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1多媒體數據的有效管理
通常，應用軟件中的多媒體數據有兩種生成方式：一種是媒體播放之前，將其數字化到數據庫當中，播放時從數據庫中取數據；另一種是播放時，邊生成邊播放.而GIS軟件中的數據庫又分為空間數據庫和屬性數據庫，即我們可根據媒體數據的特性或應用軟件的要求將多媒體數據分別溶于空間數據庫和屬性數據庫中.
1.1GIS數據庫中多媒體數據的管理
1.1.1GIS空間數據庫中多媒體數據的管理目前，多數GIS應用軟件所能描述的空間目標都是靜態的，實際上，很多GIS所要表達和研究的空間目標都不會是一成不變的，因此，GIS研究者已廣泛關注能對時空過程和時空目標進行描述和分析的時態GIS(temporalGIS).時態GIS的組織核心是時空數據庫，即設計一個合理的時空數據模型是建立時態GIS的關鍵所在.雖然目前還沒有較成熟的能支持時態GIS產品的時空數據模型，一但時空數據模型的研究有所突破，不僅能解決時態GIS的應用問題，還將解決空間數據庫中動畫數據的管理問題，即可通過使用動畫技術來實現在屏幕上動態播放時空過程.如動態顯示衛星云圖的變化情況、地殼變動情況、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.
有關時空數據模型，張祖勛［1］提出使用分級索引方法來對基本修正法進行改進.這種方法就是不存貯研究區域中每個狀態的全部信息，而只存貯某個時間的數據狀態(稱為基態)以及相對于基態或鄰近狀態的變化量.在此基礎上，建立分級索引，以便能快速找到所需的時空過程的數據.
要使用這種建索引的基本修正法，需要考慮兩個問題，一個是如何建立索引；另一個是如何設計用來描述兩個狀態變化量的差文件.
關于建索引的問題，筆者認為：基態，亦a,b,c,d分別表示時態GIS的4個時期；T.時間軸；t0,t1,…,tn分別表示時態在GIS某個時期的n+1個時態，其中tn為基態，即“現在”時態一次數據狀態——“現在”時態總是變化的，每產生一個新的現在時態，就應生成一個現在時態與前一次時態的差文件，同時根據現在時態所處的時間位置來決定是否產生新的索引差文件.以四叉樹為例，如圖1所示，當n為2i(i=2,3,…)的整數倍時，就需產生tn-2i～tn的索引差文件.相應地為了減少索引差文件所占的存貯空間，而又不影響對任一時態的檢索速度，可將tn-2i+1～tn-2i的索引差文件刪掉，所刪的索引名文件個數正好比新建的索引差文件個數少一個.
關于差文件，筆者認為在設計中應考慮如下幾個因素.(1)由于差文件是通過對兩個時態的目標信息進行異或而產生的，這意味著差文件包含有兩類目標信息：一類是前一時態有而后一時態無的目標信息；另一類是前一時態無而后一時態有的目標信息.為了能根據差文件快速、連續地由一個狀態到過去另一狀態或最近另一狀態進行檢索，應在差文件中將這兩類目標信息予以標識區分.(2)兩個狀態之間目標變化應是有對應關系的，即01(目標從無到有)；10(目標從有到無)；1N(目標從一個變成多個)；N1(目標從多個變成一個)，以及目標空間信息無變化，屬性信息有變化；目標局部空間信息有變化等.為了能進行快速檢索，在差文件中應將兩類各目標之間的對應關系予以標明，當然，這會增加差文件生成過程的復雜性.(3)和所有地圖數據庫模型類似，差文件也由空間信息、屬性信息和關系信息組成，差文件中應將每個目標這3種信息之間的關系予以標明.
1.1.2GIS屬性數據庫中多媒體數據的管理有些GIS的應用中，認為多媒體數據是一種特殊的專題屬性數據.怎樣選擇多媒體數據的數據模型，使得既能遵循其自身特點，又能有效地建立起它與空間數據的聯系，是多媒體技術在GIS應用中的關鍵所在.
目前，多數GIS屬性數據庫使用的是關系模型.為能將關系模型應用于多媒體數據管理系統中，就必須對現有的關系模型進行擴充，使它不但能處理格式化數據，也能處理非格式化數據.楊學良［2］就這個問題提出了3種技術策略：將多媒體數據文件名作為關系中元組某列(或屬性)；將每個元組作為一個完整文件保存；元組中存貯格式化數據以及非格式化數據的引用項，而非格式化數據單獨存貯.
對比這3種技術策略，第一種技術策略方法簡單、容易實現，適宜于對多媒體數據進行播放.第二、三種技術策略雖然能夠實現并發控制和恢復，以及實現對多媒體數據進行編輯和拮取的應用，但由于此兩種技術策略將每個元組所對應的空間目標的專業屬性和多媒體屬性混在一起，這既增大了應用程序設計的復雜性，又不利于那些只需使用空間目標的專業屬性的一些應用的實現.為此，我們認為，在第一種技術策略的基礎上，增加一個或多個屬性項，用于存放多媒體數據的文件信息和數據流信息，當我們需要對多媒體數據文件進行特殊應用時，可根據文件信息和數據流信息對多媒體數據文件進行操作.
1.2GIS區域分析中多媒體數據的生成
多媒體數據生成的另一種方式是在GIS應用中，邊統計、分析運算，邊生成結果數據——多媒體數據.
1.2.1空間分析中多媒體數據的生成空間分析是一組分析結果依賴于所分析對象的位置信息技術［3］，因此，空間分析要求獲得目標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、緩沖區分析和網絡分析等.
為了能更清楚地表示上述一些空間分析的結果，我們可用虛擬現實技術來實現.所謂虛擬現實［4］是一種由計算機生成的高級人機交互系統，即構成一個以視覺感受為主，也包括聽覺、觸覺、嗅覺的可感知環境，使用者通過專門的設備可在這個環境中實現觀察、觸摸、操作、檢測等試驗，有身臨其境之感.比如，可用虛擬技術來觀察地形分析或網絡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象的角度、距離以及光照等，使觀察對象隨使用者的操作而動態旋轉.此時以動畫形式顯示的媒體數據隨使用者的操作產生并顯示.
1.2.2統計分析中多媒體數據的生成統計分析就是用數理統計方法開展區域分析.數理統計方法主要有：統計特征值、研究兩種或多種地理現象之間的相關分析，通過一組實際觀測數據分析系統變量之間因果關系的回歸分析，以及主成分分析等.
為了更加形象化，我們可以將數理統計結果以直方圖、曲線、曲面或區劃圖表示，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，以增加系統的感染力，而表現這些現象的媒體數據是在統計分析之后由系統自動生成并播放的.
2GIS應用系統中多媒體功能的實現
在GIS應用軟件中進行多媒體功能實現，首先是受GIS應用軟件自身開發平臺的限制.多數情況下，GIS應用軟件的多媒體開發平臺宜選擇編程語言，如VC++，VB或BC++等，以利于和GIS應用軟件相結合.一旦多媒體開發環境確定下來，那么怎樣實現區域分析中多媒體功能
2.1空間數據庫中多媒體數據的播放
由前所述，空間數據庫中存貯的多是各期間的時空數據，這些數據的結構與MCI所能接受的多媒體文件格式RIFF(resourceinterchangefileformat)不同，所以應用程序不能直接調用MCI函數和API函數，必須根據時態GIS的空間數據庫結構，設計一個相應的動畫播放程序來實現動態顯示功能.
下面簡述動態顯示時態GIS中ti～tj狀態的算法步驟(0≤i≤j≤n，其中n為現在時態).(1)由基態開始檢索各索引差文件直到生成ti狀態信息.(2)顯示ti狀態信息.(3)根據ti差文件，擦除ti狀態有而ti+1狀態無的信息，顯示ti狀態無而ti+1狀態有的信息.(4)i+1i.(5)當i＜j時，轉(3)；否則結束.
如果用上述算法來實現動態顯示時空過程，還有很多細節需要設計.首先，在(1)步驟，從基態開始，逐級逐步檢索，每檢索到一個狀態差文件，就需根據差文件來生成該狀態信息，直到ti狀態處；其次，在(3)中，需要用到動畫技術，擦除前一狀態信息實質為恢復該處顯示內容，而顯示后一狀態信息之前，需保存后一處信息內容，再予以顯示新狀態信息.
2.2屬性數據庫中多媒體數據的應用
一般來說，多媒體數據主要應用于兩個方面：一個是簡單播放；另一個是對多媒體數據進行編輯和拮取.對于前者，只要使用MCI函數或API函數按屬性數據庫中其他屬性的要求進行播放；對于后者，這就要求程序員熟悉多媒體數據文件格式RIFF，根據多媒體數據的文件信息和數據流信息，通過調用多媒體文件輸入/輸出函數來實現多媒體的播放、編輯、拮取以及同步控制等操作.
3多媒體技術在GIS中的應用前景
(1)實現資源信息的科學管理，提供信息服務.GIS一改為用戶管理提供單一的圖表、數據信息形式，而在管理空間信息的同時，對圖形、圖象、視頻、聲音、動畫等形式的信息進行管理和播放，大大增加了信息的表現能力.(2)家庭教育和個人娛樂.將多媒體和GIS溶于一身，會豐富教育、娛樂軟件的內容及表現手段.比如有關地理、歷史等課程的教學軟件和娛樂軟件的設計.(3)銷售和演示信息系統.GIS和多媒體技術合為一體的這類系統會比以往的信息系統更具有表現力.比如房地產公司的銷售系統，既能表明所售住房的空間位置，又能從中檢索其住房環境及內部結構，而且可以動態地刪去當天已售出的房子，給出不同價格等；旅游導游系統，可以在為觀光游客制定導游路線時，就能對不同地方的景點產生身臨其境的感覺.
總之，將多媒體技術和GIS技術相結合，是計算機應用領域的一個發展方向，它會改變人們的工作、生活、思維方式，推動信息社會的前進.
參考文獻
1張祖勛.時態GIS數據結構的研討.測繪通報，1996,(1):19～21
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（1）代替傳統教學用圖。對于中學地理教學來說，地圖的作用是至關重要的，它是最為經常用到的教學工具，信息量比較大，且形象直觀。為了培養學生的地理能力，首要的就是要培養其學習地圖的能力，也就是說，要學會對地圖進行閱讀以及填繪和分析。傳統教學中，一般都是利用教學掛圖以及課本附圖還有復合投影片等形式對地理分布知識進行講授，雖然利用教學掛圖和投影儀能夠深化教學，可是在使用過程中會占用空間，容易損壞，而利用GIS技術自主制圖，能夠將教師的問題清晰反應出來，也不容易損壞。這樣制作出來的地圖，信息容量比較大，且精度比較高，表現形式具有豐富性，能夠進行動態顯示，容易對內容進行修改以及擴充，也能夠結合具體需求提供信息，另外，它還可以將分布圖以及信息數字進行結合，使學生具有量的概念。（2）可以進行空間查詢。利用這一技術能夠達到雙向查詢的效果。比如，在對我國省級行政區進行教學的過程中，教師可以利用動態閃爍的形式顯示行政區名稱以及簡稱還有位置和輪廓等，同時還要賦予其屬性，能夠隨時對其面積以及人口還有社會情況和經濟狀況等進行查詢。另外，這種可視化能夠提升學生自身的感性認識，將其學習興趣充分調動起來。（3）使知識教學更加豐富。GIS能夠對傳統觀念和認識加以改變，使教學與學生都能夠有全新心態對地理知識加以探索與學習，對學生思維理念加以培養，增加其個性化學生。教師在對研究課題進行確定以后，學生能夠利用GIS數據庫開展研究性學習，從多個方面對研究內容加以了解，對知識教學加以豐富，使學生學習能力和教師的教學水平得到提升。
三、在中學地理教學中對GIS使用的幾點建議
（1）對相關教育資源進行建設。從當前情況看，GIS技術成果一般都被用在商業中，在教學中的應用比較少，因此，要對中學地理教學過程中GIS技術的應用加以重視。對中學地理教育的相關軟件以及地理數據資料進行開發，對教師進行GIS知識培訓，是中學教師地理專業水平以及計算機操作水平得以提升。在對人才進行培養與培訓的時候，一定要和中學教學進行銜接，多開設GIS課程，對相關教材以及案例數據進行編寫與制作，使教師對學生的學習進行指導，教師要改變傳統單純教授知識的模式，而是要將教學過程變為提供以及加工地理信息并解決地理問題的一個過程。當前，由于計算機技術不斷發展，教師要對免費資源進行科學利用，利用自身知識進行修改并利用。各級中學也可以和相關院校進行交流，使GIS技術和資源實現共享。（2）對GIS教育加以普及。在中學地理教學過程中，應用GIS技術，就是要求學生在對計算機相關知識進行掌握之后，可以利用GIS技術針對相關數據加以操作和處理，之后能夠對實際問題進行解決。在當前社會中，GIS技術的作用越來越重要，因此，要確保這一技術在中學地理教學過程中得以普及。從當前情況看，我國很多地區的中學都設置了微機室，雖然在數量以及質量方面無法滿足學生的需求，可是學校只要進行認真規劃，合理進行利用，就能確保學生上機機會，使學生對GIS的基礎知識進行操作應用，保證GIS技術的普及。（3）對相關教育體系進行構建。不能在大學才開始進行GIS教育，要融入在中小學教育過程中。結合教學環境要分地區以及分層次和分級別對GIS教育在中學階段進行設置并逐步做好落實工作。要在教學過程中分成基本要求教學以及拓展教學和研究性教學，也可以根據課程設置的相關結構，將其分成必修課程和選修課程，構建一套完整的GIS系統。在中學地理教學過程中利用GIS技術，能夠使學生對地理學科有一種正確的學習態度，和地理的前沿科技動態進行接觸，堅持與時俱進的原則，為GIS人才以及地理學科人才和復合型人才的培養打下良好基礎。
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根據國家退耕還林有關政策，積極治理現有坡耕地，對25度以上的坡耕地實行有計劃地退耕還林還草，不但有利于中西部的環境保護，而且對調整農業結構、提高農民收入有積極意義。因此能否為各地、市、縣準確提供轄區內各種坡度的土地分布以及土地坡向情況，是能否客觀制定該區域農業規劃和退耕還林還草計劃的關鍵；然而傳統的手工圈繪和主觀的''''估計''''水份太多，實地丈量不但勞民傷財而且精度低下。
我區廣大的測繪工作者多年來為廣西的國民經濟建設做了大量前期性、基礎性的工作，他們測制的1：25萬、1：5萬、1：1萬的基本地形圖為解決這一難題提供了物資基礎；特別是近年來GIS（地理信息系統）技術的發展，使得這些可貴的資料在數字化處理之后日見增值，為準確、快速、低成本地獲取地表的各種統計數據提供可靠的依據。
廣西基礎地理信息中心在為區黨委、區政府制作的《廣西綜合區情地理信息系統（9202工程）》之西部大開發專題中，使用美國ESRI公司生產的GIS軟件――ARC/INFO軟件為東蘭、樂業縣制作了數字地面模型，進行三維地形表面分析和坡度量算統計，取得了準確客觀的成果。
2、工作流程
在ARC/INFO中，管理、組織、存儲數據最基本的單位是圖層（coverage），一個圖層相當于一個專題圖，包含了地物的空間位置信息和屬性信息。利用ARC/INFO進行土地坡度坡向高程的分布統計的工作流程如下：
1、利用國土資源調查結果，提取耕地信息，在ARC/INFO中生成耕地圖層，給不同耕地分類賦予不同的屬性；
2、獲取該地區的DEM數據（DEM即數字高程模型，就是在一個地區范圍內，用規則格網點的平面坐標（x,y）及其高程（z）描述地貌形態的數據集）；
3、分別生成坡度分布圖層、坡向分布圖層和高程帶分布圖層；
4、將耕地圖層與坡度圖層、坡向圖層、高程帶圖層分別疊加分析，得到耕地的坡度、坡向、高程屬性；
5、進行面積統計，疊加河流、行政區劃、道路、居民點等基礎地理信息生成專題圖。
3、坡度、坡向和高層帶分布圖生成
坡度、坡向、高程帶圖層利用ARC/INFO的TIN模塊，由DEM（數字高程模型）數據生成。
3.1DEM數據獲取：
目前常用的獲取DEM數據的方法有兩種：
用航天、航空遙感影像立體像對提取DEM；
用現有地形圖掃描數字化等高線，獲取高程數據生成DEM。
用航天、航空遙感圖像立體像對生成DEM，最大的優點是數據更新快，但購買影像費用高；用高程數據生成DEM，精度高于立體像對生成的DEM，但更新慢，周期長，僅對高程變化不大的地區適用。目前區測繪局具有的南寧市1：1000DEM數據由航空遙感影像立體像對生成；全區1：25萬、1：5萬DEM和部分地區的1：1萬DEM數據則由高程數據生成。
用ARC/INFO生成DEM的方法是：數字化地形圖，獲取高程數據，包括高程點、等高線、軟斷線（如邊界線等）、硬斷線（如河流、山脊、陡崖線等），生成TIN（不規則空間三角網，一種描述地形表面的方法），再由TIN內插成DEM。ARC/INFO軟件生成的TIN對點、軟斷線、硬斷線有不同的插值處理方法。根據筆者對ARC/INFO和國產軟件GEOTIN的對比試驗，ARC/INFO軟件生成的TIN在更大程度上擬合實際的地型，不足之處是加特征點的過程較為繁雜，生產時間較長。
3.2坡度圖、坡向圖、高層帶圖生成：
在ARC/INFO中，坡度、坡向是這樣計算的：DEM上每個格網點的坡度由相鄰8個格網點計算而成（圖1）。高程的最大變化率即為該部分表面的坡度。坡向為用于計算坡度的那條線的方向。
運用TIN模塊的分析功能可計算坡度、坡向和高程帶，使用命令的關鍵是建立好坡度、坡向、高程帶的分級定義查找表（LOOKUP-TABLE）。以坡度查找表為例，根據坡度分類的要求定義如下：
DEGREE-SLOPESLOPE-CODE2162153254905對應的坡度分類：(0°~2°)（2°~6°）（6°~15°）（15°~25°）（25°以上）
c="/Newspic/200881/1127448440.jpg"width=566border=0>
坡度查找表字段要嚴格定義如下：
4、圖層疊加：
GIS強大的分析任務之一是將獨立的特征類型合為一個新的特種類，代表了兩個輸入要素類的合并后的情況。圖層疊加，是將土地利用圖與坡度圖、坡向圖、高層分帶圖依次疊加，可研究它們之間的共同區域。運用OVERLAYEVENTS命令可進行疊加分析。
5、面積統計：
圖層疊加后，根據各種分類條件提取耕地，可得到耕地按坡度、坡向、高程帶的分布圖，利用ARC/INFO的面積計算功能進行面積統計。
精度情況：據清華大學人居環境研究中心黨安容等人研究，經國家測繪局驗收的1：25萬的數字地圖（高程精度為25米），在用于分縣土地坡度分級計算時，最小誤差是0.9%，最大誤差為4.9%[1]，適合省級農業部門制定宏觀規劃。如果利用即將完成的全區1：5萬DEM和已經完成的1：1萬DEM（西江流域），將得到更高的精度，適合縣一級及縣以下農業部門制定本縣、本鄉的部門農業規劃。
值得注意的是，在坡度較大的地區，平面面積與三維地形表面積相差較大，筆者利用1：25萬高程數據生成的DEM計算東蘭縣平面面積為2438平方公里（國土部門公布的數據：2434平方公里[2]），曲面面積為3437平方公里，平面面積與曲面面積相差較大。東蘭地處大石山區，山嶺綿延，河谷深切，地形起伏較大，利用ARC/INFO的表面積計算功能統計面積應該更為合理。
6、輸出專題圖：
對生成的各種分布圖按照需要疊加河流、行政區劃、道路、居民點等基礎地理信息生成專題圖輸出。筆者在《廣西綜合區情地理信息系統（9202工程）》之子系統建設中，利用WebGIS將退耕還林試點縣東蘭縣、樂業縣的坡度圖制成網絡電子地圖（圖3），可供局域網上瀏覽和查詢。
【參考文獻】
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1)測繪成果管理子系統測繪成果管理子系統是幫助測繪成果數據管理人員靈活、方便、快捷地管理及使用測繪成果數據，通過統一的界面操作不僅能夠實現對測繪成果數據的錄入、修改、刪除和提取等一般操作，還可以有效地查詢和統計測繪成果庫的數據信息。其管理的數據內容包括DLG，DEM，DOM，DRG(4D產品)等標準圖幅數據，零星圖、竣工圖等非標準圖幅數據，以及控制點測量數據。系統主要功能為數據的入庫、更新、刪除、檢索、瀏覽、提取，以及實現相關表、參數的配置。測繪成果管理系統將測繪成果數據按測繪任務和數據類型進行建庫管理，并提供方便、快捷、直觀的數據檢索提取功能，主要包括:測繪項目管理、測繪成果管理、測繪成果檢索、成果管理配置、控制測量成果管理等(如圖3所示)。圖3測繪成果管理子系統功能結構圖Fig．3Mappingresultsmanagementsubsystemfunctionalblockdiagram2)空間數據管理子系統空間數據管理系統基于流行的GIS平臺(ArcGIS)開發，是提供GIS數據瀏覽、數據檢索、元數據檢索、數據分析、制圖打印、DEM數據瀏覽等功能的數據管理平臺(如圖4所示)。圖4空間數據管理子系統功能結構圖Fig．4Spatialdatamanagementsubsystemfunctionalblockdiagram空間數據管理系統是整個系統中最核心的部分。它以空間數據庫為核心，實現數據質量檢查、數據轉換、數據入庫、數據整合、數據更新、數據瀏覽(包括歷史數據)、數據庫管理等系列數據管理功能;對發生在諸如接收來自生產體系的數據源，向用戶服務平臺、產品開發平臺提供成果數據，在數據庫管理等事件過程中的所有數據流轉和數據處理的操作進行統一管理;為前端用戶服務平臺的信息、數據分發、數據交換中的數據交接等環節提供數據保障和技術支持;為綜合利用的產品開發平臺提供數據資源，并支持對基礎空間數據庫進行數據挖掘和深層次開發應用;為數據生產體系提供原始數據的供應保障和成果數據的質量監理和入庫管理;為不同來源、不同格式的數據提供數據轉換功能。3)系統子系統數據系統通過ArcIMS構建GIS網絡，提供元數據目錄、目錄搜索、GIS數據和元數據獲取服務、地名詞典服務以及網絡制圖服務。可以定制ArcIMS服務，從GIS庫和測繪成果庫中提取相應數據快照，生成ArcXML文件，與客戶端進行交互，實現網絡GIS的數據瀏覽與元數據功能(如圖5所示)。4)系統配置子系統對于任何一個大型的信息系統來說，系統維護都是一個必不可少的方面，用于整個基礎地理信息系統的日常維護管理，需具有特定權限的系統管理員才能登錄和操作，整個系統包括用戶功能權限管理、符號管理、數據樹圖管理、系統參數管理等。系統維護的目的是保證整個系統正常而可靠地運行，并能使系統功能不斷得到改善和提高。本子系統功能結構如圖6所示。
3關鍵技術
3．1多源、多尺度數據的集成
地理空間數據具有不同比例尺、不同數據類型等特征，本系統通過建立統一的數據交換標準來約束并規范已有的各類地理信息系統以達到空間數據共享、降低數據維護成本，以及保證數據獲取、更新、建庫、產品制作、分發服務以及質量控制等過程的科學性和高效率。采用對象－關系數據庫(如Oracle)結合空間數據引擎技術(SDE)對空間數據進行分類組織、分級存儲，形成了一個空間數據的金字塔結構，并建立多源、多尺度空間數據之間的幾何關聯關系，實現空間數據的無縫拼接與漫游。
3．2元數據技術
元數據庫是對基礎地理信息資源的描述，是鎮江市基礎地理信息管理與服務系統數據庫之間溝通的紐帶，主要負責在數據流轉的各個環節中對數據進行處理、整合等操作所產生的信息進行管理。結合建庫的實際需求，本系統的元數據分為“標準元數據”(或者基本元數據)和“成長元數據”(或者擴展元數據)。元數據對海量數據的管理起著至關重要的作用，它的實現為滿足社會各行業用戶對各類空間地理數據的需求提供了高效、可靠的手段，同時為實現網絡環境下空間數據共享提供了技術支持。
3．3數據更新與歷史數據管理
數據更新是一個繁雜的過程，必須有效地處理好現勢數據和歷史數據之間的關系，以及數據更新時的并行和沖突問題。本系統建立了完善的數據更新機制，實現了圖幅級和要素級兩種數據更新模式。另外，采用數據庫增量模式、版本技術和數據庫遷移技術來管理多個時期的歷史數據，保證了基礎地理信息數據庫的現勢性、完整性和準確性。
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隨著電子技術、計算機技術及現代測繪技術的發展，GPS技術給傳統的大地測量技術帶來了革命性的變化。數字攝影測量技術使傳統的航測技術產生了根本的變革。以GIS、GPS、RS為代表的3S的技術給測繪業帶來了前所未有的機遇和挑戰。國家測繪局以發展數字化測繪技術為起點，以推廣3S技術應用為龍頭，先后在四川、北京、黑龍江、陜西、湖北、廣東、海南等地建立七個數字化測繪技術生產示范基地，并將發展地理信息產業確定為測繪行業的發展方向和歸宿，1995年底，國家基礎地理信息中心正式成立，同時在原來技術工作的基礎上，開始籌建國家基礎地理信息系統。
**地區的GIS技術應用屬全國較早的省份之一，北海市規劃局、北海市土地局、南寧市土地局、柳州市規劃局等均已建立或正在建設自己的地理信息系統。在測繪系統，3S技術應用起步雖然較晚，但經過各方面的共同努力，進步很快。以**測繪局為代表的數字化測繪生產技術已基本形成生產規模，GPS應用技術已比較成熟，**綜合區情地理信息系統建設工作進展順利，其它專題GIS技術開發與應用正在起步，數字攝影測量技術將在今后幾年的1：5萬、1：1萬地形圖更新建庫工作中得到廣泛應用。
測繪技術的發展，給測繪管理工作提出了新的課題。測繪行業管理、技術管理、生產管理、測繪產品（成果、資料）管理及對外提供服務等，無論從哪方面來說，傳統的管理方法均不能滿足現代技術發展的需要。形勢的發展對基礎地理信息提出了迫切要求。利用計算機技術、網絡技術、辦公自動化技術及GIS技術，建設**基礎地理信息系統，必須提到議事日程。本文就有關問題提出作者的初步見解，以期拋磚引玉，引起討論，推動此項工作的健康而又快速地發展。
二、**基礎地理信息系統的構成
一個省級的基礎地理信息系統不是簡單的計算機軟硬件系統，而是基礎測繪管理工作的重要內容，必須有相應的行政管理體系與技術標準體系與之配套。因此，**基礎地理信息系統主要由計算機硬件及網絡環境、軟件環境、技術標準體系、管理體系、數據庫等構成。
2.1計算機硬件及網絡環境
**基礎地理信息系統將以**基礎地理信息中心作為網絡中心，其它各測繪院、機關、測繪管理處、質量檢查站等為網絡節點，構成一個C/S網絡結構。硬件以微機為主，網絡中心使用部分服務器及工作站，設備包括繪圖儀、掃描儀、打印機、光盤機、磁帶機、數字化儀等。
2.2軟件環境
系統軟件采用技術成熟、應用廣泛的軟件，如UNIX、WINDOS95、WINDOWSNT及數據庫管理軟件。基礎軟件平臺應選擇國產軟件，這對于將來的應用開發、數據安全及促進我國地理信息產業的發展均具有重要意義；在目前國產軟件暫時不能滿足要求的情況下，可先使用成熟的商業軟件（如ARC/INFO,GENAMAP等），但需要保證數據將來能移植到國產軟件平臺。應用軟件（數據采集、數據處理軟件、圖形圖像處理等）宜采用成熟的國產化軟件，如武漢測繪科技大學的數字攝影測量系統Virtuozo及測量平差軟件包、中國測繪科學研究院的微機數字攝影測量系統、國產矢量化軟件GEOSCAN、MAPVECTOR等；部分應用軟件自己開發，但要避免低水平的重復開發現象。
2.3技術標準體系
系統應具有統一完整的技術體系，如數據采集標準、數據交換標準、數據建庫標準、數據質量檢查與控制標準、數據更新標準、數據使用標準等。技術標準應采用相應的國家標準和行業標準，當沒有國標和行標時，可按國標和行標的建標指導原則建立自己的標準。此外，還應有一批訓練有素的技術干部作為系統的支撐。
2.4管理體系
嚴格地說，**基礎地理信息系統是為滿足現代基礎測繪管理需要而建立的一套現代化的測繪管理系統，因此必須根據現代計算機網絡及辦公自動化的特點，建立一套新的管理體系，包括測繪行業管理、生產管理、質量管理、技術管理、成果管理、數據安全管理、數據版權管理等。
2.5數據庫
數據庫是系統的核心。**基礎地理信息系統的數據庫部分包括：
管理數據庫：行政辦公、人事檔案管理、財務管理、測繪行業管理、質量監督管理、測繪生產管理、技術管理等數據。
技術數據庫：所有的技術標準、設計書、技術文檔說明等。
1/25萬數據庫：是全國1/25萬數據庫的分庫，包括地形、地名、數字高程模型、景觀影象四個部分。
1/5萬數據庫。
1/1萬數據庫及基礎數字地面高程模型。
1/5千數據庫（重點地區）。
數字正射影像庫。
大地測量成果數據庫。
地名數據庫。
境界數據庫：包括國界、省界、地區界、市界、縣界、鄉界、村界、屯界等。
其它專題數據庫：如綜合區情地理信息系統(9202)專題等。
三、**基礎地理信息系統的建設方針
**基礎地理信息系統的建設擬本著“總體設計、急用優先、重點優先、成熟優先、分步實施”的方針，綜合利用地理信息系統（GIS）技術、辦公信息系統（OIS）技術、計算機網絡技術以及多媒體技術等技術手段，進行系統建設。同時，系統的建設要高起點并切合實際，以保證系統有較長的生命周期及良好的可擴展性。因此，該系統建設強調以下三個原則：
3.1實用性
確立以滿足現代測繪管理工作為主要目標的思路。從實際出發，以解決實際應用問題為主，這樣容易見效益，也使得系統自身能獲得滾動發展和不斷完善、擴充、更新的能力。
3.2先進性
當前，國內外地理信息系統技術應用已取得了一定的經驗，因此，本系統的建設在技術方案、系統設計、運行管理等方面應具有一定的先進性，系統的開發建設應采用軟件工程學所倡導的開發模式及最新的理論、技術和方法，系統的設計應采用可視化技術、數據流與控制流集成化、軟件功能部件化等最新分析設計方法，同時，考慮到系統的發展完善，系統的軟硬件配置將具有一定時期的先進性；另外對系統的運行管理要有較高的要求，以保證系統具有一定的先進性和較長的生命周期。
3.3可擴展性
根據客觀情況，**基礎地理信息系統的建設將是一個不斷完善、逐步提高的長期發展過程，這樣就要求系統具有較強的可擴展性。
事實上，**基礎地理信息系統的建設已經有了一定的基礎：**測繪局全局的數字化測繪生產已基本形成規模，計算機的使用已比較普遍，局屬各單位基本上都建立了自己的局域網，各級領導對此已有一定的認識，1996年成立的**基礎地理信息中心已經從整體上考慮這方面的有關問題。只要領導重視，各方面共同努力，此項工作會取得較快的進展。
四、須重點考慮的幾個問題
**基礎地理信息系統的建設，在技術方面已基本成熟，只要遵循上述提出的“總體設計、急用優先、重點優先、成熟優先、分步實施”的建設方針，系統建設工作可順利開展。在實施過程中，須重點考慮如下幾個主要問題：
4.1經費投入問題
系統建設需要大量的經費投入。一方面，**基礎地理信息系統屬于基礎測繪項目，部分經費可從基礎測繪經費中投入。另一方面，系統建設工作屬科研項目，應投入部分科研經費。部分專題數據庫建庫經費可從專題經費中解決（如9202工程）。類似如地名數據庫、境界數據庫這樣的專題建設費用可聯合其它有關部門共同解決。
4.2管理問題
現代技術發展給測繪管理工作提出的挑戰是不可避免的，與其被動地接受，不如主動地迎接。**基礎地理信息系統的建設，必定給測繪局乃至測繪系統的行政管理、生產、質量管理、測繪成果管理等帶來重大變化。如測繪成果提供方式由現在的模擬產品方式向數字化產品方式過渡，再如數字攝影測量技術將使現在航測生產方法徹底改變，在相當長的一段時期內，模擬測繪產品與數字化測繪產品并存等等，其中有一系列問題需要研究和探討。
4.3人才問題
技術的發展和應用離不開高素質的技術人才。測繪行業過去一段時期人才流失比較嚴重。新技術的發展與應用一方面可鍛煉和培養人才，另一方面可吸引人才，給技術人才以用武之地。
4.4數據版權問題
模擬的測繪產品版權問題較好解決。受法律不健全、法制觀念淡薄等客觀條件的影響，數字化測繪產品的版權問題亟待解決，因為數字化產品一經提供，可以輕而易舉地進行復制。要解決這個問題，除了法律外，還需要制定一系列的管理規章制度，如“權威數據審查制度”，當項目設計者提交設計成果時，同時應提交所使用的基礎數據的來源證明，以限制數據的非法使用。
4.5數據更新與數據版本管理問題
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1.2在移動通信網絡中的定位應用。地理信息技術遍布于全球的衛星是獲取信息的保障，而這些衛星能夠提供全球任何一個地區的所有地理信息數據，所以，簡單的經度與緯度的定位，對于地理信息技術而言是比較容易操作的，而且定位數據十分精準。將這項技術與通信網絡相互融合，人們就能夠對自己的位置進行快速定位，在此基礎上汽車導航和路線檢索也就可以順利實現了。
1.3在移動通信網絡中的定量分析應用。利用地理信息技術的模擬預測的作用和專題數字地圖與相關的參數數據進行結合，可以對網絡的整體進行定量的總體分析，了解掌握網絡基本的情況。
1.4在移動通信網絡中的智能診斷應用。結合對移動通信網絡的檢測數據和地理信息技術的定量化分析的作用，可以了解網絡本身的情況和它在運行過程中出現的問題，從而對網絡進行規劃和優化。
2基于地理信息技術在移動通信網絡中的規劃和優化
對于地理信息技術在移動通信網絡的規劃和優化，主要考慮的是移動通信網絡的質量和容量問題，因為這個兩個問題直接對運行效率和效益產生巨大的影響。由于網絡環境的復雜性和多變性等特點，網絡的規劃和優化工作對網絡運營商而言，是重要的工作內容之一。網絡規劃主要是根據網絡發展的趨勢和在未來怎么發展做出預測，為以后建設網絡打下堅實的基礎；網絡優化主要是提高網絡整體的運營效率效益，滿足不同用戶之間的需求。
2.1人機交互接口-地圖調用。地圖調用在傳統的基礎上加以發展運用，形成了智能化的專題數字地圖的查詢顯示。我們不僅可以查詢地理位置的地形、道路、分布特低等，還可以快捷的查出地表覆蓋率、海拔的高度、地理的經緯度等，可根據自己的需求顯示出結果。這樣就使我們更加詳細的了解地理環境特點。
2.2網絡的規劃。利用地理信息技術在移動通信網絡中的綜合運用，得出綜合結果，經過精確的計算，可以計算出周圍環境網絡信號的強弱程度，用來對整個進行科學合理的規劃，不僅如此還可以幫助工作人員調整基站，為科學的選擇基站提供決策依據。
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地下通信工程平時少數人員維護，戰時首長機關進駐。其備戰工程的性質，決定了工程內部的設備平時動用少，戰時任務重。根據設備性能參數及維護使用的實際情況，地下通信工程內部電力負荷有以下特性。
（1）通信與指揮自動化負荷。通信與指揮自動化設備所需的－48V直流電，由380V交流電整流變換而來。由于通信類電子設備基本屬于電感（容）性，經過高頻整流開關整流器，反映到供電端的電壓與電流成非線性關系，電流相位滯后或提前于電壓相位，會釋放或吸收無功能量。同時由于各類通信電源的變頻特性，會對供配電系統產生一定的諧波污染。
（2）動力負荷。電動門、風機和水泵等動力設備均由電機驅動，由于交流電機的性能穩定可靠性更高，因此國防工程內部多為交流籠型電機，直接由380V／220V的工頻電驅動。交流籠型電機最大的特性就是電壓與電流成非線性關系，且電流相位滯后電壓相位，需要從電源吸收感性無功功率，屬于電感流負荷。
（3）照明負荷。照明系統中的白熾燈屬于電阻流負荷，功率因素為1，電壓與電流成線性關系，且同相位，不會對供電端的電壓和電流相位造成影響。熒光燈、管形氙燈、高壓鈉燈等屬于電感（容）流負荷，電壓與電流成非線性關系，且不同相位，會釋放或吸收無功能量，影響供電端的電壓和電流。
（4）其它電力負荷。主要有內部人員的生活用電，包括熱水器、電磁爐等；還有部分醫療設備的用電。由于用電容量小，對供電端的電壓和電流影響不大。
3電力負荷計算方法
電力負荷的變化受多種因素影響，工程中沒有普遍適用的公式，而是根據不同的場所和設備，采用符合要求的計算方法。地下通信工程電力負荷屬于建筑用電的一種，通常采用的計算方法有利用系數法、二項式法、需用系數［2］。（1）利用系數法是以平均負荷為基礎，利用概率論分析出最大負荷與平均負荷的關系。其方法是通過利用系數Kl求出最大負荷的平均功率，再根據設備實際運行中的功率情況，乘以與有效臺數有關的最大系數Km得出計算負荷。利用系數法是以數理統計為依據，要確定的系數多，計算步驟復雜［3］。在以往的地下通信工程建設使用中，沒有相關的數據積累，難以確定利用系數Kl與最大系數Km，因此當前的負荷計算多不采用。
（2）二項式法是考慮用電設備數量和大容量設備對計算負荷影響的經驗公式，二項式法中計算負荷由兩個分量組成，一個分量是設備組平均負荷，另一個分量是x臺大容量設備工作造成的附加負荷。二項式法過分突出了大型設備對電力負荷的影響，使得計算結果往往偏大，僅適用于機械加工業，局限性大，與地下通信工程內部負荷情況相差較大，使用起來比較困難。
（3）需用系數法不考慮大容量用電設備最大負荷造成的負荷波動，是在對用電設備測量與統計的基礎上，給出各類負荷的需用系數和同時系數，然后把設備功率乘以需用系數和同時系數，直接求出計算負荷。地下通信工程供電系統設計的基本依據是用電設備的安裝容量，由于運行的設備不可能都滿負荷，因此在計算地下通信工程負荷時普遍采用需用系數法。采用需用系數法計算負荷時，由于工程內很多設備都是主備用配套，且主用與備用只有一套運轉，因此具體計算時以主用設備容量為依據，同時系數為1。步驟是先將性質不同的用電設備分組，在分組的基礎上進行多組的總負荷計算。計算公式如下。
4電力負荷計算實例
下面以某地下通信工程的用電設備數據為依據，采取需用系數法進行電力負荷計算。將工程內的用電設備按性質相同、需用系數相近的原則分類，然后依照公式進行各類用電設備的負荷計算。具體數據如表1所示。在用電設備負荷計算的基礎上，對各類負荷進行分類匯總，結果如表2所示。
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一、美、英、中三國有關高校實施校園一卡通的概況
美國Florida大學于1996年夏天首先推出校園智能卡，同時也是首所通過校園卡為學生發放獎貸學金、助學金的學校，該卡可用于查閱資料、購買圖書、在娛樂廳、洗衣房、游泳池、快餐廳等收費場所消費，信息反饋顯示，不僅教職工和學生對新卡的功能非常滿意，而且明顯提高了管理效率。英國各院校也對“一卡通”表現出濃厚的興趣，并積極籌備實施。ThamesValley大學于1997年9月最先實施，Exeter大學和York大學在Modex公司的技術支持下，開始試運行“一卡通系統”。這時的校園卡被賦予新的內涵，卡上包含學生的姓名、照片、學號，可用作圖書證、門禁檢驗、選舉卡、消費卡。持Modex卡的學生家長還可通過電話為其子女的卡上加款。隨著校園卡功能全球化、社會化，未來的校園卡不再隨著學生生涯的結束被注銷，而將伴隨使用者一生，其內涵與外延的拓展更是意義深遠。
在我國，隨著科學技術的發展與推廣，“一卡通”也開始在許多領域得到應用，尤其在高校，校園一卡通的建設逐步得到重視。目前，北京大學、中國科技大學、首都師范大學、北京第二外國語大學、北京廣播大學、上海交通大學、湖南湘潭大學等高校近年來均已推出特色各異的“一卡通”。中山大學于2002年9月在中山大學本部推出“牡丹———中山大學聯名卡”為學生省卻了許多麻煩，其功能從銀行、郵局到自助轉賬圈存和財務結算；從餐廳、超市、小賣部到上機上網、圖書借閱和醫院就診；從通道、門禁出入到宿舍考勤和保安巡邏，共涉及12個分系統，是目前國內“一卡通”應用項目最多的系統。
二、校園一卡通系統的技術特點與功能
目前IC卡應用系統的日漸成熟為校園一卡通系統的建立提供了技術保障，校園內實現一卡通管理已成為校園管理發展的必然趨勢。然而，由于技術更新速度加快，市場上存在著多種規格與技術的管理卡。學校內各部門根據自己的需求，分別建立本系統的管理卡應用系統，由于其采取的技術與規格不統一，造成了各種校園卡應用系統無法兼容的問題，為學校的統一管理帶來了很大困難。為此需要從系統的角度對校園一卡通進行整體設計。
校園一卡通信息管理系統是針對各類學校的綜合管理而設計開發的。該系統綜合先進的IC卡技術及網絡通訊技術，使一卡通管理得以實現，從而滿足學校不同管理層次的需求，解決各種規格管理卡的兼容問題。
校園IC卡一卡通信息管理系統的特點是利用高科技產品———非接觸式IC卡作為載體，結合電子技術、非接觸IC卡技術、單片機技術、計算機網絡技術及數據庫技術等諸多高新科技，在校園網中起著通行橋梁的作用，通過與其它各個管理系統模塊的信息連接，將整個校園網有機、高效地帶動起來，使得校園各個方面的工作因IC卡的高效、簡便而更加順利。
校園IC卡管理系統的基本職能包括身份驗證、代幣和信息管道等，各個職能的實現建立在辦公自動化和校園管理系統、圖書館管理系統、學籍注冊管理系統、財務管理系統等的基礎之上。IC卡的身份驗證職能建立在教師、學生檔案的基礎上；代幣職能建立在財務管理及其相關系統的基礎上；信息管理的職能建立在校園管理系統、圖書館管理系統、教務系統、物資管理系統的基礎上。由上述各個系統提供基礎數據和內容，然后形成對某個人的全方位綜合信息的了解。根據一般高校的特點，校園卡設計為人像證卡、條碼卡、IC卡“三合一”的組合卡，卡基材料選用PVC材料，美觀、大方、耐用。該校園卡可代替學校目前使用的學生證、工作證、身份證、借書證、醫療證、會員證、餐卡、存折、體育設施使用卡、計算機房上機卡、信道出入證件等，教師、學生只要帶一張卡即可在校內食堂、娛樂廳、洗浴中心、洗衣房、游泳池、商店等收費場所消費，可去圖書館查閱資料、借閱書籍，可去機房上機，去校醫院看病，去復印室復印資料，去總務處領用財物等，從根本上實現“一卡在手，走遍校園”的設想。同時，校園IC卡還可帶動校內各單位、各部門的電腦化管理，通過校園信息網，逐步將各處的電腦聯成一個比較大的數據網，實現全校各類數據的統一性和規范性，從而提高學校的現代化管理水平和學生學習的積極性、主動性。
三、校園一卡通對高校財務管理的影響
學校財務管理涉及全校日常活動的各個環節，與廣大教職員工和學生的切身利益息息相關，校園卡的廣泛使用，必然也會給高校的財務管理工作帶來新的變化。校園卡對財務工作的影響主要體現在財務信息的輸入、財務信息內部處理、財務信息的輸出以及閑散資金管理這幾個方面。
1.規范信息來源的格式，提高信息錄入的質量，使財務核算與其他部門聯系更緊密，所需要的各種數據取得更及時。比如說，學費管理系統、學生獎貸助系統需要由教務處、研究生院、成教學院等部門提供學生基本信息；工資管理系統需要由人事、水電、房產等部門提供職工的各種信息。使用校園卡后，各個部門的管理系統的數據編碼都會遵循統一的格式，使信息能夠共享，部門之間的數據交換也會變得更加容易。
2.改進財務管理方式，提高財務管理效率。一卡通包括金融卡部分，每個校園卡的用戶都將擁有自己的個人銀行賬戶，學費的收繳就可以方便地由傳統的學生交現金方式轉變為銀行代扣的方式。銀行代扣即由銀行按照每個學生的應交金額從其個人賬戶扣交學費，劃入學校指定的賬戶，然后將已扣交學費的學生信息通知學校財務處，這種方式提高了學費收取的效率。職工工資的發放、學生獎學金、貸款、助學金等的發放也可以直接劃入個人賬戶，免除了發放現金的煩瑣。校園卡中的電子錢包方便了學生交納重修費，補交學費等小額的零星交費，減少了現金的流動。以上事例表明，就財務信息的內部處理而言，校園卡的使用將改變財務處某些事務的處理方式，提高財務管理的效率。
3.促進財務信息化建設，改善財務服務的質量。校園卡的使用對財務信息化建設影響較大，為滿足校園卡應用的需求，需要對已有的財務信息的輸入、輸出以及內部的數據格式做必要的修改，以方便與其他單位的管理信息系統進行數據交換，如學費管理系統和學籍管理系統的數據交換等。財務信息具有高度的機密性，僅靠輸入用戶代碼和口令來確認用戶的合法性是不夠的。校園卡的身份認證和在校園卡中保存的相關財務信息，可以為用戶提供一種可靠的身份、權限范圍的認證，從而大大提高財務信息查詢系統的安全性，為全面建設和實施“基于校園網的財務信息綜合查詢系統”提供了新的安全保障，促進了查詢系統的建設，而該系統的使用，可以大大改善財務服務的質量。
4.規范全校收費管理工作，杜絕小金庫。校園卡的電子支付功能，使校園內的現金流量大大減少，校內的一些有償服務機構不再收取現金，而是將所得收
入都直接劃轉到相應的財務賬戶之中。這樣一來，在規范了校內收費管理的同時，還減少了經辦人員挪用公款的行為，也使各個服務機構的收入全部透明，杜絕了收入不入賬、賬外循環的部門“小金庫”現象。校園卡帶來的校園消費的變化，可以將所有提供有償服務機構的賬戶資金集中起來，有利于學校調度這些閑散資金，改善學校資金運作能力，提高資金使用收益。
5.緩解惡意拖欠學宿費問題，及時收回資金。學宿費難以收回是部分高校目前面臨的問題之一。隨著高校近年來的擴招，在校人數高達數萬，難免有部分學生鉆空子，惡意不交學宿費，或者無人催交就干脆不交。通過嚴格的學生基本情況調查（對貧困生和臨時特殊原因不能按時交費的學生可以減免或緩交，不屬于“惡意”范圍）以及校園卡的網絡信息功能，針對惡意不交學宿費的學生，控制好該卡每學年投入使用的第一關，不交學費就無法進行學籍注冊、成績登錄以及其他活動。通過“被動方式”提高學生的主動性，確保學校能夠及時收回資金，減輕高校經費不足的壓力。
當然，我們應該學會用辯證的觀點看問題，任何新事物的產生都可能帶來正反兩個方面的影響，校園一卡通也不例外。使用一卡通對財務管理來說，主要產生兩方面的問題：一是一卡通在操作上高度電子化，不論是資金的流入還是流出，只需在相關的電子設備上刷卡輸入數據即可完成，因而不能留下字面財務證據。二是輸入信息一旦有誤，則更改手續很復雜，可能會牽涉到校內很多部門甚至是外部銀行。最小化這兩個方面的問題，對我們高校的財會人員提出了高要求：工作一絲不茍、認真負責的態度，有一定的計算機操作能力以及專業素質強是財會人員必須具備的。
總的來說，校園一卡通的不利影響可以克服，而其對財務管理帶來的正面影響更是我們所關注的。“一卡通”對理順高校財務關系，強化財務管理，實現高校財務管理現代化，財務信息實時化，實現服務的高效率和優質化，有效解決辦事手續繁雜和效率低下的局面所提供的支持是不言而喻的，規范化的管理、優質的服務，推進高校財務管理一體化系統逐步完善，從而使高校財務管理水平跨上新臺階。
四、建設校園一卡通可能產生的問題及對策
任何新生事物的出現都不是一帆風順的，在國內電子信息系統尚不健全的情況下，校園一卡通的推行之路并不平坦。校園一卡通的推行有賴于學校與銀行、電信部門之間的合作，而且利益如何分配，尚無定論。同時，它必然會導致學校內部舊有的儲蓄所等部門面臨“下課”，人員的安置成為不容忽視的問題。為此需普及相關知識，防范可能出現的新問題。
1.高校籌備實施校園一卡通，應與銀行合作。一卡通是電子貨幣的一種，與國家金融有著密切聯系，他們在實踐中已積累了一定的經驗，對校園一卡通的籌建，可起指導作用。
2.應注意安全和保密。校園一卡通由于是采用電子信息管理，不可能排除一些高技術人員可能進入你的賬號，竊取你的密碼。因此，安全問題不容忽略。當然，校園一卡通的推行還有賴于電子信息系統的健全和安全網的建立。
3.推廣校園一卡通是一項復雜的系統工程，需進行全面的論證和周密的設計。高頻次使用的卡與低頻次使用的卡混為一談，在技術路線上很難做到最優化。通常，學生使用最頻繁的卡是就餐卡，平均每餐要用一到三次，一天要用五次以上，一年超過千次。而借書證平均一年用五次左右，醫療證平均一年使用兩次以上，學籍注冊和選課則是每學期一次。所以，它們之間的使用頻次和使用的環境都相差懸殊，在技術上合為一張卡雖可做到，但不合理，非最優化設計。而且校園卡在校園內的使用往往針對不同的管理部門，尤其是后勤社會化之后，還會面對不同的法人單位。
4.現有的財務信息系統面臨挑戰，財務信息化建設需加強。校園卡的使用對財務信息化建設影響較大，為滿足校園卡應用的要求，需要對已有的財務信息的輸入、輸出以及內部的數據格式做必要的修改，以方便與其他單位的管理信息系統進行數據交換，如學費管理系統和學籍管理系統的數據交換等。
概言之，校園一卡通是信息時代高校的必然產物，尤其是在網絡技術迅猛發展之時，這種有著良好的經濟效益和社會效益的電子信息產品必將迎來更為廣闊的發展前景。應當相信，隨著我國信用機制的逐步建立，電子信息系統日趨健全和電子科技的迅猛發展，校園一卡通所面臨的問題將迎刃而解，其安全性能也必然會大大增強。對于擴招導致的學生人數大幅增長，以及對學校原有管理模式提出的挑戰，高校率先使用校園一卡通則是提高工作效率，降低管理成本，提高管理水平的明智選擇。
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關鍵詞 院電力載波通信；多徑延遲；OFDM
中圖分類號院TM76 文獻標識碼院A 文章編號院1006-4311（2015）27-0225-03
0 引言
電力線高速數據通信技術，簡稱PLC （Power LineCommunication 或PLT（Power Line T elecommunication），是一種利用中、低壓配電網作為通信介質，實現數據、話音、圖像等綜合業務傳輸的通信技術[1]。隨著對PLC 傳輸速率要求的進一步提高，帶寬的有限性導致基于擴頻技術的電力線通信進一步發展受到制約，而正交頻分復用技術OFDM 以其抗衰落能力強、頻帶利用率高等優勢，被電力線高速通信所采用。OFDM 具有使用相對較多的窄帶子載波，簡單的矩形脈沖成型和頻域上子載波排列緊密等基本特征。其頻譜為多個相互正交的形狀為Sa 函數的子載波相疊加，避免了碼間干擾和子載波間干擾。FFT 和IFFT 技術的快速發展使OFDM 更加易于實現，而且子載波數越多越能體現OFDM 的優越性[2]。
1 低壓電力線通信的多徑干擾問題
1.1 電力線多徑干擾原因
多徑干擾產生原因是連接在低壓電力線上的眾多用戶，實時在進行電器的插拔操作，導致電源線路狀況不斷變化，造成線路阻抗不匹配，發送的信號會經過不同的反射路徑到達接收端，多路接收信號在接收端進行合并形成多徑干擾，當多條路徑的信號傳輸時延過大時會造成頻率選擇性衰落，從而引起碼間干擾。
1.2 電力線多徑信道建模
由于低壓電力網每天會接收到各種各樣設備的連接，其電網的負載一定不是固定的，在這種情況下，很容易造成信號的反射，使發送的信息多條經過不同的路徑到達接收點。由于信號在每條路徑上經歷的時間不同，多條路徑上的信號在接收端進行疊加形成干擾，即多徑干擾[3]。當最早到達的信號與最晚到達的信號時間差較小時，這種干擾對系統的影響可以忽略，反之，如果時間差較大，這種干擾就會對系統造成嚴重的影響。現有的較為典型的電力線信道模型分別由Philipps 和Zimmermann and Dostcrt 提出。
1.2.1 Holger Philipps 模型
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1.前言
隨著互聯網及社會經濟的發展，GIS專業已經逐步發展到GIS產業，西南石油大學在2003年開設了地理信息系統本科專業，歷經12年4屆畢業生的不斷發展和建設，我校的GIS專業秉承“卓越工程師教育培養計劃”目標，已逐步形成了具有石油類院校特色專業培養目標和辦學模式，同時基于新世紀新形勢下油氣勘探及大數據大發展背景下，培養具有創新精神的應用型GIS人才。
目前石油院校具有石油特色的GIS專業的總量較少、開設時間較晚，難以適應大數據時展的需求。基于以上現實，本文以西南石油大學地理信息科學專業為例，對與大數據時代背景下石油類高校的GIS本科專業建設提出一些思路:“堅持地球科學作為認識論基礎，計算機科學作為系統論基礎，“大地學”作為專業論基礎。”
2.大數據時代背景及GIS專業現狀
2.1大數據時代背景
大數據時代術語最早是由全球知名資訊公司麥肯錫提出的，在我們目前日常生活中，無不充斥著大數據的身影，尤其是當前“互聯網+”浪潮，更加推動大數據時代在各行業領域的擴展。而在GIS行業中，多年來一直提到和追捧的海量數據也慢慢過渡到大數據，在此基礎上，大數據時代給GIS行業乃至產業的發展帶來了更多機遇。
2.2石油大學GIS專業建設現狀
到目前為止，我國約有220余所高校開設了地理信息科學本科專業，四川省大概有12所高校開設GIS本科專業，在開設GIS專業的高校中，主要依托學校自身的優勢專業或國家重點學科，包括地質學科，測繪學科、計算機學科、石油工程及天然氣學科和其他應用行業學科等。
以目前我校GIS專業建設為例，地理信息科學專業設置在地質工程和油氣地質專業領域，在長期的培養方案中，已經慢慢形成“數字油田”本科方向，主要適應“三桶油”對GIS專業的需求，但是隨著地理信息逐漸形成產業以及石油行業受政策影響波動較大的影響下，現行的培養模式不能很好滿足社會對GIS專業的需求。
3.石油類院校GIS專業建設思路
3.1根據社會需求導向優化培養學生方向
柳林等在對多部門人才進行詳細調研和分析的基礎上，將目前的GIS人才分為五類：分別是技術型崗位人才、操作性崗位人才、應用型崗位人才、科研型崗位人才和復合型崗位人才。根據我校的實際情況，將學生方向分為以下不同崗位：GIS應用開發工程師、GIS數據處理工程師、GIS技術服務工程師，這三大方向也符合教育部對“卓越工程師教育培養計劃”的要求。
3.2立足傳統3S實習，加強野外地質實習基地信息化建設
3S實習是地理信息系統專業傳統的實習內容，可采取與相關社會行業相結合的方式展開，如可以安排學生在相關國土測繪部門實習，培養學生學會使用各種測繪測量儀器以及相關的專業軟件來采集、處理測繪遙感數據。野外地質實習基地信息化實踐教學輔助平臺，引入GIS技術，結合目前我校地科院的油氣地質虛擬仿真實驗室，改革現有的傳統實踐教學模式、實現對野外地質實習過程的網絡管理、虛擬實習的全部過程，輔助學生探索性實習以及相關信息的實時采集。
3.3課程教學與專業第二課堂有機結合
堅持把第二課堂的實習、競賽、實訓等生產實際與第一課堂的專業教育結合起來。推進各類專業競賽的實踐教學，鼓勵專業教師帶領學生參加各個類別的專業技能競賽，包括全國大學生GIS技能大賽、ESRI杯中國大學生GIS軟件開發競賽、Supermap杯全國GIS開發大賽，通過競賽參與，培養學生解決實際問題的能力，提高學生的專業素質。
3.4加強產學研一體化建設，提升教師自身修養
堅持服務于地方社會的原則， 加強GIS專業與地方政府、企事業單位的合作，鼓勵專業課教師承接各項產學研服務項目，教研室組織教師對項目中的難點進行攻關，提煉實際項目中的科學問題，推動科學問題的研究；鼓勵學生尤其高年級同學積極參與各類項目，提高學生的專業水平；對于具有廣泛應用前景的項目，鼓勵教師進行技術推廣，并在適當時機進行技術孵化，形成以研促學、以研促產的產學研一體化建設。
4.總結
截止2013年，全國從事地理信息產業單位已達2.3萬家之多，從業人員超過40萬人，產值達到2600億元。伴隨著GIS產業的快速發展，GIS專業必須通過不斷的自身改革和調整來應對產業的需求。西南石油大學GIS專業在目前現有本科培養方向之外，更多的結合社會多元化的需求，在當前“大數據，小專業”的背景下，利用“互聯網+”理念，將GIS專業建設與社會發展需求高度融合，真正實現在大數據時代背景下， 我校GIS專業發展在石油類高校中處于領先優勢；同時通過本文，為同類院校設置GIS專業建設規劃提供一些參考和建議。
參考文獻
[1]湯國安，龍毅，李云梅．地理信息系統專業建設的探索與實踐[J]．中國大學教學.2009（9）：45-47
[2]崔鐵軍.地理信息系統本科專業教學改革探索與實踐[A].中國GIS協會第四次GIS教育研討會論文集[C].2011
[3]王永興.我國部分高校GIS本科課程體系的比較研究[J].福建地理.2001（3）
[4]柳林，盧秀山.面向社會需求的GIS專業人才立體培養模式探討[J].高教論壇.2010（6）
【作者簡介】
汪宙峰（1983-），男，安徽東至縣人，博士，講師，主要從事地理信息系統專業的教學與科研工作。
篇11
關鍵詞: 城市 信息化 城市信息化 “數字城市”
中圖分類號: F49
一、“數字城市”興起的背景
1998年1月31日,時任美國副總統戈爾在美國加利福尼亞科學中心發表了題為“數字地球:二十一世紀認識地球的方式(The Digital Earth: Understanding our planet in the 21st Century)”的講演中首次提出了“數字地球”的概念。戈爾指出:我相信我們需要一個“數字地球”,即一個以地球坐標為依據的、嵌入海量地理數據的、具有多分辨率的、能三維可視化表示的虛擬地球。詳細地說,“數字地球”是指以地球為對象,以地理坐標為依據,具有多源、多尺度海量數據的融合,能用多媒體和虛擬現實技術進行多維的表達,具有數字化、網絡化、智能化和可視化特征的虛擬地球。簡單地說,“數字地球”是指數字化、信息化的地球。形象地說,“數字地球”是指整個地球經數字化后由計算機、數據庫及通訊網絡來管理的巨型信息系統。同時,“數字地球”也是全球定位系統、遙感、地理信息系統、寬帶網絡及虛擬現實等現代高科技的高度綜合和升華,是當代科學技術發展的制高點。
1999年12月,來自20個國家的500余名科學家、工程師、教育學家、管理者及企業家匯聚北京,于“首屆國際數字地球會議”召開之際發表了著名的《數字地球北京宣言》。宣言指出:21世紀是一個以信息和空間技術為支撐的全球知識經濟的時代,強調綜合全球對地觀測系統、全球空間數據基礎設施、全球導航與定位系統、地球空間信息基礎設施及動態過程監控的重要性;認識到數字地球有助于回應人類面臨的諸方面的挑戰;倡議政府、科技界、企業等共同推動數字地球的發展;建議實施數字地球過程中,應優先考慮環境、災害、資源、可持續發展與人類生活質量等方面。數字地球北京宣言的發表,標志著1998年戈爾提出數字地球概念后該領域在全球范圍的正式推進。
隨著信息技術的高速發展,互聯網的普及、信息高速公路的建設、“數字地球”概念的提出和推廣,全球掀起了一股強大的信息化浪潮。這股浪潮對世界各國的經濟、政治、文化均產生了巨大的沖擊,它使得一些傳統的東西正在消逝,許多新事物、新現象層出不窮;它正在逐步改變人們的生產、生活方式及價值觀念,促進人們進行新的社會變革。由于計算機技術的產生以及在各個科學領域的廣泛應用,大大促進了網絡技術、通信技術和空間分析技術等技術的發展,學科的相互交叉和技術的集成又不斷地拓寬新的應用領域。信息技術與信息產業的發展已邁入了一個嶄新的時代。這些先進的、改變城市功能的技術主要表現為:(1)高分辨率衛星遙感技術突飛猛進,極大地提高了地理信息獲取和更新的能力;(2)寬帶光纖和衛星通信為基礎的互聯網的迅速普及,極大地擴大了信息的通信交換能力;(3)分布式數據庫和共享技術的發展,極大地提高了信息存儲和管理能力;(4)仿真和虛擬技術的成熟,醞釀著信息應用技術領域的劃時代變革。信息技術變革的大趨勢必然深刻地影響到城市規劃、建設和管理行業的信息技術應用領域。傳統的城市規劃、建設和管理不得不向“數字城市”靠近,并努力追尋“數字城市”的發展模式。
城市是社會經濟要素高度集中的區域,是人類經濟、政治和文化活動的中心,是人流、物流、資金流和信息流聚集和擴散的基地。進入21世紀,信息化進一步得到了廣泛應用和高度滲透,信息技術正孕育著新的重大突破。信息資源日益成為城市發展的重要生產要素、無形資產和社會財富。同時,經濟全球化是經濟增長要素特別是技術、資本、人力資源、知識等諸要素,在資本追求經濟效益最大化的利益驅動下所出現的全球性流動和組合,以至于國別經濟和區域經濟越來越多地被納入了一體化的全球經濟體系之中,人類社會經濟發展的依賴性、互補性、關聯性更為增強,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,聯合國經濟與社會事務部(UNDESA)和聯合國開發計劃署(UNDP)及亞太地區的城市市長參加的主題為“推動城市信息化,共創未來家園”的“亞太地區城市信息化高級論壇”,最后發表了《上海宣言》。該宣言指出,當今世界經濟全球化已經成為人類社會發展的總趨勢。信息化的程度和水平已經成為衡量一個城市經濟社會發展綜合實力和文明程度的主要指標。信息化正成為全球貿易、投資、資本流動和技術轉移以及社會、經濟、文化等一切領域發展的主要推動力。信息化建設將有利于促進人類的共同富裕和共同進步。加強對城市信息化的理解,推進城市信息化建設與合作,將成為城市發展的新主題和新動力。城市信息化的主要表現形式是“數字城市”的建設。從技術角度看,“數字城市”是城市信息化實現的技術基礎,而且是城市信息化水平提高的一個重要特征。“數字城市”是社會信息化發展必然,是當今發達國家信息化發展的主要特征。全球信息化正在引發當今世界的深刻變革,重塑著世界政治、經濟、社會、文化和軍事發展的新格局。全球信息化的出現使得互聯網成為新世紀國人關注的熱點,而“數字城市”則是熱點中的焦點。
在戈爾于1998年9月首先提出了“數字化舒適社區建設”的倡議后,許多國家已經對“數字城市”開展了相應的工作。比如歐洲“數字城市”(EDC)中的虛擬赫爾辛基很有特色,3D界面是其一個非常重要的組成部分。日本的“數字京都”(DCK)項目始于1998年10月,目的是使其成為京都的社會信息主干,其設計思想是真實和活動。“真實”是指該“數字城市”是為實際的用戶服務的,而不是虛擬城市;“活動”是“數字城市”中的數據采集于現實的動態數據。“數字京都”中的新技術開發,處于國際領先地位。新加坡提出了“智能城市”的設想,為國民提供一個綜合業務數字網和異步數字用戶專線,將新加坡90%的家庭連接在一起,實現“網上生存”的夢想。隨后,一些發展中國家也紛紛制定城市信息化發展政策,這些信息化城市或地區統一命名為“數字城市”。在國內,近十多年來,深圳、北京、海口、濟南、廣州等城市和國內著名科研院校相繼建立了一批專業數據庫和應用開發系統,為“數字城市”的研究積累了經驗和數據。“數字城市”已成為我國各主要地、市進入21世紀后,在新的時代背景、經濟背景、技術背景下,運用并發展空間技術、信息技術、網絡技術,最終將其集成并滲透到現代城市生活方面的一項重要的標志性建設。
目前,“數字城市”作為知識經濟、信息社會發展的必然趨勢,代表的是一種世界潮流和城市發展的方向。深入開展“數字城市”的研究,積極推進“數字城市”的建設,無論是對當前,還是對未來城市發展,都具有十分重要的意義。
二、“數字城市”的內涵
由于“數字城市”是一個正在發展演變的概念,人們對它至今沒有統一和權威的解釋,存在很多的爭論和思考。
臺灣學者林峰田(1999)認為,“數字城市”是一項從人員組織、經費、法令、土地使用等各種配合條件,到包括硬件、軟件和科技在內的基礎設施,再到數據資料及其應用服務,直至社會文化五個層面的多層結構的城市大系統,他提出理想的“數字城市”應能達到三個目標:第一,有效支援城市產業發展,提高城市競爭力;第二,滿足市民日常的交通、購物、娛樂、休閑、安全、教育、醫療等需求,保障市民知與言的權利;第三,創造地方特色自主意識的網絡文化。
承繼成(2000)認為,信息化是指數字化、網絡化和智能化的全部過程。因此,信息化城市,也可以叫“數字城市”(或數碼港)、網絡城市和智能城市。俞正聲(2000)認為,所謂“數字城市”與“園林城市”、“生態城市”、“山水城市”一樣,是對城市發展方向的一種描述,是指數字技術、信息技術、網絡技術要滲透到城市生活的各個方面。這將是世紀之交最重要的技術革命,將深刻改變人們習慣的工作方式、生活方式甚至風俗習慣和思維方法。宋建元等(2001)認為,“數字城市”即城市數字化,是指充分利用遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)、計算機技術和多媒體及虛擬仿真等現代科學技術,對城市基礎設施和與生產生活發展相關的各方面進行多主體、多層面、全方位的信息化處理和利用,具有對城市地理、資源、生態、環境、人口、經濟、社會等諸方面進行數字化網絡化管理、服務和決策功能的信息體系。郝力(2001)認為,從信息化廣義角度看,“數字城市”即是空間化、網絡化、智能化和可視化的技術系統。“數字城市”是物質城市在信息世界的反映和升華。從城市規劃、建設和管理的狹義角度看,“數字城市”可概括為“43VR”,即地理數據4D化;地圖數據三維化;規劃設計VR(Virtual Reality,虛擬現實)化。地理數據4D化指城市空間基礎地理信息數據庫包括數字線劃圖(DLG)、數字柵格地圖(DRG)、數字高程模型(DEM)、數字正射影像地圖(DOM);地圖數據三維化指地圖數據由現在的二維結構轉換為三維結構;規劃設計VR化指規劃設計和規劃管理在4D數據、三維地圖數據支撐下,將現有的二維作業對象和手段升級為三維和VR結合的作業對象和手段。
楊開忠、沈體雁(2001)認為,一般所指的“數字城市”是以3S技術和互聯網技術為支撐的城市空間信息運行系統,是一個包括城市空間信息運行機理、空間信息運行技術系統、空間信息服務與產業體系和社會文化在內的多層框架。也就是說,“數字城市”工程建設要在城市空間信息認知機制和資源配置機制的作用下,采用數字化的空間信息技術手段對作為物質實體的城市系統,特別是對與地理空間相關的經濟社會現象進行數字化重現和虛擬,從而促進人們對城市的認識,規劃建設和管理,進而促進城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢與協調,提高城市競爭力和市民生活質量。趙燕霞、姚敏(2001)認為,“數字城市”就是以數字化的方式表示城市及其各種信息,不僅應該包括城市各類與空間位置有關的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、資源等),還應該包括相關的人口、經濟、教育、軍事等社會數據,在現代信息技術的基礎上,形成一個具有智能性質的城市巨系統。周曉穎、章申魯(2001)認為,“數字城市”是綜合運用現代高新技術,對城市的基礎設施、功能機制進行信息自動采集、動態監測管理和輔助決策服務的技術系統,具有城市地理、資源、生態環境、人口、經濟、社會等復雜系統的數字化、網絡化、虛擬仿真、優化決策支持和可視化表現等強大功能。它與城市地理信息系統的主要區別在于,對城市有關數據能夠自動采集、處理分析、傳輸分化、自動或半自動智能決策,直接為社會公眾提供便利的信息服務。王滸等(2001)認為,“數字城市”就是基于城市空間信息基礎設施之上的城市居民社會信息生存空間。通過運用數字地球的關鍵技術,如數據挖掘、知識提取和虛擬現實技術,“數字城市”中廣泛的、多源的空間信息將被有效的集成和管理。最終,“數字城市”將提供給公眾和企業的不僅是虛擬的用戶界面以實現所謂的“數字生存”,更重要的是將輔助政府制定城市管理的綜合決策。
“數字城市”也稱信息城市、智能城市,以數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的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、資源等),還包括相關的人口、經濟、教育、軍事等社會數據,在現代信息技術的基礎上,形成一個具有智能性質的城市信息系統。顧朝林等(2002)認為,“數字城市”是指綜合運用地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)、遙感系統(RS)等關鍵技術,深入開發和應用空間信息資源,建設服務于城市規劃、建設和管理,服務于政府、企業、大眾的信息基礎設施和信息系統。其本質是建設空間信息基礎設施并在此基礎上深度開發和整合應用各種信息資源。牛文元(2002)認為,“數字城市”是從工業時代向信息化時代轉換的基本標志之一。它一般是指城市“自然、社會、經濟”系統的范疇中,能夠有效獲取、分類存儲、自動處理和智能識別海量數據的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虛擬現實又可直接參與城市管理和服務的一項綜合工程。
張靜(2002)認為,“數字城市”應是四維(三維坐標加時間維)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象的歷史、現狀與未來信息,更為重要的是應包括人的信息如位置,甚至思維信息,是一個四維的空間信息系統。通俗一點講,“數字城市”是指在城市規劃、建設、管理以及生產生活中,利用數字化技術、信息處理技術和網絡通信技術,將城市的各種數字、信息及各種信息資源加以整合并利用。城市規劃者、管理者和生活者,可以在有準確坐標、時間和對象屬性的五維虛擬城市環境中,進行規劃、決策、管理和生活,其感覺就像漫步于現實的街道上或是承坐直升飛機俯瞰城市一樣。李京文、甘德安(2002)認為,信息化的實質就是數字化、網絡化和智能化,因此,“數字城市”廣義上指城市信息化,是指數字技術、信息技術、網絡技術滲透到城市生活的各個方面,其本質是對物質城市及其相關現象(經濟社會特征)統一的數字化重現和認識,是用數字化的手段來處理、分析和管理整個城市,促進城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢、協調高速。這些學者把“數字城市”等同于單一的城市信息化建設,認為“數字城市”建設就是當前信息化發展過程中城市對信息化的一種回應。
李琦等(2003)認為,“數字城市”是從信息化角度,對信息時代及準信息時代城市狀態的形象化刻化,表征在園林城市、生態城市等工業城市文明基礎之上,信息化基礎設施完備、信息數據資源豐富、信息化應用與信息產業高度發達、工業化與信息化持續協調發展、人居環境舒適的良性城市狀態。“數字城市”工程就是要在集成化高速寬帶城市通訊網絡基礎設施、城市空間數據基礎設施、城市信息安全基礎設施建設的基礎上,整合城市信息數據資源,連接城市信息化孤島,開展面向政府、企業、公眾的個性化、多樣性綜合信息應用服務,同時,促進城市領域(行業)信息化建設,以信息化帶動工業化,促進傳統產業結構調整,優化城市產業結構、生態結構與城市空間規劃,促進工業化與信息化的持續協調發展。劉忻(2003)認為,“數字城市”從功能上講是城市信息的數字化、網絡化、智能化、可視化,即將城市的各種信息,如城市管理、城市設施、自然資源、社會資源、人文環境、經濟、歷史等各方面信息,以數據形式整理、加工、存儲、分類、管理,通過計算機網絡實現全社會的信息共享、共建、交流、再現,通過對城市信息的綜合分析和模型化處理,提高決策水平和應用效率,最大限度地發揮資源潛力,為城市發展和提高居民生活質量服務。從技術上講,“數字城市”是以計算機技術、多媒體技術、大規模存儲技術、數據倉庫技術為基礎,以寬帶網絡技術和現代通信技術為橋梁,結合3S技術、遙測、虛擬現實技術,對城市進行多分辨率、多尺度、多時空和多種類描述,并通過城市管理與決策模型及其他應用模型,優化資源配置,提供科學決策的現代化工具。從理論上講,“數字城市”在地理信息科學基礎上,結合計算機及網絡理論、現代城市理論、決策理論、控制論、系統論,復雜理論等,在計算機及網絡中虛擬城市,并結合不同部門、不同層次的信息交流、融合和挖掘,實現城市的綜合信息管理系統。
姜愛林(2004)認為,從城市建設的角度看,“數字城市”就是指在城市規劃建設與運營管理以及城市生產與生活中,充分利用數字化信息處理技術和網絡通信技術,將城市的各種數字信息及各種信息資源加以整合并充分利用的一種系統工程或管理模式。從信息化角度看,“數字城市”是以信息技術為支撐、以信息產業為主導、以信息服務為中心的一系列數據庫和信息系統的一種城市發展模式。
戴汝為(2005)認為,“數字城市”是一類開放的復雜巨系統。“數字城市”在功能、結構和龐大、復雜的多層次系統,及與周邊、全國以至世界的聯系等方面,無不具備著開放的雜巨系統的特性。
謝明(2005)認為,“數字城市”是對城市發展方向的一種描述,是對組成城市的各種要素和現象的一種數字化重現和認知,用信息化的手段收集、分析并管理城市的生產生活,促進城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流更加順暢和協調。“數字城市”的建設基于地理信息系統、全球定位系統、遙感、網絡、多媒體、虛擬仿真等技術,綜合城市空間和人文信息,服務于城市規劃、城市建設和管理、經濟社會發展等各個方面。
江綿康(2006)認為,“數字城市”是“數字地球”的主要空間節點,是“數字地球”的重要組成部分,是“數字地球”在城市的具體體現。所謂“數字城市”,通俗地講是指在城市的生產、生活等活動中,利用數字技術、信息技術和網絡技術,將城市的人口、資源、環境、經濟、社會等以數字化、網絡化、智能化和可視化的方式加以展現。“數字城市”的本質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)認為,可以將“數字城市”定義為利用各種信息獲取、存儲、傳輸、表達、處理等支撐技術,將表征真實城市的信息數字化,形成一個虛擬的城市實體,并利用這個數字化城市實體來解決各種各樣的現實問題。它的目的跟數字地球一樣,都是為了解決現實的自然和社會活動中諸方面的問題。
彭學君、李志祥(2007)認為,“數字城市”是指一個由數字技術支撐的信息化的城市,是指數字技術、信息技術、網絡技術滲透到城市生活的各個方面,它應該能夠自動和非自動地獲取與城市有關的海量數據,并從中挖掘出有價值的信息為城市規劃、建設、管理和可持續發展提供決策支持和具有數字實驗室特性的技術系統,是一種虛擬城市模型。
李宗華(2008)認為,“數字城市”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,是用數字化的手段來處理、分析和管理整個城市,促進城市人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢、協調。“數字城市”是為調控城市、預測城市、監管城市提供了革命性的手段,是對城市發展方向本質特征的一種描述。狹義上是指綜合運用地理信息系統(GIS)、全球衛星定位系統(GPS)、遙感系統(RS)、網絡等關鍵技術,建設服務于城市規劃、建設、管理,服務于政府、企業、公眾,服務于人口、資源環境、經濟社會的可持續發展的信息基礎設施和信息系統。
陳建軍(2010)認為,“數字城市”具有雙重含義:一方面,是指以遙感(RS)、全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)等空間信息技術為主要手段,對地理信息資源進行整合,構建“數字城市”地理空間框架,建設城市地理信息公共服務平臺,是城市實體在計算機中的虛擬表達;另一方面,是指以城市地理信息公共服務平臺,通過城市信息基礎設施建設,開發、整合、利用各類信息資源,實現城市的經濟、社會、生態各個運作層面的智能化、網絡化、數字化。
盡管對于“數字城市”的定義還無法形成統一的標準化定義,但從專家們的意見和城市信息化實施的過程看,其狹義上的理解取得了比較一致的看法,“數字城市”就是基于3S(地理信息系統GIS、全球定位系統GPS、遙感系統RS)等關鍵技術,深入開發和應用空間信息資源,建設服務于城市規劃、城市建設和管理,服務于政府、企業、公眾,服務于人口、資源環境、經濟社會的可持續發展的信息基礎設施和信息系統。從信息化廣義角度看,城市系統處于一個開放的環境中,需要不斷的和環境交換物質、信息和能量,是一個復雜的信息系統。
總之,“數字城市”是信息時代背景下城市及其理論發展的一種必然,是現代城市發展的必經之路。它是以信息技術為支撐、以信息服務為中心的一種城市發展模式;它以可視化、網絡化、智能化的表達方式對物質城市進行數字化的再現與升華,形成統一的、可共享的信息管理與服務數據庫系統(如綜合市情系統、城市規劃系統,智能交通系統、遠程教育或醫療系統等),為市政府提供決策支持、為民眾提供服務。它具有使現代城市管理更快捷高效、使城市居民更輕松方便的眾多優點,是未來城市可持續發展的一個主要方向。“數字城市”是21世紀城市發展的新主題,也是提高城市綜合競爭力,促進城市經濟發展、社會進步和人民生活水平提高的新動力。在這種認識下,“數字城市”不再是一個技術性概念,“數字城市”是現代科技、社會、政治、經濟影響下的新城市形態,建立在已有的物質城市基礎上,結合多種學科技術,實現城市的可持續發展。
三、“數字城市”的內容與框架
楊開忠、沈體雁(2001)認為,作為城市空間信息運行系統,“數字城市”是一個包括運行機制與保障系統、空間信息技術系統、空間信息增值服務活動與產業系統、社會文化系統等層面在內的多層次框架體系。段學軍、顧朝林等(2001)認為,“數字城市”由下列體系構成:數據獲取與更新體系、數據處理與儲存體系、信息提取與分析體系、網絡體系、應用模型體系、專用軟件體系、咨詢服務體系、專業人員體系、用戶體系、教育體系、標準與互操作體系、法規和財經體系等(見圖1)。“數字城市”的功能結構為:(1)數字商務,包括網上貿易、虛擬商場、網上市場管理等;(2)數字金融,包括數字銀行、數字股市、數字期貨、數字保險等;(3)數字社會,包括數字影院、戲院、數字旅游、網上辦各種手續等;(4)數字教育,包括虛擬教室、虛擬實驗、虛擬圖書館等;(5)數字醫院,包括網上健康咨詢、網上會診、網上護理等;(6)數字政務,包括數字會議、數字議會等。寇有觀(2001)認為,“數字城市”不僅包括城市的數字經濟、數字社會、數字生活、數字政府、數字企業、數字社區和數字家庭等,而且包括城市的數字地籍、數字規劃、數字水系、數字交通、數字電力、數字通信、數字旅游、數字生態、數字抗災、數字商務和數字金融等。同時,寇有觀還建立了一個“數字城市”系統框架。這個“數字城市”系統是城市公用信息平臺上的空間信息獲取更新處理和應用系統,包括城市公用信息平臺(網絡體系)、城市空間數據基礎設施、城市地理空間數據交換中心、行業空間數據工程數據獲得和更新體系、數據庫體系、應用體系、動態監測體系等(見圖2)。
姜愛林(2002)認為,“數字城市”構建的基本框架應包括5個方面:(1)通過推動信息化建設,使政府的宏觀調控機制與培養競爭機制達到有機的統一,形成公平、有序的市場秩序。(2)加強政策法規建設,體現管理意識,實現可持續發展。(3)建好地理信息系統基礎數據平臺,促進基礎信息資源有效共享。(4)建立應急聯動指揮和智能交通管理兩個綜合性應用系統,帶動一批行業信息系統建設。(5)推進基礎教育信息化,培養信息化人才,為構筑學習型城市服務。
張靜(2002)認為,“數字城市”的主要內容有3項:(1)信息基礎設施,要有高速寬帶網絡和支撐的計算機服務系統和網絡交換系統,也就是說“數字城市”的第一項任務是解決“修路”的問題,即為“數字城市”建立一條信息高速公路。(2)數據和信息,特別是“空間數據”。據統計,人類生活和生產的信息有80%與空間位置有關。“數字城市”的基礎平臺是城市空間數據框架,這個框架提供一個可以精確地、始終如一地獲取、配準和集成城市空間信息的基礎。它包括空間控制數據,航測與遙感影像數據,各種比例尺地形圖數據庫,以及相關的專題數據庫等等。(3)人,管理“數字城市”和使用“數字城市”的人。與管理我們的“現實城市”相對應,管理“數字城市”要逐漸建立起相應的機構和規范,要不斷地對網絡系統和數據進行建設、更新、維護和升級,并協調用戶的訪問。除管理“數字城市”的人之外,培養使用“數字城市”的人也是一項重要的基礎工作。只是建設了“數字城市”而沒有人用,也是一種浪費,也產生不了社會經濟效益。只有成千上萬的企業,成百萬、上千萬的市民應用“數字城市”才可以產生巨大的社會經濟效益,促進國民經濟的快速發展。
段學軍(2003)認為,“數字城市”的基本框架由6個方面構成:(1)數據獲取與更新體系。包括各類遙感設施,即高分辨率高光譜衛星、星―機―地數據接收設施、地面臺站及人文、經濟等數據獲取設施等。(2)數據處理儲存體系。包括高密度高速率的海量數據儲存設施,多分辨率海量數據實時存貯、壓縮、處理技術,元數據管理技術、空間數據倉庫等。(3)數據信息提取與分析體系。包括數據互操作、多源數據集成、海量空間數據的智能提取與分析、決策支持等設施與技術。(4)網絡體系。包括高速寬帶網絡、智能網絡、支持基于網絡分布式計算的操作系統、基于對象的分布式網絡服務、分布處理和互操作協議等。(5)應用模型體系。為用戶提供實際應用的解決方案,利用其我們將能夠更好地認識和分析所觀測到的海量數據,從中找出規律和知識。(6)專用軟件體系。完成城市信息處理、實現“數字城市”功能的基本工具,包括數字圖象處理軟件、GIS軟件、統計分析軟件、數據可視化軟件等。承繼成等(2003)提出,“數字城市”內容框架包括基礎設施、資源管理和應用服務三部分。基礎設施包括通訊層、數據層、保障層三部分。管理層主要是指對“數字城市”信息基礎設施的管理及信息數據資源的集成與融合、應用的集成與融合的管理。應用服務層包括基礎公共服務層、管理應用層、業務應用層、服務應用層(見表1)。
岳為民(2003)從“數字昆明”的角度指出,“數字城市”的基本框架是由“一個關鍵、三個基礎、三條主線、七大支柱”構成:(1)一個關鍵。就是城市數據的全面規范和高度共享。(2)三個基礎。即信息基礎設施、空間基礎數據及管理“數字城市”和使用“數字城市”的人。(3)三條主線。第一,政府管理與決策行為的數字化(數字政府);第二,企業經營管理行為的數字化(數字企業);第三,市民生活的數字化(數字生活);(4)七大支柱:即政府上網、電子商務、信息產業、信息港、智能建筑、智能交通與城市規劃、建設和管理信息化。
姜愛林(2004)認為,“數字城市”的內容包括技術組成、組織結構及應用等方面。“數字城市”的技術組成包括:(1)寬帶多媒體網絡;(2)電子地圖及網站服務系統;(3)高分辨率衛星、航空遙感技術;(4)三維地理信息系統技術;(4)OPEN GIS標準、遠程互操作、互運算等信息共享技術;(5)虛擬仿真技術;(6)“數字城市”信息模型與體系結構,包括城市建筑、交通、能源、通信、服務、文化設施和行政管理的信息模型及體系結構;(7)“數字城市”的運行管理技術,包括通信網絡系統及其管理,數據組織及數據轉換,決策模型管理,城市信息安全保障機制;(8)“數字城市”的功能系統,包括公用信息平臺,專業信息平臺等。“數字城市”組織結構,即“數字城市”工程將通過建設寬帶多媒體網絡、地理信息系統等基礎設施平臺,整合城市信息資源,建立電子政務、電子商務、社會保障等空間信息管理服務系統。王鳳霞、張超(2004)在“數字地球”和“數字城市”的基礎上,提出了“數字上海”總體框架模型(如圖3所示)。
謝明(2005)綜合當時我國“數字城市”建設和發展的情況提出,“數字城市”框架主要由以下四個方面構成:(1)數據獲取和更新體系。通過各種手段獲取的“數字城市”相關信息,包括城市空間數據框架(基礎電子地圖、衛星影像、航空影像)、城市規劃建設信息、城市社會經濟信息、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各種信息進行更新的機制。(2)數據存儲、加工和管理體系。該部分內容包括建立起海量數據存儲體系,實現數據的高速存取,并在空間定位的基礎上實現對信息的加工和管理,包括元數據管理、空間數據倉庫、多源數據集成與互操作、海量空間數據的職能提取與分析、輔助決策支持等。(3)網絡支持體系。包括高速寬帶網絡、智能網絡、支持基于網絡分布式計算的操作系統、基于對象的分布式網絡服務等,共同構成支撐“數字城市”的基礎網絡體系。(4)專用軟件和輔助決策支持系統。用于完成城市信息處理、實現“數字城市”各基礎功能的工具軟件,包括數字圖像處理軟件、地理信息系統軟件、統計分析軟件、數據可視化軟件等等,并由此衍生出基于各種決策模型的輔助決策系統和應用解決方案。
寇有觀(2006)認為,“數字城市”總體框架可以概括為五大平臺、五個中心、五類應用、五大工程,政策、法規、標準、規范體系和安全、組織、資金、人才保障體系等。五大平臺是信息網絡平臺、公用信息平臺、專題信息平臺(多個)、空間信息平臺和決策支持平臺。五個中心包括信息網絡互聯中心、信息資源管理中心、身份認證中心、信息服務中心和決策支持中心。五類應用包括電子政務、電子商務、社會服務、經濟運行服務和城市規劃、建設、管理與運營。五大工程包括市民卡工程、金融信息工程、社會勞動保障信息工程、社區服務信息工程和金旅工程。“數字城市”大力推進地理信息系統、衛星定位系統和遙感技術在城市的應用。
孫旭陽、馮一民(2006)認為,“數字城市”的建設內容主要包括7個方面:(1)城市信息基礎設施建設。(2)城市基礎數據庫建設。(3)電子政務建設。(4)電子社區建設。(5)公共信息服務體系建設。(7)數字行業應用建設。吳慶雙(2007)認為,“數字城市”的構成體系包括:數據獲取與更新體系、數據處理與儲存體系、信息提取與分析體系、數據與信息傳播體系、數據庫體系、網絡體系、應用模型體系、專用軟件體系、咨詢服務體系、專業人員體系、用戶體系、教育體系、標準與互操作系統、法規與財經體系等。
馬娟、秦凱(2007)認為,“數字城市”建設的主要任務包括:城市地理信息數據庫建設、基礎地理信息采集體系的建設、政策法規與標準體系的建設、技術支持體系的建設、地理空間信息交換網絡體系建設、組織機構的建設等,以及實現覆蓋整個城市的多尺度、多分辨率、現勢性好的基礎地理信息數據。
彭學君、李志祥(2007)認為,數字化城市涵蓋了整個城市各方面的信息及應用,總體上可分為三個層次十個組成部分。三個層次為信息基礎層、應用層、綜合決策層。十個組成部分包括:城市公用信息網絡平臺和骨干網、空間數據等基礎設施、政府類應用、企業類應用、公眾類應用、區域類應用、數字門戶網站、信息資源管理中心、城市綜合決策指揮系統、政策法規規章及管理制度和技術標準及各種應用規范。
李宗華(2008)認為,“數字城市”涉及城市信息化的方方面面,總體上可以分為3個層次、9個組成部分,它們構成一個統一的整體(如圖4所示)。3個層次為:基礎層、管理層和應用層。9個組成部分為:城市信息基礎設施、城市空間數據基礎設施、空間信息資源管理與交換中心、法律法規與政策、技術與標準、政府類應用、行業類應用、企業類應用和公眾應用。
曹蕾(2009)認為,“數字城市”的內容可以概括為4個方面:城市基礎設施數字化,城市信息和交換網絡化,城市生活和管理智能化和城市空間數據可視化。“數字城市”框架體系大體由3部分組成:(1)基本平臺部分,主要為城市綜合信息平臺、城市空間基礎信息平臺和城市電信基礎設施平臺;(2)“數字城市”服務對象(用戶),該部分主要為政府、企業、社區、公眾構成的各類應用系統,作為核心應用系統是“數字城市”發揮作用的根本;(3)關鍵技術,它是“數字城市”的技術支撐,主要為計算機技術、海量數據存儲技術、寬帶網絡技術、3S技術、對地觀測技術、虛擬現實技術、互操作技術等。
張立平(2009)認為,“數字城市”的內容包括技術組成、組織結構及應用等方面。“數字城市”組織結構,即“數字城市”工程將通過建設寬帶多媒體網絡、地理信息系統等基礎設施平臺,整合城市信息資源,建立電子政務、電子商務、社會保障等空間信息管理服務系統。“數字城市”是城市信息技術的綜合應用,也是當前信息技術應用最廣泛的領域。就這個意義而,“數字城市”應用十分廣泛,歸納起來主要有12個方面:電子政務、電子商務、城市智能交通、市政基礎設施管理、公共信息服務、遠程教育、社會醫療保障、社區管理、突發事件處理、城市環境檢測、智能化小區、水網調配。“數字城市”的體系結構包括:(1)數據獲取與更新體系。包括城市地表、上空及地下等自然地理數據的自動獲取系統,城市基礎設施數據的實時獲取和更新體系,城市人文、經濟、政論等社會數據的變更與監控系統等。(2)數據處理儲存體系。包括高密度高速率的海量數據儲存設施、多分辨率海量數據實時地存儲、壓縮、處理技術、元數據管理技術、空間數據倉庫等。(3)信息提取與分機體系。包括數據互操作、多元數據集成、信息智能提取分機、海量空間數據的智能提取與分析、決策支持等設施與技術。(4)網絡體系。包括高寬帶網絡、智能網絡,支持基于網絡的分析式計算操作系統,基于對象的分布式網絡服務,分布處理和互操作協議等。(5)應用體系。包括城市規劃、地籍管理、城市防災、城市交通等。同時還包括城市網絡生活方式等。(6)管理體系。包括專業人員小組、教育培訓、安全管理、系統維護、標準與互操作規范、相關法規等。
馬佩勛、謝海波(2009)認為,“數字城市”的框架體系涵蓋了城市建設的各個方面,是由戰略政策層、信息基礎層、應用服務層和分析決策層組成的有機整體。戰略政策層包括“數字城市”的發展戰略及總體框架、信息技術標準、政策法規規章制度和技術保障體系等;信息基礎層由城市公用信息網絡平臺、中心骨干網、區域骨干網、通信管線、空間數據、業務標準體系和協調維護機制等組成;應用服務層根據“數字城市”功能特征分為電子政務、電子商務、城市規劃建設及運行、經濟運行服務和社會綜合服務等五類應用;決策分析層是跨行業、跨區域的綜合性應用系統,主要包括城市智能交通管理系統、城市環境監測分析系統、城市發展預測決策系統和城市防災、救災及應急處理系統等。基本框架如圖5所示,戰略決策決定和指導信息基礎建設,并在此基礎上實施應用服務,通過決策分析又反過來指導戰略決策的制定。
四、小結
“數字城市”是空間時代與信息社會發展歷史的必然產物,同時,又是城市可持續發展與整體功能提升的必然依托,是新的經濟建設增長點,這一特點決定了其發展將是跨越式的。“數字城市”為認識物質城市打開了新的視野,對城市規劃、城市建設和城市管理展示出了一系列全新的理念,為調控城市、預測城市、經營城市提供了革命性的手段。“數字城市”的戰略研究、數據和技術集成框架等基礎研究和原型系統建設,必然與其應用研究相輔相成,齊頭并進。“數字城市”建設是一個非常龐大的系統工程,涉及城市社會、經濟、文化、政治、環境等各個方面,是多學科的融合體,因此,不僅要有先進的技術為基礎,更需要管理體制、機制和政策作保障,還需要市民和整個社會信息素質的提高。(編輯:何樂)
主要參考文獻:
[1]劉仲蓓:《我國發展數字城市的政策和策略研究》[D],浙江大學博士后學位論文,2003年。
[2]李佩武:《論數字城市建設及其重要意義》[J],《天津師范大學學報(自然科學版)》2002年第9期。
[3]顧朝林等:《論“數字城市”及其三維再現關鍵技術》[J],《地理研究》2002年第1期。
[4]承繼成:《信息化城市與智能化城鎮-數字城市》[J],《地球信息科學》2000年第3期。
[5]宋建元等:《數字城市初探》[J],《自然辯證法研究》2001年第12期。
[6]郝力:《中外數字城市的發展》[J],《國外城市規劃》2001年第3期。
[7]李京文、甘德安:《建設“數字城市”的經濟學思考》[J],《城市規劃》2002年第1期。
[8]趙燕霞、姚敏:《數字城市的基本問題》[J],《城市發展研究》2001年第1期。
[9]楊開忠、沈體雁:《淺析數字城市》[J],《北京規劃建設》2001第1期。
[10]林峰田:《資訊都市的興起》[J],《臺北書刊》1999年第1期。
[11]俞正聲:《21世紀數字城市論壇開幕式講話》
[EB/OL],,2000年5月13日。
[12]王滸等:《數字城市與城市可持續發展》[J],《中國人口資源與環境》2001年第2期。
[13]王志龍、白慶華:《數字城市:現狀與未來》[J],《現代城市研究》2001年第3期。
[14]周曉穎、章申魯:《“863”為數字城市夯實基礎》[J],《經濟參考報》2001年1月10日。
[15]段學軍、顧朝林等:《數字城市的概念、框架與應用》[J],《現代城市研究》2001年第3期。
[16]寇有觀:《數字城市系統與應用》[J],《計算機系統應用》2001年第4期。
[17]姜愛林:《數字城市:一種可供選擇的城市信息化模式》[J],《廣東財貿管理千部學院學報》2002年第1期。
[18]牛文元:《先進生產力和先進文化的載體――中國數字化城市建設的五大戰略要點》[J], 《南京林業大學學報(人文社會科學版)》 2002年1期。
[19]張靜:《構筑數字城市的空間數據框架》[J],《三晉測繪》2002年第1期。
[20]李果仁:《關于數字城市討論綜述》[J],《經濟研究參考》2002年第83期。
[21]王鳳霞、張超:《“數字城市”研究初探》[J],《世界地理研究》2002年第2期。
[22]李琦等:《數字城市若干理論問題探討》[J],《地理與地理信息科學》2003年第1期。
[23]段學軍:《數字城市建設研究》[J],《地域研究與開發》2003年第5期。
[24]承繼成等:《數字城市的理論、方法與應用》[M],北京:科學出版社,2003年。
[25]劉忻:《數字城市體系結構及其相關問題研究》[J],《哈爾濱學院學報》2003年第3期。
[26]岳為民:《昆明建設“數字城市”的基本思路和對策建議》[J],《經濟問題探索》2003年第10期。
[27]姜愛林:《數字城市發展研究論綱》[J],《科技與經濟》2004年第3期。
[28]王鳳霞、張超:《“數字上海”的研究與構建》[J],《地域研究與開發》2004年第1期。
[29]戴汝為:《數字城市――類開放的復雜巨系統》[J],《中國工程科學》2005年第8期。
[30]謝明:《數字城市建設與發展探討》[J],《中國科技信息》2005年第14期。
[21]寇有觀:《“數字城市”的規劃研究》[J],《電腦知識與技術》2006年第18期。
[32]杜靈通、韓秀麗:《基于數字地球思想的數字城市研究》[J],《地理空間信息》2007年第1期。
[33]彭學君、李志祥:《數字城市及其系統架構探討》[J],《商業時代》2007年第8期。
[34]吳慶雙:《建設數字城市的若干問題探討》[J],《中國科技信息》2007年第6期。
[35]馬娟、秦凱:《數字城市建設的初步探討》[J],《科技咨詢導報》2007年第1期。
[36]李麗琴:《中國數字城市研究》[D],中國知網:中國優秀碩士學位論文全文數據庫,2007年4月。
[37]李宗華:《數字城市空間數據基礎設施建設與應用》[M],北京:科學出版社,2008年。
[38]曹蕾:《數字城市基本框架及關鍵技術》[J],《交通科技與經濟》2009年第2期。
篇12
1前言
近年來，隨著計算機技術和地理信息技術的不斷發展，研究人員利用虛擬現實技術在地理學研究上展開了大量的嘗試，在技術應用、相關信息系統研發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的基礎上，逐步形成了虛擬地理環境的概念。
虛擬地理環境概念自提出以來，經過十多年的發展，目前已經逐漸被廣大研究人員所接受，但尚未形成統一的認識。為明確界定虛擬地理環境的研究內容與邊界，部分研究人員對虛擬地理環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，較為系統的開展了虛擬地理環境理論和方法的探討，認為虛擬地理環境是以化身人、化身人群、化身人類為主體的一個虛擬共享空間與環境，它既可以是現實地理環境的表達、模擬、延伸與超越，也可以是指賽博空間中存在的一個虛擬社會（社區）世界。并進一步提出了關于虛擬地理環境的研究框架（龔建華等，2006,2009；林琿等，2005，2007，2009；龔建華、林琿、魯學軍，2002），把信息（地理）哲學和非線性科學作為研究虛擬地理環境的基礎性理論，把可計算人地關系作為虛擬地理環境的理論核心，圍繞該核心研究與虛擬地理環境相關的人地系統論、地理認知、地理計算和人工智能。
閭國年（2009）認為，虛擬地理環境研究在計算機網絡和虛擬三維空間環境下，通過分布式協同交互，實現地理環境可視化的表達、地學問題的分析處理、地理規律的提煉、地理現象的模擬、地理環境變化的再現與預測以及人類活動影響的評價，探索地球各圈層內部的結構特征、分布規律、演化過程以及圈層之間物質流、能量流、信息流的傳遞方式及其動力學機制。
朱慶認為虛擬地理環境可以簡單定義為真實地理環境在計算機中的一種抽象數字化的逼真表示，使人們可以探查匯集有關的自然和人文信息，并與之互動。
以上對虛擬地理環境定義體現了虛擬地理環境研究領域的不同側重點，強調網絡空間載體下三維空間的計算機實現，強調化身人的參與性，而忽視了其它維度、其它形式的虛擬地理環境，忽視了將虛擬作為一種手段來對人類無法觸及的地理環境的研究，同時也忽視了對虛擬地理環境本身作為一種虛擬存在的環境系統的研究。
2虛擬地理環境的概念
2.1 虛擬地理環境概念的形成
虛擬地理環境源自于地理環境，是地理環境與現代虛擬技術和手段相結合的產物，是地理環境在現代科學技術輔助下的一個延伸。因此，要正確認識什么是虛擬地理環境，我們首先需要了解地理環境的概念。
地理環境是指一定社會所處的地理位置以及與此相聯系的各種自然條件的總和，包括氣候、土地、河流、湖泊、山脈、礦藏以及動植物資源等。可分為自然環境(或自然地理環境)、經濟環境(或經濟地理環境)和社會文化環境。它具有三個特點：(1)具有來自地球內部的內能和主要來自太陽的外部能量，并在此相互作用；(2)它具有構成人類活動舞臺和基地的三大條件，即常溫常壓的物理條件、適當的化學條件和繁茂的生物條件；(3)這一環境與人類的生產和生活密切相關，直接影響著人類的飲食、呼吸、衣著、住行。
在傳統技術條件下，研究人員主要通過實地調查和統計分析的方式對地理環境中的現象及規律進行研究。受各種條件限制，人們對涉及時間跨度比較長或是自然條件比較惡劣而無法到達區域的地理環境現象和規律及其對人類生產生活的影響無法開展有效研究，如深海地理環境、地下環境、地殼運動等。隨著科學技術的發展，研究人員有了更多的現代化手段來開展地理環境研究，虛擬化就是其中一個重要的研究手段，尤其是以計算機為基礎的數字虛擬技術，為現代地理學的發展和繁榮做出了不可磨滅的貢獻。研究人員首先抽象化的建立現實地理環境的各種運行模型，輸入實際的或調整后的參數，并利用計算機強大的運算能力和可視化表達能力，以虛擬的形式來實現一個類真實或虛構的地理環境，以研究各種地理環境問題。我們稱這樣的環境為虛擬地理環境。
在研究人員建立的眾多虛擬地理環境中，有一部分只在實驗室中運行，用于研究特定的地理環境問題；有一部分走向了大眾化，并被人們所接受，而逐漸形成了一個實際運行中的虛擬地理環境。在這個環境中，人們可以通過化身（Avatar）的形式參與進去，開展各種社交、商務、娛樂等活動。如此一來，這個虛擬地理環境就逐漸活了起來，成為了現實地理環境的一個虛擬化擴展，成為了人類活動的另一個舞臺，成為了一個以虛擬化形式存在的“實體”地理環境，影響著人類的生產生活。
由此，本文認為，虛擬地理環境可以定義為：以目標地理環境為原形，以虛擬化技術為基礎而建立的一種抽象化的地理環境。它既可以是現實地理環境的表達、模擬、延伸與超越，也可以是虛擬空間中存在的一個虛擬社會（社區）世界。
2.2 虛擬地理環境的兩方面含義
通過以上的定義，我們可以看出，虛擬地理環境包含兩個方面的含義：
一方面，它是一種技術手段，是在現代科學技術的基礎上，以虛擬化的方式開展地理環境研究，其目的是探索地理環境的運行規律，研究解決地理環境中的各種問題。通過虛擬化的方式，研究人員可以精確化的模擬各種自然、經濟及社會人文地理環境，檢驗各種復雜的運行模型，可以通過與環境中的各要素進行交互與互動，或改變一些前置條件來影響虛擬地理環境的發展，以觀察不同條件對地理環境的影響，進而總結出一般規律，為現實地理環境工作提供指導和決策支持。而這些是以往傳統研究手段所無法做到的。虛擬地理環境作為一種研究手段一經提出，便極大的影響地理環境科學研究領域，推動著地理環境科學研究的快速發展。
另一方面，它是一種虛擬存在，是研究的對象。隨著虛擬地理環境的發展，尤其是被大眾所接受，越來越多的人參與到虛擬地理環境中去以后，虛擬地理環境便逐漸成為現實地理環境在虛擬空間的一個延伸與超越，并對經濟及社會人文地理環境產生著巨大的影響，進而間接的影響著自然地理環境發展。在這種情況下，虛擬地理環境的重點不再是其實現的手段與方法，而是應用虛擬化方法所產生的虛擬地理環境本身。由于虛擬地理環境作為一種虛擬存在的“實體”地理環境時間還不長，因此人們還無法完全認識在這個環境下各要素之間的關系以及其對現實地理環境的影響。在未來一段時間內，這方面的研究將是虛擬地理環境研究的主要內容。
篇13
安全生產預警作為安全問題事前管理以及事故控制的有效手段，起著舉足輕重的作用。目前，安全生產預警已經被廣泛應用于各個領域，筆者選取煤礦安全生產預警、建筑施工安全生產預警以及道路交通安全預警等高危行業進行安全生產預警現狀分析。
2．1煤礦安全生產預警
煤礦安全生產預警是以煤礦安全生產法律法規為依據，利用現代化工具和各種技術手段，收集各類數據如人、環、物等狀況，同時針對安全生產活動進行評估、審核、整理、分析、監測，發出不同階段的安全生產預警信號。國內在20世紀90年代后期出現了煤礦行業的微觀預警，其思想和方法基本源于經濟預警的基本理論。其后，張明從作業人員、設備設施、工作環境、管理狀況方面建立了初步的煤礦安全生產預警指標體系，構建了基于模糊綜合評判法的預警管理系統。牛強等利用自組織神經網絡研究了煤礦安全生產預警模型和安全生產預警專家系統。隨著人工智能技術以及計算機技術的發展，一些新興的改進的方法也被提出，如丁寶成構建了基于模糊層次分析法及補償模糊神經網絡的煤礦安全生產預警組合模型。邵長安等構建了基于地理信息系統(GIS，GeographicInformationSystem)的煤礦安全生產預警系統，通過GIS技術對空間的動態數據進行收集及處理，并采用BP神經網絡進行系統模型構建。這一系列的研究極大地推動了煤礦預警技術的發展，為預警技術在煤礦安全生產中的應用做出了積極的貢獻。
2．2建筑施工安全生產預警
我國的建筑生產安全事故嚴峻程度僅次于礦山和危險化學品領域，嚴重影響了建筑業的可持續發展。國內外很多學者從20世紀六七十年代就開始對建筑業的安全和健康問題進行了大量深入細致的研究，主要通過調查統計方法建立模型，獲取安全管理指數，進行建筑安全事故預警。目前，一些學者通過對建筑安全事故的成因分析，已研究了用預先危險性分析法、灰色綜合評價方法等多種風險預測理論方法，對生產事故風險進行預警。馮利軍通過事故致因理論以及危險源辨識對建筑安全事故成因進行了深刻的分析，建立了建筑安全事故成因診斷的分析模型(ARCTM，Acci-dentRootCausesTracingModel)。在建筑安全事故預警方法上，運用比較多的有基于模式分類的貝葉斯預警方法、神經網絡方法以及遺傳－神經網絡法等。隨著計算機技術的發展，一些學者也采用了新興的方法進行事故預警，如趙平等強化人、機、環境、管理4方面的安全隱患信息和危險源的預警管理，采用多源信息融合技術的D－S證據理論法對不確定的復雜的工程數據進行定性分析和融合，用融合的最終數據判斷施工項目的安全施工狀態。針對建筑安全事故數據收集困難、數據集為小樣本的特點，解決小樣本數據集有特殊優勢的支持向量機方法也逐步運用到建筑安全事故預警研究中。趙元慶等針對建筑施工項目安全風險評估的精度要求以及施工特點，首次提出基于粒子群算法優化的支持向量機方法，從人員、設備、材料、環境、技術以及管理幾大方面進行指標選取，結果顯示精度較高，具有一定的實際應用價值。
2．3城市道路交通安全預警
道路交通安全預警，就是依據對道路交通事故發展穩定狀況的判斷，采用定性與定量相結合的方法，對道路交通安全發展態勢進行過程描述、追蹤分析和警情預報。國內交通安全預警理論的研究，包括高速公路交通安全管理、鐵路交通安全管理、空中交通安全預警管理、城市道路交通安全預警以及交通災害的研究。城市道路交通安全預警方法多樣，基于車速的交通事故貝葉斯方法、模糊評判法等都是較為常用的預警方法。例如:王寧從宏觀層面和微觀層面分別構建了區域城市道路交通安全預警系統和局部城市道路交通安全預警系統的模型，采用貝葉斯矩陣法(BMOM，BayesianMethodofMatrix)預測交通事故，分析城市道路交通安全狀況，根據預警等級進行報警。例如:宇仁德等針對道路交通監測數據多樣性、空間性以及多屬性等特點，建立了基于GIS的道路交通安全預警系統，構筑了數據采集與接收子系統、數據分析與處理子系統、數據查詢子系統、事故評價、檢測與預測子系統以及報警與調度子系統。此外，李玲琦對基于智能交通系統(ITS，Intelli-gentTransportSystem)的事故多發路段預警技術進行了研究，提取了運行車速作為單車運行狀態下的事故前兆特征變量，建立了由交通環境信息采集、危險狀態判別、預警信息和通信4部分組成的高速公路事故多發路段預警系統。
3各行業安全生產預警對比分析
煤礦安全生產預警、建筑施工安全生產預警以及城市道路交通安全預警都是安全生產預警在重要行業的具體應用，安全生產預警系統要求首先對該行業生產事故影響因素分析，通過指標選取原則，從影響因素中提取指標，并采用層次分析法或者相對重要程度等級法進行指標權重的劃分，再選取相應的數學方法構建預警模型，通過輸出值確定安全狀態，并相應的預警信號。不同行業安全生產預警的流程基本相同，但是仍舊存在一些差異，主要概括如下:
3．1指標的選取
煤礦安全生產預警中指標的提取主要包括作業人員、機械設備、工作環境、管理狀況、地質條件等，大部分學者主要從以上5個方面進行指標體系的構建，部分學者則選取了煤層賦存條件及開采條件作為預警指標進行安全生產預警，指標覆蓋性不夠，因此預警效果不明顯。建筑施工安全生產預警中指標的提取則主要從人、物、環境、管理4個方面進行，對建筑行業來說，物的因素主要指的是施工過程中所涉及的設備、材料、半成品、燃料、施工機械、機具、設施、能源等;此外，在建筑施工安全生產預警指標中，還考慮了安全投入這一因素。城市道路交通安全預警指標主要從人、車、道路、交通管理、交通環境5個方面進行了考慮。各行業安全生產預警指標的選取見表1。
3．2預警方法
安全生產預警是通過分析事故影響因素與事故發生或者事故發生風險之間的關系的技術，常用的預警方法包括指數預警法、統計預警法以及模型預警法，其中模型預警法主要用于監測點比較多、影響因素復雜的情況，包括灰色系統理論、模糊綜合評判法、人工神經網絡等。針對于不同行業的基本特點，安全生產預警方法的選取也不盡相同。煤礦安全生產預警、建筑施工安全生產預警以及城市道路交通安全預警常用的方法見表2。
3．3運行效果
國內的煤礦預警研究早期主要借鑒經濟預警的理論和方法，但經濟運行機制與煤礦災害的發生機理迥異，缺少對煤礦災害預警機理的研究。同時，部分研究工作中構建的煤礦災害指標體系主要針對水災、火災、瓦斯突出等某一具體災害，不具有動態適應性。現今的煤礦安全生產預警系統能夠從宏觀上進行把握，針對煤礦的整個生產和安全系統進行全方位的系統設計，并且預警的準確程度也在逐步提高。
在建筑生產安全事故管理方面，絕大多數研究都是對建筑生產安全事故的事后分析，少數進行生產安全事故預警工作的研究也主要是利用傳統的方法進行，建筑施工預警理論不成熟。要想在建筑安全生產預警方面取得一定的進展，就必須廣泛借鑒其他學科，特別是人工智能、模式識別、人工神經網絡、遺傳算法等智能學科和非線性系統學科的研究成果。對于城市道路交通安全預警問題已經進行了大量卓有成效的理論研究和工程實踐，但研究工作還相對較為零散，只是進行局部的指標體系設計，沒形成一個清晰成熟的交通安全預警系統的概念。
4結論
1)單指標預警時可通過對各項指標的國家標準值進行預警閾值的確定，綜合預警則通過事故等級或者安全狀態各區間臨界值，確定統一的預警閾值。
2)預警指標的選取涉及生產技術水平、安全管理水平、生產者和管理者的素質以及社會和文化等因素，根據各影響因素確定指標原則能夠使指標的全面性和完整性得到保障。
