大金湖国家地质公园地理信息系统的设计

大金湖国家地质公园地理信息系统的设计陈能,施蓓琦(上海师范大学地理系,上海　200234)摘要:介绍了应用地理信息系统技术,对福建大金湖国家地质公园的资源环境信息进行采集、管理和分析,并以图文和声像形式综合展示系统处理信息的结果,使大金湖国家地质公园的管理工作达到科学化、规范化和标准化,为申报世界地质公园提供高水平的技术支持。

关键词:地理信息系统;大金湖国家地质公园;世界地质公园中图分类号:P 208　文献标识码:A 文章编号:1001-070X (2004)03-0065-040　引言福建大金湖国家地质公园位于世界自然与文化遗产武夷山南端的泰宁县境内。

大金湖国家地质公园作为地学旅游资源,以其神奇灵秀的水上丹霞奇观,将丹霞地貌所具有的奇、险、秀、美的风景地貌显现无疑,同时还有花岗岩地貌景观和人文景观等点缀其中。

凭借这种地质遗迹、特殊的地球科学意义和优雅的美学观赏价值,大金湖国家地质公园以发展地质旅游开发来促进地质遗迹保护,以建立世界级地质公园为目标。

基于此,如何以可持续发展为目标,将地质遗产合理保护,将自然旅游资源充分开发,使旅游管理更为有效,就成了当务之急。

而地理信息系统(GIS )技术,作为一种新兴的技术,在处理和分析地理空间及非空间信息方面具有强大的功能,其最大的特点在于它能将各种信息与反映地理位置的图形信息有机结合,根据需求,建立各类应用模型,对数据进行处理分析,得出计算结果,为管理部门提供科学的决策依据。

1　系统分析1.1　用户需求分析本系统用户主要是泰宁县政府决策部门和旅游资源的管理者及开发者。

用户对大金湖国家地质公园管理和规划的目的是要保护地质遗产,推动地球科学知识的普及,通过规划,以形成地质遗迹的保护区、地质科学的研究基地和科学普及的重要场所;同时以地质生态环境和引人入胜的自然景观,成为人们休闲度假的场所,以旅游产业来带动当地区域经济发展和增加居民就业。

在此目标基础上,提出更远大的计划,即将大金湖国家地质公园建设成为世界级地质公园,使之成为人类社会保护地球遗产和地质环境工作的重要组成部分,也成为在我国乃至世界具有一定影响的环境生态景观区。

就此,对照2002年4月联合国教科文组织地学部制订的“联合国教科文组织支持的地质公园网络工作指南”,可见在世界地质公园的申报工作中除对一般格式性的要求外,还特别关注地质公园的地学含义、属地现状及可持续发展、属地经济状况评价和开发前景分析。

1.2　系统功能分析大金湖国家地质公园地理信息系统的建立,一方面是为泰宁旅游管理部门提供现代化管理手段,另一方面是为申报世界级地质公园作充分的技术支持。

该系统的功能主要涵盖以下几个方面:(1)以地理图、地质图和地形图等为背景,应用多媒体技术、三维技术,对大金湖国家地质公园的地质背景资料进行介绍,起到对地质科学普及的作用。

(2)准确统计环境资源数据,应用生态指标、地学模型对现状进行评价,由此对未来的环境进行预测、分析,实现环境资源的可持续发展。

(3)根据对旅游资源环境容量的测定指标、对属地经济状况评定指标,应用区域规划模型及虚拟现实技术,模拟出未来3a 、5a 甚至10a 地质公园的规划状况,并由此拟订属地行动计划,确定行动方向。

收稿日期:2003-12-03;修订日期:2004-02-09第3期,总第61期国　土　资　源　遥　感N o.3,2004　2004年9月15日REMOTE SENSING FOR LAND &RESOURCESSept.,2004　 (4)应用系统严谨化、规范化的管理体系,使各部门政务公开化,流通顺畅化。

(5)为了更好地建设数字泰宁,还将预留与各类其它系统兼容、通用的接口,使之能与其它系统更好地服务于泰宁的规划决策和管理建设提供服务。

2　系统设计原则(1)实用性原则。

系统面向的用户是政府部门的管理者、决策者,可满足这些用户对大金湖国家地质公园管理的需求以及对属地近景、远景的规划,真正实现管理和规划的科学化。

(2)可靠性原则。

数据库中所有数据采集均按照国家和地方有关标准,确保数据的完整、准确、可靠;系统应有较强的容错能力和处理突发事件的能力。

(3)完备性原则。

数据库中的各种数据应是全面、完整的,能够满足系统各功能的需要。

(4)科学性和规范性原则。

系统应以软件工程的思想和方法来建立,同时,系统的各项功能应符合大金湖地质公园管理的要求,符合世界地质公园申报的要求,信息编码应遵循行业或地方规范。

(5)经济性和可操作性原则。

在保证各项功能圆满实现的基础上,应以最好的性能价格比配置系统的软、硬件;系统应有良好的用户界面。

(6)可扩展性和开放性原则。

系统应具有良好的接口,以便系统不断地扩充、求精和完善。

3　系统总体结构设计3.1　系统总体结构根据系统分析所得出的目标、系统设计原则,以及系统所要具备的项目技术内容,结合ArcInfo 的二次开发平台的特点,将整个系统分成5大功能子系统(图1)。

图1　系统总体结构3.2　系统建立流程建立大金湖国家地质公园地理信息系统,首先需要收集大量的地图资料、统计资料、图鉴和遥感影像等信息,并将空间位置信息、属性描述信息和景点图片信息分别进行处理,同时对这些信息的处理精度进行控制,以保证入库信息的准确性、完整性和一致性。

同时,将处理后的分类信息分别入库。

最终,通过二次开发的编程技术,整合数据,生成系统(图2)。

图2　系统建立流程・66・国　土　资　源　遥　感2004年3.3　系统数据库设计(1)为提高查询、搜索速度,美化图案,需采用矢量形式的空间数据存储结构。

(2)数据分层,便于存储管理和编码。

在该系统中,把所有与旅游有关的信息分为景点分布层、行政区划层、公路层、铁路层、水系层和注记层等。

(3)属性数据库采用二维关系表的形式存储,用编码的方式来区分不同地物的属性数据。

大的地物,如公路、铁路,则按国家统一的编码体系来进行编码;小的地物,特别是属于行业的,则按照行业的规定或是人们的习惯来进行编码。

在该系统中采用的S Q L Server2000来进行属性数据的存储和管理。

4　系统功能设计4.1　大金湖国家地质公园概况子系统无论是世界级地质公园申报的要求,还是大金湖地质公园原有的地质遗迹特点,都要求充分显示出该地质公园内在的地学含义,普及人们对丹霞地貌的认识,充分领略该地质公园水上丹霞奇观。

因此,在该子系统中除了用多媒体手段将地文景观、水体风光、气象情况、古迹名胜及摩崖壁刻等旅游资源图文并茂地展示之外,还着重展示地质公园内每一处地质遗产的地质背景资料,包括其地质环境、时代和形成历史以及具体位置图,并显示其三维动态效果。

4.2　资源环境分析子系统大金湖地质公园子系统的功能体现在以下几个方面:(1)采取实时监控的方法采集各个地质遗迹的生态环境数据,应用相关分析的方法计算出各种相关因子,利用生态环境指标如空气洁净度指数、社会生态效应评价指数(SEI),生态综合敏感度指数等,来评定该地质公园的生物多样性和生态环境现状。

(2)利用遥感影像图获取地质公园生态景观分布情况和土地利用率等信息,可对土地利用的情况进行分析,确定土地等级,制定土地保护计划。

(3)应用G PS手段,进行地图追踪和定位,由此得到的数据用于制作高精度的公园路径图、监测路径图。

同时结合(2)、(3)几项生态环境指标,对规划中的道路建设造成的对地质公园资源影响进行评价。

(4)作为水上丹霞奇观,水的作用也尤为重要。

应用水环境质量指标,对大金湖进行监测评定也是地质公园环境分析的一个重要分支。

资源环境分析子系统具有对环境因子统计、分析和预测功能,使管理者能较容易发现资源环境是否发生了变化以及变化的模式和趋势,以便在景区规划子系统的过程中考虑其影响。

此外,该子系统应用的大量生态环境数据和遥感数据可作为预留接口,与泰宁县的其它地理信息系统相融合。

4.3　景区规划子系统结合资源环境分析子系统的统计分析数据,应用区域规划模型,对大金湖国家地质公园进行合理规划。

具体功能为:(1)应用GIS技术中的缓冲区分析、网络分析对大金湖国家地质公园的旅游空间结构做分析,得到该地质公园的市场情况,得出各客源地对该旅游地的旅游需求,做出旅游客源市场结构图。

(2)应用叠置分析的方法,将居民点分布图、遗产图、现代生活设施图及交通流量图进行叠置,对旅游基础设施、服务设施数据详细统计,制作出旅游功能区分布和重点项目、服务设施布局图。

(3)对连续分布的植物、历史遗迹、道路和景观等的关联性进行分析,应用群组层次分析法(AHP)确定优先发展的区域,并根据一些经济地理指标,找出该属地商业创新的潜力点,由此得出属地阶段性规划。

(4)根据政府职能部门对大金湖地质公园的展望,并结合已有的分析、预测数据,应用虚拟现实技术,模拟今后的近景、远景规划效果,以便进一步完善,减少规划方案的主观性。

4.4　行业管理子系统本着管理工作系统化、规范化、高效化的原则,该子系统提供了现代化、科学化的管理手段,具体功能如下:(1)查询功能。

查询国家、地方各项相关法律、法规及规章等;查询旅游服务企业的资质等级服务状况;查询各项业务的登记、审核、审批和年检情况;查询各类投诉案件的登记和处理办法等。

(2)统计功能。

按各种方式进行各类数据的统计,如统计区域内旅游企业情况、年旅游人数情况,旅游资源变化情况等,统计的方式也可以是多种形式完成。

(3)分析功能。

可以进行最短路径分析、选取最佳旅游线路、比较选取经济合理的服务、分析环境变化对客源的影响等。

(4)下载打印各类信息、表格等。

・76・第3期陈能,等:　大金湖国家地质公园地理信息系统的设计4.5　系统维护子系统(1)用户权限与帐号维护。

考虑到本系统的数据安全性,用户在登录时,须输入用户名和相应的密码,系统验证正确后,方可进入。

用户权限的设定:一般人员可使用地图一般操作功能,空间查询功能,浏览输出功能;中级人员,可进一步使用空间分析、统计功能;高级管理员在中级人员的基础上,可使用旅游资源输入编辑功能,数据的载入、删除功能,以及规划、管理功能。

(2)数据库维护。

包括数据使用权限的设置、数据备份、数据库更新、数据库恢复等等。

5　结语我国国家地质公园的GIS 建设和应用刚进入起步开创阶段,目前吉林长白山、云南西双版纳和四川九寨沟等国家地质公园正在建立用于国家地质公园管理的各类地理信息系统,并积累了一些经验,但总体上讲还很不完善,许多技术问题还有待进一步研究与探讨。

而国家地质公园的GIS 建设则是凤毛麟角。

因此,对于刚建成的大金湖国家地质公园而言,应用GIS 技术不仅有助于改变原有传统的、静态的管理形式,实现直观的、动态的管理、规划,从而真正提高了保护、开发和管理的科学内涵与科学层次,而且能够起到示范作用,从而推动我国国家地质公园在保护、建设和管理水平等方面的快速提高,向世界级的地质公园目标迈进。