概念；探索
中圖分類號(hào)：B929 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1前言
近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和地理信息技術(shù)的不斷發(fā)展，研究人員利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在地理學(xué)研究上展開了大量的嘗試，在技術(shù)應(yīng)用、相關(guān)信息系統(tǒng)研發(fā)及理論研究上均取得了突出的成果，并在不斷的探索與總結(jié)的基礎(chǔ)上，逐步形成了虛擬地理環(huán)境的概念。
虛擬地理環(huán)境概念自提出以來，經(jīng)過十多年的發(fā)展，目前已經(jīng)逐漸被廣大研究人員所接受，但尚未形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。為明確界定虛擬地理環(huán)境的研究?jī)?nèi)容與邊界，部分研究人員對(duì)虛擬地理環(huán)境的定義及其理論與方法展開了討論。
龔建華、林琿等人通過一系列的論文和專著，較為系統(tǒng)的開展了虛擬地理環(huán)境理論和方法的探討，認(rèn)為虛擬地理環(huán)境是以化身人、化身人群、化身人類為主體的一個(gè)虛擬共享空間與環(huán)境，它既可以是現(xiàn)實(shí)地理環(huán)境的表達(dá)、模擬、延伸與超越，也可以是指賽博空間中存在的一個(gè)虛擬社會(huì)（社區(qū)）世界。并進(jìn)一步提出了關(guān)于虛擬地理環(huán)境的研究框架（龔建華等，2006,2009；林琿等，2005，2007，2009；龔建華、林琿、魯學(xué)軍，2002），把信息（地理）哲學(xué)和非線性科學(xué)作為研究虛擬地理環(huán)境的基礎(chǔ)性理論，把可計(jì)算人地關(guān)系作為虛擬地理環(huán)境的理論核心，圍繞該核心研究與虛擬地理環(huán)境相關(guān)的人地系統(tǒng)論、地理認(rèn)知、地理計(jì)算和人工智能。
閭國(guó)年（2009）認(rèn)為，虛擬地理環(huán)境研究在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和虛擬三維空間環(huán)境下，通過分布式協(xié)同交互，實(shí)現(xiàn)地理環(huán)境可視化的表達(dá)、地學(xué)問題的分析處理、地理規(guī)律的提煉、地理現(xiàn)象的模擬、地理環(huán)境變化的再現(xiàn)與預(yù)測(cè)以及人類活動(dòng)影響的評(píng)價(jià)，探索地球各圈層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征、分布規(guī)律、演化過程以及圈層之間物質(zhì)流、能量流、信息流的傳遞方式及其動(dòng)力學(xué)機(jī)制。
朱慶認(rèn)為虛擬地理環(huán)境可以簡(jiǎn)單定義為真實(shí)地理環(huán)境在計(jì)算機(jī)中的一種抽象數(shù)字化的逼真表示，使人們可以探查匯集有關(guān)的自然和人文信息，并與之互動(dòng)。
以上對(duì)虛擬地理環(huán)境定義體現(xiàn)了虛擬地理環(huán)境研究領(lǐng)域的不同側(cè)重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)空間載體下三維空間的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)化身人的參與性，而忽視了其它維度、其它形式的虛擬地理環(huán)境，忽視了將虛擬作為一種手段來對(duì)人類無法觸及的地理環(huán)境的研究，同時(shí)也忽視了對(duì)虛擬地理環(huán)境本身作為一種虛擬存在的環(huán)境系統(tǒng)的研究。
2虛擬地理環(huán)境的概念
2.1 虛擬地理環(huán)境概念的形成
虛擬地理環(huán)境源自于地理環(huán)境，是地理環(huán)境與現(xiàn)代虛擬技術(shù)和手段相結(jié)合的產(chǎn)物，是地理環(huán)境在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)輔助下的一個(gè)延伸。因此，要正確認(rèn)識(shí)什么是虛擬地理環(huán)境，我們首先需要了解地理環(huán)境的概念。
地理環(huán)境是指一定社會(huì)所處的地理位置以及與此相聯(lián)系的各種自然條件的總和，包括氣候、土地、河流、湖泊、山脈、礦藏以及動(dòng)植物資源等?？煞譃樽匀画h(huán)境(或自然地理環(huán)境)、經(jīng)濟(jì)環(huán)境(或經(jīng)濟(jì)地理環(huán)境)和社會(huì)文化環(huán)境。它具有三個(gè)特點(diǎn)：(1)具有來自地球內(nèi)部的內(nèi)能和主要來自太陽的外部能量，并在此相互作用；(2)它具有構(gòu)成人類活動(dòng)舞臺(tái)和基地的三大條件，即常溫常壓的物理?xiàng)l件、適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)條件和繁茂的生物條件；(3)這一環(huán)境與人類的生產(chǎn)和生活密切相關(guān)，直接影響著人類的飲食、呼吸、衣著、住行。
在傳統(tǒng)技術(shù)條件下，研究人員主要通過實(shí)地調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析的方式對(duì)地理環(huán)境中的現(xiàn)象及規(guī)律進(jìn)行研究。受各種條件限制，人們對(duì)涉及時(shí)間跨度比較長(zhǎng)或是自然條件比較惡劣而無法到達(dá)區(qū)域的地理環(huán)境現(xiàn)象和規(guī)律及其對(duì)人類生產(chǎn)生活的影響無法開展有效研究，如深海地理環(huán)境、地下環(huán)境、地殼運(yùn)動(dòng)等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，研究人員有了更多的現(xiàn)代化手段來開展地理環(huán)境研究，虛擬化就是其中一個(gè)重要的研究手段，尤其是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)字虛擬技術(shù)，為現(xiàn)代地理學(xué)的發(fā)展和繁榮做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。研究人員首先抽象化的建立現(xiàn)實(shí)地理環(huán)境的各種運(yùn)行模型，輸入實(shí)際的或調(diào)整后的參數(shù)，并利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力和可視化表達(dá)能力，以虛擬的形式來實(shí)現(xiàn)一個(gè)類真實(shí)或虛構(gòu)的地理環(huán)境，以研究各種地理環(huán)境問題。我們稱這樣的環(huán)境為虛擬地理環(huán)境。
在研究人員建立的眾多虛擬地理環(huán)境中，有一部分只在實(shí)驗(yàn)室中運(yùn)行，用于研究特定的地理環(huán)境問題；有一部分走向了大眾化，并被人們所接受，而逐漸形成了一個(gè)實(shí)際運(yùn)行中的虛擬地理環(huán)境。在這個(gè)環(huán)境中，人們可以通過化身（Avatar）的形式參與進(jìn)去，開展各種社交、商務(wù)、娛樂等活動(dòng)。如此一來，這個(gè)虛擬地理環(huán)境就逐漸活了起來，成為了現(xiàn)實(shí)地理環(huán)境的一個(gè)虛擬化擴(kuò)展，成為了人類活動(dòng)的另一個(gè)舞臺(tái)，成為了一個(gè)以虛擬化形式存在的“實(shí)體”地理環(huán)境，影響著人類的生產(chǎn)生活。
由此，本文認(rèn)為，虛擬地理環(huán)境可以定義為：以目標(biāo)地理環(huán)境為原形，以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)而建立的一種抽象化的地理環(huán)境。它既可以是現(xiàn)實(shí)地理環(huán)境的表達(dá)、模擬、延伸與超越，也可以是虛擬空間中存在的一個(gè)虛擬社會(huì)（社區(qū)）世界。
2.2 虛擬地理環(huán)境的兩方面含義
通過以上的定義，我們可以看出，虛擬地理環(huán)境包含兩個(gè)方面的含義：
一方面，它是一種技術(shù)手段，是在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，以虛擬化的方式開展地理環(huán)境研究，其目的是探索地理環(huán)境的運(yùn)行規(guī)律，研究解決地理環(huán)境中的各種問題。通過虛擬化的方式，研究人員可以精確化的模擬各種自然、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)人文地理環(huán)境，檢驗(yàn)各種復(fù)雜的運(yùn)行模型，可以通過與環(huán)境中的各要素進(jìn)行交互與互動(dòng)，或改變一些前置條件來影響虛擬地理環(huán)境的發(fā)展，以觀察不同條件對(duì)地理環(huán)境的影響，進(jìn)而總結(jié)出一般規(guī)律，為現(xiàn)實(shí)地理環(huán)境工作提供指導(dǎo)和決策支持。而這些是以往傳統(tǒng)研究手段所無法做到的。虛擬地理環(huán)境作為一種研究手段一經(jīng)提出，便極大的影響地理環(huán)境科學(xué)研究領(lǐng)域，推動(dòng)著地理環(huán)境科學(xué)研究的快速發(fā)展。
另一方面，它是一種虛擬存在，是研究的對(duì)象。隨著虛擬地理環(huán)境的發(fā)展，尤其是被大眾所接受，越來越多的人參與到虛擬地理環(huán)境中去以后，虛擬地理環(huán)境便逐漸成為現(xiàn)實(shí)地理環(huán)境在虛擬空間的一個(gè)延伸與超越，并對(duì)經(jīng)濟(jì)及社會(huì)人文地理環(huán)境產(chǎn)生著巨大的影響，進(jìn)而間接的影響著自然地理環(huán)境發(fā)展。在這種情況下，虛擬地理環(huán)境的重點(diǎn)不再是其實(shí)現(xiàn)的手段與方法，而是應(yīng)用虛擬化方法所產(chǎn)生的虛擬地理環(huán)境本身。由于虛擬地理環(huán)境作為一種虛擬存在的“實(shí)體”地理環(huán)境時(shí)間還不長(zhǎng)，因此人們還無法完全認(rèn)識(shí)在這個(gè)環(huán)境下各要素之間的關(guān)系以及其對(duì)現(xiàn)實(shí)地理環(huán)境的影響。在未來一段時(shí)間內(nèi)，這方面的研究將是虛擬地理環(huán)境研究的主要內(nèi)容。
2.3 虛擬地理環(huán)境的研究?jī)?nèi)容
根據(jù)虛擬地理環(huán)境兩方面含義的不同，其研究?jī)?nèi)容也有比較大的差別，因此，本文對(duì)研究?jī)?nèi)容的討論也將分兩部分進(jìn)行。
地理信息系統(tǒng)論文范文第8篇
關(guān)鍵詞：物流；標(biāo)準(zhǔn)；信息
中圖分類號(hào)：F252.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
一、我國(guó)物流行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
2007年上半年，全國(guó)社會(huì)物流總額33.8萬億元，同比增長(zhǎng)25.5%，增速比一季度提高1.7個(gè)百分點(diǎn)。2007年上半年，物流業(yè)增加值完成7503億元，同比增長(zhǎng)17.2%，增速比一季度提高0.5個(gè)百分點(diǎn)，占服務(wù)業(yè)全部增加值的17.9%，同比提高0.1個(gè)百分點(diǎn)。2007年上半年，中國(guó)社會(huì)物流總費(fèi)用為19541億元，同比增長(zhǎng)16.2%，增幅比一季度提高0.9個(gè)百分點(diǎn)，比2006年同期提高1.3個(gè)百分點(diǎn)。
中國(guó)的第三方物流產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，迫切需要政府部門的大力支持和推動(dòng)，為現(xiàn)代物流的發(fā)展創(chuàng)造良好的宏觀環(huán)境。目前中國(guó)第三方物流市場(chǎng)規(guī)模還較小，而且高度分散，面對(duì)龐大的物流市場(chǎng)需求和弱小的供應(yīng)能力國(guó)外物流企業(yè)早已躍躍欲試。
中國(guó)巨大的物流市場(chǎng)已經(jīng)吸引了國(guó)際上各個(gè)貨運(yùn)巨頭的目光，外國(guó)物流企業(yè)紛紛進(jìn)軍中國(guó)市場(chǎng)，預(yù)測(cè)未來幾年中國(guó)物流業(yè)將保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，中國(guó)物流市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊，給了投資者一個(gè)發(fā)揮的空間。
未來物流需求尤其是第三方物流需求規(guī)模將越來越大，預(yù)測(cè)到2010年中國(guó)物流行業(yè)的
產(chǎn)值將達(dá)到12000億元，2008年北京奧運(yùn)會(huì)的總體物流需求約為2760億元人民幣。第三方物流市場(chǎng)在增長(zhǎng)中細(xì)分，第三方物流企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中整合，第三方物流政策環(huán)境進(jìn)一步改善，中國(guó)第三方物流將在新的起點(diǎn)上快速發(fā)展。
二、存在的問題
第一，總體規(guī)模偏小、發(fā)展?jié)摿薮??？傮w上講，第三方物流在我國(guó)處于起步階段，企業(yè)物流和公眾物流服務(wù)仍然是社會(huì)物流的主要形式，嚴(yán)格意義上的第三方物流有效需求不足的局面短時(shí)期難以明顯改觀。同時(shí)，第三方物流在中國(guó)已經(jīng)有了大約十年的探討過程和發(fā)展過程，在全球經(jīng)濟(jì)一體化影響下，中國(guó)正在成為第三方物流發(fā)展最迅速的國(guó)家之一。
第二，需求的不平衡性較強(qiáng)。不同企業(yè)間的物流理念以及物流需求層次差異性很大，先進(jìn)的與傳統(tǒng)的物流模式并存。一方面中國(guó)日趨成為全球制造業(yè)的中心，進(jìn)入中國(guó)的先進(jìn)制造業(yè)和分銷業(yè)產(chǎn)生高端的物流需求，第三方物流需求主要集中在外資領(lǐng)域。這些企業(yè)物流理念先進(jìn)、物流外包水平高、供應(yīng)鏈管理要求嚴(yán)格且自主性較強(qiáng)，對(duì)第三方物流服務(wù)需求迫切、要求高。從另一方面來看，我國(guó)物流社會(huì)化、專業(yè)化程度依然較低。國(guó)內(nèi)企業(yè)與外資企業(yè)物流形式、形態(tài)存在明顯的差異。
第三，行業(yè)集中度較低。根據(jù)咨詢機(jī)構(gòu)的分析，2006年中國(guó)第三方物流市場(chǎng)大約有18000多個(gè)服務(wù)商和終端，排名前十位的服務(wù)商占市場(chǎng)總額僅13%（這可能是很粗略的估計(jì)），沒有一家物流企業(yè)的市場(chǎng)份額超過2%，說明我國(guó)物流行業(yè)尚未實(shí)現(xiàn)充分的整合。在競(jìng)爭(zhēng)模式上主要體現(xiàn)在成本與價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，而對(duì)第三方物流所帶來的供應(yīng)鏈增值效應(yīng)關(guān)注不夠，低水平的過度競(jìng)爭(zhēng)成為我國(guó)第三方物流發(fā)展的瓶頸問題，大家在行業(yè)中可能都感覺到這種競(jìng)爭(zhēng)壓力。根據(jù)分析，我國(guó)第三方物流行業(yè)目前利潤(rùn)率為3%-8%左右，行業(yè)利潤(rùn)空間尚未完全挖掘出來，和國(guó)際上相比差距還是很大。
三、發(fā)展趨勢(shì)
十一五期間，現(xiàn)代物流作為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)得到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注與支持，第三方物流發(fā)展進(jìn)一步加快了進(jìn)程，在服務(wù)內(nèi)涵、經(jīng)營(yíng)模式、功能建設(shè)等方面發(fā)生了深遠(yuǎn)的變革，呈現(xiàn)出良好發(fā)展趨勢(shì)。
第一，服務(wù)鏈不斷延伸、專業(yè)化不斷加強(qiáng)。一方面供需雙方合作不斷加深，服務(wù)深化的直接結(jié)果是專業(yè)細(xì)分。物流企業(yè)也越來越專注于特定的目標(biāo)市場(chǎng)，以充分發(fā)揮其專業(yè)的優(yōu)勢(shì)。目前中國(guó)外運(yùn)股份有限公司鎖定在IT、汽車行業(yè)、家用電器、化工、快速消費(fèi)品等幾個(gè)目標(biāo)行業(yè)集中發(fā)展，專業(yè)細(xì)分程度也在進(jìn)一步加強(qiáng)。從過去什么都做的物流轉(zhuǎn)變成更加專業(yè)化的劃分，按照市場(chǎng)和生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展趨勢(shì)要求，企業(yè)也在做一些相應(yīng)變化。
第二，服務(wù)范圍向金融領(lǐng)域擴(kuò)展。中國(guó)外運(yùn)股份有限公司也在探討市場(chǎng)對(duì)外運(yùn)產(chǎn)生的一些新的需求、新的機(jī)會(huì)。物流、現(xiàn)金流、資金流是供應(yīng)鏈三大組成部分。以質(zhì)押、監(jiān)管為代表的物流金融服務(wù)得到較大發(fā)展，包括中外運(yùn)、中遠(yuǎn)在內(nèi)的企業(yè)紛紛開展此項(xiàng)業(yè)務(wù)。質(zhì)押監(jiān)管的發(fā)展標(biāo)志著第三方物流與金融行業(yè)的融合，而服務(wù)范圍也由靜態(tài)的倉單質(zhì)押向貨物的在途質(zhì)押轉(zhuǎn)變，從供應(yīng)鏈資金流收入方面看，第三方物流服務(wù)內(nèi)涵得到進(jìn)一步延伸和擴(kuò)展。
第三，物流行業(yè)的整合趨勢(shì)非常明顯。全球經(jīng)濟(jì)一體化所帶來的是物流全球化進(jìn)程，這一進(jìn)程正在向中國(guó)擴(kuò)展，自第三方物流概念引入國(guó)內(nèi)起，以兼并收購為特征的全球物流整合深刻改變了物流市場(chǎng)格局
四、我國(guó)物流行業(yè)發(fā)展應(yīng)采取的措施
1.加快基礎(chǔ)設(shè)施的投入
做好地區(qū)或區(qū)域性產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃和物流園區(qū)規(guī)劃，搞好基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。區(qū)域性的規(guī)劃做好了，才能真正減少企業(yè)物流成本，同時(shí)使產(chǎn)業(yè)集中，物流運(yùn)輸有重點(diǎn)的發(fā)展，走以主業(yè)物流為龍頭，逐步好展完善的路子
2.制訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
要實(shí)現(xiàn)物流的系統(tǒng)化管理，保證物流系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)以及系統(tǒng)內(nèi)各環(huán)節(jié)的有機(jī)聯(lián)系，需要采取很多種方法和手段，物流標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代物流系統(tǒng)化管理的重要手段之一?，F(xiàn)代物流的系統(tǒng)化管理體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：制定一系列的物流標(biāo)準(zhǔn)。制定完善與物流有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。這其中不僅有物流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，還有有關(guān)物流行業(yè)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)。積極開展物流標(biāo)準(zhǔn)化的研究工作。物流標(biāo)準(zhǔn)化在我國(guó)發(fā)展現(xiàn)代物流，與國(guó)際物流實(shí)現(xiàn)順利接軌中的關(guān)鍵地位和所起的重要作用已越來越被國(guó)家和各行業(yè)所認(rèn)同，物流標(biāo)準(zhǔn)化工作越來越受到的重視。
3.構(gòu)建信息化服務(wù)平臺(tái)
在電子商務(wù)條件下，物流的運(yùn)作是以信息為中心的。通過網(wǎng)絡(luò)信息的收集、整理、分析、傳遞和及時(shí)溝通，有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)物流實(shí)施控制并實(shí)現(xiàn)物流的合理化。虛擬庫存（或者叫信息代替庫存）和動(dòng)態(tài)庫存是物流合理化的表現(xiàn)。虛擬庫存的辦法是建立需求端數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，在供應(yīng)鏈的不同環(huán)節(jié)采用EDI交換數(shù)據(jù)，建立基于Internet的Intranet，為用戶提供WEB服務(wù)器，便于數(shù)據(jù)及時(shí)更新和瀏覽查詢。由于供求信息得到及時(shí)傳遞和處理，物品在流動(dòng)過程中滿足和產(chǎn)生消費(fèi)的需要，會(huì)大大降低庫存的水平。傳統(tǒng)的物流技術(shù)主要指物資運(yùn)輸技術(shù)，包括運(yùn)輸材料、機(jī)械、設(shè)施等。現(xiàn)代物流技術(shù)則是以計(jì)算機(jī)信息技術(shù)為基礎(chǔ)，如地理信息系統(tǒng)（GIS），全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、電子數(shù)據(jù)交換（EDI）、條碼技術(shù)（bar code）等。
作者單位：聶海燕中國(guó)海洋大學(xué) 淄博職業(yè)學(xué)院
王振環(huán)山東理工大學(xué)
參考文獻(xiàn)
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地理信息系統(tǒng)論文范文第9篇
經(jīng)過sars等一系列公共衛(wèi)生突發(fā)事件后，應(yīng)急信息系統(tǒng)的建設(shè)受到了空前的重視。我國(guó)各級(jí)政府、各部門都把應(yīng)急信息系統(tǒng)或應(yīng)急指揮中心的建設(shè)提上了議事日程。例如，北京市公共衛(wèi)生信息應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)，就是在以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)基礎(chǔ)上，把應(yīng)對(duì)公共衛(wèi)生突發(fā)事件作為一個(gè)主要建設(shè)目標(biāo)；衛(wèi)生部應(yīng)急指揮中心向社會(huì)公開招標(biāo)，征集建設(shè)方案，等等。在政府推動(dòng)下，應(yīng)急信息系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)高峰期。
應(yīng)急信息系統(tǒng)的建設(shè)受到全社會(huì)范圍的重視，這是一件好事。但同時(shí)也帶來了問題：系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)到底是什么？多個(gè)相關(guān)項(xiàng)目如何統(tǒng)籌？怎樣處理應(yīng)急信息系統(tǒng)建設(shè)與業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)的關(guān)系？應(yīng)急信息系統(tǒng)的功能邊界應(yīng)該如何劃分？等等。對(duì)這些問題如果沒有一個(gè)正確的思路，應(yīng)急信息系統(tǒng)建設(shè)的大規(guī)模投入就難以收到應(yīng)有的社會(huì)效益，甚至象以前辦公自動(dòng)化和門戶網(wǎng)站一樣，變?yōu)橐粓?chǎng)“運(yùn)動(dòng)”。
本文試圖對(duì)應(yīng)急信息系統(tǒng)給出一個(gè)目標(biāo)，描述“理想”情況下的系統(tǒng)模型和需求；在此基礎(chǔ)上給出對(duì)整個(gè)應(yīng)急信息系統(tǒng)規(guī)劃的看法。
二、應(yīng)急信息系統(tǒng)的目標(biāo)和功能需求分析
應(yīng)急信息系統(tǒng)的目標(biāo)，就是配合危機(jī)管理的全過程，應(yīng)用信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大面積的、跨專業(yè)和部門的信息資源、處理資源和通訊資源的實(shí)時(shí)調(diào)度，使應(yīng)急指揮過程更加科學(xué)化和可視化。
這里用到了一個(gè)超越“應(yīng)急”的概念——危機(jī)管理，我們把支持危機(jī)管理作為應(yīng)急信息系統(tǒng)的目標(biāo)。這是因?yàn)?，要最大限度減少各種突發(fā)或緊急事件帶來的損失，不僅僅要求我們?cè)谑录l(fā)生后做出迅速、準(zhǔn)確的應(yīng)對(duì)和處理，還要求我們?cè)谑录捌谶M(jìn)行預(yù)警和辨識(shí)、在后期進(jìn)行常態(tài)恢復(fù)?！拔C(jī)管理”的三階段理論更能指導(dǎo)我們運(yùn)用信息技術(shù)對(duì)突發(fā)或緊急事件全面、全程的支持。
顯然，這一目標(biāo)，不是一個(gè)單純的信息系統(tǒng)可以達(dá)到的。它要依賴基礎(chǔ)性的網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)專業(yè)化的應(yīng)用系統(tǒng)，要依賴多種技術(shù)的支持。但是，越是復(fù)雜，我們就越應(yīng)該分析清楚，那些是核心、哪些是基礎(chǔ)、哪些是錦上添花；哪些應(yīng)該先建，哪些可以后建。否則眉毛胡子一把抓，不利于復(fù)雜系統(tǒng)的建設(shè)和統(tǒng)一的規(guī)劃。
我們用如下的三層邏輯模型表示應(yīng)急信息系統(tǒng)及其支持系統(tǒng)的關(guān)系。
……
應(yīng)急信息系統(tǒng)
信息處
理系統(tǒng)
通訊調(diào)
度系統(tǒng)
信息
采集
信息
調(diào)度
資源
調(diào)度
信息
表現(xiàn)
基本網(wǎng)絡(luò)和通訊系統(tǒng)
輔助
決策
應(yīng)用支持層
集成應(yīng)用層
基礎(chǔ)設(shè)施層
gis
應(yīng)急信息系統(tǒng)的三層邏輯模型
各層的關(guān)系如下：最高層即是應(yīng)急信息系統(tǒng)的核心功能，它是一種集成式應(yīng)用；專業(yè)化的信息處理系統(tǒng)和各種相對(duì)成熟的技術(shù)系統(tǒng)（如gis和call center系統(tǒng)）是構(gòu)建應(yīng)急信息系統(tǒng)的支撐性應(yīng)用，我們稱之為應(yīng)用支撐層；而基本網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)是以上所有應(yīng)用的基礎(chǔ)。相鄰層次之間有著雙向的信息供求關(guān)系。
我們從對(duì)信息的處理角度來分解應(yīng)急信息系統(tǒng)的功能目標(biāo)。
任何類型和目的的應(yīng)急指揮系統(tǒng)，都具有以下功能特性：
1、信息匯聚：從應(yīng)急事件現(xiàn)場(chǎng)或監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)采集到的各種信息，將被傳輸?shù)叫畔R聚點(diǎn)（應(yīng)急指揮中心）。這些信息可能是直接事件現(xiàn)場(chǎng)的視音頻信息，也可能是來自傳感設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備的信息或信號(hào)，還可能是來自相關(guān)的專業(yè)化信息處理系統(tǒng)的數(shù)字化信息。
2、信息表現(xiàn)：應(yīng)急信息系統(tǒng)應(yīng)該有直觀而準(zhǔn)確的信息表現(xiàn)形式，為指揮員進(jìn)行指揮調(diào)度和輔助決策提供最大的幫助。gis是一項(xiàng)廣泛使用的技術(shù)，可以將危機(jī)管理所涉及的信息（如危機(jī)態(tài)勢(shì)、應(yīng)急指揮相關(guān)資源分布、應(yīng)急方案等）在基礎(chǔ)的空間地理圖形上形象地表現(xiàn)出來，便于指揮和決策人員直觀地進(jìn)行形式判斷、形成決策或進(jìn)行資源調(diào)度；各種信息還可能要借助一定的顯示設(shè)備和顯示控制系統(tǒng)表現(xiàn)出來。
3、信息調(diào)度：所有信息在匯聚點(diǎn)被組合和集中呈現(xiàn)，供指揮中心的指揮決策人員作為決策和調(diào)度依據(jù)；有時(shí)還要將信息分發(fā)下級(jí)指揮中心（或分中心）的不同的專業(yè)化處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，或從這些系統(tǒng)收集處理結(jié)果。
4、通訊和物資資源調(diào)度：應(yīng)急指揮最終都表現(xiàn)為通過一定的通訊手段，完成一定的人力、物力資源調(diào)度。例如警力的調(diào)度、救災(zāi)物資和設(shè)施調(diào)度、對(duì)事件現(xiàn)場(chǎng)的疏導(dǎo)和部署，等等。
5、輔助分析決策：在應(yīng)急指揮過程中，提供一些邏輯分析模型、統(tǒng)計(jì)模型或預(yù)案，以及案例庫中的參考案例，幫助指揮員進(jìn)行理性決策；同時(shí)，應(yīng)急信息系統(tǒng)還應(yīng)記錄下整個(gè)指揮調(diào)度的過程，形成完整案例，豐富案例庫，為實(shí)現(xiàn)知識(shí)化、智能化的危機(jī)管理作積累。
以上是一個(gè)較為抽象的邏輯功能模型，它有助于我們把握應(yīng)急信息系統(tǒng)的核心建設(shè)目標(biāo)，合理運(yùn)用各種技術(shù)和各種“物理的”系統(tǒng)。
三、應(yīng)急信息系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)的周邊關(guān)系
1、技術(shù)型應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)急信息系統(tǒng)的關(guān)系
在應(yīng)急信息系統(tǒng)建設(shè)領(lǐng)域的最大誤區(qū)，在于信息系統(tǒng)功能需求分析的缺失——從需求的陳述（實(shí)質(zhì)上是一種需求定義）直接跳到技術(shù)方案，甚至成為技術(shù)方案或產(chǎn)品的簡(jiǎn)單堆砌。以技術(shù)方案代替功能需求，這似乎已經(jīng)成為了一種應(yīng)急信息系統(tǒng)建設(shè)中的普遍現(xiàn)象。
例如，我們經(jīng)常能在招標(biāo)書或所謂規(guī)劃中看到這樣的做法：即直接把“數(shù)字錄音系統(tǒng)”、“大屏幕顯示系統(tǒng)”、“地理信息系統(tǒng)”等作為“需求”本身的內(nèi)容，對(duì)具體的技術(shù)實(shí)施方案和產(chǎn)品型號(hào)進(jìn)行招標(biāo)，甚至還有的招標(biāo)書把“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”也作為應(yīng)急信息系統(tǒng)需求的一部份提出來。這里面缺少了對(duì)應(yīng)急信息系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)內(nèi)容和目標(biāo)的把握，缺少了一個(gè)理性的論證和分析過程。這樣的“需求”拿出來招標(biāo)，多半會(huì)造成建設(shè)的混亂和失控。
并不是說以上的技術(shù)系統(tǒng)不能作為應(yīng)急信息系統(tǒng)的一部分，相反，邏輯的功能最終都會(huì)落實(shí)為一系列“物理”的技術(shù)子系統(tǒng)。但是我們?cè)谶M(jìn)行技術(shù)子系統(tǒng)的劃分和分包之前，有必要對(duì)有機(jī)信息系統(tǒng)的“原始”功能需求作一定義和陳述，為技術(shù)方案的展開提供理性的約束，而不會(huì)被技術(shù)牽著鼻子走。
例如，gis是一種廣泛使用的、成熟的技術(shù)，也已經(jīng)形成相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)。獨(dú)立運(yùn)行的gis甚至可能成為整個(gè)應(yīng)急信息系統(tǒng)中最主要的操作平臺(tái)。這也是一些項(xiàng)目直接把gis作為一種“默認(rèn)”的“需求”的原因。但是，應(yīng)急信息系統(tǒng)是否要采納gis，還要看具體的應(yīng)用領(lǐng)域是否具備了應(yīng)用gis的數(shù)據(jù)條件和環(huán)境。而且，即使有必要和有條件使用gis，也要從整個(gè)應(yīng)急信息系統(tǒng)的總體目標(biāo)出發(fā)進(jìn)行分析，提出技術(shù)應(yīng)用需求：
第一， 要實(shí)現(xiàn)應(yīng)急信息系統(tǒng)與gis的雙向聯(lián)動(dòng)。gis雖然可以獨(dú)立運(yùn)行，但在應(yīng)急信息系統(tǒng)環(huán)境下，應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急信息系統(tǒng)與gis的多種聯(lián)動(dòng)方式——包括雙向的相互驅(qū)動(dòng)和基于數(shù)據(jù)共享的獨(dú)立操作，等等； 第二， 要實(shí)現(xiàn)應(yīng)急信息系統(tǒng)與gis的底層整合。gis系統(tǒng)與應(yīng)急信息系統(tǒng)應(yīng)共同遵循一定的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生和傳遞一致的數(shù)據(jù)；底層應(yīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫共享或公用。
第三， gis與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合。gis的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來自測(cè)繪部門，而應(yīng)急指揮所需的“活”的應(yīng)用數(shù)據(jù)往往來自其他業(yè)務(wù)部門，如建設(shè)、交通、氣象、衛(wèi)生，等等。為讓信息系統(tǒng)能夠運(yùn)行起來而“一勞永逸”地導(dǎo)入數(shù)據(jù)的做法是不可取的。應(yīng)該充分利用這些“活”的地理數(shù)據(jù)，建立與數(shù)據(jù)源進(jìn)行同步更新的完整機(jī)制，貫徹專用屬性數(shù)據(jù)“誰使用、誰負(fù)責(zé)”和合理共享的原則，避免產(chǎn)生新的信息孤島。
以上是應(yīng)急信息系統(tǒng)中對(duì)gis的需求分析應(yīng)該考慮的內(nèi)容。只有對(duì)這些問題都分析清楚了，才可能對(duì)應(yīng)急信息系統(tǒng)中g(shù)is的必要性、可行性和技術(shù)方案和造價(jià)作一正確判斷。而這種全局的、客觀的、中立的分析，恐怕要在請(qǐng)gis廠商提供技術(shù)方案之前完成。
在應(yīng)急信息系統(tǒng)領(lǐng)域，類似的成熟技術(shù)系統(tǒng)還有call center、知識(shí)管理系統(tǒng)、視頻會(huì)議和視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。對(duì)這些相對(duì)成熟、“自成一體”的技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)，都要作類似的分析，才能保證最后的應(yīng)急信息系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)的、完整的、體現(xiàn)建設(shè)初衷的系統(tǒng)，而不是一組不分主次、繁復(fù)、獨(dú)立的技術(shù)系統(tǒng)。
忽視需求分析或缺乏正確的需求分析方法，是存在于信息化建設(shè)的通病。對(duì)于應(yīng)急信息系統(tǒng)建設(shè)而言，這種只有方案，沒有需求分析的現(xiàn)象尤其有害。因?yàn)閼?yīng)急信息系統(tǒng)的建設(shè)幾乎成了一種潮流，而且它同時(shí)承載著政府危機(jī)管理和電子政務(wù)信息資源整合的雙重重任。缺乏對(duì)需求的分析和規(guī)劃，會(huì)使應(yīng)急信息系統(tǒng)建設(shè)失去理性，導(dǎo)致盲目建設(shè)和重復(fù)建設(shè)，與信息資源整合的精神背道而馳。
2、專業(yè)化信息處理系統(tǒng)與應(yīng)急信息系統(tǒng)的關(guān)系
我們對(duì)應(yīng)急信息系統(tǒng)的需求認(rèn)識(shí)往往是始于“混沌”的。尤其是當(dāng)因?yàn)樾畔⑾到y(tǒng)缺位造成重大損失的時(shí)候，更是希望通過一個(gè)項(xiàng)目、甚至一個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)畢其功于一役。但是，應(yīng)急信息系統(tǒng)的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)危機(jī)管理中的決策支持，離開了專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)和專業(yè)化的信息處理系統(tǒng)的支持，應(yīng)急信息系統(tǒng)對(duì)科學(xué)決策的支持就會(huì)落空。另一方面，應(yīng)急信息系統(tǒng)往往是跨管理部門、跨專業(yè)領(lǐng)域的系統(tǒng)，涉及多個(gè)專業(yè)系統(tǒng)。處理這種兼具“寬度”和“深度”的復(fù)雜需求的合理做法，是把項(xiàng)目進(jìn)行分解，把應(yīng)急信息系統(tǒng)建設(shè)與專業(yè)化信息處理系統(tǒng)進(jìn)行合理劃分。
一般來說，專業(yè)化信息系統(tǒng)負(fù)責(zé)專業(yè)化的信息監(jiān)測(cè)和預(yù)警、信息處理；應(yīng)急信息系統(tǒng)則負(fù)責(zé)信息的匯聚、分析，以及對(duì)會(huì)商、決策和資源調(diào)度的支持；二種系統(tǒng)之間通過共同認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)信息傳遞和工作協(xié)同。應(yīng)急信息系統(tǒng)從專業(yè)化信息處理系統(tǒng)中收集預(yù)警監(jiān)測(cè)的結(jié)果；應(yīng)急信息系統(tǒng)則向?qū)I(yè)化信息處理系統(tǒng)提交信息加工請(qǐng)求并收集信息處理結(jié)果。
檢驗(yàn)是否較好劃分了專業(yè)化信息處理系統(tǒng)和應(yīng)急信息系統(tǒng)界限的直接辦法，是看二者之間是否有足夠的獨(dú)立性。一個(gè)好的規(guī)劃和設(shè)計(jì)應(yīng)該是這樣的情形：應(yīng)急信息系統(tǒng)本身不一定很“專業(yè)”，但它能與很專業(yè)化的信息處理系統(tǒng)高效地協(xié)同工作。應(yīng)急信息系統(tǒng)的核心價(jià)值，在于它對(duì)跨專業(yè)的、公用資源的調(diào)度能力；專業(yè)的判斷和業(yè)務(wù)流程應(yīng)該留給專業(yè)化的信息處理系統(tǒng)。從這點(diǎn)上來說，應(yīng)急信息系統(tǒng)其實(shí)需要有一定的“通用性”。通用性越好，它動(dòng)態(tài)“接入”不同專業(yè)信息系統(tǒng)的能力就越強(qiáng)，整個(gè)大系統(tǒng)的“應(yīng)急”能力也就越好。
舉個(gè)例子，假設(shè)我們針對(duì)sars的預(yù)防和控制建設(shè)了一個(gè)公共衛(wèi)生應(yīng)急信息系統(tǒng)，如果它不能百分之八十、九十，甚至更高比例地應(yīng)用到其它公共衛(wèi)生突發(fā)事件的處理上，那么它的規(guī)劃和需求定義就是失敗的。相反，如果我們?cè)谶M(jìn)行需求分析的時(shí)候，能把專業(yè)化事件處理的差異性需求盡可能地體現(xiàn)在“應(yīng)用支持層”的專業(yè)化信息處理系統(tǒng)中，那么無論是作為通用應(yīng)急指揮平臺(tái)的公共衛(wèi)生應(yīng)急信息系統(tǒng)，還是專業(yè)化的傳染病管理信息系統(tǒng)、醫(yī)院管理信息系統(tǒng)、以及各種科研信息系統(tǒng)，等等，都能沿著相對(duì)穩(wěn)固的需求軌跡發(fā)展。
四、應(yīng)急信息系統(tǒng)的規(guī)劃與標(biāo)準(zhǔn)化
現(xiàn)在我們跳出單個(gè)應(yīng)急信息系統(tǒng)的需求分析，來看看多個(gè)系統(tǒng)——或者說整個(gè)城市級(jí)別的應(yīng)急信息系統(tǒng)——的需求，或者說一種規(guī)劃。
根據(jù)上面的分析可知，我們?nèi)绻捎靡粋€(gè)相對(duì)通用的“應(yīng)急信息系統(tǒng)”和一系列專業(yè)化信息處理系統(tǒng)，可以構(gòu)成一個(gè)完整的、面向各種突發(fā)事件的應(yīng)急信息系統(tǒng)“兩層”構(gòu)架。也即從理論上說，可以構(gòu)建城市級(jí)別的唯一的、集中的、公用的應(yīng)急信息系統(tǒng)平臺(tái)。但在實(shí)際操作中，有兩個(gè)因素制約這種“兩層架構(gòu)”模式。一是系統(tǒng)的規(guī)模和負(fù)載問題；二是現(xiàn)有的行政管理體制的制約。
根據(jù)系統(tǒng)論的原理和系統(tǒng)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，每個(gè)系統(tǒng)下轄的子系統(tǒng)個(gè)數(shù)是有限的，超出這一限度，不僅系統(tǒng)的業(yè)務(wù)負(fù)載和復(fù)雜度會(huì)難以承受，為保障系統(tǒng)運(yùn)行可靠性所付出的代價(jià)也會(huì)十分巨大。我們通常采用系統(tǒng)分級(jí)的辦法來解決這一問題。在應(yīng)急信息系統(tǒng)建設(shè)中，就是通過建立一些區(qū)域的或“領(lǐng)域”分中心來分擔(dān)“總中心”的負(fù)載和復(fù)雜性。
但是，采用分中心的“三層”構(gòu)架，應(yīng)該滿足兩個(gè)先決條件。否則，就有可能使整個(gè)城市的應(yīng)急信息系統(tǒng)更加混亂和難于管理，操作起來無所適從，甚至變成一盤散沙，為信息資源綜合增加新的負(fù)擔(dān)。
第一個(gè)條件，還是比較、分析和論證。在具體的城市危機(jī)管理環(huán)境中采用三層構(gòu)架，一定要有與兩層構(gòu)架的對(duì)比分析。三層系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于其上的業(yè)務(wù)操作流程通常可以更好吻合現(xiàn)有管理體制；劣勢(shì)是分級(jí)處理帶來了額外的信息分配和匯總的效率開銷，甚至為一些導(dǎo)致低效的“門檻”創(chuàng)造了條件。我們對(duì)架構(gòu)進(jìn)行分析的結(jié)果，應(yīng)該不僅僅是一個(gè)構(gòu)架的模式，而且有具體的構(gòu)架實(shí)施方案，包括對(duì)弱點(diǎn)的分析，以及彌補(bǔ)的方法，作為系統(tǒng)后續(xù)建設(shè)的前提條件。這是應(yīng)該在決定建分中心之前完成的。
在實(shí)際建設(shè)過程中，對(duì)于城市應(yīng)急信息系統(tǒng)的構(gòu)架模式選擇，盲目模仿或是“拍腦袋”的情況還是很多的。構(gòu)架的選擇往往不是對(duì)流程科學(xué)性、系統(tǒng)運(yùn)行效率、系統(tǒng)建設(shè)周期和投入、系統(tǒng)的可操作性等因素進(jìn)行分析比較的結(jié)果，而是避開業(yè)務(wù)整合的深層困難、對(duì)現(xiàn)有管理體制過分遷就和妥協(xié)的結(jié)果。這對(duì)于整個(gè)城市的危機(jī)管理和信息化建設(shè)都是非常不利的。
第二個(gè)條件，無論是二層還是三層構(gòu)架，都離不開標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)。統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定應(yīng)該在應(yīng)急信息系統(tǒng)的總體規(guī)劃層面，而不是某個(gè)具體的應(yīng)急信息系統(tǒng)建設(shè)的層面來進(jìn)行。在某個(gè)具體應(yīng)用系統(tǒng)中談統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的意義是十分有限的。即使每個(gè)系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了“內(nèi)部”的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，也可能導(dǎo)致多個(gè)系統(tǒng)之間無法溝通。
對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化的認(rèn)識(shí)，也是信息化建設(shè)中誤區(qū)多多的一個(gè)領(lǐng)域。如把統(tǒng)一數(shù)據(jù)規(guī)劃甚至統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)等同為數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，把標(biāo)準(zhǔn)化局限于管理標(biāo)準(zhǔn)化而無視應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化，把應(yīng)急信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化局限于應(yīng)急事件的分級(jí)，等等。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化是我國(guó)信息化建設(shè)的一個(gè)弱點(diǎn)和緊迫點(diǎn)，也是應(yīng)急信息系統(tǒng)建設(shè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。如果能在國(guó)家層面整合專業(yè)化研究資源，組織面向應(yīng)急指揮和危機(jī)管理的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化研究，則能有效促進(jìn)整個(gè)國(guó)家的應(yīng)急信息系統(tǒng)的建設(shè)；反之，如果我們不抓住應(yīng)急信息系統(tǒng)這一建設(shè)背景，則不僅應(yīng)急信息系統(tǒng)的建設(shè)不能進(jìn)入有序狀態(tài)，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)本身也將擺脫不了滯后于信息系統(tǒng)建設(shè)的狀況。（參考《把標(biāo)準(zhǔn)做“實(shí)”》）。
參考文獻(xiàn)：
1. 《把標(biāo)準(zhǔn)做“實(shí)”》 黃以寬，《信息化建設(shè)》2005-1,2
2. 《淺論應(yīng)急指揮系統(tǒng)的基礎(chǔ)性研究》，黃以寬，第一屆中國(guó)政府電子政務(wù)論壇交流論文，2004-10
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