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1、基于G I S 产业化概念建立一个开放型的 空间辅助决策支持系统模型 以A r c V i e w 等软件的集成开发设计为例 钱峻屏 ( 广州地理所资源与环晚信息中心，广东志广州市. 5 1 0 0 7 0 ) 摘哭: 本文通过设计和开发一个开放型的空间型数据集成系统， 探讨了建立一个完整的、 面向多用户需求的空间决策支持系统的主要原则，及相应的数据分层方案，为进一步了 解 用户对空间 型数据应用的实际需求，和系 统开发提供了一个数据库集成分析系统的样本. 也为今后研究城市发展模型，进行可持续发展评价以及建立环境监测模拟等，提供有力的 数据和模型支持 一、 G I s产业化 地理信息系统发展的
2、新要求 当前，随着 G I S 技术的 广泛应用， 提高自身决策、管理能力的必要性 、高精度的专业化数据所需的时间、 许多部门逐渐认识到了利用高新技术领域的空间决策支持技 :而同时，在一些职能部门内部，建立和维护其内部规模巨 资金和人力投入又相当庞大。如何降低各部门信息建设的成 ， 提高信息服务质量， 让有限的信息资源在更广阔的应用领域中充分发挥作用，实现效益最大化， 术大本 是对地理信息系统发展提出的新要求。 实现G I S产业化，建立一个多部门共享的，开放型的空间信息集成系统，挖掘地理信息系统在 社会各部门中的应用潜力，解决部门级G I S高投入、低产出的矛盾， 服务对象，满足用户日 益更
3、新的需求，使G I s 更好地为科学的分析、 只有这样，才能不断拓展数据 预报和决策提供服务。 二、 G I s 产业化的解决方案 所谓 G I s产业化就是在一个系统内部多个部门 共享的G I s系统。 渐要求信息技术支持企业级的应用 成为各部门中原有rr 系统的延伸， ， 因此， 集成现有I T 和G I s 功能， 是今后G I S 发展的主要趋势。 当前，I S / I T工业的发展也逐 扩展G I S 的应用领域， 使G I s 现在，几个主要I T制造商， 如M i c r o s o ft , O r a c l e和I n f o r m i x 都在进行这方面的集成工作。 G
4、 I S 产业化的实现，对系统的 集成提出了如下要求: . 采用模块化的组件结构: . 采用WIND O WS开发工具，如V B , V C “ : . 数据库管理采用工业标准数据库容器: . 采用标准化界面的应用集成， 如O L E ; . 独立于网络和通讯协议: 较强的可移植性: 较高的可重用性。 三、开放型模型建立的惫义 理想的 G I s应该是开放的、多功能的，然而，没有一个 G I s生产商能够提供能 完成所有用户 需求的软件， 所以， G I s应用开发员必须在此基础上。 针对实际应用需求， 采用信息集成技术，为 应用开发 提供一 个完整的 解决方 案。 现有的 集成技术 包括:
5、C O B R A , O p e n G I s C o n s o rt i u m ( O G C ) , O L E I C O M及网 络标准等。制造商们正在为更多的标准的 建立而努力。 通过采纳开放式的系统开发方案， 以及使用O G C提议的 标准界面， 并采用标准的合成技术 ( 如 C O M) 和工业标准数据库容器，那么，新一 代的G I s应用系统将只需要非常小的软件开发就可以 被集成到企业的工作流中 ， 服务于各级政府部门和各类用户。 因此， 最新的G I s 系统将使G I s 融入I T 技术的主流成为可能。 四、原型系统的建立 一直以来。 G I s都是专业部门和专家
6、技术人员的专利，这导致了G I s系统建设的孤立性和重复 性， 各部门间的G I s 数据不能兼容， 使得现有G I s 系统的显示度和实用性都较差。 在这种情况下，有必要建立一个开放型的空间型数据分析、管理系统，支持开放的、分布式的 空间信息访问 和模型模拟，使管理、决策部门逐渐意识到空间决策信息支持在解决当前的社会、 环 境问题等方面的重要性。通过该系统的建立，也为今后城市规划研究，可持续发展评价，以及环境 监测模型的 建立等，提供有力的数据和模型支持。 为 此， 在G I s 产 业 化 概 念 的 基 础 上， 我 们以 珠 江三 角 洲 为 例， 建 立 了 一 个 开 放 型 的
7、空 间 辅 助 决 策支持原型系统。该系统以A r c V i e w和V E作为前台开发工具，以工作站版A R C I INF O作为后台空 间数据管理和模型模拟分析系统， O R A C L E作为非空间数据库管理系统。该原型系统意在综合遥 感、空间信息及社会经济统计资料，通过对珠江三角洲城市群发展状况的分析模拟，为珠江三角洲 城市群的可持续发展提供空间信息参考和决策支持。 飞 .具体步 骤 本模型的建立福意在提供一个G I s产业化的原型系统。其中，首先必须解决以下几个方面的问 题: ( 1 ) G I s 产业化的 条件和需 求分析: 包 括各部门 所具备的 局域网( L A N )
8、和广 域网 ( W A N ) 条 件; 软、硬件评估;科技力量分析等，并提交相应报告。 ( 2 ) 数据共享:G I s产业化的目 标就是要在传统信息流中增加部门间的横向信息流，实现数据 共享，因此， 有必要建立部门间的协同合作， 沟通各部门的需求、能力和所掌握的 信息资 源，以 建 立一个完整、可靠的空间数据集成系统，为增强用户的信息处理功能和增加决策支持的 信息源提供 保证，并逐渐使用户了 解到G I s 产业化的优越性。 ( 3 ) 信息的 标准 化: 即设 计产业化 G I s的 系 统结构， 数 据库管理 和应 用开发等框架， 具体 包括 用户需求研究、建立数据字典、 确定数据精度
9、、交换格式标准等。 4 ) 基础地图的建立: 包括统一属性定 义、 数据源的 选取、 数据结构设 计和数据维护等，这是 G I s 产业化中最费时、费钱的部分。 ( 5 ) 建立小尺度的应用系统原型:通过对原型测试结果的评价， 证实该系统的实用性， 加深用 户 对产业 化G I s 概 念的了 解， 并提出 改 进意见。 2 技术关 键 要建立一个高效的空间辅助决策支持系统，必须具备3 个基本条 件:即基于网 络的优质的信息 服务功能; 有效的空间信息处理和显示工具;快捷的 通讯和人机交互机制。 因此，在本系统的建立中，重点要解决: ( 1 )不同 类型的空间及非空间型数据的集成 建立联合型数
10、据库，将不同形式的数据源集成于一个统一的、无缝的数据库环境下，是本课题 的第一步。 为使数据库的建立能够适用于更为广泛的应用领域，不断扩展G I S 应用的服务对象，我们考察 了 一些具体应用项目 对模型的要求，并在此基础上建立一个支持不同 数据分析方案的分层数据结构 模型 三层数据库结构， 如图1 所示。 对 外 服 务用户用户用户n 巨 . 渭刃 口 口 联合 ”畴 耳食 补 基础统计表地图Y同移像 崖忿 : 二姿: : 基础统计表专题空间影像基础地图基础统计表专题 空间影像 ( 部门1 )( 信息中心) 巨 二 图1 三层数据库结构方案 上图中，各部门级数据库经统一协调， 集中组织成一个
11、企业级的联合数据库层:联合数据库中 的 数据又根据其属性特征和应用类型的不同，被组合成不同的数据集， 作为对外服务的数据单位， 满足不同数据用户的需求。 该数据库分层方案，允许不同 等级的 用户访问多重空间数据源，因 此，三层数据库结构又被称 为面向未来的数据方案。 一 - - ， ， ， ， ， ， . ， 门 . . . . . . . . . . . . . . . . .一一 J ( 2 )采用开放型的系统设计方案， 建立一个多 源的空间型数据管理、 分析模型 在本原型系统的设计中，我们运用产业化G I s的解决方案，严格确定系统建立的一系列标准和 对开发环境的要求， 采用标准的系统合
12、成技术，建立 标准化的开放型的空间数据集成系统， 使新一 代的G I s系统成为管理、决策、科研部门原有 I T系统的延伸，保证应用系统开发的高效性、 可移 植性和可重用性。 ( 3 )网 络环境下分布式计算机应用系统的设计 资源共享是产业化G I s 成功的关键，资源共享包括数据信息和计算机资源的共享，它允许各部 门在网络环境下高效地管理各自的数据，并共享其它部门的信息资源。 此外，产业化G I s 还应该支持数据管理的分布式和信息处理的分布式。 通过基于应用进程通讯 ( I A C )的数据交换方式，使一个部门决策时能够通过网络实时调用其它机构的某些数据， 而信息 的处理、分析则在本地计算
13、机上完成。客户朋 R 务器 ( C li e n t/ S e r v e r ) 模式能很好地支持这种分布式 计算的要求。 3 原型设计 本原型系统是建立在基于局域网和网际网的基础上的， 现有两个子系统:城市群发展现状公共 子系统 面向一般公共用户) 和城市群可持续发展模拟专家子系统 ( 面向决策支持部门) ，如图 2 所示。 图2 珠江三角洲开放型空间辅助决策支持原型系统界面 我们的信息源包括来自 国土、 海洋、 遥感、统计部门的各种类型的空间和非空间信息，系统以 ) V n 9 5 作为用户操作平台，采用V B开发统一的用户界面，并安装N F S 和A r c Ye w软件。V B通过
14、D D E数据交换方式调用 A r c Ye w 1 .2 b提供的空间 信息显示、处理功能，并提供多媒体支持。力图 使用户界面更友好。 G I s 信息用S U N操作系统和A R C A N F O软件进行管理，通过N F S 解决空间数据的访问问 题和 进行远程程序调用 ( R P C ) o. 系统的非空间型数据库部分采用 O R A C L E作为数据库服务器田N I X版) ，并在另一台机上备 份， 终 端安 装O r a c le D e v e lo p e r/ 2 0 0 0 C l i e n t 1 .3 .2 F o r W i n d o w s 9 5 软 件。
15、远程G I s 应用程序通过W in 9 5 的3 2 - B I T O D B C D r i v e r ，访问O r a c l e 数据，并实现空间与非空间 数据的 链接。 此外，为了 克服 A r c V i e w空间数据分析处理功能较弱的 缺陷，使系统具备更丰富的专业化信息 分析功能， 我们将微机上的应用系统在I n t r a n e t 上通过N F S与U N I X工作站连接。 U N I X工作站作 为空间数据服务器，为系统提供数据支持和模型分析功能。工作站的模型分析主要通过 A R C / I N F O 的 A ML语言来实现，终端通过远程程序调用 ( R P C
16、 )调用和显示工作站上的模型分析结果，使微 机上的G I s 平台真正成为功能强大的多源数据的集成、分析系统。 五、结论 本文工作的目的在于设 计和开发一个集成系统以科学地管理空间型数据，进行空间信息处理， 并探索高效、科学的空间数据分析方法。该原型系统的设计、建立和应用，有助于了 解用户对空间 型数据的实际需求，为进一步的系统开发提供一个集成数据库管理分析系统的样本。 项目的主要贡 献在于: 1 .讨论建立开放型G I s 系统的主要原则， 及在实际应用中的具体化。 2 .建立数据分层方案，以 保证数据内 容的 逻辑一致性和可扩充性。 今后，本系统还将向建立一个完整的、 面向多用户需求的空间数据库支持系统方面发展，并支 持I n t e rn e t 上用户对多 源数据的访问。 参考文献 R e q u ire me n t s f o r a D a t a b a s e Ma n a g e m e n t S y s t e m f o r a G I S R e m o t e S e n s i n g , 1 9 8 8 , 5 4 ( 1 1 )
