绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇地理信息论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
二、地理信息系统在中学地理教学中的具体应用
(1)代替传统教学用图。对于中学地理教学来说,地图的作用是至关重要的,它是最为经常用到的教学工具,信息量比较大,且形象直观。为了培养学生的地理能力,首要的就是要培养其学习地图的能力,也就是说,要学会对地图进行阅读以及填绘和分析。传统教学中,一般都是利用教学挂图以及课本附图还有复合投影片等形式对地理分布知识进行讲授,虽然利用教学挂图和投影仪能够深化教学,可是在使用过程中会占用空间,容易损坏,而利用GIS技术自主制图,能够将教师的问题清晰反应出来,也不容易损坏。这样制作出来的地图,信息容量比较大,且精度比较高,表现形式具有丰富性,能够进行动态显示,容易对内容进行修改以及扩充,也能够结合具体需求提供信息,另外,它还可以将分布图以及信息数字进行结合,使学生具有量的概念。(2)可以进行空间查询。利用这一技术能够达到双向查询的效果。比如,在对我国省级行政区进行教学的过程中,教师可以利用动态闪烁的形式显示行政区名称以及简称还有位置和轮廓等,同时还要赋予其属性,能够随时对其面积以及人口还有社会情况和经济状况等进行查询。另外,这种可视化能够提升学生自身的感性认识,将其学习兴趣充分调动起来。(3)使知识教学更加丰富。GIS能够对传统观念和认识加以改变,使教学与学生都能够有全新心态对地理知识加以探索与学习,对学生思维理念加以培养,增加其个性化学生。教师在对研究课题进行确定以后,学生能够利用GIS数据库开展研究性学习,从多个方面对研究内容加以了解,对知识教学加以丰富,使学生学习能力和教师的教学水平得到提升。
三、在中学地理教学中对GIS使用的几点建议
(1)对相关教育资源进行建设。从当前情况看,GIS技术成果一般都被用在商业中,在教学中的应用比较少,因此,要对中学地理教学过程中GIS技术的应用加以重视。对中学地理教育的相关软件以及地理数据资料进行开发,对教师进行GIS知识培训,是中学教师地理专业水平以及计算机操作水平得以提升。在对人才进行培养与培训的时候,一定要和中学教学进行衔接,多开设GIS课程,对相关教材以及案例数据进行编写与制作,使教师对学生的学习进行指导,教师要改变传统单纯教授知识的模式,而是要将教学过程变为提供以及加工地理信息并解决地理问题的一个过程。当前,由于计算机技术不断发展,教师要对免费资源进行科学利用,利用自身知识进行修改并利用。各级中学也可以和相关院校进行交流,使GIS技术和资源实现共享。(2)对GIS教育加以普及。在中学地理教学过程中,应用GIS技术,就是要求学生在对计算机相关知识进行掌握之后,可以利用GIS技术针对相关数据加以操作和处理,之后能够对实际问题进行解决。在当前社会中,GIS技术的作用越来越重要,因此,要确保这一技术在中学地理教学过程中得以普及。从当前情况看,我国很多地区的中学都设置了微机室,虽然在数量以及质量方面无法满足学生的需求,可是学校只要进行认真规划,合理进行利用,就能确保学生上机机会,使学生对GIS的基础知识进行操作应用,保证GIS技术的普及。(3)对相关教育体系进行构建。不能在大学才开始进行GIS教育,要融入在中小学教育过程中。结合教学环境要分地区以及分层次和分级别对GIS教育在中学阶段进行设置并逐步做好落实工作。要在教学过程中分成基本要求教学以及拓展教学和研究性教学,也可以根据课程设置的相关结构,将其分成必修课程和选修课程,构建一套完整的GIS系统。在中学地理教学过程中利用GIS技术,能够使学生对地理学科有一种正确的学习态度,和地理的前沿科技动态进行接触,坚持与时俱进的原则,为GIS人才以及地理学科人才和复合型人才的培养打下良好基础。
2面积测量
面积测量是在给定地图上测量长度和面积,可调用Open-layers接口实现模块功能。调度指挥在地图上可建立坐标点,并标注坐标点名称和简介,通过标准历史记录快速定位到标注所在位置,便于对车队、团队等的指挥。该模块可利用无线网络和GPS实现地理信息、地理位置实时监控。综合查询综合查询模块可根据用户需要进行多想模块共同表达的方式,便于用户调用多种数据表进行关键词筛选,有助于用户快速准确地找到所需。数据库设计系统数据库的数据存储于ArcSDE对应的RDBMS中并且组织和存取使用ArcSDE空间数据引擎来实现。
3地理信息网络服务平台基本功能实现
3.1地图浏览
地图浏览功能可根据用户需要放大或者缩小地图显示范围,地图浏览功能实现代码如表1所示。
3.2最短路径查询
最短路径查询功能是确定两点之间的最短距离或者是最佳路径的分析算法,其在交通指挥、GPS导航方面具有良好应用。最短路径查询算法:(1)求出已知两点(X1,Y1)和(X2,Y2)所在的道路节点标识码JID或中心线段标识码EID、用中心线段长度的百分比表示EPOS(中心线段具置)。(2)确定所用权值w,权值类型为距离、行驶时间、速度或组合权值,如选定为组合权值,则值依据情况动态生成。(3)根据中心线段标识码EID或道路节点标识码JID、EPOS(中心线段位置)计算已知两点之间相对应的最短(最佳)路径所需要经过的道路节点标识码JID(i=1,…,L;L为路径经过节点数)和中心线段标识码EID,(j=1,…,D;D为路径经过的中心线段数)。(4)通过EID、JID、JID、EP0S、EID计算各中心线段上的权值也就是指消耗,同时把对应的路口和路段名称在道路几何网络中进行查询。(5)报告反馈和显示分析后的结果。
一、环境地理信息系统的概念
环境地理信息系统(GeographicInformationSystemforEnvironment,简称EGIS)是收集、存储、管理、综合分析和处理空间信息和环境信息的计算机软硬件系统。它是GIS技术在环境领域的延伸,是GIS技术与环境监测技术、环境管理技术等各种环境信息分析和处理技术的集成。环境地理信息系统的主要功能有:
1.基本功能包括对空间和属性数据的输入、存储、编辑,以及制图和空间分析等功能。编辑功能允许用户添加、修改、删除点、线、面或修改其属性信息;制图功能可以灵活多样地制作和显示及输出各种专题地图,如污染分布图、水功能区划图、环境规划图等等,地理要素可放大缩小以显示不同的细节内容,并能够测量地图上线段的长度或指定区域的面积。
2.空间统计分析(SpatialStatisticsAnalysis)是指对空间数据库中的专题数据进行统计分析。毕业论文包括各种属性数据的集征数、离散特征数及其分类分级统计等。
3.叠加分析(OverlayAnalysis)功能允许两个或多个图层在空间上比较各空间要素和属性,分为合成叠加和统计叠加。合成叠加得到一个新图层,它将显示原图层的全部特征,交叉的特征区域仅显示共同特征;统计叠加可以统计一种空间要素在另一种空间要素中的分布特征。对不同的图层进行叠加分析,从而获得各种感兴趣信息,如利用类型叠置分析获取新的类型。如土壤图与植被图叠置,以分析土壤与植被的关系,可以计算某一区域内的植被类型的数量及面积,即通过对同一地区、相同属性、不同时间的栅格数据的叠置,可以分析由时间引起的变化,通过与所需提取的范围的叠加运算,快速地进行范围内信息的提取等。
4.缓冲区分析(BufferAnalysis)是GIS的基本空间操作功能之一。例如,某地区有危险品仓库,要分析一旦仓库爆炸所涉及的范围,这就需要进行点缓冲区分析,结合与居民地图层的叠加分析,可以获取需要疏散的人口数等等。
综上所述,空间分析是地理信息系统软件的核心,空间统计分析、叠加分析、缓冲分析等功能为环境地理信息系统提供了强大的环境分析功能与广阔的应用空间。随着其功能的不断完善和发展,环境地理信息系统将为环境各部门提供一个功能强大的空间信息服务和管理工具,成为各部门日常工作不可或缺的工作手段。
二、环境地理信息系统的具体应用
由于环境地理信息系统具有强大的信息服务和管理功能,具有广泛的应用范围。具体体现在两个方面,一是它可以应用在环境管理的各个环节,如区域环境规划、环境监督管理、区域环境监测及环境评价研究等;二是它可以广泛应用在国家、省、市等不同层次的管理。下面简单介绍一下它的具体应用。
1.电子地图使环境管理工作变得轻松直观
由于采用空间数据和数据库挂接,改变了传统的信息管理方法,地图由传统的静态纪录变为信息丰富多样的动态的电子地图,实现了数据可视化。它使环境主管部门对各种环境要素的管理变得直观、简单和轻松。如通过直接对地图要素进行查询,可以获得环境监测点位、污染源等的空间分布及其与环境敏感区域的空间关系等信息。可以对各种环境数据进行综合的统计并分析以及采用直观的丰富多样的表现方式进行展示,为环境决策提供科学快捷的支持。
2.强大的环境规划手段
区域环境规划是EGIS应用发展的重点领域之一,目前基于EGIS的环境规划模型还处于深化研究阶段,将环境应用模型与GIS集成为一体,可以为环境规划提供更强大的技术手段。由于应用EGIS能够更好地考虑和评价建设项目对环境的影响,因此在建设项目的环境评价中得到广泛应用。
3.危险物运输管理
借助GIS的运行路径选择功能,可以对危险物转移运输线路进行优化选择,能避开人口集中居住区、饮用水源地等环境敏感区域制定运输计划。并可以通过GPS对危险物的运输线路进行实时监控。
4.环境模型模拟分析
环境模型在环境决策中有着重要的作用,如可以通过模型模拟出污染事故发生后各个时间的扩散情况,为决策提供科学的参考依据。硕士论文常用的模型主要有大气扩散模型、1维水污染扩散模型、2维水污染扩散模型等等,实现各种模型的模拟结果的生成、2维和3维的显示等功能。
5.为数字环保提供技术平台
数字环保是最近提出来的终极环境管理系统,它是继数字地球概念提出以后,环保领域提出的新概念,它将是未来十年环保领域信息化建设的终极方向,EGIS作为数字环保的基础平台,将能够为用户提供实时动态环境信息服务,也能够为环境管理者提供决策信息,逐步控制污染,改善环境状况,提高人民生活水平。三、国外环境地理信息系统的研究重点
1.数据采集的技术比选
当前环境管理决策要求EGIS提供的数据种类及其范围都在不断扩大,同时信息采集技术也有了很大的发展,包括GPS技术、视频技术、高清晰卫星图像、实时环境监测技术等等。这些实时信息采集系统都有很多传感器,包括空气质量、温度、气压及水质等等。如最近微软公司正在基于VirtualEarth开发一项新技术,用户可以在地图上搜索大量的实时信息,如道路拥堵情况、天气状况、空气质量,甚至是汽油价格等等实时信息,这需要大量的传感器采集空间及其相关的实时信息,这无疑会推动更多的数据采集技术的开发。
2.EGIS与环保信息化之间如何协调发展可以预计未来五年内EGIS将会与环境信息化越来越紧密地集成起来,发挥良好的社会经济效益,大大提高现有的环境管理与决策水平。二者的紧密集成还需要研究以下问题:
1.制定所需空间数据及环境数据的标准,以保证系统的扩展性与兼容性;
2.空间数据的获取渠道以及更新途径,以保证系统的可用性及可靠性;
3.研究以何种方式进行有效集成,并分析这种方式的可行性;
4.研究环境信息与空间信息及其分析、模拟结果的综合表现方式;
5.建立示范项目以便分析和测试集成的效果。
3.海量空间数据库管理技术
随着空间信息与环境信息的积累,EGIS的数据库的维护会变得越来越重要,新的数据采集技术可能会使数据量以几何级数增长,海量数据的存储与维护是要继续研究的课题。如:采用什么技术来实现空间数据的更新与历史数据的备份?如何实现新旧空间数据的合并和统一?如何利用数据挖掘与信息抽取技术来更好地发挥数据的利用价值?遥感数据如何才能得到有效的利用?等等。
四、发展环境地理信息系统的策略探讨和建议
随着国外EGIS技术的逐渐成熟和数据采集技术的快速发展,建立环境地理信息系统的条件开始逐渐成熟,而且将成为我国发展GIS的重点领域,从GIS在我国近几年的发展领域也可以看出这种趋势。当前我国有关部门已经开始着手进行环境地理信息系统的开发,并进行了一些有益的尝试,如广东省环境信息中心开发的珠三角水环境信息管理系统等,但鉴于我国GIS基础工作薄弱,特别是基本的空间信息数据库尚未建立,因此EGIS的开发费用十分巨大;加上EGIS的发展涉及众多部门和多种技术,因此有关部门应当重视和开展我国EGIS的发展策略研究。
发展EGIS应当采用“统一规划、注重基础、紧密跟进、高起点开发、协调发展”的发展策略。
1.统一规划。由于EGIS的发展不但涉及众多环境部门,还包括与其他各级政府管理部门(如土地管理、环保、环境管理等部门)之间的信息交流;同时又涉及多种信息技术,而信息技术发展的速度十分迅速,为了降低空间数据资源采集和管理的成本,为了适应未来发展的需要,必须在多方部门的参与下,统一规划和构建EGIS的发展框架。
2.注重基础。由于我国GIS发展基础薄弱,数据基础是系统生命力的关键,失去了完善可靠的基础数据的支撑,系统的功能再强大也不能发挥其作用,因此要在统一规划的思路和明确的发展框架下,不断加强基础空间数据库和基础环境数据库的积累与建设。
3.紧密跟进、高起点开发、协调发展。职称论文在技术上紧密跟进国外先进的GIS技术,高起点进行系统开发,与我国的信息产业发展速度相协调,共同发展适合我国国情的EGIS。
当前我国各地许多部门虽然已经开展了EGIS的研究与开发,但这些开发均是出于本部门的需要,很少考虑到将来部门之间的数据交流和共享,加上没有全国性的EGIS发展框架和数据标准,数据的通用性将成为
影响EGIS开发的关键因素,建议有关部门及时组织开展EGIS发展体系和框架标准的研究。
五、结束语
地理信息系统是近二十年来迅速发展的信息技术的重要组成部分,它的应用已经从早期的矿产资源管理拓展到与空间地理相关联的更广泛的领域,特别是在环境领域,原有的多种环境信息处理技术(环境模型、环境规划分析)正在与地理信息系统融合,逐渐形成具有强大功能并具有环境特征的地理信息管理系统,即环境地理信息系统(EGIS)。它将成为各个环境管理部门日常信息处理不可缺少的新工具。它将彻底改变传统的信息处理方式。可以说它是环境管理进入信息时代的标志。
2地下管网地理信息管理系统数据库结构的需求分析
地下信息系统的具体应用可以从地下管网空间数据库上面体现出来,整个数据库的功能可以按照GIS平台进行划分,分为录入编辑、查询统计、制图以及分析四大功能。地下管网虽说赋存于地下排列杂乱无序,但其仍然有着自己的特点:互不交叉性,也就是不同管线不会出现交集,这样我们可以根据这点按照专业管线进行划分,去管理这些数据;管线存在结点和管段,同类管线之间只有这两点的拓扑关系;地理信息系统以二维空间表示地理位置的方法将实际呈三维空间分布的管线表达出来。尽管可以有其高程属性,但大部分的GIS难以以三维方式表示空间数据。
3地下管网地理信息系统主要功能
3.1地图登录完整地图是根据整个地下管网系统的实际地图或图纸资料绘制出来的。利用计算机技术绘制完整的地图的时候,首先要做的就是计算机技术将该地图数字化、矢量化,然后整个系统以此数字化地图作为依托和框架。在使用这个系统的时候,这个数字地图作为登陆口,将管网信息叠加在上面。因为数字地图是多层次的,所以在绘制的时候根据不同的图纸资料进行分层叠加,需要在设计登陆功能时加入分层信息,最终实现使用者选择性的分层登陆和管理、动态显示。这个模块的功能主要有放大缩小以及地图漫游等功能。
3.2查询功能地理信息系统的设计,将涉及各个方面和层次的地下管网系统应当更多的特性和功能,所有有效信息记录到图库。系统可以实现用户查询网络和附属设施,选择图上的设备可以查询其属性。主要功能包括:模块数量或设备和相应的名称和属性查询,系统图和当地地图查询,用户信息查询,网络基本属性查询,查询的管道配件。
3.3统计功能为了实现系统对各类信息的统计就需植入统计功能,该功能包括:管线统计(规定范围内的)、有关管线属性动态统计、管线故障信息统计、管网节点数统计(规定范围内)、各种类型管道性能统计、管网更新情况统、用户类型统计、信息记录统计等。
3.4故障分析功能当整个地下管网系统中某个环节出现故障时,系统就能够实现故障的筛漏、定位、分析功能,通过系统分析确定故障部位,然后用设定色彩标注。故障分析系统能够根据故障的实际情况利用系统运行将这些数据显示在指定的屏幕上,例如:分析并生产故障数据,显示故障的具体部位、故障类型、检修方法等。
3.5性能维护功能当发生故障时,系统会快速确定故障位置,然后显示故障两端的设备背景图,并将这些背景图输出。系统经过修整排除故障后,就会对管网的数字地图及数据库信息进行修改、增加、删除等。
3.6测量运算功能要想计算整个管网地图的面积和长度等信息,就要根据地下管网地理信息管理系统生成的数字地图信息,调用数据库资料,以折线、圆弧、圆、多边形等形式,累加或累减的方式。因为面积和长度信息包括整体和局部两个方面。
3.7图形、数据输出功能由于系统调出资料,通过打印机或绘图仪输出的原因,用户就可通过计算机链接打印机、绘图仪等工具调出当前所需要的地下管网资料数据、统计报表等相关信息。
4地下管网地理信息系统关键技术
4.1管线纵横断面图地理信息管理系统的重要构成资料,地下管网信息的基础———地下管网的断面图:该断面图不仅方便管理,而且防止了施工的无意破坏。断面图又分为横断面和纵断面,横断面是指垂直于管线位置的一个截面,纵断面是指沿着某一管线方向的一个截面。横断面的主要作用是得出各管线的坐标然后进行标注,根据标注可得出管线间的地理位置关系。纵断面的主要作用是直观体现管线的走向与走势,体现管线的坡度和地理特征。
4.2爆管分析地下管线地理信息管理系统的重要组成部分和关键功能是爆管分析功能。当地下管网出现故障时,分析出故障点及周围设备信息,设定最优解决方案就是爆管分析功能的工作。出现故障时,首先经过分析计算出应当关闭的阀门,标示出关闭阀门后的影响范围。继而通过计算分析,选择最优的方案,即影响最小的方案。爆管分析主要又分为两个步骤:第一步,确定故障点,利用逆管追踪的方法从故障点出发沿着管线追踪,直至找到第一个阀门后停止,然后由该阀门确认其所管辖范围,及关闭后的影响范围。第二步,从查找到的阀门反向出发进行追踪,得到受影响的管线范围。
环境问题已成为当代人类普遍关注的问题。提供专业论文写作服务,包括写作毕业论文,写作硕士论文等高端论文服务,请联系:电话13795489978,qq357500023。随着经济的发展和城市化步伐的加快,人类生活过程中所产生的废弃物越来越多,其危害性也越来越大,城市废弃物污染问题已成为国际公认的十大环境问题之一。目前,我国大部分城市的废弃物管理水平较落后,既缺乏削减废弃物排放的激励措施,又缺乏对废弃物的收集/中转/运输/处理等全过程的科学规划和管理,导致废弃物处理过程中的资源浪费和二次污染。由于城市废弃物物流过程中具有的地理信息特点,本文将探讨GIS(GeographicInformationSystem--地理信息系统)技术在废弃物物流管理中的应用,并建立基于GIS的废弃物物流管理信息系统,这对于提高城市废弃物物流管理决策的科学性、可靠性和方便性具有十分重要的意义。
2城市废弃物物流的特殊性分析
2.1废弃物物流的含义目前在物流理论研究和实践活动中,人们更多地关注具有使用价值的物品如何合理地流动,对于不具有使用价值的废物的流动问题却很少关注。实际上,城市的物流活动是一个吐故纳新的过程。我国国标中对废弃物物流(WasteMaterialLogistics)的定义是指“将经济活动中失去原有使用价值的物品,根据实际需要进行收集、分类、加工、包装、搬运、储存等,并分送到专门处理场所时所形成的物品实体流动。”可见,废弃物物流也是一种物流过程,是消费领域的延伸。国外学者将资源、原材料经过生产转化成产品、并经流通而使用消费的过程,称为“动脉物流”;而将废弃物的产生、收集、搬运、处置及资源化的过程,称为“静脉物流”。因此,废弃物物流属于“静脉物流”。如图1就是这两种物流的循环示意图,图中实线部分连接起来的是动脉物流,虚线连接起来的部分是静脉物流。正像人体的动、静脉血管一样,“动脉物流”与“静脉物流”缺一不可,两者结合到一起,才能形成完整的物流活动[1]。
2.2城市废弃物物流的特殊性城市废弃物物流系统和其他物流系统一样具有运输、设施、库存、信息四大要素J但由于其特殊的自然属性和社会属性,所以和一般的物流系统相比具有显著的特点,主要表现在以下几个方面:
(1)城市废弃物在质量和数量上的高度不确定性。城市废弃物的组成成分因人们的生产活动、生活方式、消费习惯不同而变化。即使是同一个区域,在不同时期,其废弃物的数量和质量也有所不同。同时,经过收集并处理好的废弃物所面向的终端市场也不是非常明确的,这给城市废弃物物流系统的规划带来了很大困难。
(2)城市废弃物的组成状态复杂。一般物流系统中,流体的物态或是固体、或是液体,物态相对稳定。但是城市废弃物一般是固、液、气的混合体。因此,在废弃物的搬运和运输途中通常会产生一些散状物、粉尘和渗沥液,这会对城市的街道、垃圾中转站等造成污染。同时,某些废弃物具有较强的腐蚀性,这对城市废弃物物流系统收集、中转、运输的作业工艺及装备提出了特殊的要求。
(3)城市废弃物物流系统网络规划的特殊性。城市废弃物物流系统网络结构是一个收敛结构,也就是从许多源点到汇点的结构,即“多对一”、“多对少”的网络结构,而传统的物流系统模型通常考虑的是一个发散的网络结构,即从少数源点到达众多的汇点。这一差异导致废弃物物流网络规划的特殊性[2]。
(4)城市废弃物物流系统具有社会价值,但经济价值较低。虽然城市废弃物中一些成分可以回收再利用,但是从经济角度看,其整体经济价值较低。同一般物流系统相比,城市废弃物物流系统的目标具有多重性,其首要目标是满足城市环境保护及社会持续发展的需要,追求环境效益及社会效益的最大化,其次才兼顾经济效益。随着公众对生存、生活环境的日益关注,对城市废弃物处理问题的研究也受到越来越多的关注。废弃物的分类、收集、装卸、运输等物流过程,任一环节如果缺乏合理的规划和科学管理,都会给城市环境、交通运输等各方面带来很大的影响。虽然废弃物物流与一般物流系统存在着许多共同点和相似点,但是,由于废弃物物流在物流对象、目标和处理过程方面的特殊性,在进行废弃物物流系统规划时,不能将一般的物流系统模型简单套用,而是要对传统的设计模型和方法进行修改和拓展。
3地理信息系统在城市废弃物物流系统中的应用地理信息系统(GIS)是一项以计算机为基础的管理和研究空间数据的技术系统,是多学科交叉的产物
地理信息系统以地理空间数据库为基础,通过对地理数据的采集、输入、存储、检索、操作和分析,迅速地获取满足应用需要的信息,并以地图、图形或数据的形式输出[3]。在城市废弃物物流系统中,废弃物的产量和分布、收运设施、处理处置设施以及交通状况、区域功能等,都具有很强的空间分布特性。对城市废弃物物流进行设计、规划时,利用GIS强大的地理数据功能,能更方便地处理城市废弃物物流的收集、装卸、运送、储存等各环节的分析和规划,不仅可以实现城市废弃物物流系统管理区域的地图矢量化,还可以对系统中的废弃物收运路线选择、废弃物收运设施的选址、运输车辆的调度等进行有效的管理和决策分析[4]。随着地理信息系统的迅速发展,GIS技术越来越多地应用废弃物物流相关的问题,但一般只限于理论研究,真正得到实际应用的却很少。
4基于GIS的城市废弃物物流管理信息系统的体系结构及系统集成
4.1系统集成开发的基本思路系统选用ESRI推出的GIS组件MapObjects,同时应用VisualBasic6.0作为开发环境,实现基于GIS的城市废弃物物流管理信息系统的集成开发。其基本思路是先对采集的地理空间数据和物流信息数据集成;再在此基础上加入GIS组件对数据进行查询、分析和管理,然后应用VisualBasic6.0和MapObjects相结合,进行二次开发,将MapObjects引入到传统的物流管理信息平台中,进行无缝的系统集成,使得用户面对一个屏蔽了技术细节的操作方式简单、系统功能齐全的可视化界面。
4.2系统的体系结构城市废弃物物流管理信息系统所要处理的信息包括废弃物从产生、收集、暂存、加工、运输、中间加工利用与处理、直到最终处置的全过程的所有相关信息。根据废弃物物流系统的特征,本管理信息系统将由五大子系统组成,分别为电子地图子系统、数据采集子系统、数据管理子系统、数据分析预测子系统、网络规划决策子系统。
(1)电子地图子系统:系统的电子地图模块。其功能是对地图实现分层综合显示,以及无极缩放、任意漫游、直接选择定位等功能;还可以对地图进行地理编码,将数据库的数据与地图有机结合,实现对地图数据库的操作。
(2)数据采集子系统:系统的信息收集模块。通过采集某城市的基础地图(包括行政地图、等高线、交通地图等)、城市废弃物分布图(包括垃圾收集点、垃圾中转站、垃圾处理场所等)、收运车辆的属性数据(包括车辆的种类、型号、燃料种类、基本技术资料、驾驶员信息等)以及各种图形数据(包括垃圾收集点照片、中转站照片、填埋场照片等),来建立GIS的空间数据库。这样,就可以快速精确地查询、检索所需要的图层。
(3)数据管理子系统:系统的数据管理模块。具体包括数据输入输出、数据检索、数据更新和数据维护等功能,另外,还将为各级用户提供信息检索服务,实现包括地理信息在内的多种信息的管理、更新及维护。
(4)数据分析和预测子系统:系统的数据分析和预测模块。该模块将通过数据分析,并运用相关预测模型对未来废弃物处理情况进行预测,包括数据加工分析、信息预测等功能。
(5)网络规划决策子系统:这是针对废弃物物流系统特点而设立的模块,其功能是进行废弃物物流系统网络节点规划和收运车辆行车路径决策。
4.3系统的集成本系统是利用ESRI提供的建立在OCX(OLECustomControlsHOLE自定义控件)技术基础上的GIS功能控件MapObjects,以VisualBasic6.0为开发平台,直接将GIS功能嵌入其中,进行二者的集成开发。在本系统的集成开发中,最关键的技术是数据的集成。城市废弃物物流管理信息系统中的数据主要有空间数据和属性数据。因为空间数据是非结构化的、不定长的,而且施加于空间数据的操作需要通过MapObjects来实现,我们采用文件结合关系数据库管理方式,利用文件存储空间数据,而借助关系数据库管理系统(RDBMS)管理属性数据。在进行存储、显示、查询和分析时,由于空间数据和属性数据是分开存储管理的,所以需要通过地理编码来实现它们之间的关联。即为文件中的每个地理事物都分配一个唯一的地理编码,而在关系数据表结构中也对应有一个编码,这样数据表中的每条记录可以通过该编码确定与文件中对应地理事物的连接关系。本系统的集成开发结构按照数据流主要分为两大块。超级秘书网
(1)利用MapObjects控件显示电子地图数据,并对地图数据进行查询;
(2)利用ADO组件访问电子地图数据的原数据,通过对原数据的查询可以进一步查询地图数据的分类信息。
5结束语
本文将GIS应用系统开发的一般原理与城市废弃物物流系统具体实际相结合,首先分析了城市废弃物物流系统和GIS的特点并归纳了GIS应用于废弃物物流的主要问题;然后提出了基于GIS的城市废弃物物流管理信息系统的开发和集成的初步方案。当然,进一步来说,GPS定位和WebGIS的集成开发也是集成的关键,这也是我们下一步工作的重点所在。
[参考文献]
[1]章竟.绿色物流与废弃物物流[M].北京:中国物资出版社,2002.
2系统功能实现
1)测绘成果管理子系统测绘成果管理子系统是帮助测绘成果数据管理人员灵活、方便、快捷地管理及使用测绘成果数据,通过统一的界面操作不仅能够实现对测绘成果数据的录入、修改、删除和提取等一般操作,还可以有效地查询和统计测绘成果库的数据信息。其管理的数据内容包括DLG,DEM,DOM,DRG(4D产品)等标准图幅数据,零星图、竣工图等非标准图幅数据,以及控制点测量数据。系统主要功能为数据的入库、更新、删除、检索、浏览、提取,以及实现相关表、参数的配置。测绘成果管理系统将测绘成果数据按测绘任务和数据类型进行建库管理,并提供方便、快捷、直观的数据检索提取功能,主要包括:测绘项目管理、测绘成果管理、测绘成果检索、成果管理配置、控制测量成果管理等(如图3所示)。图3测绘成果管理子系统功能结构图Fig.3Mappingresultsmanagementsubsystemfunctionalblockdiagram2)空间数据管理子系统空间数据管理系统基于流行的GIS平台(ArcGIS)开发,是提供GIS数据浏览、数据检索、元数据检索、数据分析、制图打印、DEM数据浏览等功能的数据管理平台(如图4所示)。图4空间数据管理子系统功能结构图Fig.4Spatialdatamanagementsubsystemfunctionalblockdiagram空间数据管理系统是整个系统中最核心的部分。它以空间数据库为核心,实现数据质量检查、数据转换、数据入库、数据整合、数据更新、数据浏览(包括历史数据)、数据库管理等系列数据管理功能;对发生在诸如接收来自生产体系的数据源,向用户服务平台、产品开发平台提供成果数据,在数据库管理等事件过程中的所有数据流转和数据处理的操作进行统一管理;为前端用户服务平台的信息、数据分发、数据交换中的数据交接等环节提供数据保障和技术支持;为综合利用的产品开发平台提供数据资源,并支持对基础空间数据库进行数据挖掘和深层次开发应用;为数据生产体系提供原始数据的供应保障和成果数据的质量监理和入库管理;为不同来源、不同格式的数据提供数据转换功能。3)系统子系统数据系统通过ArcIMS构建GIS网络,提供元数据目录、目录搜索、GIS数据和元数据获取服务、地名词典服务以及网络制图服务。可以定制ArcIMS服务,从GIS库和测绘成果库中提取相应数据快照,生成ArcXML文件,与客户端进行交互,实现网络GIS的数据浏览与元数据功能(如图5所示)。4)系统配置子系统对于任何一个大型的信息系统来说,系统维护都是一个必不可少的方面,用于整个基础地理信息系统的日常维护管理,需具有特定权限的系统管理员才能登录和操作,整个系统包括用户功能权限管理、符号管理、数据树图管理、系统参数管理等。系统维护的目的是保证整个系统正常而可靠地运行,并能使系统功能不断得到改善和提高。本子系统功能结构如图6所示。
3关键技术
3.1多源、多尺度数据的集成
地理空间数据具有不同比例尺、不同数据类型等特征,本系统通过建立统一的数据交换标准来约束并规范已有的各类地理信息系统以达到空间数据共享、降低数据维护成本,以及保证数据获取、更新、建库、产品制作、分发服务以及质量控制等过程的科学性和高效率。采用对象-关系数据库(如Oracle)结合空间数据引擎技术(SDE)对空间数据进行分类组织、分级存储,形成了一个空间数据的金字塔结构,并建立多源、多尺度空间数据之间的几何关联关系,实现空间数据的无缝拼接与漫游。
3.2元数据技术
元数据库是对基础地理信息资源的描述,是镇江市基础地理信息管理与服务系统数据库之间沟通的纽带,主要负责在数据流转的各个环节中对数据进行处理、整合等操作所产生的信息进行管理。结合建库的实际需求,本系统的元数据分为“标准元数据”(或者基本元数据)和“成长元数据”(或者扩展元数据)。元数据对海量数据的管理起着至关重要的作用,它的实现为满足社会各行业用户对各类空间地理数据的需求提供了高效、可靠的手段,同时为实现网络环境下空间数据共享提供了技术支持。
3.3数据更新与历史数据管理
数据更新是一个繁杂的过程,必须有效地处理好现势数据和历史数据之间的关系,以及数据更新时的并行和冲突问题。本系统建立了完善的数据更新机制,实现了图幅级和要素级两种数据更新模式。另外,采用数据库增量模式、版本技术和数据库迁移技术来管理多个时期的历史数据,保证了基础地理信息数据库的现势性、完整性和准确性。
以实际地理位置为背景的电力设备分布图,不仅能在设备管理上为用户增加设备空间位置的信息,而且通过实时信息能准确地反映配电网的实时工作状况。因此,GIS已成为配电网自动化不可缺少的组成部分。
一、数据组织
地理空间数据是指以空间位置为参考的数据,地图是空间数据的一种表达方式,空间位置通常是用空间实体与某中参数坐标系统的关系来表达。
各种地理空间实体,如居民区、街道、市政管线、电话亭、电力线路等,在计算机中的表达一般抽象为点、线、面这3种最基本的实体,任何空间实体都可以用点、线、面,再加上说明和记号来表示。
这种空间数据的组织能满足配电网自动化的要求,根据实际地理位置布置设备、线路,展示配电网的实际分布,采用层的概念组织图形和管理基础数据,自由分层,层次之间又可以灵活的自由组合。
与空间图形数据对应的还有属性数据,既对图形相关要素的描述信息,如配电线路的长度、电缆型号、线路编号、额定电流、配变型号、编号、名称、安装位置、投运时间、检修情况和实验报告等。
这些属性数据的用途为结合图形进行档案资料的查询提供具体信息。对已经在管理信息系统(MIS)中录入和使用的部分属性数据,可通过共享途径直接获取,末录入的则必须在GIS中进行录入和编辑。
属性数据可存于任何关系型数据库中,如:SQLSERVER,SYBASE,ORACLE等传统的关系型数据库不能管理具有地理属性的空间数据,所以大多以文件形式存储。从数据的多用户、访问安全性以及数据操作的高效性来讲,这种储存形式力不从心。各大GIS公司相继推出这类产品。如:ESRI公司的SDE(空间数据库引擎),通过SDE把地理空间数据加到商业关系型数据库:MAPINFO公司的SPATIALWARE上,可以将地理数据存储到RDBMS中,ORACLE81SPATIAL使得ORACLE81数据库具有空间数据的管理能力。
二、配电网GIS的建立
目前开发配电网GIS有两种趋势,一种是把GIS作为整个配电网自动化的基础平台,另一种是把GIS作为其中的组成部分,与SCADA等其他系统共同完成整个配电网自动化的功能。笔者认为第二种方案比较可行。原因是目前大部分地区SCADA系统的功能已经完成,并且投入运行,作为新增加的GIS只要通过数据库的关联,就能实现信息的共享,而且又能保证各个子系统的独立性,使整个系统的可维护性增强。同时减少了开发GIS子系统的工作量,免去了资金的重复投入。
三、配电网自动化中GIS实现的功能及其特点
GIS在配电网自动化中的应用可以分为离线和在线两个方面。
3.1离线应用方面主要包括:
A.图形的操作:在以地理图为背景的配电网分布图上,可以分层显示变电站、线路、变压器、开关到电杆以及到用户的地理位置。由于这些图形均为矢量图,可完成无级放大、缩小和漫游,并且地理的比例尺及视野可以任意设定。
B:空间数据测量:测量两点、多点之间的距离和任意定义区域的面积。通过鼠标定位,既可得出该点的坐标,可完成配电线长度的测量,也可以统计供电区域的面积。
C:设备档案管理:管理所有的配电系统设备档案和用户档案,根据要求进行各种查询统计。主要根据属性数据与空间数据关系,进行双项查询。条件查询(从数据库查询图形,按设备的属性数据库查找设备地理位置,对典型设备可以进行查询、显示、列表、统计)和空间查询(从图形查询属性数据,在图形上对任意设备进行定点查询和多边形小区查询,并且显示、列表和统计)
D:设备检修管理:根据检修管理指标,自动地进行校核,自动列出各项指标的完成情况,提醒工作人员安排设备检修工作,并提出设备检修计划。
E:用户报装辅助决策:通过直接在地图上部设报装用户位置,系统根据报装容量,电流强度等自动的搜索设定范围内(范围值可以在界面上灵活设置)满足要求的变压器,选择不同的变压器系统自动在图上画出最佳的架设路径,并给出具体的长度。
F:开操作票:把开操作票的任务放在GIS界面上完成,直观、简单地在地图上用鼠标电击选取操作对象,就能把操作对象的名称及其当前状态填入相应的操作票表单中,再在标准动作库及术语库中选择操作目标结果,就能方便、准确地开操作票。
G:模拟操作:可以做计划内停电检修前的预演。分为拉开关、停线段、停馈线等不同方式,根据不同的操作自动搜寻停电范围,预演操作结果,确认后打印停电通知单。
3.2在线应用
在线方面应用主要包括:
A:反映配电网的运行状况:读取SCADA系统实时状态量,通过网络拓扑着色,反映配电网实时运行状况。对于模拟量,通过动态图层进行数据的动态更新,确保数据的实时性。对于事故,推出报警画面(含地理信息),显示故障停电的线路及停电区域,做出事故记录。
B:在线操作:在地理接线图上可直接对开关进行遥控,对设备进行各种挂牌和解牌操作。
C:负荷管理:根据地图上负荷控制点的位置,结合独立运行的负荷监控实时系统,以用户的负荷控制终端的基本数据为数据,实现各种查询和分析功能,用图表方式显示结果。根据负荷点的地理分布及其各种实测数据,进行区域负荷密度分析,制定负荷专题图,通过不同时期的对比,辅助电网规划。
D:停电管理:他是配网自动化中管理系统的重要组成部分,利用打来的故障投诉电话弥补配电自动化信息采集的不足,根据用户停电投诉电话中故障地点的数量和位置,进行故障定位,确定隔离程序;并且分析故障停电的范围,排除可能的故障点顺序。根据维修队伍的当前位置,给出到达故障地点的最佳调度路径,可以迅速、准确地找到并隔离故障点,恢复供电。
E:与用户抄表与自动记费系统接口:远方抄表与自动记费系统向GIS传送用户地址、用户的名称以及用电负荷等信息,GIS可以显示抄表区域和区域的负荷情况,使数据更加直观。
四、系统的开发
应根据GIS在配网自动化中的应用功能进行模块划分,由于GIS数据量大,维护工作比一般管理系统复杂,需要一定的专业知识,另一面,根据供电企业部门的职能划分,对GIS也提出了不同的要求。因此对建立整个配网GIS来说,根据功能大致可分为3个自系统。
A:系统编辑,系统自维护,主要完成配电网图形的编辑和数据库的维护。
B:实时运行子系统,能够对配电设备进行各种操作,并实时反映操作结果。
C:浏览,查询子系统,查看当前电网状况,完成各种查询、统计和分析。
随着平台及应用技术的不断发展,GIS的应用越来越来深入,广泛。
现今由于多媒体技术的迅速崛起和高速发展,越来越多的应用软件都大量使用了多媒体技术.如果将多媒体技术应用于地理信息系统(geographicinformationsystem,简称GIS)软件中,势必大大增强GIS信息的表现能力,扩大GIS的应用领域.那么怎样将多媒体技术应用于GIS软件中呢我们认为应从两方面来设计科技论文:其一是怎样将多媒体数据溶于GIS数据库中,并保证提供GIS软件的双向检索及各种分析功能;其二是在应用过程中,怎样实现多媒体的播放功能.以下就这两个内容及其应用前景谈谈我们的看法.
1多媒体数据的有效管理
通常,应用软件中的多媒体数据有两种生成方式:一种是媒体播放之前,将其数字化到数据库当中,播放时从数据库中取数据;另一种是播放时,边生成边播放.而GIS软件中的数据库又分为空间数据库和属性数据库,即我们可根据媒体数据的特性或应用软件的要求将多媒体数据分别溶于空间数据库和属性数据库中.
1.1GIS数据库中多媒体数据的管理
1.1.1GIS空间数据库中多媒体数据的管理目前,多数GIS应用软件所能描述的空间目标都是静态的,实际上,很多GIS所要表达和研究的空间目标都不会是一成不变的,因此,GIS研究者已广泛关注能对时空过程和时空目标进行描述和分析的时态GIS(temporalGIS).时态GIS的组织核心是时空数据库,即设计一个合理的时空数据模型是建立时态GIS的关键所在.虽然目前还没有较成熟的能支持时态GIS产品的时空数据模型,一但时空数据模型的研究有所突破,不仅能解决时态GIS的应用问题,还将解决空间数据库中动画数据的管理问题,即可通过使用动画技术来实现在屏幕上动态播放时空过程.如动态显示卫星云图的变化情况、地壳变动情况、森林沙化和城市化情况以及海岸或河滩的侵蚀或淤积变化情况等.
有关时空数据模型,张祖勋[1]提出使用分级索引方法来对基本修正法进行改进.这种方法就是不存贮研究区域中每个状态的全部信息,而只存贮某个时间的数据状态(称为基态)以及相对于基态或邻近状态的变化量.在此基础上,建立分级索引,以便能快速找到所需的时空过程的数据.
要使用这种建索引的基本修正法,需要考虑两个问题,一个是如何建立索引;另一个是如何设计用来描述两个状态变化量的差文件.
关于建索引的问题,笔者认为:基态,亦a,b,c,d分别表示时态GIS的4个时期;T.时间轴;t0,t1,…,tn分别表示时态在GIS某个时期的n+1个时态,其中tn为基态,即“现在”时态一次数据状态——“现在”时态总是变化的,每产生一个新的现在时态,就应生成一个现在时态与前一次时态的差文件,同时根据现在时态所处的时间位置来决定是否产生新的索引差文件.以四叉树为例,如图1所示,当n为2i(i=2,3,…)的整数倍时,就需产生tn-2i~tn的索引差文件.相应地为了减少索引差文件所占的存贮空间,而又不影响对任一时态的检索速度,可将tn-2i+1~tn-2i的索引差文件删掉,所删的索引名文件个数正好比新建的索引差文件个数少一个.
关于差文件,笔者认为在设计中应考虑如下几个因素.(1)由于差文件是通过对两个时态的目标信息进行异或而产生的,这意味着差文件包含有两类目标信息:一类是前一时态有而后一时态无的目标信息;另一类是前一时态无而后一时态有的目标信息.为了能根据差文件快速、连续地由一个状态到过去另一状态或最近另一状态进行检索,应在差文件中将这两类目标信息予以标识区分.(2)两个状态之间目标变化应是有对应关系的,即01(目标从无到有);10(目标从有到无);1N(目标从一个变成多个);N1(目标从多个变成一个),以及目标空间信息无变化,属性信息有变化;目标局部空间信息有变化等.为了能进行快速检索,在差文件中应将两类各目标之间的对应关系予以标明,当然,这会增加差文件生成过程的复杂性.(3)和所有地图数据库模型类似,差文件也由空间信息、属性信息和关系信息组成,差文件中应将每个目标这3种信息之间的关系予以标明.
1.1.2GIS属性数据库中多媒体数据的管理有些GIS的应用中,认为多媒体数据是一种特殊的专题属性数据.怎样选择多媒体数据的数据模型,使得既能遵循其自身特点,又能有效地建立起它与空间数据的联系,是多媒体技术在GIS应用中的关键所在.
目前,多数GIS属性数据库使用的是关系模型.为能将关系模型应用于多媒体数据管理系统中,就必须对现有的关系模型进行扩充,使它不但能处理格式化数据,也能处理非格式化数据.杨学良[2]就这个问题提出了3种技术策略:将多媒体数据文件名作为关系中元组某列(或属性);将每个元组作为一个完整文件保存;元组中存贮格式化数据以及非格式化数据的引用项,而非格式化数据单独存贮.
对比这3种技术策略,第一种技术策略方法简单、容易实现,适宜于对多媒体数据进行播放.第二、三种技术策略虽然能够实现并发控制和恢复,以及实现对多媒体数据进行编辑和拮取的应用,但由于此两种技术策略将每个元组所对应的空间目标的专业属性和多媒体属性混在一起,这既增大了应用程序设计的复杂性,又不利于那些只需使用空间目标的专业属性的一些应用的实现.为此,我们认为,在第一种技术策略的基础上,增加一个或多个属性项,用于存放多媒体数据的文件信息和数据流信息,当我们需要对多媒体数据文件进行特殊应用时,可根据文件信息和数据流信息对多媒体数据文件进行操作.
1.2GIS区域分析中多媒体数据的生成
多媒体数据生成的另一种方式是在GIS应用中,边统计、分析运算,边生成结果数据——多媒体数据.
1.2.1空间分析中多媒体数据的生成空间分析是一组分析结果依赖于所分析对象的位置信息技术[3],因此,空间分析要求获得目标的空间位置及其属性描述两方面信息.空间分析主要有:地形分析、叠加分析、缓冲区分析和网络分析等.
为了能更清楚地表示上述一些空间分析的结果,我们可用虚拟现实技术来实现.所谓虚拟现实[4]是一种由计算机生成的高级人机交互系统,即构成一个以视觉感受为主,也包括听觉、触觉、嗅觉的可感知环境,使用者通过专门的设备可在这个环境中实现观察、触摸、操作、检测等试验,有身临其境之感.比如,可用虚拟技术来观察地形分析或网络分析得到的空间效果,使用者可用交互操作的方式来控制自己与观察对象的角度、距离以及光照等,使观察对象随使用者的操作而动态旋转.此时以动画形式显示的媒体数据随使用者的操作产生并显示.
1.2.2统计分析中多媒体数据的生成统计分析就是用数理统计方法开展区域分析.数理统计方法主要有:统计特征值、研究两种或多种地理现象之间的相关分析,通过一组实际观测数据分析系统变量之间因果关系的回归分析,以及主成分分析等.
为了更加形象化,我们可以将数理统计结果以直方图、曲线、曲面或区划图表示,甚至可以将重要的部分以醒目的颜色、特殊的符号或闪烁的显示形式来告诉使用者,还可以配上解说词,以增加系统的感染力,而表现这些现象的媒体数据是在统计分析之后由系统自动生成并播放的.
2GIS应用系统中多媒体功能的实现
在GIS应用软件中进行多媒体功能实现,首先是受GIS应用软件自身开发平台的限制.多数情况下,GIS应用软件的多媒体开发平台宜选择编程语言,如VC++,VB或BC++等,以利于和GIS应用软件相结合.一旦多媒体开发环境确定下来,那么怎样实现区域分析中多媒体功能
2.1空间数据库中多媒体数据的播放
由前所述,空间数据库中存贮的多是各期间的时空数据,这些数据的结构与MCI所能接受的多媒体文件格式RIFF(resourceinterchangefileformat)不同,所以应用程序不能直接调用MCI函数和API函数,必须根据时态GIS的空间数据库结构,设计一个相应的动画播放程序来实现动态显示功能.
下面简述动态显示时态GIS中ti~tj状态的算法步骤(0≤i≤j≤n,其中n为现在时态).(1)由基态开始检索各索引差文件直到生成ti状态信息.(2)显示ti状态信息.(3)根据ti差文件,擦除ti状态有而ti+1状态无的信息,显示ti状态无而ti+1状态有的信息.(4)i+1i.(5)当i<j时,转(3);否则结束.
如果用上述算法来实现动态显示时空过程,还有很多细节需要设计.首先,在(1)步骤,从基态开始,逐级逐步检索,每检索到一个状态差文件,就需根据差文件来生成该状态信息,直到ti状态处;其次,在(3)中,需要用到动画技术,擦除前一状态信息实质为恢复该处显示内容,而显示后一状态信息之前,需保存后一处信息内容,再予以显示新状态信息.
2.2属性数据库中多媒体数据的应用
一般来说,多媒体数据主要应用于两个方面:一个是简单播放;另一个是对多媒体数据进行编辑和拮取.对于前者,只要使用MCI函数或API函数按属性数据库中其他属性的要求进行播放;对于后者,这就要求程序员熟悉多媒体数据文件格式RIFF,根据多媒体数据的文件信息和数据流信息,通过调用多媒体文件输入/输出函数来实现多媒体的播放、编辑、拮取以及同步控制等操作.
3多媒体技术在GIS中的应用前景
(1)实现资源信息的科学管理,提供信息服务.GIS一改为用户管理提供单一的图表、数据信息形式,而在管理空间信息的同时,对图形、图象、视频、声音、动画等形式的信息进行管理和播放,大大增加了信息的表现能力.(2)家庭教育和个人娱乐.将多媒体和GIS溶于一身,会丰富教育、娱乐软件的内容及表现手段.比如有关地理、历史等课程的教学软件和娱乐软件的设计.(3)销售和演示信息系统.GIS和多媒体技术合为一体的这类系统会比以往的信息系统更具有表现力.比如房地产公司的销售系统,既能表明所售住房的空间位置,又能从中检索其住房环境及内部结构,而且可以动态地删去当天已售出的房子,给出不同价格等;旅游导游系统,可以在为观光游客制定导游路线时,就能对不同地方的景点产生身临其境的感觉.
总之,将多媒体技术和GIS技术相结合,是计算机应用领域的一个发展方向,它会改变人们的工作、生活、思维方式,推动信息社会的前进.
参考文献
1张祖勋.时态GIS数据结构的研讨.测绘通报,1996,(1):19~21
1.1计算机硬件及网络环境
广西基础地理信息系统将以广西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,设备包括绘图仪、扫描仪、打印机、光盘机、磁带机、数字化仪等。
1.2软件环境
系统软件采用技术成熟、应用广泛的软件,如UNIX、WINDOS95、WINDOWSNT及数据库管理软件。基础软件平台应选择国产软件,这对于将来的应用开发、数据安全及促进我国地理信息产业的发展均具有重要意义;在目前国产软件暂时不能满足要求的情况下,可先使用成熟的商业软件(如ARC/INFO,GENAMAP等),但需要保证数据将来能移植到国产软件平台。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、中国测绘科学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。
1.3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。
1.4管理体系
严格地说,广西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。
1.5数据库
数据库是系统的核心。广西基础地理信息系统的数据库部分包括:
管理数据库:行政办公、人事档案管理、财务管理、测绘行业管理、质量监督管理、测绘生产管理、技术管理等数据。
技术数据库:所有的技术标准、设计书、技术文档说明等。
1/25万数据库:是全国1/25万数据库的分库,包括地形、地名、数字高程模型、景观影象四个部分。
1/5万数据库。
1/1万数据库及基础数字地面高程模型。
1/5千数据库(重点地区)。
数字正射影像库。
大地测量成果数据库。
地名数据库。
境界数据库:包括国界、省界、地区界、市界、县界、乡界、村界、屯界等。
其它专题数据库:如综合区情地理信息系统(9202)专题等。
3广西基础地理信息系统的建设方针
广西基础地理信息系统的建设拟本着“总体设计、急用优先、重点优先、成熟优先、分步实施”的方针,综合利用地理信息系统(GIS)技术、办公信息系统(OIS)技术、计算机网络技术以及多媒体技术等技术手段,进行系统建设。同时,系统的建设要高起点并切合实际,以保证系统有较长的生命周期及良好的可扩展性。因此,该系统建设强调以下三个原则:
3.1实用性
确立以满足现代测绘管理工作为主要目标的思路。从实际出发,以解决实际应用问题为主,这样容易见效益,也使得系统自身能获得滚动发展和不断完善、扩充、更新的能力。
3.2先进性
当前,国内外地理信息系统技术应用已取得了一定的经验,因此,本系统的建设在技术方案、系统设计、运行管理等方面应具有一定的先进性,系统的开发建设应采用软件工程学所倡导的开发模式及最新的理论、技术和方法,系统的设计应采用可视化技术、数据流与控制流集成化、软件功能部件化等最新分析设计方法,同时,考虑到系统的发展完善,系统的软硬件配置将具有一定时期的先进性;另外对系统的运行管理要有较高的要求,以保证系统具有一定的先进性和较长的生命周期。3.3可扩展性
根据客观情况,广西基础地理信息系统的建设将是一个不断完善、逐步提高的长期发展过程,这样就要求系统具有较强的可扩展性。
事实上,广西基础地理信息系统的建设已经有了一定的基础:广西测绘局全局的数字化测绘生产已基本形成规模,计算机的使用已比较普遍,局属各单位基本上都建立了自己的局域网,各级领导对此已有一定的认识,1996年成立的广西基础地理信息中心已经从整体上考虑这方面的有关问题。只要领导重视,各方面共同努力,此项工作会取得较快的进展。
4须重点考虑的几个问题
广西基础地理信息系统的建设,在技术方面已基本成熟,只要遵循上述提出的“总体设计、急用优先、重点优先、成熟优先、分步实施”的建设方针,系统建设工作可顺利开展。在实施过程中,须重点考虑如下几个主要问题:
4.1经费投入问题
系统建设需要大量的经费投入。一方面,广西基础地理信息系统属于基础测绘项目,部分经费可从基础测绘经费中投入。另一方面,系统建设工作属科研项目,应投入部分科研经费。部分专题数据库建库经费可从专题经费中解决(如9202工程)。类似如地名数据库、境界数据库这样的专题建设费用可联合其它有关部门共同解决。
4.2管理问题
现代技术发展给测绘管理工作提出的挑战是不可避免的,与其被动地接受,不如主动地迎接。广西基础地理信息系统的建设,必定给测绘局乃至测绘系统的行政管理、生产、质量管理、测绘成果管理等带来重大变化。如测绘成果提供方式由现在的模拟产品方式向数字化产品方式过渡,再如数字摄影测量技术将使现在航测生产方法彻底改变,在相当长的一段时期内,模拟测绘产品与数字化测绘产品并存等等,其中有一系列问题需要研究和探讨。
4.3人才问题
技术的发展和应用离不开高素质的技术人才。测绘行业过去一段时期人才流失比较严重。新技术的发展与应用一方面可锻炼和培养人才,另一方面可吸引人才,给技术人才以用武之地。
4.4数据版权问题
系统采用运行稳定的C/S结构体系,使用Oracle10g数据库。
1.2系统的价值
方便易用的操作形式,节省使用者掌握系统功能的工作量。快速建立设备台账,能够结合生产业务的工程管理流程,动态地维护设备变化情况。直观的图形表现方式和丰富的查询方式,使管理人员能够很方便地了解线路设备的详细情况。标准的图形输出和数据接口,为工程设计、线路改造、线损计算等生产业务提供依据。
2关键技术
2.1自主研发的矢量绘图和图形生成技术
能够对系统方便地进行图形操作,完成设备维护,并且可以快速生成线路条图(平断面图)、线路拓扑图。
2.2线路设备模板
通过设备标准模板的维护,加快了线路设备维护速度,同时也提高了录入设备的标准性。
2.3丰富的数据接口
系统中包含了GPS卫星定位接口、地理信息系统数据转换接口、用电整合接口。提高了配电基础台账与平断面图管理系统作为生产基础性管理系统的价值,同时也将系统结合到生产的工作流程之中。
3在配网管理中的作用
配网管理地理信息是地理信息系统在配网管理方面的应用系统,是在地理背景图上对配电网的变、配电站内设备及配电网上设备进行综合管理的系统,是供电企业生产管理系统的重要组成部分,同时与用电管理及调度管理系统有着密切的联系。地理信息系统的引入使网络拓扑和配电网信息更直观、更便于运行管理。
4地理信息系统功能与应用情况
4.1系统基本信息维护
包括部门维护、操作员维护、口令管理等功能模块,管理系统运行最基础的数据。
4.2基础数据维护
4.2.1材料库管理
管理配电设备台账维护过程中,所涉及的所有基础材料信息。包括杆塔、线缆、开关、变压器、配件、拉线等设备的型号信息和具体的材料信息。操作方法。以“材料类型维护”为例,介绍“材料类型维护、线缆类型维护、拉线类型维护”功能的使用方法。点击“材料类型维护”(路径:系统–基础数据维护–材料类型维护),弹出“材料类型维护”窗口,点击“新建”后,新建的内容可以在“详细信息”中操作(此时“新建”“修改”“删除”均为灰色不能操作状态),可以选择新建的“材料类型”“存储类型”,添加“材料名称”“规格”“单位”“单重”“单价”。添加了相应的数据后,点击“保存”按钮,数据库就保存成功了。如果不想保存,则点击“取消”按钮。
4.2.2设备模板管理
根据线路的架设情况、杆塔类型、线缆类型,建立一系列的线路设备模板。在条图批量绘制、设备维护时使用模板进行设备维护。在系统中,将模板分为两种类型,即“杆头模板、拉线模板”。以维护“杆头模板”为例,介绍模板的制作。点击“添加”按钮,系统会自动生成一个“模板编号”。为模板选择相应的“模板名称、导线架设类型、导线类型、电杆类型、线缆型号、模板编号、模板说明和模板设备”。此模板中的材料名称“钢绞线”设备类型“GJ–25”,是从窗口右边的“设备类型”中选择过来的,选择方法:在窗口右边“设备类型”中,选择“钢绞线”,选中后,点击“+”按钮,“钢绞线”即可。“钢绞线”的数量可以手动输入。
4.2.3设备模板批量修改
设备模板批量修改,可以认为是设备模板管理的辅助功能,它可以更直观地批量修改模板的配件设备。
4.2.4条图图例维护
维护条图、拓扑图生成过程中需要各种设备图例。图例维护界面分为三大部分,顶上为工具条、左下为设备类型拓扑、右下为画板。
4.3操作权限管理
管理各个部门操作员对线路的操作权限。默认情况下,操作员只能查询和维护自己建立的线路。
4.4配电基础台账审批
配电管理人员通过配电基础台账审批功能,对基层单位提交的基础台账修改情况进行审核。可以保证配电基础台账数据的准确性和及时性。
4.5配电基础台账数据备份历史
将配电基础台账按时间段进行完整备份,保存各个历史时期的完整配电基础台账。
4.6条图(平断面图)生成
根据维护好的基础台账数据,按选择的线路自动生成线路条图。可以进行图纸的打印和工程的设计。
4.7拓扑图生成
根据维护好的基础台账数据,按选择的线路自动生成线路及分歧线路的拓扑图。并可以进行图纸的打印。
4.8数据查询、历史数据差异比较分析
数据查询。按部门、线路统计出设备台账的相关报表,并进行打印。历史数据差异比较分析。将备份的历史设备台账和目前运行的设备台账按时间段进行分析、比较,并形成反映各个基层单位设备台账变化的相关报表。为工程管理和材料管理提供依据。
4.9GPS数据定位接口
将配电基础台账数据下装到GPS卫星定位设备上进行设备定位,并将GPS卫星定位设备采集的数据上传到配电基础台账数据库中。为GIS系统数据转换、工程设计、线路长度计算、线路走向及转角角度计算等工作提供原始数据。
4.10GIS系统数据转换
将配电基础台账数据和GPS卫星定位数据进行计算,并进行数据格式的转换。生成ArcGIS格式的地理信息系统数据,供地理信息系统使用。也可以提取地理信息系统的数据到配电基础台账数据库中进行使用,更高效地利用配电基础台账与平断面图管理系统和系统中基础台账数据。
4.11工程管理
结合配电线路工程信息,进行设备台账的维护,生技科管理人员以工程编号为单位,对条图的变化情况进行审核;并以配电线路工程为单位对设备台账的变化情况进行查询统计。
4.12用电营销系统整合
结合用电营销的业扩报装处理流程,与用电营销系统进行系统整合。使用电营销系统能够提取生产的设备台账数据,特别是变压器信息,进行业扩报装工作。在配电基础台账与平断面图管理系统中,根据用电业扩报装提供的登记书信息,结合生产工程管理工作,维护生产设备的变化情况。每月进行用电、生产设备盘点,及时纠正设备的差异。
2地理信息零码组装系统架构设计
地理信息零码组装系统是基于SOA的设计理论和MVC的软件设计模式,采用服务层、模型层、控制层、表现层多层结构进行地理信息服务零码组装架构设计,系统架构如图1所示。图1系统架构图Fig.1Diagramofthesystemarchitecture服务层:服务层是零码组装系统的数据服务基础,主要包括省级地理信息公共服务平台的各类标准服务,具体可分为地图服务和功能服务两类。其中地图服务主要包括矢量地图、影像地图等地图瓦片,用于提供地图数据;功能服务用于提供常见的GIS分析功能,主要包括地名查询服务、地址匹配服务、路径公交分析服务等。模型层:模型层是零码组装系统的基本“业务构件”,是按照常见GIS的功能场景,封装形成的一系列细粒度、可组装、可重用的功能集,主要包括地图操作模型,如地图放大、缩小、漫游、前后视图等;地图查询模型,如属性查询、空间查询(圆形/矩形/多边形查询)等;地图量测模型,如距离、面积量测等;地图分析模型,如路径分析、公交查询等。控制层:控制层是零码组装系统的“控制中枢”,是按照一定的接口原则将模型层与表现层进行连接和管理的组件,用于实现界面与模型的交互管理,主要包括服务管理、模型管理、模板管理及配置管理等组件。表现层:表现层是零码组装系统的图形界面管理,主要包括应用系统模板界面管理器和向导界面管理器,基于浏览器为用户提供从服务、模型到业务逻辑的一整套可视化操作界面。
3地理信息零码组装系统应用流程
依据上述架构,地理信息零码组装系统主要包括工程模式设置、界面设置、地图服务选择、地图功能设置、代码配置部署和工程管理6个主要步骤,具体如图2所示。图2系统应用流程图Fig.2Flowchartofthesystemapplication1)工程设置:设置零码工程的一些介绍信息,包括工程名称、工程描述信息及工程版权信息等。2)界面风格设置:提供一套界面配置方案,方便用户设置零码系统的风格样式;与此同时,还提供界面的修改和样式设置功能,方便用户对所选方案的标题、图片等主题信息进行自定义修改。3)地图服务选择:根据用户权限,列出用户授权的各类地理信息服务(包括数据服务和功能服务),用户除了可选择授权的服务,还可以加载本地符合标准的专题信息服务。4)地图功能配置:提供一系列常用的地图应用构件,如地图显示、地图量测、地图查询、路径分析等,用户可根据业务需求,选择相关的功能模块,自由配置和组装。5)系统配置及部署:根据用户输入(界面设置、数据选择及功能模块配置等)情况,完成程序源文件的部署,形成完整、独立的应用系统工程,生成应用系统程序源代码。6)零码工程管理:用户可对生成的零码工程进行管理,可以预览、删除所组装的应用系统;同时,用户还可以将零码工程或代码进行打包下载,部署在本地使用。基于上述思想和理论和陕西省地理信息公共服务平台,笔者完成了地理信息零码组装原型设计和开发,主要包括地理信息业务构件开发和可视化搭建平台开发工作。其中,业务构件基于ESRI的FlexViewer和Silverlight-Viewer两类通用GIS框架进行扩展开发,实现了地图浏览、地图查询等基本功能,与此同时,通过采用消息机制和插件方式,确保各类GIS业务功能的松耦合,为后期构件的扩充奠定基础;可视化搭建平台基于Flex富客户端技术进行开发,提供一个向导操作界面,从数据内容的选择到工具栏功能的选择,从栏目的定制到条目的定制,从页面布局到界面风格的选择,辅助用户一步一步完成地理信息系统的搭建。