【文章內(nèi)容簡介】 )、通信網(wǎng)絡(luò)、郵政網(wǎng)點、道路與交通設(shè)施等。由于這些設(shè)施同時具有與幾何和空間位置相關(guān)的特性 ,建立基于 GIS 的信息系統(tǒng)能夠提高對這些設(shè)施的管理水平 ,同時能夠極大地提高設(shè)計與施工、設(shè)備維護與故障排除、線路改造等方面的效率 ,從而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。 土地信息系統(tǒng)的建立 GIS 最早是從土地信息系統(tǒng) LIS 建立的過程中發(fā)展起來的 ,而大量高質(zhì) 量 GIS 軟件平臺的出現(xiàn)又促進了土地信息系統(tǒng)的建立。目前基于 GIS 軟件平臺的土地信息系統(tǒng)無論是圖形處理、空間分析與統(tǒng)計、屬性信息存儲與查詢、統(tǒng)計報表生成、決策支持等方面都比早期的土地信息系統(tǒng)有較大的改進。我國已經(jīng)把土地信息系統(tǒng)的建設(shè)納入了法制軌道 ,新頒布的《中華人民共和國土地管理法》第三十條明確規(guī)定 “國家建立全國土地信息系統(tǒng) ,對土地利企業(yè) ()大量管理資料下載 6 用狀況進行動態(tài)監(jiān)測 ”。 GIS 在其它領(lǐng)域的應(yīng)用 GIS 已被廣泛地應(yīng)用到一些其它領(lǐng)域 :城市規(guī)劃、房地產(chǎn)開發(fā)及物業(yè)管理、商業(yè)開發(fā)與購物中心設(shè)置、資源調(diào)查、災(zāi) 害預(yù)報與災(zāi)后評估、金融機構(gòu)與投資分析、地質(zhì)普查、采礦等。 3 GIS 應(yīng)用的前景與存在的問題 面臨的機遇 目前 GIS 的研究和應(yīng)用都處在一個高速發(fā)展的階段。在國外 GIS 技術(shù)已被各級政府部門和企業(yè)界廣泛認(rèn)知和采用。尤其是在北美、歐洲、日本和奧大利亞等國家和地區(qū) ,GIS 市場已經(jīng)基本形成。 GIS 數(shù)據(jù)公司和軟件公司比較多 ,他們在 GIS 系統(tǒng)建立和空間數(shù)據(jù)的使用方面已有了一套比較規(guī)范和成熟作法。在我國 GIS 技術(shù)也正被越來越多的政府部門和大型企業(yè)所采用。雖然起步較晚 ,但是有后發(fā)優(yōu)勢可以少走彎 路 ,以比較高的起點開展 GIS 的理論研究和開發(fā)應(yīng)用工作。 存在的問題 與國外對比分析 ,目前我國 GIS 發(fā)展中存在的問題主要表現(xiàn)在如下幾個方面 : 1)GIS 的科學(xué)和經(jīng)濟價值尚未被廣泛地接受和認(rèn)知 ,因此處于資金投入不足、推廣應(yīng)用比較困難的局面。 2)根據(jù)有關(guān)資料的分析 ,地理信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)部分要占整個系統(tǒng)投資的百分之七十左右 ,也就是說 GIS 系統(tǒng)的建立需要大量的數(shù)字地圖或電子地圖及其屬性信息庫的支持 ,但在我國地圖數(shù)字化的比例還很低。這需要政府部門及有關(guān)企業(yè)投入大量的精力及資金 進行數(shù)字地圖的建庫工作。 3)GIS 市場尚未形成 ,有關(guān)數(shù)字產(chǎn)品的法律、權(quán)屬、定價等方面的問題還沒有得到有效的解決。 4)有關(guān)數(shù)字地圖產(chǎn)品的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) ,以及數(shù)據(jù)格式有待統(tǒng)一和完善。 5)我國具有自己知識產(chǎn)權(quán)的 GIS 系統(tǒng)平臺比較少 ,目前只有 Map GIS,Geo Star 等少數(shù)幾個產(chǎn)品 ,大量進口 GIS系統(tǒng)平臺增加了 GIS 應(yīng)用開發(fā)的成本。而且 ,由于國情不同進口 GIS 軟件二次開發(fā)的工作量一般都比較大。 4 結(jié)論 本文分析探討了 GIS 目前的主要研究領(lǐng)域 ,及其在國內(nèi)外的應(yīng)用 情況。 GIS 目前雖還未被定義為一門科學(xué) ,而僅被認(rèn)為是一項專門的技術(shù) ,但由于其潛在的科學(xué)與經(jīng)濟價值巨大 ,而且應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛 ,隨著計算機軟、硬件技術(shù)的發(fā)展和 GIS 數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)建庫技術(shù)的進步 ,GIS 將會在理論研究和應(yīng)用開發(fā)方面得到更大的發(fā)展。 國產(chǎn) GIS之路 從 六五 算起，我國 GIS 已經(jīng)走過了近 20 年的風(fēng)雨歷程。尤其在 九五 期間，發(fā)展國產(chǎn) GIS 軟件首次被列為國家科技攻關(guān)重點項目，并取得了突破性的進展，一批技術(shù)水平高、有競爭實力的 GIS 軟件浮出水面，并占有了一定的市場份額。目前，國家科技部已經(jīng) 決定，發(fā)展 GIS 軟件產(chǎn)業(yè)將成為 十五 期間發(fā)展我國軟件產(chǎn)業(yè)的主要突破口之一。 九五 即將結(jié)束，國產(chǎn) GIS 軟件發(fā)展水平究竟怎樣？如何取得更大的發(fā)展？ 近年來， GIS 被世界各國普遍重視，尤其是 1998 年初，美國副總統(tǒng)戈爾在加利福尼亞科學(xué)中心所作的題為 數(shù)字地球 認(rèn)識 21 世紀(jì)我們這個星球 的講話中提出的新概念在全球掀起了 數(shù)字地球 熱，使其中的核心技術(shù) GIS 更為各國政府所廣泛關(guān)注。有人曾做過統(tǒng)計，在經(jīng)濟建設(shè)和日常生活活動所涉及的信息中，有 75%~80%的數(shù)據(jù)是空間數(shù)據(jù)。目前， GIS 已不僅僅用于資源調(diào)查、環(huán)境 評估等方面，更深入到區(qū)域規(guī)劃，公共設(shè)施管理、交通、電信、城市建設(shè)、能源、電力、農(nóng)業(yè)等國民經(jīng)濟的重要部門，在國家宏觀決策、國家安全等領(lǐng)域起著重要的作用，并正在步入千家萬戶中。 九五 期間，我國科技部在高新技術(shù)領(lǐng)域主要抓的兩件大事，一是 CAD/CIMS，另一件就是 GIS。從 1996 年開始，科技部每年對國產(chǎn) GIS 軟件進行測評，根據(jù)優(yōu)勝劣汰法則來確定下一年科技攻關(guān)的承擔(dān)單位。測評工作的開展促使 GIS 迅速從學(xué)校和科研院所的實驗室里走出來，面向應(yīng)用，面向市場。參加測評的軟件逐年增加，水平也在不斷提高。一些中小型 GIS 軟件產(chǎn)品在功能和性能上已接近國際先進水平，甚至某些性能指標(biāo)優(yōu)于國外優(yōu)秀軟件，已應(yīng)用到實際工程中。在測評中連續(xù) 3 年名列前茅的國產(chǎn)中小型 GIS 基礎(chǔ)軟件平臺 MapGIS，其大多數(shù)模塊比較成企業(yè) ()大量管理資料下載 7 熟，實用性強，在大數(shù)據(jù)量管理和空間分析、網(wǎng)絡(luò)分析及綜合應(yīng)用等方面表現(xiàn)優(yōu)秀。在緩沖區(qū)分析、全庫查詢性能方面優(yōu)于國外同類軟件，其中，大數(shù)據(jù)量緩沖分析比國外著名的 GIS 軟件快 14 倍。目前已成功應(yīng)用于電信、建設(shè)規(guī)劃、土地利用、設(shè)施管理、地圖出版等領(lǐng)域，并在我國 神洲 號宇宙飛船發(fā)射和其他人造衛(wèi)星發(fā)射中發(fā)揮了重要作用。該軟件的裝機量已達 到 4000 多套，占有相當(dāng)?shù)氖袌龇蓊~。另一個敢與洋軟件叫板的是國產(chǎn) AM/FM/GIS 應(yīng)用開發(fā)平臺 Crow，它在技術(shù)上超過了大部分國外軟件，處于國際領(lǐng)先水平，已成功地應(yīng)用于電力、交通、消防、燃氣等領(lǐng)域，去年實現(xiàn)的武漢三鎮(zhèn)近 80 個用戶的電力配網(wǎng)應(yīng)用是我國目前 GIS 用戶規(guī)模最大的一項應(yīng)用。該軟件在電力配網(wǎng)工程競標(biāo)中屢勝國外軟件的故事在業(yè)界傳為佳話。 最近進行的抽樣調(diào)查結(jié)果表明，國產(chǎn) GIS 軟件的使用量已占全國各類 GIS 軟件使用總量的 %，并且，越來越多的應(yīng)用單位開始將國產(chǎn) GIS 軟件列為工程實施的首選目標(biāo)，其比 例已接近 50%。最近 4 年來，國產(chǎn) GIS 銷售額平均年增長率超過 100%，去年，僅科技攻關(guān)支持的企業(yè) GIS 銷售與技術(shù)服務(wù)的產(chǎn)值就超過了 8000 萬元。由此可以看出，國產(chǎn) GIS 軟件的發(fā)展勢頭良好。 值得注意的是，國產(chǎn) GIS 軟件面臨的形勢依然嚴(yán)峻。有關(guān)專家指出，我國 GIS 產(chǎn)業(yè)目前正處于起步階段，隨著產(chǎn)業(yè)化的推進，暴露出不少存在的問題，嚴(yán)重阻礙著 GIS 產(chǎn)業(yè)健康有序地發(fā)展，如：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，表現(xiàn)在地理數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)沒有形成，地理數(shù)據(jù)還沒有成為真正意義上的商品；數(shù)據(jù)共享機制沒有建立，導(dǎo)致大量重復(fù)的低水平數(shù)據(jù)制作；數(shù)據(jù)更新能 力不足；缺少一定數(shù)量的 GIS 應(yīng)用服務(wù)企業(yè)；缺乏良好的環(huán)境和有效的 GIS 產(chǎn)業(yè)社會支撐體系；標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不齊全，市場體系不完善，產(chǎn)業(yè)政策不配套；軟件產(chǎn)品系列不完整，技術(shù)創(chuàng)新力度不夠等。 如何解決以上問題，以使我國 GIS 產(chǎn)業(yè)能有一個大的發(fā)展？科技部表示， 十五 期間，國家將加大對 GIS 軟件的支持力度，將圍繞建立一個工程（數(shù)字化中國工程）、完善兩個體系（國家對地觀測體系和國家空間信息技術(shù)應(yīng)用體系）、發(fā)展三個產(chǎn)業(yè)（空間數(shù)據(jù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)、空間信息軟件產(chǎn)業(yè)、及空間信息應(yīng)用產(chǎn)業(yè)）來開展空間信息技術(shù)領(lǐng)域方面的工作。在 GIS 方面，以 發(fā)展產(chǎn)業(yè)為目標(biāo)，從加強推廣應(yīng)用、實現(xiàn)傳統(tǒng)行業(yè)改造著手，開展關(guān)鍵技術(shù)研究攻關(guān)和應(yīng)用示范工程的開發(fā)，促進 GIS 在資源環(huán)境、城市建設(shè)、電力、通信、交通、農(nóng)業(yè)等方面的應(yīng)用，為建立中國的 數(shù)字地球 奠定技術(shù)基礎(chǔ)、軟件基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)。具體發(fā)展目標(biāo)是：開發(fā)具有自主版權(quán)的全系列 GIS 軟件產(chǎn)品，包括基礎(chǔ)軟件和應(yīng)用開發(fā)平臺軟件，特別是開發(fā)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的大型 GIS 軟件產(chǎn)品，替代進口，占領(lǐng)國內(nèi)市場，扶植一批在國內(nèi)外有競爭力的 GIS 軟件企業(yè)和二次開發(fā)商，發(fā)展和壯大 GIS 產(chǎn)業(yè)；到 2020 年，國產(chǎn)軟件爭取達到國內(nèi)使用總量的 40%~50%， 軟件商品銷售和技術(shù)服務(wù)年產(chǎn)值達到 5 億 ~10 億元人民幣；建立全國范圍的 GIS 技術(shù)培訓(xùn)體系和推廣應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，開發(fā) 5~10 個對國家建設(shè)和社會安定有重大促進作用的大型 GIS 應(yīng)用示范工程，以及 50~100 個各種類型的中小 GIS 應(yīng)用示范工程。 城市自來水企業(yè)信息集成應(yīng)用初探 1 前言 為了滿足城市快速發(fā)展的需要，城市供水企業(yè)近年來不斷采用新的技術(shù)、新的工藝，用以提高城市的供水能力和服務(wù)質(zhì)量。其中自來水廠監(jiān)控系統(tǒng)在全國大多數(shù)城市得到廣泛應(yīng)用，還有一些城市的供水企業(yè)正在逐步采用 GIS技術(shù)管理供水管網(wǎng)信息、用計算機實現(xiàn)收費 營業(yè)電算化。這些先進的信息、計算機、通訊和自動控制等先進技術(shù)的應(yīng)用，的確為供水企業(yè)的現(xiàn)代化運營解決了很多的實際問題。但是，我們也應(yīng)該看到還有很多深層次的問題尚未得到卓有成效的解決，究其原因主要是因為：①供水企業(yè)的運營包括從產(chǎn)水、輸配水、管理和收費多個環(huán)節(jié)，僅在某一環(huán)節(jié)采用新技術(shù)并不能解決所有問題；②企業(yè)運營的各個環(huán)節(jié)是密切關(guān)聯(lián)的，分離的系統(tǒng)無法實現(xiàn)整個運營的系統(tǒng)性；③系統(tǒng)運營的很多因素是有統(tǒng)計規(guī)律和相關(guān)性的，目前的系統(tǒng)無法從這些規(guī)律和相關(guān)性得到可以輔助決策的信息。因此，要達到自來水企業(yè)的最優(yōu)化運營，就需要系 統(tǒng)分析企業(yè)的運營模型，找到每個環(huán)節(jié)的相關(guān)性，獲取綜合的有效信息，綜合歷史信息，優(yōu)化企業(yè)的運營，提供輔助決策。以產(chǎn)水到用水的整個過程為主線，以企業(yè)的管理現(xiàn)代化為輔線，把信息技術(shù)在企業(yè)集成應(yīng)用，實現(xiàn)從產(chǎn)水到用水的最大效益，是我們對以上問題的一個有益探索。 下面我們從供水企業(yè)的運營模型著手，分析企業(yè)的信息模型，并給出基于 GIS平臺的供水企業(yè)信息化應(yīng)用方案。 2 運營模型 供水企業(yè)的運營主要圍繞水從水源、水廠經(jīng)過輸配網(wǎng)最終到水用戶的生產(chǎn) /消費鏈而進行的，其模型如圖 1。 生產(chǎn)調(diào)度通過實時采集水源和水廠的變電設(shè)備 、電器開關(guān)、加壓泵等設(shè)備運行參數(shù)和流量、出水口壓力、余氯等控制參數(shù)，以及輸配網(wǎng)上壓力監(jiān)測點和水庫水位監(jiān)測點的控制參數(shù)，動態(tài)自企業(yè) ()大量管理資料下載 8 動控制水源、水廠設(shè)備的啟停和運行，使整個輸配網(wǎng)上的水壓保持最佳的分布和平穩(wěn)狀態(tài)，從而為用戶提供高質(zhì)量的供水服務(wù)，減少輸配過程中水的損失，最大限度延長管網(wǎng)的使用壽命，最終提高水廠的運營效益。 管網(wǎng)管理主要實現(xiàn)輸配水管網(wǎng)信息管理，管網(wǎng)的新建、維護和改造以及水用戶的管理。它必須能夠保證管網(wǎng)信息的準(zhǔn)確、全面和現(xiàn)勢，滿足管網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計、施工和維護的要求。 營業(yè)收費完成水用戶用水量的驗抄、統(tǒng)計，根 據(jù)水用戶性質(zhì)和收費項目的規(guī)定進行計費收費。 公司將綜合生產(chǎn)調(diào)度、管網(wǎng)管理、營業(yè)收費的各種信息，結(jié)合公司的營業(yè)策略，對整個企業(yè)的運營進行科學(xué)合理的決策，從整體上實現(xiàn)對公司營業(yè)的宏觀管理。 3 信息模型 企業(yè)運營的信息流如下圖 2所示。 系統(tǒng)運營的信息包括變化的動態(tài)信息和相對穩(wěn)定的靜態(tài)信息。動態(tài)信息主要是通過動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)獲取的實時變化的信息，主要包括水廠（水源地）配電設(shè)備、工藝設(shè)備的運行狀態(tài)信息，比如變壓器的電壓電流、配電開關(guān)的閉合狀態(tài)、加壓泵的電壓電流功率等；水廠出水口壓力、流量和余氯等工藝參數(shù)信 息；管網(wǎng)壓力監(jiān)測點的壓力信息和水庫的水位信息。這些信息一方面通過自動控制系統(tǒng)反饋，控制水廠設(shè)備的正常運行，另一方面送到公司進行綜合分析。還有一類動態(tài)信息就是水廠累計流量信息、水廠設(shè)備和管網(wǎng)維護信息、漏水調(diào)查信息以及用戶用水量信息，這些信息經(jīng)過綜合分析，為供水企業(yè) ()大量管理資料下載 9 管網(wǎng)的平穩(wěn)運行、故障排除、查漏維護提供決策支持信息。靜態(tài)信息包括企業(yè)變化緩慢的一些業(yè)務(wù)信息、地理信息和企業(yè)運營的歷史信息。這些信息和動態(tài)信息相互結(jié)合，提供更好的決策支持信息。更好的決策支持信息返回來對水的生產(chǎn)消費環(huán)節(jié)產(chǎn)生作用，使其成為良性的循環(huán)鏈，達到最 大運營效益的要求。 4 體系結(jié)構(gòu) 無論是動態(tài)信息還是靜態(tài)信息，它們都和其實體所在的地理位置密切相關(guān)。因此構(gòu)建以 GIS為平臺的信息綜合、分析和決策的供水企業(yè)信息系統(tǒng)是一種最佳選擇。 GIS是一種采集、存儲、管理、分析、顯示與應(yīng)用地理信息的計算機系統(tǒng)，是分析和處理地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)， GIS所特有的空間分析功能和可視化表達方式正符合供水管網(wǎng)信息所具有的區(qū)域性強、隱蔽、復(fù)雜、動態(tài)、數(shù)據(jù)量大等特點。同時 GIS也是把供水企業(yè)的各種信息有效聚合的粘合劑，所有的信息通過和地理位置相關(guān)，就可以達到有機結(jié)合的目標(biāo)。通過將各 種信息在 GIS平臺上的集成，從而為企業(yè)提供更深層次的信息化應(yīng)用。 以 GIS平臺為核心的供水企業(yè)信息系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如下圖 3所示： 信息平臺的數(shù)據(jù)輸入 /轉(zhuǎn)換中間件可以把企業(yè)各種底層設(shè)備獲取的信息采集到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。對于不同的底層設(shè)備，只要開發(fā)相對應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入中間件，就可以很容易接入到系統(tǒng)中去。而基于該信息平臺，用戶可以進行各種需要的企業(yè)信息化應(yīng)用。而這些信息的獲取、存貯、組織都完全由該信息平臺來實現(xiàn)，從而使系統(tǒng)具有很好的可擴展性和開放性。同時，系統(tǒng)把企業(yè)的各種信息集成在一起，實現(xiàn)信息的集成應(yīng)用。 5 系統(tǒng)組成 系統(tǒng)的硬件組成 系統(tǒng)主要基于供水