高 潔

(天津交通職業(yè)學(xué)院,天津市 300110)

淺析城區(qū)交通地理信息系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用

高 潔

(天津交通職業(yè)學(xué)院,天津市 300110)

在城區(qū)交通、商業(yè)、人口等數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,利用基于組件的 G IS開發(fā)技術(shù)開發(fā)城區(qū)交通地理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)使用M APIN FO平臺,除了具有 G IS基本的查詢分析功能外,還根據(jù)管理與分析的特點(diǎn),開發(fā)了商業(yè)區(qū)域、自動定位、集聚度分析等功能。對系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)以及開發(fā)技術(shù)進(jìn)行了介紹,并總結(jié)了系統(tǒng)的特點(diǎn)。

組件;G IS;M APIN FO

近年來,交通地理信息普查工作不斷深入,普查獲得了豐富的數(shù)據(jù),且隨著工作的深入,數(shù)據(jù)在不斷地更新和擴(kuò)充。為了能充分利用這些數(shù)據(jù),挖掘其潛在的商業(yè)價(jià)值,為政府決策部門進(jìn)行商業(yè)規(guī)劃提供科學(xué)、高效的輔助決策手段,為投資者提供增值服務(wù),開發(fā)了城區(qū)交通地理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)除具有數(shù)據(jù)查詢分析功能外,還具有數(shù)據(jù)維護(hù)功能,并支持用戶通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽系統(tǒng)、查詢信息。

一、系統(tǒng)目的

21世紀(jì)是數(shù)字的世紀(jì),信息的世紀(jì)。在這個信息爆炸的時(shí)代,通過信息挖掘、信息處理、信息管理等方式來指導(dǎo)人們的生產(chǎn)生活已經(jīng)變得越來越重要。信息和技術(shù)的飛速發(fā)展自然也影響到了經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域是一個復(fù)雜的綜合性過程,既需要定性考慮,又需要定量分析。據(jù)估算,超過 80%的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)具有空間特性或者與空間位置有關(guān),有效地開發(fā)和利用這些地理空間數(shù)據(jù),可以輔助決策活動的開展,比如投資地址的選擇、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行環(huán)境的監(jiān)測以及交通設(shè)施的建設(shè),交通流量的控制,交通周邊商業(yè)區(qū)域規(guī)劃的實(shí)施,從而達(dá)到優(yōu)化資源配置、降低運(yùn)行成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

信息是現(xiàn)代活動的中心環(huán)節(jié),是社會生產(chǎn)經(jīng)營部門進(jìn)行有組織活動的紐帶;是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,擴(kuò)大商品流通的重要因素;是統(tǒng)籌規(guī)劃和進(jìn)行管理決策的基礎(chǔ);也是監(jiān)督、控制和協(xié)調(diào)各類活動的依據(jù)。

與經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域活動相關(guān)的信息量是浩大的,包括地理特征、區(qū)域經(jīng)濟(jì)、人口狀況、城市設(shè)施狀況、交通條件、競爭環(huán)境等諸多方面。很明顯大部分?jǐn)?shù)據(jù)都與空間有關(guān),即地理空間數(shù)據(jù)。而處理和分析地理空間數(shù)據(jù)是 G IS(G IS,Geographic Inform ation System),它是一種基于計(jì)算機(jī)的工具,可以對在地球上存在的東西和發(fā)生的事件進(jìn)行成圖和分析。GIS技術(shù)把地圖這種獨(dú)特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作,例如查詢和統(tǒng)計(jì)分析等集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別,從而使其在廣泛的公眾和個人企事業(yè)單位中解釋事件、預(yù)測結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實(shí)用價(jià)值。應(yīng)用 GIS平臺對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,輔之以相關(guān)的商業(yè)信息,可以方便地開展各類活動中所需要的各項(xiàng)空間分析工作,如交通流量的分析、影響范圍的確定等。利用 G IS強(qiáng)大的空間分析與數(shù)據(jù)管理功能可以方便地實(shí)現(xiàn)各類活動中的各項(xiàng)查詢、檢索工作,利用輸出模塊可以實(shí)現(xiàn)有關(guān)信息的多種形式的輸出,以提供決策支持。

因而,城區(qū)交通地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)管理領(lǐng)域可以提高效率和準(zhǔn)確度,客觀有效地進(jìn)行輔助決策,實(shí)現(xiàn)決策的自動化和智能化。達(dá)到優(yōu)化布局,維護(hù)經(jīng)濟(jì)秩序,促進(jìn)城市區(qū)域經(jīng)濟(jì)的健康、持續(xù)、快速發(fā)展的目的。這也正是城區(qū)交通地理信息系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用的基本目標(biāo)定位。

二、系統(tǒng)特點(diǎn)

城區(qū)交通地理信息系統(tǒng)是為城市交通為紐帶的各信息點(diǎn)規(guī)劃管理編制經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域規(guī)劃提供數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計(jì)、分析的必備工具。系統(tǒng)特點(diǎn):

1.交通信息網(wǎng)點(diǎn)和人口數(shù)據(jù)一次性錄入,可隨時(shí)對任意條件、任意區(qū)域的網(wǎng)點(diǎn)和人口信息進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、分析,生成專業(yè)報(bào)表。

2.道路信息、路況信息、水系分布、航道信息。

3.交通流量信息、負(fù)載信息。

4.可生成專項(xiàng)地圖,直觀表達(dá)業(yè)態(tài)分布、人口分布狀態(tài)和人均網(wǎng)點(diǎn)面積。

5.規(guī)范化數(shù)據(jù)整理,提供符合規(guī)劃要求的數(shù)據(jù)處理。

6.省錢、省時(shí)、省力,提升規(guī)劃質(zhì)量,便于上級機(jī)構(gòu)及專家審核與審批。

7.數(shù)據(jù)可長期積累,為政府機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位、投資者等提供專業(yè)咨詢服務(wù)。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

(一)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

城區(qū)交通地理信息系統(tǒng)的一期建設(shè)目標(biāo)是利用 GIS技術(shù)把普查數(shù)據(jù)定位到地圖上,能對交通網(wǎng)點(diǎn)的分布進(jìn)行各種查詢分析,并能根據(jù)實(shí)際情況的變化及地圖的變化對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)更新。根據(jù)系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo),系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)如圖一所示。

圖一 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)權(quán)限設(shè)置。系統(tǒng)按用戶權(quán)限設(shè)置密碼,包括使用密碼和編輯密碼?？梢愿挠脩裘托薷拿艽a。

2.圖層管理。本次普查共包括 10張表 (交通道路、流量信息、河流、航道運(yùn)力、商業(yè)街區(qū)、餐飲酒樓、批發(fā)市場、酒店賓館、商務(wù)樓宇、地鐵線路),其中每張表又按業(yè)態(tài)分成不同類型等。為了方便用戶操作,系統(tǒng)是按圖層的形式來控制各種業(yè)態(tài)網(wǎng)點(diǎn)的顯示與操作。利用圖層管理功能,用戶可以按業(yè)態(tài)選擇需要顯示與操作的網(wǎng)點(diǎn)圖層,也可以按大類選擇同一類型下所有業(yè)態(tài)的網(wǎng)點(diǎn)圖層。

3.地圖基本操作。該操作包括地圖放大、縮小、移動、全圖顯示、屬性信息顯示以及測距等功能。

4.查詢與統(tǒng)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)了 6種查詢方式:按按行政區(qū)域查詢、按道路查詢、按商業(yè)區(qū)域查詢、按選擇區(qū)域查詢、按屬性條件以及緩沖區(qū)查詢。對前面三種查詢,用戶可以從列表框中選擇相應(yīng)的區(qū)域,區(qū)域內(nèi)有關(guān)的網(wǎng)點(diǎn)將被選中,并顯示相關(guān)信息;按選擇區(qū)域查詢是指用戶可以利用工具在地圖上確定一個范圍,對范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查詢;按屬性條件查詢可以選擇不同指標(biāo),如道路名稱、流量信息、道路門牌號等,各種指標(biāo)還可以進(jìn)行任意組合;緩沖區(qū)查詢是指用戶可以在地圖上選中一個目標(biāo) (點(diǎn)、線或面),并設(shè)置一個緩沖距離,系統(tǒng)將產(chǎn)生一個緩沖區(qū),緩沖區(qū)內(nèi)的網(wǎng)點(diǎn)將被選中。在查詢結(jié)果的基礎(chǔ)上,可以再次設(shè)置條件進(jìn)行復(fù)查詢。查詢結(jié)果在地圖上突出顯示,同時(shí)顯示各業(yè)態(tài)的統(tǒng)計(jì)表,可以再進(jìn)入各業(yè)態(tài)查看詳細(xì)信息,并對這些信息進(jìn)行保存、統(tǒng)計(jì)和定位,直至點(diǎn)擊查看各網(wǎng)點(diǎn)的詳細(xì)信息。

統(tǒng)計(jì)功能是指對選中的網(wǎng)點(diǎn)的任意數(shù)值型字段進(jìn)行簡單的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì),如計(jì)算全年交通流量的最大值、最小值、總額、平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。

5.數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)分析是根據(jù)有關(guān)的空間統(tǒng)計(jì)技術(shù)對網(wǎng)點(diǎn)的分布進(jìn)行分析,本系統(tǒng)開發(fā)了集聚度分析模塊,并將在以后應(yīng)用中不斷擴(kuò)充。

6.地理編碼定位。地理編碼是對屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行空間定位,分為單個地址定位與整張表格定位兩種。單個地址定位的結(jié)果在地圖上以突出顯示,整張表格定位結(jié)果生成新的圖層文件,并可以添加到地圖中,進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)。

7.地圖更新與維護(hù)。地圖維護(hù)由于地圖中的道路、水系、行政界線等要素經(jīng)常會發(fā)生變化,為此,系統(tǒng)包括了編輯功能。只要輸入編輯密碼,就可以增加和刪除各類圖形及修改或添加相應(yīng)屬性數(shù)據(jù)。

地圖更新每季度進(jìn)行批量數(shù)據(jù)更新,集中更新數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)信息等資料。

(二)系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主界面由五個部分組成:工具欄、地圖顯示區(qū)、圖層管理區(qū),結(jié)果顯示區(qū)和狀態(tài)欄。

系統(tǒng)的圖層管理采用樹狀結(jié)構(gòu),可以展開和收縮,選中上一級類型,該類型下的所有圖層都將被選中。另外,為了能了解地圖顯示區(qū)域在整個研究區(qū)中的位置,系統(tǒng)還提供了能反映研究區(qū)域位置的導(dǎo)航圖。

(三)系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

本系統(tǒng)的軟、硬件環(huán)境要求如下:

軟件環(huán)境:

3操作系統(tǒng)要求:W indow s7/W indow s XP/W indow sM E/W indow s2000

3應(yīng)用軟件:SQL 2000/M icrosoftO ffice 2003

硬件環(huán)境:

3 PC機(jī)

3主頻:Pen tium III

3內(nèi)存:512MB

3硬盤:10G

地理信息系統(tǒng)的開發(fā)有不同的技術(shù),本系統(tǒng)采用基于組件的 CDE開發(fā)技術(shù)。CDE發(fā)展的一個特點(diǎn)是軟件的組件化,CDE組件之間以及與其它組件之間可以通過標(biāo)準(zhǔn)的通信接口實(shí)現(xiàn)交互。軟件的組件化不僅可以成功解決傳統(tǒng) CDE在軟件開發(fā)、應(yīng)用系統(tǒng)集成和用戶學(xué)習(xí)使用等方面面臨的困難,而且有利于降低成本,具有無限擴(kuò)展性等特點(diǎn)。

四、技術(shù)選用

開發(fā)結(jié)合了管理與分析的需求,有如下幾個技術(shù)特點(diǎn):能根據(jù)需求在地圖自動生成區(qū)域;能對網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)自動定位;可以對網(wǎng)點(diǎn)分布進(jìn)行集聚度分析。商業(yè)區(qū)域基本上就是一個由道路組成封閉區(qū)域。

1.商業(yè)區(qū)域指商業(yè)比較繁榮的區(qū)域,通常有兩種形式:一種是集中于一段街道兩旁,形成條帶形商業(yè)街,如南京路、濱江道等;另一種是圍繞交叉路口發(fā)展,形成一個商業(yè)聚集區(qū)包括商業(yè)中心與商業(yè)街,如小白樓。其分布是隨著商業(yè)的發(fā)展在不斷變化。區(qū)域生成首先是根據(jù)定義 (道路的起止門牌號碼)在地圖上確定組成商業(yè)區(qū)域的一條或多條道路的路段,并對每條道路產(chǎn)生緩沖區(qū)。如是在一條道路上,則產(chǎn)生的緩沖區(qū)即為商業(yè)區(qū)域;如由多條道路組成,則把多個緩沖區(qū)合并成一個,合并后的緩沖區(qū)即為商業(yè)區(qū)域范圍。

2.網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)自動定位。網(wǎng)點(diǎn)的空間定位是根據(jù)網(wǎng)點(diǎn)的地址信息進(jìn)行地理編碼來進(jìn)行。由于網(wǎng)點(diǎn)的地址有多種形式,如有些為路名及門牌號,有些為所在地的村鎮(zhèn)名、居民新村名、開發(fā)區(qū)名等,在地理編碼時(shí)需要應(yīng)用多個參考圖層,并采用不同的匹配方法。開發(fā)了集成的地理編碼模塊,用戶只要輸入網(wǎng)點(diǎn)地址,系統(tǒng)就能根據(jù)地址的形式自動選擇相應(yīng)的參考圖層,并進(jìn)行地理編碼,使得定位準(zhǔn)確迅速,減少用戶操作步驟。

3.集聚度分析。集聚度是用來衡量社會經(jīng)濟(jì)行為空間分布不均衡性的計(jì)量經(jīng)濟(jì)指標(biāo),通常用空間洛倫茲曲線來反映。

洛倫茲曲線法是將統(tǒng)計(jì)單元 (如行政單元)的區(qū)位商按降序排列,分別累加地方特定指標(biāo)百分比和基礎(chǔ)指標(biāo)百分比,然后以特定指標(biāo)累加百分比為 X軸,以基礎(chǔ)指標(biāo)累加百分比為 Y軸,連接所有點(diǎn),所得的圓滑曲線為洛倫茲曲線。這里的區(qū)位商是指統(tǒng)計(jì)單元某特定指標(biāo)在整個區(qū)域內(nèi)所占的份額與統(tǒng)計(jì)單元基礎(chǔ)指標(biāo)在整個區(qū)域內(nèi)所占份額的比值,即:

由于區(qū)位商值是兩個百分?jǐn)?shù)的商,所以商值沒有量綱。在區(qū)位商的分析中,如果:

LQ>1,表明某特定活動在該地方具有相對集中分布趨勢;

LQ<1,表明某特定活動在該地方的分布低于區(qū)域一般水平;

LQ=1,表明某特定活動在該地方的分布與其在區(qū)域中的相對地位相符合。

基礎(chǔ)指標(biāo)的選取在區(qū)位商分析中是十分重要的,在經(jīng)濟(jì)地理分析中多采用人口或地域面積等綜合指標(biāo)。

洛倫茲曲線的特點(diǎn)在于:如果該特定活動是平均分布在區(qū)域內(nèi)的 (均衡分布現(xiàn)象),那么所獲得的洛倫茲曲線應(yīng)該是斜率為 45度的直線,即坐標(biāo)系對角線 (基準(zhǔn)線)。一般洛倫茲曲線的斜率隨累加百分比值的遞增而逐漸增大。因此,洛倫茲曲線與單純數(shù)值表示法相比更為直觀,表達(dá)方式更為簡便,在地理空間分析中很受青睞。

系統(tǒng)中的集聚度分析是依據(jù)集聚度的定義,通過人機(jī)交互方式,用戶可以選擇基礎(chǔ)指標(biāo)和特定指標(biāo),然后計(jì)算各區(qū)縣選中業(yè)態(tài)網(wǎng)點(diǎn)分布的均衡度,結(jié)果用洛倫茲曲線表示。通過對基礎(chǔ)指標(biāo)和特殊指標(biāo)的選取,可以得到不同的洛倫茲曲線,從而了解各類指標(biāo)空間分布的均衡度。

4.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。城區(qū)交通地理信息輔助決策系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)主要分為三類,即空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。考慮到該系統(tǒng)的目標(biāo)定位和其重要的服務(wù)功能以及技術(shù)發(fā)展的前瞻性,決定采用空間型商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。具體來說,就是采用對象——關(guān)系型數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。SQL和O rac le都可作為商業(yè)地理信息輔助決策系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫,基于 SQL的高性價(jià)比、強(qiáng)伸縮性、易操作性、安全可靠、完善的服務(wù)等優(yōu)勢,本系統(tǒng)選用 SQL作為數(shù)據(jù)庫支持系統(tǒng)。

城區(qū)交通地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的空間定位,利用交通系統(tǒng)作為整個系統(tǒng)的脈絡(luò),其目的實(shí)際是實(shí)現(xiàn)對整個城區(qū)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、政府規(guī)劃、商業(yè)布局的空間可視化,可以對這些數(shù)據(jù)查詢分析。隨著今后基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的不斷更新,將逐步添加人口數(shù)據(jù)和地產(chǎn)價(jià)值數(shù)據(jù),對各類網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行更加深入的分析統(tǒng)計(jì),為政府與相關(guān)的管理部門的決策提供更為準(zhǔn)確、方便和迅速的信息支持。

[1]小冬,葉嘉安.地理信息系統(tǒng)及其在城市規(guī)劃與管理中的應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2000.

[2]建設(shè)部“跨世紀(jì)中國城市發(fā)展戰(zhàn)略”課題組.經(jīng)濟(jì)全球化與中國城市發(fā)展對策[J].城市規(guī)劃,1999(07).

[3]徐京華.專題地圖制作技術(shù)與方法探討[J].測繪通報(bào),2003,(03).

[4]張成才,孫喜梅,黃建紅等.基于M ap lnfo電子地圖制作方法研究[J].水土保持研究,2002,(04).

[5]鄧躍明,翟婭娟,劉治枝.基于M ap lnfo的專題地圖制作[J].測繪通報(bào),2001,(07).

[6]袁峰,周濤發(fā),岳書倉.基于M ap lnfo的地圖矢量化方法[J].皖西學(xué)院學(xué)報(bào),2002,(04).

A b s tra c t:The developm en t of the C ity T raffic G eograph ic In fo rm ation System is based on data co llecting regard ing city traffic,businesses and popu lation and G IS developm en t techno logy.The Sys2 tem,usingM A PIN FO p latfo rm,no t on ly suppo rts inqu iry and ana lysis’businesses,bu t also develops o ther functions like iden tify ing business areas,au tom atic position ing and analyzing concen tration degree,etc.

Key wordscom ponen t;G IS;M A PIN FO

The A pp lication of C ity T raffic Geog raphic Info rm ation System in Econom ic Sphere

GAO Jie

(Tianjin Transportation Voca tiona l Institu te,Tianjin 300110 China)

P228.49

A

1673-582X(2011)04-0091-05

2010-12-25

高潔 (1976-),女,天津市人,天津交通職業(yè)學(xué)院講師,研究方向計(jì)算機(jī)科學(xué)。