Gis在电力系统中的应用(精选11篇)
GIS的简介和功能
GIS即地理信息系统(GIS, Geographic Information System)是一种基于计算机的工具,它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。这种能力使 GIS与其他信息系统相区别,从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。地图制作和地理分析已不是新鲜事,但GIS执行这些任务比传统的手工方法更好更快。而且,在GIS技术出现之前,只有很少的人具有利用地理信息来帮助做出决定和解决问题的能力。电力GIS是将电力企业的电力设备、变电站、输配电网络、电力用户与电力负荷和生产及管理等核心业务连接形成电力信息化的生产管理的综合信息系统。它提供的电力设备设施信息、电网运行状态信息、电力技术信息、生产管理信息、电力市场信息与山川、河流、地势、城镇、公路街道、楼群,以及气象、水文、地质、资源等自然环境信息集中于统一系统中。通过GIS可查询有关数据、图片、图象、地图、技术资料、管理知识等。
一、GIS特点
1、开放性
具有开放式环境及很强的可扩充性和可连接性。GIS技术支持多种数据库管理系统,如 ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型数据库;运行多种编程语言和开发工具;支持各类操作系统平台;为各应用系统,如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供标准化接口;可嵌入非专用编程环境。
2、先进性
GIS平台采用与世界同步的计算机图形技术、数据库技术、网络技术以及地理信息处理技术。系统设计采用目前最新技术,支持远程数据和图纸查询,利用系统提供的强大图表输出功能,可以直接打印地图、统计报表、各类数据等。可分层控制图纸、无级缩放、支持漫游、直接选择定位等功能。系统具备完善的测量工具,现场勘查数据,线路杆塔等设备的初步设计,并可直接进行线路设备迁移与相关计算等,实现线路辅助设计与设备档案修改。具有线路的方位或区域分析判断功能,为用户提供可靠的辅助决策,综合统计分析,为管理决策人员提供依据。特别是把可视化技术和移动办公技术纳入GIS系统的总体设计范围。地图精度高,省级地图的比例尺达到1:10000或1:5000,市级地图比例尺达到1:1000或1:500,地图能分层显示山川、水系、道路、建筑物、行政区域等。
3、发展性
具有很强的可扩充性和可连接性。在应用开发过程中,考虑系统成功后进一步发展,包括维护性扩展功能和与其它应用系统的街接与整合的方便。开发工具一般采用J2EE、XML等。
二、电力GIS特点
电力GIS除具备GIS的基本特点外还具备如下特点:
1、电力系统运行参数实时性及信息的动态变化性,需要对瞬间信息及时收集、处理和分析。电力GIS对数据处理、存储容量和传输速度均有较高的要求。
2、电网的多属性数据要求GIS具备足够的稳定性和可靠性。根据电力行业技术标准及电力企业业务需求,系统具有良好的可维护性。电力GIS能够实现数据的一次输入和多次输出,以保证数据的一致性操作,实现数据的统一管理和多层保护等,构建高可靠性和高准确性的业务系统。
3、电力系统是一个庞大复杂系统,电力网的广域性和电力设施的分散性及设备的多样性,实时信息量大,系统接口复杂,信息的覆盖面广,电网的各种电压等级及多用户连接等需要GIS具备拓扑分析和转换能力。
4、电力GIS的单机工作站方式已经落后,且不适合电力企业信息系统实际需要。电力行业目前应用的GIS平台安装在局域网环境下,在网络的应用和开发上整合信息,实现资源共享。
5、电力GIS具备安全保护的特点,电网设备的高精确度测量的经纬度坐标数据是国家基础信息资源,是国家安全的信息。
三、GIS在电力行业的应用
1、面向对象的数据建模,具有建模规则库、电网图的编辑及输出工具。电力GIS平台包括基本构件层、系统环境层、数据库连接层、图形与数据接口工具层、应用系统层等。分层建立各种数据模型,并建立各层的连接关系。建立地理层信息与设备信息的拓扑和映射关系。电力GIS支持多空间同屏显示和多空间关联建模、多空间索引。
2、支持多种图形处理与管理,实现数据的多层映射,多维空间映射,提供完整、准确的地图信息、高精度图片、准确的技术参数,标尺准确,高精确度杆塔位置,按用户需要自动生成专用地图。
3、数据搜索快捷、线路图表查询准确和统计功能齐全。电力GIS实现电网数字化描述,其目的是能对电网实现快速查询,及时掌握电网运行状态,快速诊断电网故障,提高处理事故能力,保证电网运行质量以及提高用户服务质量。GIS可对图形数据、可执行图形和属性数据的嵌套操作与映射查询关系运算;根据电力系统提供的配电设备的图形、属性信息与地理位置、地形数据、环境数据、线路走向数据、线路设备历史档案和即时信息,对线路设计方案、施工方案、抢修和停电措施提供决策依据及辅助决策。
4、电力GIS能够实现与电网调度自动化系统、电力用户关系管理系统、电力营销系统、电力市场管理系统等应用系统共享相关信息。支持多种管理应用系统的连接,其中包括与企业的MIS系统融为一体。GIS系统中的设备管理对其生命周期实行全过程跟踪,包括对设备信息的查询、属性数据的修改、设备的维修信息管理等。
5、电力GIS对信息库进行安全保护,制定管理与使用的安全保密措施和机制,包括内外网络的隔离、重要电力设施电子地图和设备信息数据库的保护等。安全措施在系统总体设计与建设中充分考虑,并严格实施,对应用系统的数据实现多层安全保护,设置用户权限以保证系统资源共享下的安全,使系统能在可靠安全的环境下运行。
电力系统所管辖的电网线路和设施分布在广阔的地域上,因此就很需要有GIS来为其所用。电力信息系统与其它信息系统不同之处在于它需要在数据库中记录地理信息,而且有两种类型的地理信息:电力设施的详细位置信息和设施之间的空间关系信息。
GIS系统是通过GIS技术对电力系统基础数据进行计算机管理,能够在地理背景图上管理配电网图形资料和非图形参数,真实反映电网线路的实际走向、各种电力设备的地理位置、对所属电力用户的供电方式等各种信息,并结合DMS中实时控制和离线应用,在地理背景图上显示电力系统实际运行状况。
通过GIS软件技术对配电网基础数据进行计算机管理,把GIS系统中实时控制和离线应用有机结合,形成一个具有空间概念(地理环境信息)和基础信息(电网资料和用户资料)的分层管理数据库,既能方便地进行查询和管理,为配电网运行管理提供一个有效的、具有地理信息的网络模型,又为GIS系统提供基础数据库平台,支持系统许多应用软件的开发和其他功能的实现,如故障投诉管理、配网工作(设计、施工和检修)管理、用电营业管理系统等。
电力客户服务中心系统“95598”,用于处理用电客户进行故障报修、投诉举报、咨询登记、信息查询等业务,对于用户来说,更多的是进行用户用电的故障报修,信息员可以根据用户提供的地点,从GIS系统中通过相关操作查询与之相对应的用户杆号,然后通过座席系统Agent下发派工单到配电抢修班或其他相关部门,指挥抢修车辆达到现场进行维修,再由抢修相关人员将现场故障情况及处理结果及时反馈给客户服务中心。
配电GIS与电力客户服务中心系统“95598”相结合,可以快速、准确的根据用户的故障投诉电话判断发生故障的地点、抢修队伍目前所处位置、及时派出抢修人员,缩短停电时间。近几年,电力系统相继开发建设了一大批GIS应用系统。如大连供电公司配电地理信息系统,长春供电公司用电GIS综合管理系统,南昌供电局SCZDA/AM/FM/GIS自动化主站系统,贵阳南区供电局配网地理系统,甘肃送变电工程公司输电管理地理信息系统等。下面介绍在系统运行管理方面
GIS在电力系统运行管理方面的应用
1、北京供电公司配电生产管理信息系统自2002年1月在北京供电公司、海淀、朝阳、丰台、石景山供电分公司和电缆管理处等单位安装以来,运行稳定,很大程度上提高了公司管理水平和工作效率。
2、山西省电力公司和山西晋城供电分公司2002年12月开始实施的“基于空间信息的电网综合管理系统”实现了山西电网的全面统一管理。
3、江苏省电力公司信息中心,积极推进电力GIS的应用和研究,把输电管理系统、调度管理信息系统、客户服务系统建立在GIS平台上。
4、上海沪西供电所通过电力GIS搭建数字电网实时系统,监控辖区内150万用户的用电状态,改革供电服务业务方式,通过GPS卫星定位系统准确定位,对电力线路实施维护。从电力输电预警系统分析线路运行故障,向班组发布抢修指令。利用GIS系统输出出事现场电路设备信息和接线分布图,为抢修车赶赴现场的工程人员提供准确的设备和线路信息。
GIS为电力信息化建设做出了巨大贡献,对电力行业的发展起到了积极促进作用,但同时应当看到我国电力GIS与国外先进水平还有很大差距。美国在20世纪90年代初就提出了“数字地球”的概念,而我国的地理信息系统才刚刚发展几年。相信我国电力GIS的应用空间和应用深度还很大,相信通过我们的努力会将电力GIS的水平提高到一个新的高度,电力GIS在不久的将来会到达光辉的顶点。参考文献:
1.《大连供电公司配电地理信息系统-查询版操作手册》,深圳市雅都软件股份有限公司,2004年9月出版
2.《配电GIS户外数据采集系统的建设与思考》,袁晨 赵晓纯,2006年12月发表
3.《手持GPS在配网地理信息系统的应用》,农村电气化,2007年第4期
GIS即地理信息系统的简称, 是一种特定的空间信息系统, 它能够在计算机技术的支持下对地理信息进行储存、处理、运算、分析以及应用, 还可以对地球上的信息进行图形分析等。同时, GIS是一门以地图学、地理学以及遥感和计算机科学为基础的综合性学科, 且在各个领域得到应用, 它可以通过对空间地理信息进行分析和处理, 进而将地理分析的结果和地图独特的视觉化效果与计算机数据库管理技术集成在一起。
1.1 GIS技术的特点
1.1.1 开放性
GIS技术能够支持ORACLE、SQLSERVER等多种大型的计算机数据库管理系统, 并支持多种计算机操作系统, 同时还能运行多种开发工具和编程语言, 且在编程时可以嵌入多种非专用编程环境, 具有很强的可连接性和可扩充性以及开放式的环境。
1.1.2 先进性
GIS技术采用与世界同步的计算机数据库技术、网络技术、图形技术以及地理信息处理技术, 能够有效的支持图纸查询和远程数据, 并利用系统的先进功能直接对地图、各类数据进行打印。此外, 系统还具备完善的现场勘测数据, 线路杆塔等的具体位置, 同时兼并分层控制图纸、漫游、无级缩放、直接选择定位等功能, 可以直接进行相关计算来完成线路设备的安装以及迁移。能够用计算机技术来分析线路的方位和区域, 从而为用户提供可依赖的分析依据, 方便管理人员进行判断决策。
1.1.3 发展性
在GIS技术的应用开发过程中, 可以方便系统的扩展功能与其它应用的衔接, 使得系统开发成功后可以进一步发展, 具有有效的可连接性与可扩充性。
2 关于电力配电系统的介绍
2.1 电力GIS所具有的功能
电力GIS需要对系统的信息做到瞬间收集并对其进行处理和分析, 以保障电力系统信息的实时性, 同时电力GIS对储存容量、数据处理以及传输速度的要求也比较高。电力GIS还具有足够的可靠性和稳定性, 满足电力行业对可维护性高的要求, 它还能够实现数据的多次输出, 以达到业务系统高准确性以及高可靠性的要求。随着对电力的需求量不断增大, 电力系统已经发展成一个庞大的复杂系统, 电力系统获取的实时信息量大, 整个系统的接口多样且复杂, 信息系统的覆盖面也非常广, 这都体现了电力GIS设施的分散性以及设备的多样性。
2.2 电力配电系统具备的特点
整个电力配电系统具有相对集中性和系统开放性, 同时该系统具备了规划所需要的地理图形和数据, 且这些数据实现了数据的共享, 使得用户可以对这些数据进行访问。同时, 随着各种技术的日益更新, 在开发设计该系统时实现了可连接性和可扩充性。而GIS技术和常见的数据库都是兼容的, 使得系统能够在多种操作系统上运行, 从而为整个系统的应用提供了便利。
3 基于GIS技术的配电网智能系统与规划方法
3.1 空间负荷预测
在预测该地区的空间负荷之前, 需要对地理图形和配电网系统进行数据化, 并将其所具有的相关资料输入到数据库, 最后在地理图形上利用空间负荷预测的方法对该地区的负荷分布图进行分析, 并推测未来发展的趋势。
空间负荷预测是进行配电网系统规划的基础, 只有对某地区的未来负荷进行预测, 才能对该地区的电力配电网系统进行规划设计。在预测空间负荷时, 可以利用GIS的相关功能以及城市规划部门提供的资料对该地区的总量负荷进行分析, 从而预测需要规划地区的空间负荷, 最后对该地区的配电网系统进行设计规划。
3.2 系统网络结构优化
在完成空间负荷预测之后, 就需要对系统的网络结构进行优化, 优化模型常常采用非线性混合整数规划模型。在建立数学模型时, 可以将规划电力配电网系统的年投资作为目标函数, 以变压器和线路的容量限制、负荷需求以及配电网的放射条件作为约束, 最后采取基于规则的专家规划与最优化算法相结合的方式。在优化结束后, 可以在地图上显示各个地区的配电网络结构并直观的看到系统的扩展情况。
4 GIS技术在电力配电系统中的应用
4.1 GIS在电力配电网系统中的应用现状
20世纪90年代我国开始在电力配电网系统中应用GIS技术, 但由于GIS与电力配电系统结合是一件比较难的事, 到现在我国对GIS技术应用的研究依旧缓慢。对于GIS而言, 在规划电力配电网系统时需要保障数据的及时性和准确性, 但在实现的应用GIS过程中, 由于缺少这样的保障制度, 导致无法在配电网系统中发挥GIS的优势。从现在的情况来看, 电力GIS还存在一些问题, 例如没有好的系统开发平台, 导致很多高级功能都无法实现;与其它系统没有接口, 无法实现数据的共享等等。
4.2 GIS技术在配电网系统中的应用
在配电网系统中应用GIS技术时, 需要将GPS技术有效的结合在一起, 具体包括信息的采集、智能管理线路、抢修调度管理以及地图管理系统四个部分。系统通过对地理空间信息进行采集, 然后根据这些信息规划配电网线路, 并对这些线路进行智能化管理, 规划完成后, 还需要保障能够对系统中常出现的问题进行抢修, 最后制定出该地区的地图管理系统。
目前, 我国已有很多在电力管理系统中应用GIS技术, 并取得了很好的成果。例如, 在江苏省一家电力信息公司, 通过加强对GIS技术的研究和应用, 成功的把客户服务系统、调度管理信息系统、输电管理系统建立在GIS平台上;上海泸西供电所通过在数字电网系统中应用GIS技术, 成功的对该地区150万用户的用电状态进行监控, 从而改善了供电业的服务方式, 并利用GIS技术对配电网系统的完全性进行了保障, 当电网发生事故时, 采用GIS技术输出事故现场的电路以及线路图, 从而为抢修人员提供了准确的信息。
5 结束语
GIS在电力配电网系统中的研究对于供电系统有效的管理电网信息系统, 提高企业的办事效率有很大的作用, 同时, 还可以优化企业的电网结构, 提高供电管理的工作效率, 给社会和企业带来显著的经济效益。因此, 将GIS技术引进电力配电网系统中, 不仅能方便电力企业管理规划系统数据, 还能更直接的看清系统构造以及系统的交互性。另外, 在规划配电网系统时, 可以应用GIS技术对配网的地理信息进行工程设计, 以提高设计的效率, 从而使得配电网系统的规划与整个城市的规划同步进行。
摘要:随着我国科学技术的进步, 对电力的需求也不断增大, 各种新技术在电力配电系统中得到广泛应用。在这样的背景下, 我国电网系统规模也越来越大, 结构也随着变得复杂。建立电力配电网系统时需要对该地区的空间地理环境信息有足够的了解, 而传统的信息技术无法达到这一要求, 此时采用GIS技术正好能满足配电网系统对这方面的需求。文章通过对GIS技术和电力配电网系统进行介绍, 从而阐述基于GIS技术的配电网智能系统的规划方法, 进而对GIS在配电网中的应用进行探讨。
关键词:GIS,地理信息系统,电力配电网系统
参考文献
[1]曹书平, 况明生.GIS在配电网中的应用与发展[J].中国科技信息, 2009.
[2]房劲, 庞霞, 陈峥.地理信息系统在配电网管理中的应用[J].科技资讯, 2010.
[3]苏琳, 康积涛.GIS系统在配电网规划设计中的应用[J].供用电, 2006.
关键词:GIS系统;地图测绘;应用
1.前言
随着现代社会的快速发展,GIS系统的优势开始逐步的显露出来,并逐步发展成为在信息高速公路建设过程中,进行信息节点综合设置和基础设施建设的重要手段之一。GIS系统,即地理信息系统((Geographic InformationSvstem)的简称。
2.GIS地理信息系统概述
地理信息系统,Geographic Information System,简称GIS,它是一种专门针对地球上的某个空间位置的有关数据资料信息进行直接或间接的收集与处理的计算机应用系统,GIS对某个地理空间数据的处理过程为:采集、存储、管理、处理、检索、分析和表达,它是分析和处理海量地理数据的通用技术。该系统有着独特的组成机构和数据处理模式,它是在由计算机系统、空间地理信息和基本用户组成的基础之上,从而对地球地理空间信息数据的进行采集、存储、分析、处理、检索和查询等相关的活动,该系统具有广泛的应用领域,诸如:地球检测、地理定位、资源考察、国土资源监测、交通管理、城市规划等,同时,GIS也是政府部门进行管理决策的重要依据。
2.1 GIS地理信息系统的3个主要特征:
(1) GIS地理信息系统在地理空间数据信息方面具有强大的管理能力,可以实现对多方面數据信息进行采集、处理、输出等活动,具有显著的空间性与动态性。
(2)GIS地理信息系统以对地理模刑的建构为主要研究手段,以对地理数据的研究作为主要对象,同时,它具有广泛的应用领域和强大的实用功能,GIS既可以进行数据分析与输出,又可以进行预测与应用指导,是地理数据信息的集成化运用。
(3) GIS地理信息系统具有独特的构成模式,外部是有计算机硬件和软件系统、地理数据信息和用户组成的多样化动态计算机应用系统;与此同时,在其计算机应用系统内部还有着一个由计算机软件程序和地理数据信息构成的信息数据模刑,这一数据模刑是一个逻辑缩小、高度浓缩的嵌套信息系统。这种内外有机构成可以使其具备了强大的运行能力和应用领域。3. GIS系统的实践应用
3.1地理空间信息管理。对数据进行管理是该系统应用的首要功能。通过该功能可以实现对大量数据的搜集和信息的录人,从而有效的对其中的数据和信息进行组织和维护,以此达到为相关应用实践提供数据支持的功能,并起到管理的作用。而在当前的城市建设中,要想对城市进行相关的规划,则需要借助该系统对地理信息进行收集整理。如在当前的城市改造和规划当中,对线路的精确规划是最重要也是最主要的首要工作,通过GIS可将城市空间信息进行收集整理,制作出来的城市空间图可以作为根据,依据城市空间图,在进行城市改造和规划中,可以很好的对城市的供电、通讯、给排水和燃气等线路进行综合的优化测绘,从而形成对城市空间的最大化利用。
3.2数字地图输出。数字地图输出是GIS系统的信息功能输出的表现,是该系统的起源,同时也是重要的驱动力。在GIS系统中,数字地图的输出功能表现为:通过对信息搜集和整理,从而形成一套比较科学和合理的数字地图,数字地图再将信息进行输出,从而形成比较完备的数字地图的数据库。通过这样的方式,其无论是在工作效率,还是在工作效能方面,都有着很大的提高。同时该系统作为重要的地理信息存储系统,也可以通过采用数字存储的方式将地理信息储存起来,而数字存储这种技术的成果是数字测绘技术的发展和升级。在数字地图中,其融会和集聚了大量的地理空间坐标和数据的节点信息,从而为后期的利用提供了大量的素材。
3.3遥感图像的数据处理。GIS地理信息系统被广泛地应用于遥感图像数据的处理中,并且逐渐地将该系统与图像自动处理功能进行有机统一与融合。
3.4 GIS在城市規划中的应用。在目前的GIS地理信息系统的应用过程中,策划规划是其最重要的应用方向,同时,也是将其自身的技术优势淋漓尽致地发挥出来的重要领域。在传统信息管理模式下,城市规划设计活动所需要的地理空间数据信息主要来源于相关工作人员利用人工进行空间数据的获取与整理,往往需要耗费巨大的精力和人工;同时,因为工作任务量巨大,往往会造成数据的缺失与数据错误。在传统的地理空间数据获取过程中,因为该项工作仅仅是为了服务城市规划活动,一方面限制了测绘工作人员的认知和工作积极性;另一方面因为测绘数据获取的周期长、工作量大等客观原因,使其难以与城市规划活动进行有效地配合。以上存在的问题难以使地理空间数据获取发挥出应有的作用,重要的是其工作质量和工作效率难以得到提高。随着GIS地理信息系统的不断发展,尤其是数字地图技术的发展,使上述出现的问题得到根本解决。城市规划人员无需进行大量的繁杂工作,只需要运用GIS地理信息系统进行数据的输入与输出,通过系统的处理,工作即可自动完成。其精确度和准确性是传统数据测绘所不能相比的,这是巨大的进步与技术发展。
GIS地理信息系统在城市规划中应用,尤其是数字地图测绘技术的应用全部基于计算机数字平台完成,计算机数字平台所具有的快速搜集与处理数据功能,能够及时的将所需的数字进行快速处理,并且能够提供多样化的城市规划方案,使得城市规划的科学性大大提高。另外,计算机数据平台是基于数据库的管理模式,可以自动生成数据管理表格、数字地图和数字规划方案,GIS地理信息系统相较于传统的信息系统,更加的容易和简单,确保了城市规划工作的顺利进行。
结束语:总之,随着GIS地理信息系统的不断发展与完善,GIS系统不但在地理观测、自然灾害等社会应用领域有了更为广泛的应用。在GIS地理信息系统的未来发展应用中,策划规划是其最重要的应用方向,也是将其自身的技术优势淋漓尽致地发挥出来的重要领域。
参考文献
[1]毛志红.地理信息系统发展趋势综述「M].城市勘测,2002(1):25一28.
[2]张超,陈丙成,乌区伦.地理信息系统「M].北京:高等教育出版社,2000.
二、GIS在物流中的实际应用举例(白沙烟草物流公司)
白沙烟草物流公司已启用的烟草配送GIS及线路优化系统,经过三个多月在配送区域内送货线路上的试运行,已取得初步成功的经验和数据,为即将全面启动该系统打下了良好的基础。
白沙物流烟草配送GIS及线路优化系统是基于集成了国际上发展成熟的网络数据库、WEB/GIS中间件、GPS、GPRS通讯技术,采用金启元科技发展(北京)有限公司的地图引擎中间件(GS-GMS-MapEngine for Java)产品为核心开发技术平台,结合白沙物流的实际,开发设计的集烟草配送线路优化、烟草配送和烟草稽查车辆安全监控、烟草业务(访销、CRM等)可视化分析、烟草电子地图查询为一体的物流WEB/GIS综合管理信息系统。该系统利用WEB/GIS强大的地理数据功能来完善物流分析,及时获取直观可视化的第一手综合管理信息,即可直接合理调配人力、运力资源,求得最佳的送货路线,又能有效地为综合管理决策提供依据。系统中使用的GPS技术可以实时监控车辆的位置,根据道路交通状况向车辆发出实时调度指令,实现对车辆进行远程管理。
1、白沙烟草物流开发使用GIS线路优化系统后,将实现以下六大应用功能:
(1)烟草配送线路优化系统:选择订单日期和配送区域后自动完成订单数据的抽取,根据送货车辆的装载量、客户分布、配送订单、送货线路交通状况、司机对送货区域的熟悉程度等因素设定计算条件,系统进行送货线路的自动优化处理,形成最佳送货路线,保证送货成本及送货效率最佳。线路优化后,允许业务人员根据业务具体情况进行临时线路的合并和调整,以适应送货管理的实际需要。
(2)烟草综合地图查询:能够基于电子地图实现客户分布的模糊查询、行政区域查询和任意区域查询,查询结果实时在电子地图上标注出来。通过使用图形操作工具如放大、缩小、漫游、测距等,来具体查看每一客户的详细情况。
(3)烟草业务地图数据远程维护:提供基于地图方式的烟草业务地图数据维护功能,还可以根据采集的新变化的道路等地理数据及时更新地图。对烟户点的增、删、改;对路段和客户数据的综合初始化;对地图图层的维护操作;地图服务器系统的运行故障修复和负载均衡等功能。
(4)烟草业务分析:实现选定区域,选定时间段的烟草订单访销区域的分布,进行复合条件查询;在选定时间段内的各种品牌香烟的销量统计和地理及烟草访销区域分布;配送车组送货区域的地图分布。通过在各种查询统计、分析现有客户分布规律的基础上,通过空间数据密度计算,挖掘潜在客户;通过对配送业务的互动分析,扩展配送业务(如第三方物流)。
(5)烟草物流GPS车辆监控管理:通过对烟草送货车辆的导航跟踪,提高车辆运作效率,降低车辆管理费用,抵抗风险。其中车辆跟踪功能是对任一车辆进行实时的动态跟踪监控,提供准确的车辆位置及运行状态、车组编号及当天的行车线路查询。报警功能是当司机在送货途中遇到被抢被盗或其它紧急情况时,按下车上的GPS报警装置向公司的信息中心报警。轨迹回放功能是根据所保存的数据,将车辆在某一历史时间段的实际行车过程重现于电子地图上,随时查看行车速度、行驶时间、位置信息等,为事后处理客户投诉、路上事故、被抢被盗提供有力证据。
(6)烟草配送车辆信息维护:根据车组和烟草配送人员的变动及时在这一模块中进行车辆、司机、送货员信息的维护操作。包括添加车辆和对现有车辆信息的编辑。
白沙物流烟草配送GIS及线路优化系统的上线运行,标志着白沙物流的信息化建设迈上了一个新的台阶,必定会在规范日常运作,提升公司形象,打造数字化的跨区物流企业的进程中起到巨大推动作用。
经过GIS计算自动生成的优化配送线路图,可指导烟草送货员大大提高送货效率,节约配送成本。
2、白沙物流烟草配送综合GIS及路径优化系统的开发背景
纵览目前国内烟草软件开发公司,能够提出完整的多点物流配送算法的专业公司还非常少,原因是开发商只有经过长期的积累才能了解烟草及物流行业相关复杂的业务和管理流程,而一些物流软件开发公司虽然对物流的环节比较熟悉,但是对GIS特别是适应烟草物流大集中业务模式的WEB/GIS技术方面比较陌生,而城市多点物流配送的算法很难和这两方面脱离开。所以造成以前没有太多公司能提供完善而成熟的烟草多点物流配送算法模型;多点物流配送的算法含盖了许多内容,如何合理的搭建算法模型,其中还要包括多重约束条件。没有做过类似的烟草项目是很难建立起来的。因为一些细小的因素,不了解烟草物流业务管理流程并且通过实际开发物流多点配送和配送路径优化系统类似项目的话,是很难拿出适合的烟草业务空间数据采集方案和考虑全面的算法条件,使系统可用性和可扩展性差之千里。
国外的路径算法的模型软件,却很难符合中国路网规则、城市交通禁则以及频繁的变化需求,更难符合改革中的中国烟草的管理流程。我们所介绍的应用软件就考虑这些特点给用户提供方便的“地图数据同步初始化工具”和“WEB远程数据维护功能模块”国内许多物流软件企业由于不熟悉GIS方面深入的路径算法模型,推出的物流配送管理系统,多是一些类似MIS的管理系统,主要解决的是物流内部信息流的管理,与GIS的结合也多体现在只能单一的将地图查询和GPS加到干线物流配送时的车辆监控功能(例如中铁快运和邮政物流)等粗浅的技术应用;实际并没有解决城市内多点物流配送的难点。由于城市道路情况复杂、客户分散、烟草定单品种众多且数量不等客观条件,最容易产生运力不足的假相。而实际上这是由于配送车辆的空置率和空驶率太大造成的。所以对于一些开发烟草MIS,访销、CRM和仓蓄物流系统这样的方案提供商,对多点物流的配送的应用很难独立专业地完成,所以采用专业技术集成的方式解决是一条捷径。
而国内的GIS应用软件企业,由于烟草物流行业的专业性,以往有的GIS的烟草应用,本身就很少能专一的进行烟草物流GIS的应用开发,一般还停留在信息可视化的阶段,对烟草物流配送工作流程以及烟草基础管理系统如访销、仓储、客服系统的不熟悉也很难深入扩展到类似的应用。
目前国内的烟草物流对于GIS的应用存在认识上的偏差,大部分的烟草物流应用只单纯的利用GPS技术实现了查询烟草物流配送车辆的位置、轨迹,对于干线运输来说,基本可以满足要求,但是对于烟草访销配送最基础的基层地市烟草公司,特别是适应城网和农网烟草大集中的多点配送应用来说,只知道车的位置是远远不够的。合理的配送线路优化和按动态烟草定单配载,将直接提高配、运效率,大大降低烟草物流成本。
GIS在救灾物资运输中的应用
介绍了利用经典的Dijkstra最短路径算法设计物资的调运方案,根据气象预报及历史经验,决定提前做好某种防洪抗涝物资的储备的`方法,阐述了Dijkstra算法的改进步骤.
作 者:翟振 黄兴 管宏业 孙鑫 ZHAI Zhen HUANG Xing GUAN Hongye SUN Xin 作者单位:中国矿业大学,江苏,徐州,221008 刊 名:地理空间信息 英文刊名:GEOSPATIAL INFORMATION 年,卷(期): 7(3) 分类号:P208 关键词:GIS 最短路径算法 物资调运 防洪抗涝一、引言
我国是一个人多地少的国家,特别是改革开放以来,随着社会经济的高速发展和城市规模的不断扩展以及移民建镇速度的加快,大量耕地被占用,造成了耕地数量的急剧下降,人地矛盾日益突出。为了加大耕地保护力度,我国明确提出“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”的基本国策,并在全国范围内开展基本农田划定工作,建立耕地保护制度。
所谓基本农田,是按照一定时期人口和社会经济发展对农产品的需求,依据土地利用总体规划确定的不得占用的耕地;而基本农田保护区是指对基本农田实行特殊保护而依据土地利用总体规划和依据法定程序确定的特殊保护区域。随着《基本农田保护条例》在1999年1月1日开始实施以来,人们对保护基本农田的法律意识越来越强,基本农田保护工作取得明显效果。但在基本农田保护工作的实施过程中还存在以下几个不可忽视的问题:
1.划定方法粗略:在基本农田划定工作中,有些地方是在1996年土地利用现状更新图上简单地标绘出基本农田保护区域,而没有进行实地调查,造成图与实地的不一致;保护面积是以现状图为基础,在土地登记表中查阅统计而来,但由于现状图和登记表数据不是统一管理,容易产生两者不匹配,造成耕地保有量与在现状图中落实面积不一致。
2.与总体规划成果不一致:部分基层单位是以土地利用现状图为基础同时开展基本农田划定工作和土地利用总体规划工作的。但两项工作之间缺乏有效的协调,因此容易出现基本农田划定成果与土地利用总体规划成果不一致,给管理工作带来麻烦。
3.划定目的不正确:有些基层单位片面强调落实基本农田的数量指标,而忽视质量指标,并未真正按照“先优后一般,劣地退耕”的原则来划定基本农田,使一些高产、稳产耕地并未得到优先保护。
4.基本农田管理方法落后不完善:目前许多基层单位还是以报表、文字报告和手工编制的基本农田保护分布图为基础来管理基本农田。这种方法既不能实现相关成果的快速查询检索,也不能实现相关成果的及时更新和动态监测;同时也容易出现图上面积与统计数不一致。
针对以上问题,笔者认为,应用GIS技术来实现基本农田划定和管理工作将是未来的管理模式。GIS技术的介入,就是把表示各种地理要素特征数据、属性数据、图形等信息输入计算机中,在其软硬件的支持下,通过计算机进行储存、更新、检索和进行科学分析等,为合理利用各种资源以及为管理部门做出决策提供科学依据,从而实现信息管理现代化的先进技术。
二、基于GIS技术的基本农田管理方法
1.划定方法:将土地利用现状数据转换成规划数据,在保证现状面积和规划面积一致的基础上对规划成果进行适当的调整,调整过程中充分发挥GIS技术优势,及时查询评价因子(如耕层厚度、土壤质地、地形坡度)条件,保证按照“先优后一般,劣地退耕”的原则划定基本农田;在完成规划后进行实地调绘,对图库和实地不一致的地块进行调整,在规划库中完成基本农田划定,然后以规划图为基础,编制基本农田保护区分布图,这样就保证了划定的基
本农田落实到了实地,同时保证了基本农田保护区分布图与规划图的一致。
2.建立基本农田管理数据库:在土地利用总体规划数据库中划定基本农田后,利用GIS技术进行面积统计,当划定面积达到需求指标后,以改库为基础,提取基本农田保护区数据,创建基本农田保护区原始数据库,然后对该库进行属性数据编辑,录入四至、责任人等属性,建立满足需要的基本农田数据库。
3.更新基本农田数据库:当由于新建高速公路、责任人变化等原因造成基本农田发生变化时,根据野外勘测、调查的实际成果,用户可利用该系统及时更新基本农田数据库和土地利用总体规划数据库,更新已发生变化的地块位置、形状、面积和属性,使管理人员可掌握基本农田变动情况。
4.基本农田数据库应用:利用基本农田数据库可以快速查询基本农田地块信息;统计任意集合的基本农田面积;输出最新基本农田分布图和各种登记表、统计表。同时可输出土地利用总体规划图、土地利用现状图。
三、基于GIS技术的基本农田管理系统的设计
基本农田管理数据库在GIS的支持下,按地理坐标和属性特征进行查询与分析,使系统不仅能为基本农田的静态管理提供详尽的信息,而且还可以实现基本农田的动态监测、实时查询,从而实现基本农田的科学、高效管理。
1.数据组织管理
为了适应土地管理的需要,基本农田保护区分布成果数据按行政分区分级,采用多级目录存储和管理。由于乡镇是土地管理的基层行政管理单位,为了提高对数据的有效管理,因此在系统中采用分乡组织和管理基本农田保护区分布成果数据。即系统在县市目录下以乡镇为单位建立工作区,各工作区中分别存储各乡镇的有关数据。
各工作区中数据采用分层管理,主要包括:土地利用总体规划库、土地利用现状库、基本农田保护区库、土地适宜性评价库和地形库等等。各层中既存储了空间数据又存储了大量的属性数据,并通过唯一标识码建立了两种数据的关联,实现了空间数据和属性数据的统一管理。基本农田保护区库中主要包括以下属性:地块面积、片号、地块编号、地点、四至、用地类型、责任人、规划地类、权属单位名称、权属代码等。
2.系统功能设计
·数据的录入更新:基本农田划定成果必须与土地利用总体规划保持一致,既不能出现两套成果中的范围界线不一致,也不能出现划定的基本农田区域在总体规划成果中被规划为其它用地,如城镇发展用地等。因此,基本农田管理数据库的数据录入方法应该是从规划成果中直接提取,这样才可保证录入的基本农田划定成果严格与土地利用总体规划成果一致。为了满足基本农田变更管理的需要,系统还必须具备既可修改空间数据又可修改属性数据的功能,并且必须随土地利用总体规划修改而修改。
·数据库应用:利用基本农田管理数据库可实现图形与属性的快速双向查询检索,即通过地理坐标或屏幕图形可查询任意地块的图斑号(地块编号)、用地类型、面积、权属性质、权属单位名称、四至、保护责任人、规划地类、保护标志牌数量、界桩数量等多种信息,也可通过用地类型、规划地类、保护责任人、权属等属性值查询地块的分布和位置;同时可实现分乡镇、分村或任意选集的分类面积统计和汇总统计;还可汇总统计各村、各乡镇及全市由于国家、省重点建设、农业生产结构调整、灾毁或生态退耕等人为或自然活动占用基本农田保护区的数量。用户可以根据需要随时查询和统计以上信息,各种查询和统计结果都以表格的形式提供给用户。此外,系统中还可查询任意地块的评价因子、现状用地和规划信息。
·基本农田分布图输出:系统可基于基本农田管理数据库,随时输出最新的基本农田分布图。输出图既可是分幅图,也可是乡镇图、村图或任意区域图,图中标明了地块面积和地块编号,并将基本农田和基本农田保护区按不同颜色填充,并按行业标准套合土地利用现状底图。系统还可以编制土地利用现状图、土地利用总体规划图等。
·文档管理:系统保存的各乡镇所有基本农田保护区的工作报告和保护措施,可随时查询、显示和输出;同时,用户还可以根据实际变更情况增加、删除、修改有关的文件。
四、系统开发应用实例
笔者利用GIS技术,按上述思想完成了海南省琼海市的基本农田调整划定工作。技术路线流程图如下:
在基本农田调整划定工作中,首先,将土地利用现状图与地形图、评价因子图进行叠置分析,将耕地中的好地规划为基本农田保护区和基本农田,劣地规划为一般耕地或其它用地(如坡度>15(的劣地退耕还林),当划定的基本农田不足指标时,考虑到琼海的实际情况,将种植香蕉、胡椒、菠萝等草本经济作物的好地补充划为基本农田,经实地调查确认后,完成在总规库中基本农田的调整划定。然后,从土地利用总体规划数据库中提取基本农田数据建立基本农田原始数据库,再给各基本农田地块录入地块编号、四至、责任人等属性信息,建立基本农田数据库。最后,根据建立的基本农田数据库制作各种登记表、统计表;输出分乡、分村基本农田保护区图;输出保护标志牌上地块位置草图等。
我们国家地域广阔, 各地的建筑信息不尽相同。对这些建筑信息如排水设施、配电设施、建筑物等设施的管理大多还处于用图纸存储、手工管理的状态。在图纸资料需要频繁使用的情况下, 人工管理的方法效率相当低。加之很多图形、图例经过频繁触摸, 变得模糊难以辨认。而且, 目前通过城建管理系统呈现出来的只是一些局部的信息, 不能从整体上统计出一些重要的信息, 也不能给人一种直观全面的认识。如果能够搜集到各个地方的建筑相关资料, 再结合当地的空间特征信息, 以建筑专题地图的方式来显示分析结果, 同时配以各种图表和报表的辅助说明, 不仅有很强的可读性, 而且有很强的可比性。随着社会的不断发展, 这种需要越来越迫切。随着计算机技术的发展, 这种需求将能被满足。
2 GIS系统在城建管理中的应用与发展
GIS软件技术体系主要指GIS软件的组织方式, 它依赖于一定的软件技术基础, 并决定了GIS软件的应用方式、集成效率等多方面的特点。地理空间信息科学的进展促进了Web GIS的发展, 海量数据存储、管理、索引以及高效的空间分析算法的实现, 都极大的推动了GIS应用向网络化方向快速发展。
GIS的体系结构主要可以分为三种, 一种是集中模式, 一种是客户机/服务器模式, 另一种是浏览器/服务器模式。
集中模式就是主机/终端模式, 用户通过网络把数据从终端发送给GIS服务器, 服务器接受数据以后进行处理, 把格式化后的结果发送到终端并展现给用户。客户/服务器结构即C/S结构, 通过将任务合理分配到Client端和Server端, 可以降低系统的通讯开销, 也可以充分利用两端硬件环境的优势。浏览器/服务器模式简称B/S结构。在这种结构下, 一部分事务逻辑在前端实现, 用户界面完全通过WWW浏览器实现, 但主要事务逻辑还得在服务器端实现。
随着科学技术的发展, 传统GIS软件在诸多方面面临越来越多的困难, 如软件开发、系统集成、用户学习等。随着信息技术日益复杂化和综合化, 为了满足日益增长的GIS应用需求并跟上软件技术发展的潮流, 一种新型的GIS软件技术体系出现了, 即Web GIS。Web GIS不但具有大部分传统GIS软件的功能, 还具有Internet的特有功能。
以往普通的浏览器缺乏处理地理空间数据的能力, 而只能提供一些最基本的浏览和网络导航功能, 。基于互联网的地理信息系统, Web GIS命题被提了出来。Web GIS就是指Internet用户可以从WWW的任意一个节点, 浏览Web GIS站点中的空间数据、制作专题图, 并可以进行各种空间检索和空间分析。
Web GIS是Internet和WWW技术应用于GIS开发的产物。Web GIS不但具有大部分传统GIS软件的功能, 而且还具有Internet的特有功能。
与传统的GIS相比较, Web GIS具有以下优点:一, 访问范围更加广泛。Internet/Intranet使分布式的多数据源的数据管理和合成更易于实现, 客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上的最新数据。二, 操作简单。通用的Web浏览器可以降低使用者的操作难度。三, 独立的平台。使用通用的Web浏览器, 无论服务器/客户机是何种机器, 用户都可以透明地访问Web GIS的数据, 实现远程异构数据的共享。四, 系统成本的降低。Web GIS在客户端通常只需要使用Web浏览器, 由于客户端的简单性可以节省不少维护费用。五, 计算负载平衡高效。一些高级的Web GIS能充分利用网络资源, 将基础性、全局性的处理由服务器执行, 数据量较小的简单操作则由客户端直接完成。这种计算模式能灵活高效地寻求计算负荷和网络流量负载在服务器端和客户端地合理分配, 是一种较理想的优化模式。
Web GIS本身是一种比较新兴的技术, 随着近年来互联网技术的飞速发展, Web GIS系统因为具备开放性、跨平台运行以及适合在网络环境下运行等特点, 受到了越来越多的重视, 应用的范围也越来越广。
Web GIS是运行于Intranet或Internet环境下的地理信息系统应用类型, 其应用于城建管理, 可以实现地理信息的分布式存储和信息共享, 以及远程空间导航等。目前, 互联网上已经出现了许多基于Web GIS的地理信息系统应用实例。
Web GIS应用于城建管理系统, 可以给工作人员以及终端用户提供一个全方位管理的平台, 提高建筑设施管理水平, 运用先进的科学技术和先进的管理思想帮助用户管理建筑市场, 把人们从繁杂零乱的手工整理建筑资料分析的困境中解脱出来。
互联网WWW是基于HTTP协议的, 因此任何支持该协议的语言、脚本和技术, 都可以直接用于Web GIS的应用开发。目前现有的Web GIS应用系统主要分为两类:基于服务器的应用系统Server-side和基于客户机的应用系统Client-side。服务器端的互联网地理信息系统的构造模式是由CGI模式、Server API构造的, 而基于客户机端的互联网地理信息系统的构造模式有CGI模式、Plug-in模式、GIS Active X控件、Java Applet等。
对基于Web GIS的城建管理系统的研究, 可以说只是我们国家所倡导的信息化建设进程中的一小部分。尽管目前的Web GIS软件提供的空间分析功能很难满足有些专业应用的需要, 而且由于Internet带来的网络速率的限制会带来相应的安全性问题, 但是随着技术的发展, Web GIS终将取代传统的GIS, 在城建管理中发挥越来越重要的作用。
摘要:地理环境信息是人类生存、生产、生活、发展的基础。在城建管理系统中, 空间信息是被频繁的查找和使用的重要信息。传统的对城建空间信息的人工管理效率低, 质量差。GIS系统应用于城建管理则大大改变了这个现状, 推动了城建管理的发展。本文就GIS系统在城建管理中的应用作了浅论。
关键词:GIS系统,城建管理,应用
参考文献
【关键词】GIS技术;苹果病虫害;意义;应用
1.GIS技术和苹果病虫害的意义
GIS(Geographic Information Systems,地理信息系统)是多种学科交叉的产物,它以地理空间为基础,采用地理模型分析方法,实施提供多种空间和动态的地理信息,是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。其基本功能是将表格型数据(无论它来自数据库,电子表格文件或直接在程序中输入)转换为地理图形显示,然后对显示结果浏览,操作和分析[1]。其显示范围可以从洲际地图到非常详细的街区地图,现实对象包括人口,销售情况,运输线路以及其他内容。
地理信息系统(GIS)技术是近些年迅速发展起来的一门空间信息分析技术,在资源与环境应用领域中,它发挥着技术先导的作用。GIS技术不仅可以有效地管理具有空间属性的各种资源环境信息,对资源环境管理和实践模式进行快速和重复的分析测试,便于制定决策、进行科学和政策的标准评价,而且可以有效地对多时期的资源环境状况及生产活动变化进行动态监测和分析比较,也可将数据收集、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流,明显地提高工作效率和经济效益,为解决资源环境问题及保障可持续发展提供技术支持。
所谓的病虫害就是病害和虫害的并称,它经常对农业、林业、牧业等造成不良的影响。例如:“今年入春以来,陕西省榆林市地区的苹果病虫害形势严峻。”因为有许多人喷农药,是为了防止病虫害,的确喷洒农药是可以消除大部分的苹果病虫害,但是对一些儿苹果病虫害生命力比较顽强的,它会对农药产生抗药性,因此需要农药研制单位不断的开发出新的产品来对付苹果病虫害。
苹果病虫害的消长与树体年生长周期有着密切的关系.不同的物候期有不同的病虫害发生。因此,苹果病虫害在防治时,应充分利用病虫害的发生、繁殖与物候期息息相关的特性进行防治.可有效地减少盲目性.从而达到事半功倍的防治效果[2]。
2.GIS技术在苹果病虫害管理信息系统中的应用
最近几年,果树病虫害不论是在种类上还是在数量上都在不断的扩大,尤其是陕西省榆林市,陕西省是第一苹果大省,可是由于苹果病虫害的种类、数量的不断滋生,使得榆林市的苹果生产遭到了巨大的损失。目前实施的GIS技术在苹果病虫害故管理信息系统中的应用,主要目的就是为了实现苹果病虫害的高效管理以及病虫害的预测预报。这样的系统主要是以GIS技术、Internet 技術、人工神经网络技术、这三种技术为主要的支撑的。
这种苹果病虫害管理信息系统主要包括了:苹果病虫害网络发布子系统、苹果病虫害基础数据处理子系统、苹果虫害预测预报子系统这三大主要系统。
在基础数据处理子系统中,系统具有数据获取、数据导出、属性查询、空间查询、数据统计分析、图层编辑、插值分析等功能[3]。
苹果病虫害管理信息系统的设计目的就是要管理苹果以及有效的分析苹果病虫害的基础数据,并且通过现代的、先进的信息技术将苹果病虫害管理信息系统所分析好的苹果病虫害的结果发送出去。也正因为这样的功能,我们将苹果病虫害管理信息系统分为三个子系统:基础数据处理、苹果虫害预测预报以及苹果病虫害网络发布,这三个子系统。
苹果病虫害管理信息系统主要是采用Client/Server(C/S)结构模式和Browse/Server(B/S)结构模式相结合的开发模式进行开发设计的,而这其中苹果病虫害基础数据处理子系统和病虫害预测预报子系统,以及苹果病虫害网络发布系统,它们是运用同一个的数据库,它们将基础数据处理子系统和病虫害预测预报子系统的处理结果存储在数据库中,然后再通过网络发布系统将处理结果发布出去,接着客户端只需要通过IE浏览器就可以查询苹果病虫害的各种信息。可是这三种子系统它们却是运用不同的结构模式进行开发的,那么,苹果病虫害基础数据处理子系统和病虫害预测预报子系统采用C/S结构模式进行开发的,苹果病虫害网络发布系统则是采用B/S结构模式进行开发的[4]。
下面我们来讲诉下苹果病虫害管理信息系统中的两个子系统:首先是苹果病虫害管理信息系统中的苹果病虫害的预测、预报的子系统。在目前我国已经开发出了很多有关于病虫害的预测方法,按照这些方法的基本做法来分类,大致可以分为以下三类:观察法、实验法以及统计法。可是目前从苹果病虫害中能够获取出的病虫害信息是非常有限的,而且都不是很完整,或者很确定的,而且病虫害的不断增多的信息也不是可以光靠经验来就可以把病虫害信息确定的,因此这三种方法都存在着一定的缺陷。其中专家系统来完成预测预报工作时,还存在以下限制:第一,知识获取的瓶颈问题;第二,缺少深层的理性知识和强有力的推理能力;第三,推理速度相对比较慢[5]。而目前苹果病虫害管理信息系统中的神经网络系统就已经可以有效的把以上的不足的地方都可以很好的克服了。神经网络是一个由大量简单的处理单元(也可以称为神经元)广泛连接组成的人工网络,它揭示数据样本中蕴含的非线性关系,大量处理单元组成非线性自适应动态系统,具有良好的自适应性、自组织以及很强的学习、联想、容错和抗干扰能力,在不同程度和层次上可模仿大脑的信息处理机理,可灵活方便的对多成因的复杂未知系数进行建模。神经网络系统系统采用了三层BP(Back Propagation)网络模型开发苹果虫害预测预报模块[6]。
其次,苹果病虫害管理信息系统中的网络发布子系统。根据网络发布系统要求,客户端只要在自己的计算机上安装有IE(Internet Explorer)浏览器就可以浏览有关于苹果病虫害的网页,然后再查询自己想要的有关基本地理信息和病虫害的信息,尤其是各种专题图、统计图、预测预报的结果图,如果用户经查询得不到自己满意的结果,那么就可以通过邮件或者上传自己果树病害相关部位的信息,然后服务器端就会请相关的专家给予诊断,并且将诊断结果入库,以不断丰富数据库的内容[6]。
3.总结
苹果病虫害的种类以及数量都在不断的增多,为了陕西省榆林市苹果树的安全,为了农民们的劳动与收获能画上约等于符号,就要在苹果病虫害管理信息系统中的各项技术不断的进步,不断的发现,争取让陕西省的第一大苹果省的美名能够传到代代。■
【参考文献】
[1]史大卫,高建国.当前陕西苹果病虫害发生特点.西北园艺.2006 (2).
[2]宋继文.防治病虫害 农民盼帮助.陕西省永寿果农用药情况调查分析--北方果树.2010.(5).
[3]赵磊,赵政阳,党志国,张坤,张小猜,秦冠.富士苹果杂交后代抗早期落叶病的遗传分析[J].西北农业学报.2008(2).
[4]路绍杰,果树害虫天敌的种类及保护利用方法[J].山西果树.2009.(7):20.
[5]徐秀丽,董文,史秀兰,安华.黄河故道地区苹果病虫害发生变化情况及对策--现代农业科技.2008.(12).
以永泰县枇杷果树适宜种植区域选择为例,通过时数字高程模型进行地形分析,提取坡度、坡向、坡位信息,以及计算出避;东因子,采用GIS技术进行空问叠置分析,筛选出适宜种植枇杷的生态区域,研究GIS在果树种植中的应用,指导农业生产.
作 者:卢耀武 张辉 陈盛银 张磊 LU Yaowu ZHANG Hui CHEN Shengyin ZHANG Lei 作者单位:卢耀武,陈盛银,张磊,LU Yaowu,CHEN Shengyin,ZHANG Lei(福建省基础地理信息中心,福建,福州,350003)
张辉,ZHANG Hui(福建省农科院土肥所,福建,福州,350013)
摘 要:随着地理信息系统技术的发展,统计数据空间可视化的实现变得方便、快捷、即时和动态。本文从农业普查地理信息系统应用出发,围绕统计数据的指标轴、空间轴和时间轴,提出建立农业普查统计地理信息系统的设计思路以及总体框架,并就GIS技术在农业普查成果中的可视化展示以及专题分析方面进行了阐述。
关键词:GIS;统计地理信息系统;农业普查;空间可视化
0引言
地理信息系统是一种决策支持系统,它以地理空间数据库为基础,采用地理模型分析方法,把地理和相关属性有机结合起来[1]。其中地理空间信息可视化是信息可视化中重要的技术,涉及大多数国民经济的行业,已经有广泛的应用。地理空间可视化通过强大的、有效的地图系统将复杂的空间和属性数据以地理的形式展现出来,从而挖掘数据之间的关联性和发展趋势,了解市场动态、发现商业机会,进而做出及时和正确的判断和决策。
北京市农业普查地理信息系统(以下简称本系统)基于GIS技术,从地理空间的角度集成各类农业普查信息,实现农业普查信息的空间查询、分析与展现。北京市农业普查地理信息系统开发已成为北京市农业普查资料开发的亮点,极大地增强农业普查资料开发的深度和效果,提升该领域的信息化水平与统计信息服务质量。
本文基于北京市农业普查地理信息系统项目的建设成果,扼要阐述了地理信息系统应用于农业普查的相关技术及其可视化实现的效果。 1设计思路
本系统旨在通过GIS实现各类农业普查成果的可视化,提供基于空间的统计信息分析
[4]
[3]
[2]与挖掘功能,从而实现农业普查成果与空间信息的整合,系统的设计思路有以下三点:
1.1以两大核心数据库为基础,实现地理数据和农业普查数据的关联整合
包括统计地理数据库和统计业务数据库是系统的两大核心数据库。统计地理数据库包括选用北京市1:10000基本地形数据和遥感影像图、按市、县(区)、乡(镇、街道)、村委会(居委会)四级划分的)统计区划边界数据。统计业务数据库主要由历次农业普查成果数据、历年年报数据以及农村全面小康实现程度、农村城镇化实现程度、新农村建设综合实现程度和农业生态服务价值四个监测数据等宏观统计数据组成。空间地理数据库和业务数据库之间通过行政区划代码进行关联。
标准统计地理单元采用12位行政区划代码进行编码,由两部分组成,前六位为第一部分,表示县级以上(包括县级)行政区划代码,后六位为第二部分,表示县级以下行政区划代码。第一部分的六位代码统一使用《中华人民共和国行政区划代码》国家标准(GB/T2260)。这部分代码可分为三个层次,从左到右的含义分别是:第一、二位表示省级,第三、四位表示地级,第五、六位表示县级。第二部分的六位代码分为两个层次:第一层由第七、八、九位代码构成,按照《县以下行政区划代码编码规则》国家标准(GB10114)的要求编制。其中,第七位为类别标识,以“0”表示街道,“1”表示镇,“2和3”表示乡,“4和5”表示政企合一的单位,第八、九位为该代码段中各行政区划的顺序号。第二层由第十、十一、十二位代码构成,为居民委员会和村民委员会的代码,用三位顺序码表示,居民委员会的代码从001-199,由小到大顺序编写,村民委员会的代码从200-399,由小到大顺序编写。宏观统计数据以统计地理单元的行政区划代码为唯一标识,统计地理单元与宏观统计数据通过一对一的对应关系进行关联,从而实现各类统计信息基于GIS的展示和分析。
1.2三条轴线为出发点
对农业普查数据的认识,可以从指标轴、空间轴、时间轴三个维度来认识。
首先,各类统计都是围绕指标来组织的,多个指标构成统计指标体系。统计指标用来刻画描述总体基本状况和各个变量分布特征的综合数量。通过统计指标能客观反映统计数据的分类、主题和意义。统计分析也多围绕指标进行。
其次,统计数据作为社会经济现象的数字载体,具有典型的空间特征,因为任何社会经济现象都是在一定的地理空间范围内发生和变化的。因此,统计数据的采集、整理和分析,必须以地理空间为框架,才能反映其本质特征和地域规律。借助于GIS,可以更加直观地从空间轴上展现某一区域的情况,并通过空间区域上的比对,可以反映出各类统计信息的分布情况。
最后,统计活动是定期重复进行的(如经济普查一般是每五年进行一次),同样的统计内容和指标在不同时间重复统计,构成了统计成果的多个历史“快照”。引入时间轴以后,通过历年数据的对比可以看出持续的变化趋势。
在经济普查地理信息系统的设计中,必须要从指标轴、时间轴和空间轴三个维度来认识、展现和分析统计数据,才能更好地体现和挖掘统计数据的价值。
指标体系维国民经济核算国民经济综合统计社会科技固定资产投资贸易外经第三产业工业交通农业基本单位人口空间维建筑物调查村居乡镇小区委会街道县区地省市国家时间维其它分区旬月季半年年1.3三种表现形式为载体
在农业普查地理信息系统中,将通过表格、统计图和专题地图三种形式为载体来展现普查数据。
传统的统计数据展现形式主要是统计表格和统计图。统计表格是用纵横交叉线条所绘制的表格表现统计资料的一种形式。用纯数字的方式展示统计资料,最符合统计日常使用方式,优点是准确表达,缺点是数据内涵较难挖掘。统计图是根据统计数字,用几何图形、事物形象和地图等绘制的各种图形,也是最常用的统计资料表达方式。优点是更直观,缺点是无法将统计数据中的空间特性展现出来。
然而,这两种传统的统计数据展现和分析手段都是以二维表格和数理统计方法为基础的,统计数据的地理维通常被简化处理为表格中列。这种简化对统计数据的深入分析造成了很大困难,因为统计数据在对应地理空间中的位置及其分布特征往往是影响分析效果的关键因素。
基于专题地图展示统计数据既继承了统计图的直观性,又可将统计数据中空间相关的信息挖掘出来以专题图形式展示。常言道“一图胜千言”,系统将围绕地图集成、整合统计数据,提供地图为中心的操作方式,简化以往常规的以指标筛选和条件设置为主的操作流程。多年 图 1 统计数据的三个维度 实现傻瓜化操作、智能化提示和推荐,集中展示常规用户最感兴趣的内容,并通过地图整合统计表格、统计图、专题报告等各类资料,并能实现统计表格、统计图、专题图三种表现形式的任意切换。 2系统总体框架
根据系统的总体设计思路,确定系统总体框架如下:
应用层(北京市农业普查地理信息系统)专题报告展示与分析子系统地图浏览子系统管理与维护子系统数据查询分析子系统综合数据管理子系统应用支撑层身份认证与权限管理标准和规范体系基本GIS模块表格浏览和统计汇总模块统计图制作与生成模块专题图制作模块数据服务层运行管理体系统计地理数据库遥感影像库统计业务数据库软硬件基础平台元数据库其他硬件设施:计算机主机、存储、备份、输出等设备数据库(Oracle10g)SuperMap GIS平台(Iserver Java)操作系统(Windows)
图 1 总体框架
系统总体框架包括四个层次:软硬件基础平台、数据服务层、应用支撑层和应用层。其中数据服务层基于北京市统计局网络与硬件现有设备条件,存储、管理内部统计业务数据、空间数据并集成外部支撑数据(如系统使用的遥感影像图是直接调用北京市信息资源管理中心提供的遥感影像数据库),数据库平台统一选用Oracle 10g,GIS软件平台选用超图公司开发的SuperMap ISever Java标准版;应用支撑层为上层应用提供组件级的核心支撑功能模块,包括基本GIS模块,表格浏览和统计汇总模块,统计图制作模块和专题图制作模块,这些模块全部封装成JSP(JavaServer Pages)控件供开发使用;应用层提供基于B/S结构的北京市农业普查地理信息系统,该系统包括两个部分:以功能驱动的农业普查综合数据查询与分析,面向统计人员专业应用;以业务驱动的专题分析报告,面向领导进行分析决策,提供更深层次的数据挖掘服务。
系统功能结构如下图所示:
北京市农业普查地理信息系统基本GIS模块身份认证与权限管理应用支撑层表格浏览和统计汇总模块统计图制作与生成模块专题图制作模块管理与维护子系统农业普查地理信息子系统普查成果数据查询与分析模块专题报告展示与分析模块专题图浏览与查询模块
图 2 功能结构图
系统主要包括以下几个模块:(1)基本GIS模块:包括放大、缩小、全图、框选、圆选、多边形选、点缓冲、线缓冲、距离量算、面积量算、保存、打印、邮件发送等。
(2)表格浏览和统计汇总模块:以表格形式浏览业务数据,并且可以对数据进行统计汇总和常规的运算功能。
(3)统计图制作模块 :以统计图表的形式对查询信息进行动态展示,包括柱形图、条形图、线柱图、曲线图、面积图等。
(4)专题图制作模块:以GIS特有的专题地图形式,实现统计信息基于地理空间的可视化,包括单值专题图、范围分段专题图、点密度专题图、等级符号专题图、统计专题图、复合专题图等。 4系统应用
系统以两种方式组织数据,一种以指标方式,一种以专题方式。在指标方式中,系统以各种类型的专题图展现农业普查业务数据,如下图所示:
图 3 多种类型专题图
在专题方式中,系统涵盖五个专题,分别为优势主导产业布局分析、都市型现代产业分析、人口分布特征分析、农村基础设施与环境分析和农村社会事业分析。由于篇幅有限,本文仅以其中的一个专题优势主导产业布局分析为例进行分析。
优势主导产业专题利用地理信息系统空间分析优势,结合相关信息,研究北京市优势主导产业空间布局的科学性和合理性,该专题分别对养殖业和种植业两个层面的布局进行分析,期望通过分析,能够为北京市优势主导产业发展规划提出合理布局的建议。该专题分析包括养殖业和种植业两个子专题,如下图所示:
图 4 生猪、家禽与河流分布分析
图 5 生猪布局合理性分析
图 6 家禽布局合理性分析
图 7 蔬菜与果园分布
养殖业、种植业的分布与地势和功能区定位密切关系,从产品分部看:生猪养殖集中在顺义、大兴、平谷;家禽养殖主要集中分布于密云、大兴、顺义和平谷;蔬菜种植集中在大兴、通州和顺义;果园高度集中于平谷地区,该区果园面积占全市的35%。
从地势分布看,生猪产业和蔬菜种植分布在平原地区。家禽主要集中在密云等丘陵山区部分平原地区;果园主要分布在丘陵地区和部分平原地区。
从养殖业布局现状看,生猪家禽养殖分布较为分散,养殖方式都以农户为主,生猪养殖主要集在人口较多的地区,与人口的相关系数达到了0.65;家禽养殖主要分布于人口相对稀少的丘陵和部分平原地区,与人口分布的关系不大。通过与水系结合的进一步分析,可知农村养殖业的发展离不开水,水资源丰富的地区,养殖业发展明显较水资源匮乏地区发达,由此可见,水资源情况与养殖业发展有很大关系。在养殖业发展的具体规划中,有必要考虑水资源分布情况,以便更加科学地进行规划,同时养殖业所产生的畜禽粪便对人居环境会带来负面影响,特别是在靠近水系的养殖区,很容易产生污染水系的问题。因此,有必要提高农村养殖业的规模化程度,发展小区型集中饲养,同时考虑到人口与水系,要向外部常住人口相对较少,离水系有一定距离的平原地区转移,合理布局,在降低畜禽粪便的无害化处理成本的同时,减少对人居环境的污染。
从种植业分布现状看,由于蔬菜需要温室大棚等设备进行规模化种植,一般在地势相对平坦的平原地区发展的程度相对较高,同时考虑到北京市农村蔬菜主要用于供应城市需要,不能距离中心城过远,因此建议在相对靠近中心城区的平原地带大力发展蔬菜种植是比较合理性的。而果树种植应当集中在丘陵山区地带发展,这不仅是考虑到平原地区土地资源有限,果园占地面积又比较大,同时也是考虑到果树种植需要适宜的山区气候条件。 10结语
关键词:WebService;GIS;ETL;面向服务;空间分析
1、引言
在本次图形辅助审查系统建设中充分运用WebService技术与GIS技术丰富的空间查询、空间分析及属性管理功能,将相应功能以服务发布的方式进行应用共享,充分利用程序的开发共享体系和扩展性,通过对服务发起请求和调用,从而保障系统间的数据交换和共享,为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能。
2、总体架构
潍坊市国土资源图形辅助审查功能应用总体框架图
(1)网络层。系统运行在潍坊市国土资源局政务内外网、局域网,实现与省厅及各县市国土资源局的网络互通,实现网上信息交换传输,保障系统的网络化。
(2)数据层。建立分布式国土资源数据中心,覆盖市、县两级,其中在数据中心的潍坊市节点上对潍坊市和县级的数据进行集中统一维护和管理。国土资源管理数据库包括:空间数据库、支撑数据库和业务数据库。业务数据库一般是指在国土资源管理过程中产生的、与业务活动密切相关的数据,具有频繁变化特征,包括业务属性数据库和专题成果数据库等;空间数据库是指与国土资源管理相关的、相对静态的数据,包括专题空间数据库和基础空间数据库;支撑数据库针对业务模型、机构、表单、图层设置、工作流等系统的逻辑信息进行存储,以及相关的标准规范、安全权限信息等信息。
(3)平台层。平台层提供国土资源管理系统的支撑环境,在建设完备的数据库基础上,实现国土资源内部机构各业务部门间的联网办公和交互作业,外部则面向各社会化公众机构提供信息服务。
(4)业务层。业务层主要表现为建设用地预审系统、建设用地审批管理系统升级和建设用地手机移动办公系统的业务功能实现。
(5)用戶层。通过用户界面的个性化展示实现不同角色用户的操作,通过标准的BS用户使用界面模式实现操作访问。
3、关键技术应用
(1)开放的面向服务的架构设计。当前面向服务的实现形式是WebService,基于的是公开的W3C及其他公认标准.地图相关的服务则支持OGC标准,主要包括WMS、WMTS、WFS、WPS等。系统基于ArcGIS平台进行扩展,提供各种地图服务、业务分析服务等,其它系统调用统一的服务实现具体业务需求。
(2)Spatial ETL技术应用。ArcGIS的Spatial ETL的空间数据互操作功能弥补了传统的ETL对空间数据操作的不足,充分利用了FME的功能,实现了对属性数据和空间数据的抽取,能直接支持文件的数据库如Access或关系数据库如Oracle或DB2数据库属性数据,甚至是文本格式数据或XML方式数据的抽取,还汇总了不同的空间数据格式的抽取和转换,如Geodatabase,Oracle Spatial,DWG等100多种空间数据格式的支持。
(3)RIA富客户端技术应用。图形辅助审查系统有效地把Web service与GIS技术结合起来,由于涉及几何图形在浏览器上的大量、快速绘制,各种地图服务的叠加展示,尤其需要采用RIA的技术进行展示。
4、建设应用情况
4.1现状。目前,市局国土资源业务系统开发以实现土地“批、供、用、补、查”和矿政主要业务的网上审批为目标,先期重点实施批地、供地和管地等业务系统的开发和应用。数据库建设方面以深化二调成果应用为基础,以构建全市国土资源“一张图”为目标,集成与整合土地利用现状、城镇地籍、遥感影像、基础地理、土地利用规划、建设用地红线等多源信息数据,与规划计划、用地报批、征收转用、土地供应、登记发证、耕地保护、执法监察等业务系统叠加,以便在统一空间基准和标准图形数据的支持下进行地政业务管理。
4.2应用说明。通过申请地块的GIS空间矢量数据与潍坊局现有的规划数据进行GIS图形叠加分析,审查该地块与其他建设用地项目地块是否存在重叠、裂缝等现象,对不符合规划要求的地块信息导出,并测算不符合要求的地块面积,从而避免重复审批。
同时能实现历史数据、已审批通过的数据进行叠加分析,历史数据、已审批通过的报件数据与最新的数据进行叠加分析,查看历史数据叠加情况,实现对其监控;通过项目建设将WebService技术与GIS技术结合,满足系统间数据联动更新、准确一致的要求。建设用地审批数据及时通过交互程序提供给其它相应系统,做到一数一源、共享校核、及时更新的设计原则。
结语:潍坊市国土资源局通过建设用地审批系统升级建设,有效地将WebService技术与GIS技术结合起来,实现了图形辅助审查功能的部署应用,将国土资源信息化建设与国土业务实际应用有力地扭结在一起,以信息技术发展转变国土资源管理方式,以管理信息化带动管理科学化和服务社会化,从而全面提升国土资源管理与服务水平,更好地服务于社会。
参考文献:
[1]柴晓路.WebService技术系列概述[J].互联网世界,2002,(5):80—83.
[2]程炜,杨宗凯,乐春晖.基于WebService的一种分布式体系结构[J].计算机应用研究,2002,19(3).
[3]王春樵.面向服务架构——分布式网络应用的方向[J].广东通信技术,2002,22.
[4]刘湘南,黄方,王平,等.GIS空间分析原理与方法[M].北京:科学出版社2005.
[5]汤国安,杨昕.ARCGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].科学出版社,2006.
作者简介:杨先连(1967-),男,山东临朐人,潍坊市国土资源局,信息中心主任,主要从事国土资源信息化工作。
李国庆(1982-),男,山东泰安人,福建特力惠信息科技股份有限公司。
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