地理信息系统在建立社会主义新农村信息系统中的应用——以北京市昌平区兴寿镇花果山村新农村信息建设为例

地理仿容系偏在建立社金孟义拓琅村伐容考佼中钓应用 .1 0 7 . 地理信息系统在建立社会主义新农村信息系统中的应用 以北京市昌平区兴寿镇花果山村新农村信息建设为例 APP U c a ti o nofG IS i nthe E s t8 b li shm e n t o f C o u n t ry B ulIdInfo rma t i 0 nSys t e m 米克刘克锋 Z h a n g 助L l u Kefe n g ( 北京农学院) ( B e lj 切 g A gnc u l t u ral C olle g e ) 摘 要: 利用cIS 软件， 制作出高 效、先进的管理系 统，为实 现社会主义新农村的战略目 标莫定良 好的基 础。 关键字: 新农村建设地理信息系 统电子地图 党的十六届五中全会明确提出建设社会主义新农 村的战略目 标是 “ 生产发展、 生活富裕、乡村文明、 村容整洁、 管理民主， ，这对繁荣农村经济、 增加农 民 收人、 改善农村环境， 缩小城乡差别、 构建和谐社 会具有十分重大意义。 GIS( 晓嗯 r a p hi c all l l 石 ” 1 1 atlon即stem ， 地理信息 系统)以 地理空间数据库为基础， 在计 算机软、 硬件 的支持下， 对空间 对象的属性和空间信息数据进行采 集、 管理、 操作、存储、分析、模拟和显示，并采用 地理模型分析方法， 适时提供多种空间和动态的地理 信息， 为地理研究和决策服务提供支持， 是集计算机 科学、 地理学、测绘遥感学、环境科学、 城市科学、 信息 科 学为一 体的 新兴学科 。 我们利用supe 。田 巧 . 0 软件， 在花果山村资源普 查的 基础上， 建立了 空间数据库、 属性数据库、 模型 库， 绘制了花果山村电子地图， 研制了花果山 村生态 旅游规划系统、花果山村户籍管理系统、 花果山村虚 拟游览系统、 花果山 村网络电子地图系统。 一、 地理信息系统在花果山村生态旅游规划中的 应用 ( 一)花果山 村生态 旅寿资原电子地图 的建立 1 . 资料收集 我们于2 1刃 5 年4 月、 5 月对花果山村的现状进 行了 勘查， 收集了土地资源、 果树资源、 森林资源、 花卉资源、 旅游资源等基本资料。在花果山 村村委会 大力支持和协助下， 通过实地考察、摄影、 摄像、 与 居民交谈等方式获得了 第一手资料。 2 数据库的建立 对收集到的资料进行了 整理和 分类， 分别建立了 土地资源数据库、动植物资源数据库、 旅游资源数据 库和农户资料数据库。资料的 类型有文本、图片、 声 音、视频等。 3 . 电子地图 制作 在追求精度的要求下， 利用AutoCA D软件，结 合实地测量过程中 所获得的数据进行绘图。 采用A u - to C A D图形的DxF 格式保存。进行地图配准， 对地 图进行坐标和投影的校正， 以使得地图坐标点准确， 地图拼接准确口 4 . 电 子地图 功能 ( 1) 地图漫游功能在打开电子地图后， 可以 通过调整地图比例， 来观看电子地图的全图， 或者进 行放大来观看地图上某个景点的确切方位， 但是当地 图比 例放大时， 我们不能在显示屏上观测到所有地图 上的景点， 这时我们可以使用地图漫游功能， 拖动地 图使我们可以 观察到目 标。 ( 2) 查询功能空间查询和空间分析是 cIS的 最基本最常用的功能。地图的属性信息查询是地理信 息系统的最重要功能之一，属性查询包括两方面内 容。第一地图到属性查询，即通过在地图上用鼠标点 选的方式得到属性信息。 第二属性到地图查询， 通过 点击已知的属性信息使信息所在位置的点高亮显示。 电子地图提供了强大的查询分析能力， 包括S Q L 查 询、 文本查询和网络分析等查询功能。 查询内容主要 包括花果山村各种旅游资源地理位置 查询， 还可以对 1 0 8 全国都市旅业与街库村建褪忘层论枯论克汇偏 各种旅游资源进行占地面积查询、 开发情况查询、 旅 游路线查询及最佳路径的选择等。 文本查询: 这种查询方式比 较容易操作， 直接对 地图中的文本标注 进行查询。 s QL 查询: 这种查询方式是进行地图对象和数据 记录的查询。 综合查询: 这种查询方法主要是用于空间拓扑查 询。 最佳路径查询: 这种查询 方式是经过对地图上的 路线分析， 查找出 一条最近的路线， 利用高亮度显示 将路线展示给用户。 它可以为旅游者提供一条通往旅 游目的地最佳路线。 ( 3) 三维效果演示功能应用三维可视化技术， 快速实现从二维到三维的转化。三维 G ls技术， 是 cIS 领域的正在逐步发展的领域。三维GIS 不仅能够 表达空间对象间的平面关系，而且能描述和表达它们 之间的 垂向关系。 利用5 叩e rmaP前端数据采集生成 的等高线数据集， 通过设置高程字段、采样密度得到 格网D F M ， 再由格网D E M通过设置初始颜色范围， 形成颜色级数， 得到三维正射影象图， 并具有彩色纹 理和填充。 ( 4 )打印 功 能 由S u 衅M a p D e s k p 。的 布 局组件 完成， Sue p r M apDe砍 州 提供了强大的地图排版输出 功能， 可任意选择所需的 地图或网页界面进行打印输 出。可以输出多种形式的 数据、 报表、 图表， 还可以 输出 一定比 例的土地利用现状图、 建筑物分布平面图 等。 ( 二)花果山村生态旅游规划设计 1资源现 状 我们利用调查资 料绘制了花果山村资源现状图。 2 .功能分区 根据规划原则绘制了花果山 村生态旅游功能分区 图。 3 . 总体规划 按近期、中 期、 远期进行了总体规划。 可分阶段 查询规划的相关内容。 4 .系统功能 可进行景点查询， 以多媒体的形式展示查询的信 息; 服务查询， 查询餐饮、 服务电话等信息; 旅游计 划智能制定， 可根据游客的兴趣爱好， 为游客设计若 干条精品 旅游线路， 方便游客选择及节省旅游时间和 旅 游 成 本 投 人 【2 “ 。 二、地理信息系统在花果山村户籍管理中的应用 我们对居民信息 进行了详细调查， 达到图 形上每 栋房屋都有自己的信息，如住房情况、户主基本情 况、 其它家 庭成员的 基本情况、收人情况、 计划生育 情况、 承包责任田 情况等。不仅方便了派出所、村委 会对居民户籍的管理， 而且对住房的规划和建设提供 了 参照， 是农村信息化的一个很好体现。 三、地理信息系 统在花果山 村资源管理与决策中 的应用 我们利用supen ll an软件， 在花果山村资源普查 的基础上， 建立了 空间数据库、属性数据库、 模型库 并进行系统的集成。 建立更加完备的具有更多决策功 能的花果山村资源决策支持系统， 实现资源管理的信 息化， 为花果山村资源管理与决策提供依据。 ( 一)系统设计 1 . 数据库系统 数据库及其管理系统是该系统的先决条件及重要 组成部分， 接收内部和外部数据， 提供系统内 模型间 数据共享。数据库中主要存放了两大类型的数据: 各 种资源数据和计算参数。 2模型库系 统 模型库系统实为该系统的推理过程， 通过匹配、 分析和比较不同的解决方法使决策者具备分析问题的 能力和获得解决问题的信息。模型库存储了预先经过 分析比 较而建立的评价模型和相应程序。 3 知识库系统 知识库是体现一个专家系统生命力的重要部分， 知识翔实、 结构完整的知识库是建立专家系统的瓶颈 所在。 本系统的知识库包含一系列规则，它包含数据 层次上相关领域的描述性 知识和具体系 统运行中的过 程性知识。具体的各旅游资源的描述隆知识均从有经 验的 旅游专家那里获取。 所有的知识和经验参数的确 定都要反复询问专家而确定，然后整理为一条条规 则， 依据内容的 不同， 组建成规则集， 完成不同层次 上的任务。 4 .图 形库系 统 图形库包括数字化地形图、 各专题图等。 ( 二)系 统设计 1信息咨 询系 统 知识管理系 统展示了生态旅游方面的 专家经验与 知识， 为用户提供了 旅游的知识性咨询， 以及旅游路 线方面的咨询性 服务功能。 2 . 优化分析系统 旅游资源的 优化配置涉及气象、 地形、地貌、 社 会等方面的 许多因 素， 确定这些因素综合作用下的最 优配置方案，用于景观建设、土地利用规划等方案的 地理仿 公季鹅在建立社金 止义晰浪村付 包穿佼中伪 应用 .1 的 制定及评价。 3 . 预测预报系统 应用户请求， 综合分析各影响因素， 作出针对性 的 旅游路线选择、规划方案选择、 效益分析等方面的 预测。 4 . 辅助决策系统 帮助用户根据自 身条件， 确定最佳旅游路线和逗 留时间。 5 . 适宜 评价系统 对用户提供的信息进行适宜性的 评价工作。 闭 四、 v 犯 b G IS和虚拟现实 技术在花果山 村建设中 的应用 万维网 地理信息系统 ( 简称W ebG IS)指基于1 卜 抚 m et平台、 客户端应用软件， ， 采用W 从 I w协议运行 在万维网上的 地理信息系统。与传统基于桌面或局域 网的GIS 相比，W e l ; 1 5为cls 资料与信息的获取、 发布、 共享与 操作开辟了 广阔的 空间， 使GIS 得以 通 过互联网技术在资源和环境管理与规划等许多行业中 得到广泛的应用。虚拟现实 ( Vj rtua R 司lty， 简称 v R )是ZD世纪90 年 代以来兴起的 一种利用计算机 可视化将现实世界虚拟化的新型信息技术， 通过建立 网络虚拟空间， 使人 “ 进人”多媒体虚拟世界之中， 实现人机互动、 互相交流的操作及身临其境的感受， 使人成为 “ 景中 人， ， 即人境一体化。虚拟现实技术 弥补了W e b C Is在空间场景表达上的不足， 使地理空 间数据能够以三维立体方式表达， 更逼真地展现一定 的 现实 空间。 随 着In te m et技 术的 不断发 展和 人们 对地理信息系统 ( cls) 的需求，利用 Inte m et在 W 亡 】 ) 上发布和出版空间 数据， 为用户提供空间数据浏 览、 查询和分析的功能，已经成为G is发展的必然趋 势。于是，基于 加。et技术的地理信息系统 W 山 cI S 就应运而 生。 ， 毛 b G Is是 地理信息系统应用的 一个分支，其主要功能是将GIS 地图通过互联网进行 发 布 1， 1 。 W ebGIS 是In t ernet技术应用于Gls 开发的产物。 GIS 通过W W W功能得以 扩展， 真正成为一种大众使 用的工具。从确 吸 两 的任意一个节点，Inteme t 用户 可以浏览w eb G Is站点中的空间数据、 制作专题图， 以及进行各种空间检索和空间分析， 从而使G ls进人 千家万户。 ( 一)花果山 村W e l lGIS 的建立 1 . 电子地图 制作 在上述电子地图制作的基础上， 做了以 下的设置 和更改:( 1) 简化数据源， 将以前繁多的数据源简 化成单一的数据源， 在数据源中设置合理的点、 线、 面等数据集。( 2 )更改地图的显示方式， 使其界面 更加美观清晰。( 3) 增加属性数据， 是应用w e 比15 技术的信息基础。( 4 )设置网络拓扑图层， 使其能 在W e b 页面中可见并可以查询。( 5) 更改图 层的层 次结构， 使其按照特定的 顺序显示。 2 . 服务器端设置 安装好supe 溯叩155 . 0 后， 直接启动桌面管理 器。 如进行简单的发布可以不采用群集的方式， 这样 做的 好处是即 使在配置不是很高的 机器上进行开发。 3 . 客户 端的 开发 客户端的开发有显而易见的优势。可以是用户对 地图的交互性 操作， 不用传输到服务器端， 直接由客 户端的浏览器完成整个交互过程。降低了服务器的负 载， 有效的利用了系统的资源， 能保证地图稳定发 布。 4 . 网络电子地图 功能 通过对花果山 村电子地图的开发， 成功的构建了 一个W e 比15的 旅游信息系统网站。除了实现对旅游 地图的放大、缩小、查询、距离和面积量算等基本功 能外， 还开发出更适合花果山村旅游信息系统的多媒 体数据查询、 路径分析、 地图下载等功能。这套系统 已 经可以 直接应用到网 络中去。 ( 二)花果山 村虚拟环境的建立 1 . 模型 制作 应用v ， d 佣肠 系列软件中的v ， rt oo 坛p l u g l n for 3 d s max 转档工具倒入在3d。 m ax软件中的建模模型。 2 内 容开发 应用vl rt oo l 。 系列软件中的物理属性模块、 人工 智能模块和开发模块开发3 D数码内容。 3 . 播放体验 将制作成果让客户体验。可编译成可执行程序淡 季播放， 也可利用V l ri oo l ， 的网络播放软件。 五、结语 ( 一)GIS 在社会主义新农村建设应用中存在的 问题及解决措施 1环境条件 大部分乡村无论是硬件设备还是软件条件相当 差。乡村的集体经济， 根本承担不起对公共产品的投 人， 严重影响和阻碍了 “ 三农“问题的解决和新农 村的建设。 这就需要政府的支持和各级政府部门的高 度重视， 增加对农村信息化工作的 投人， 保证农村信 息系统日 常运行费用， 加强计算机硬件建设以及有关 软件的开发. 提高农村信息处理和应用水平，推进农 .1 1 0 村信息化进程。 2 . 农民素质 农民对现代信息技术掌握和应用的水平低下。解 决的途径一是要加强乡 镇中小学的信息化建设， 普及 计算机知识教学， 从小孩抓起，普遍提高 “ 未来” 广大农民的信息素养，为农村实现信息化打下良 好基 础; 二是加强现代信息技术的 培训， 引导农民 用现代 信息技术致富;三是在大专院校加强该类人才的培 养， 使这些人才在担任村助理期间发挥重要作用。 3 . 开发软件的实用性和易操作性 开发面向农村、能解决农村实际问题的软件是新 农村信息建设的关键。大专院校和科研机构应发挥自 己的专长， 结合农村实际， 开发出一批廉价、实用、 易操作的应用信息平台。 ( 二)GIS 在社会主义新农村建设应用中 的趋势 1 . 3 5 技术应用 农业数字化是社会主义新农村建设的主要内容之 一， 而3 5 技术是基础与核心。其主要作用是通过对 各类空间信息进行科学地采集、 加工、 管理、 分析与 换， 对管理对象 ( 图 形、图象、 属性数据、 多媒体 、 料等)的 实际位置、 属性、现状及观测的结果进行 空间展示、分析与统计，使人们直观、 快速、 实时、 准确 地研究和 解决问 题口 。 Gl s 与R s 和c Ps相结合， 才能发挥更大的作用。 2 . W cbGIS 与虚拟技术结合应用 利用虚拟技术建立虚拟新农村是利用计算机虚拟 现实技术建立的为用户提供一种模拟新农村的操作环 境， 使用户有一种仿佛置身于现实新农村一样的临境 感， 形成一个逼真、具有视觉、听觉、触觉的感官世 界。同时， 还可以通过感觉、 语言、 手势等方式进行 交互操作的虚拟空间。用户不仅沉浸在虚拟新农村 中， 而巨 还可以 进行分析、 规划、决策。 虚拟技术为 人们提供了2 种超越现实的选择: 首先能超越空间和 尺度上的限制， 在网络虚拟空间里体验梦寐以求的新 农村自 然和人文景观。其次， 能超越时间上限制，重 温人类昔日 农乡村风貌。在GIS 技术应用中， 存储格 式多源胜是多维空间数据集成的瓶颈，特别是在空间 全园都市难业与斯琅村建谧高层伦枯论丈汇偏 数据组织上形成了一定难度，同时也需要更多存储空 间。利用虚拟现实技术中数据存储分布式网络空间数 据协同操作， 不仅解决了数据存储问题，同时利用各 用户各平台分布计算能力， 来进行协同 处理， 增加计 算机虚拟地理环境中 地学仿真运算速度、 更快模拟显 示。而空间数据的分布或存储需要更高容量的网络通 信速度。虚拟现实技术应用， 将大大提高数据输人渝 出 速度， 并在数 据存储 上进 行更 好组织。 s 3 . GIS 应用平台 利用GIS 建立农业综合信息服务平台建设，实施 “ 三电合一”模式。通过电视、电话 (