摘要：區(qū)位因子對一個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和政策制定，起著關鍵的作用，隨著計算機技術的快速發(fā)展和信息化的普及，利用GIS、Web Service、軟件工程等不同技術的結合，實現(xiàn)區(qū)位因子的快速、動態(tài)、全面、直觀的可視化視圖，已成為了現(xiàn)實。

關鍵詞：區(qū)位因子； 可視化； GIS； Web Service； 系統(tǒng)

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）01-0191-04

1 概述

區(qū)域內(nèi)的自然資源狀況、人口分布狀況、交通狀況、教育水平、技術水平、工農(nóng)業(yè)發(fā)展水平、消費水平、政治制度等等區(qū)位因素，對于區(qū)域的生產(chǎn)過程和社會經(jīng)濟活動產(chǎn)生了極大的影響。區(qū)位因子（或稱區(qū)位因素）影響著區(qū)位主體的分布，它不僅包含可用貨幣度量的價值標準，也包含不能用貨幣測算的非經(jīng)濟因子。在區(qū)位經(jīng)濟的發(fā)展中，如何能把區(qū)位因子可視化的展現(xiàn)出來，對經(jīng)濟政策的制定以及決策者來說，起著至關重要的作用。由于地學現(xiàn)象的復雜性和地理過程的不確定性 ，空間數(shù)據(jù)的復雜性也已經(jīng)遠遠超過了人的解譯能力[1]，如何利用信息可視化技術，把一個區(qū)域內(nèi)的不同因子快速動態(tài)直觀全面的呈現(xiàn)出來，為區(qū)域的發(fā)展提供重要的數(shù)據(jù)支撐，已經(jīng)成為了一個重要的研究課題。隨著計算機技術、空間信息技術的快速發(fā)展，結合區(qū)位理論模型、數(shù)據(jù)庫、WEB開發(fā)、分布式原理、GIS和RS等技術手段，利用強大的軟件系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡線路來實現(xiàn)區(qū)位因子動態(tài)可視化已成為可能。

2 區(qū)位因子與可視化技術簡介

2.1 區(qū)位因子

區(qū)位因子是指影響區(qū)位主體分布的原因。最早提出區(qū)位因子的是韋伯[2]，不同經(jīng)濟學家對其有不同的稱謂，例如，哈特向與格林哈特稱之為區(qū)位因素，艾薩德則稱之為區(qū)位力量[3]。區(qū)位因子多位地理要素或同地理現(xiàn)象有關，這些因子可概括為六個方面：（1）自然因子，包括了自然條件和自然資源；（2）運輸因子，居于不同位置的自然和經(jīng)濟因素的結合要通過運輸來實現(xiàn)；（3）勞力因子，勞動力的數(shù)量和質(zhì)量的地理分布是確定產(chǎn)業(yè)區(qū)位的重要考慮因素；（4）市場因子，主要指市場與企業(yè)的相對位置，市場的規(guī)模和市場的結構；（5）聚集因子，主要指產(chǎn)業(yè)在空間布置上的集中和分散；（6）社會因子，包括了政治、國防、文化等的要求，它們是超越經(jīng)濟的，也獨立于地理環(huán)境。盡管在區(qū)位決策過程中，經(jīng)濟因子起著重要的作用，但有時一些非經(jīng)濟因子也不容忽視。比如決策者的行為、決策者個人的偏好、決策者的出生地，以及區(qū)位決策的模仿、區(qū)位政策、自然條件的作用和軍事上的考慮等。區(qū)位因子是多方面的，不同的歷史階段有不同的社會要求[4]。

2.2 可視化技術

種類繁多的信息源產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，遠遠超出了人腦分析解釋這些數(shù)據(jù)的能力。由于缺乏大量數(shù)據(jù)的有效分析手段，大約有95%的計算被浪費，這嚴重阻礙了科學研究的進展。為此，美國計算機成像專業(yè)委員會提出了解決方法—可視化?？梢暬褦?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形，給予人們深刻與意想不到的洞察力，在很多領域使科學家的研究方式發(fā)生了根本變化?？梢暬夹g的應用大至高速飛行模擬，小至分子結構的演示，無處不在。在互聯(lián)網(wǎng)時代，可視化與網(wǎng)絡技術結合使遠程可視化服務成為現(xiàn)實。隨著可視化技術的快速發(fā)展，在不同領域的使用越來越廣。

3 不同技術在區(qū)位因子可視化中的應用

3.1 遙感技術的應用

遙感技術是新興起的一種探測技術，利用飛機或人造衛(wèi)星等遙感平臺通過遙感器獲取地面信息，然后經(jīng)過傳感器傳輸?shù)降孛嬲?，使用圖像處理設備對地面接收到的遙感圖像信息進行處理（幾何校正、濾波等）以獲取反映地物性質(zhì)和狀態(tài)的信息，把經(jīng)過處理的信息提供給判釋人員直接判釋，或進一步用光學儀器或計算機進行分析，找出特征，與典型地物特征進行比較，以識別目標，最后打印成圖，用于軍事偵察、導彈預警、軍事測繪、海洋監(jiān)視、氣象觀測、地球資源普查、植被分類、土地利用規(guī)劃、農(nóng)作物病蟲害和作物產(chǎn)量調(diào)查、環(huán)境污染監(jiān)測、海洋研制、地震監(jiān)測等方面。

解譯好的遙感圖像中，雖然我們能清晰的看到植被、道路、河流、城市、居民點、礦區(qū)分布、旅游景區(qū)等等一些內(nèi)容，用區(qū)位因子來描述，就是自然因子、運輸因子、勞力因子、聚集因子等等，但是這些因子的具體參數(shù)很少，有些需要我們在圖上統(tǒng)計，有些圖上根本就沒有，例如河流的條數(shù)和長度、大中小礦區(qū)的數(shù)量，有些內(nèi)容甚至會因為圖像分辨率的問題，直接不能顯示，遙感圖像的更新速度不是很快，這樣就造成了數(shù)據(jù)信息的滯后，區(qū)域的決策者們在參考數(shù)據(jù)時就不會精確。上述種種問題，說明了遙感對區(qū)位因子展現(xiàn)，也有不足之處。

3.2 專業(yè)GIS軟件的使用

GIS軟件是能提供存儲、顯示、分析地理數(shù)據(jù)功能的軟件。主要包括數(shù)據(jù)輸入與編輯、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)操作以及數(shù)據(jù)顯示和輸出等。GIS的發(fā)展是一個摸索前進的過程， 完全是由于搞地圖數(shù)字化以后，由用戶的需求推動這個技術不斷地往前發(fā)展[5]，在近30多年內(nèi)取得了驚人的成果，廣泛應用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、災害預測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計、商業(yè)金融等幾乎所有領域。如ArcGIS、MapInfo、MapGIS等國內(nèi)外專業(yè)軟件，這些專業(yè)軟件在顯示區(qū)位因子時，只能將部分因子或因子的部分屬性參數(shù)顯示出來，例如，在一張ArcGIS繪制出來的地圖上，我們只能看到一些地名、道路、湖泊、景點等地圖要素，而其它的像植被、礦山、積雪以及不同區(qū)位因子數(shù)量和參數(shù)都很難詳細看到，數(shù)據(jù)更新較慢，花費時間長，所以使用專業(yè)軟件來可視化區(qū)位因子，也存在很多不足。

3.3 計算機技術的應用

計算機技術一般涉及到軟件工程、網(wǎng)絡技術和硬件等方面，軟件工程是應用計算機科學理論和技術以及工程管理原則和方法，按照預算和進度，實現(xiàn)滿足用戶要求的軟件產(chǎn)品的定義、開發(fā)、發(fā)布和維護的工程或以之為研究對象的學科[6]，它對于計算機軟件的開發(fā)相當重要。

選擇某種編程語言、軟件開發(fā)工具和系統(tǒng)平臺，使用數(shù)據(jù)庫技術（如Oracle或SQL Server），采用標準的設計模式，利用網(wǎng)絡和Web Service分布式原理，可以實現(xiàn)一個強大的B/S或C/S模式的分布式區(qū)位因子可視化系統(tǒng)（圖1），但是這個系統(tǒng)的不足就在于脫離了遙感和GIS技術的支持，雖有骨架，卻缺少血肉，這里的血肉指的就是空間數(shù)據(jù)和動態(tài)展示空間數(shù)據(jù)的第三方技術支持。

圖1 分布式區(qū)位因子可視化系統(tǒng)

綜上所述，利用遙感解譯、GIS專業(yè)軟件和計算機軟件開發(fā)等技術，都未能實現(xiàn)區(qū)位因子快速動態(tài)全面的可視化，由此看來每種單一的技術都有自己特定的功能，對區(qū)位因子只能部分展現(xiàn)，要想完全實現(xiàn)區(qū)位因子的全方位可視化，必需使這幾種技術進行結合，方能達到可視化的最佳效果。

4 可視化GIS系統(tǒng)的實現(xiàn)

4.1 多種技術手段的結合使用

區(qū)位因子包含了很多地理要素、與地理要素相關的現(xiàn)象以及經(jīng)濟和非經(jīng)濟因子等各種參數(shù)指標，要想建立一個不同因子共存的可視化系統(tǒng)，需要獲得區(qū)域中各種因子的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中要涵蓋各種區(qū)位理論模型進行分析，這是一項非常龐大而繁雜的任務，需要花費很長的時間和巨大的人力物力，所以要找到好的辦法才能解決這個問題。為此我們要借助區(qū)域內(nèi)各職能部門的力量，讓他們來提供各自不同的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包含了已有的和將來所得的，已有的數(shù)據(jù)由職能部門經(jīng)過網(wǎng)絡上傳到系統(tǒng)下所對應的分類因子中，未來的數(shù)據(jù)要及時更新到系統(tǒng)里，這樣可視化系統(tǒng)里既有強大的數(shù)據(jù)支持又能及時更新，節(jié)省了時間又降低了成本。

數(shù)據(jù)是各種各樣的，既有空間數(shù)據(jù)、也有一般的數(shù)字、文字、圖像等，在獲得和處理它們的時候要有一定的技術手段，否則數(shù)據(jù)不完整、標準不統(tǒng)一，可視化系統(tǒng)很難準確完整的呈現(xiàn)它們，對于系統(tǒng)用戶來說沒有多大的參考利用價值?？臻g數(shù)據(jù)需要借助遙感、勘探測量、GIS等所屬部門的技術力量來實現(xiàn)，一般的數(shù)據(jù)只要標準規(guī)范，系統(tǒng)可以自行處理。所以強大的系統(tǒng)必然依賴于遙感、勘探測量、GIS和計算機等多種技術手段的完美結合，方可實現(xiàn)它的最佳效果。

區(qū)位因子可視化系統(tǒng)是基于GIS的系統(tǒng)，GIS是一種決策支持系統(tǒng)，它具有其它信息系統(tǒng)的各種特點[7]。一個GIS軟件系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)存貯與管理、空間查詢與空間分析、可視化表達與輸出等五項基本功能[8]。所以可視化系統(tǒng)也具備了這些功能，而分布式技術使可視化系統(tǒng)的涵蓋范圍更廣，涉及的職能部門更多，故包含的區(qū)位因子更全面，數(shù)據(jù)更充分。

4.2 基于GIS的分布式區(qū)位因子可視化系統(tǒng)

區(qū)位因子根據(jù)地理要素及其現(xiàn)象可劃分為六類，按這種分法在系統(tǒng)中進行因子歸類，系統(tǒng)的輸入、查詢、統(tǒng)計、分析、立體可視化視圖等功能，方便不同部門用戶和決策者們使用。在不同因子的下面分屬不同的職能部門，對該因子下的數(shù)據(jù)進行維護管理，不同的用戶分配了相應的權限，對系統(tǒng)功能的使用有范圍限制，各類型的數(shù)據(jù)庫通過Web Service可以相互間進行同步、異步調(diào)用，使不同數(shù)據(jù)可以進行完美結合輸出。通過GIS強大的技術支持和可視化系統(tǒng)獨特的功能，呈現(xiàn)了一個快速、動態(tài)、立體的全方位視圖，供用戶使用。具體流程見圖2。

圖2 技術流程

基于GIS的分布式區(qū)位因子可視化系統(tǒng)（圖3），涵蓋了礦產(chǎn)、人口、交通、經(jīng)濟、文化、河流、景點等等一些歸類于不同因子和部門的要素，數(shù)據(jù)量大，涉及面廣，不同職能部門的人員需要及時做好對系統(tǒng)進行組織、管理、維護，數(shù)據(jù)更新，功能擴充及應用程序開發(fā)等工作。只有選用功能強大的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫，方便、安全地對數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，才能充分發(fā)揮系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)存儲、信息查詢、數(shù)據(jù)更新、信息統(tǒng)計、空間分析以及結果輸出等功能[9]。最終為區(qū)域的發(fā)展提供全方位的信息化支持，積極推動有利政策的制定，使區(qū)域的經(jīng)濟更加繁榮昌盛。

4.3 區(qū)位因子可視化系統(tǒng)的優(yōu)勢

區(qū)位因子對區(qū)域的發(fā)展起著至關重要的作用，可視化系統(tǒng)的應用改變了區(qū)位因子分散單一、傳統(tǒng)落后的人工管理方式，實現(xiàn)了區(qū)位因子呈現(xiàn)和管理的科學化、規(guī)范化、自動化，同時也為區(qū)域決策制定、數(shù)據(jù)統(tǒng)計提供了現(xiàn)代化處理手段[10]?？梢暬到y(tǒng)減輕了龐大的人工統(tǒng)計分析工作量，提高了工作效率，降低了數(shù)據(jù)的錯誤率和冗余度，使區(qū)位內(nèi)的不同部門可以快速地找到任何所需的數(shù)據(jù)資料直接使用。

可視化系統(tǒng)可以定位到區(qū)位因子下面任何一個地理要素及其現(xiàn)象的參數(shù)，如在系統(tǒng)中查找一條河流，只需輸入名字，河流就能在三維空間或平面地圖上顯示，同時河流的長度、坐標以及流經(jīng)區(qū)域的環(huán)境狀況和植被覆蓋等等一些參數(shù)都可以附帶查詢，且能以不同的統(tǒng)計顯示方式呈現(xiàn)出來。在系統(tǒng)中使用了不同的函數(shù)算法和區(qū)位理論模型，針對不同的數(shù)據(jù)、不同的因子能得到不同的查詢結果，只要符合系統(tǒng)標準格式的數(shù)據(jù)，就能直接導入到系統(tǒng)中，同時也能導出各種類型的統(tǒng)計分析結果，最大程度方便用戶使用。在安全方面，系統(tǒng)采用了不同的加密算法和用戶權限，使用虛擬網(wǎng)絡和企業(yè)級防火墻，絕對保證系統(tǒng)安全可靠快速的運行。

5 結論

當今雖然已經(jīng)有了真實的地理可視化技術，但是技術不夠精純，用戶能在現(xiàn)實環(huán)境下接受這種技術，可視化系統(tǒng)必須擁有易于使用的功能，以便為用戶提供解決他們所面臨問題的最好方法，同時可視化軟件必須能隨時間、條件和參數(shù)的改變而更新信息?？梢暬夹g不僅只用在區(qū)位決策制定和經(jīng)濟發(fā)展上，而且也能幫助人類解決某些極其關鍵和危及地球安全的問題，如全球變暖、森林砍伐、水土流失、住宅緊缺等等，可視化技術正在隨著時間的推移，適用范圍逐步擴大。

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