【文章內(nèi)容簡介】 )、通信網(wǎng)絡、郵政網(wǎng)點、道路與交通設施等。由于這些設施同時具有與幾何和空間位置相關的特性 ,建立基于 GIS 的信息系統(tǒng)能夠提高對這些設施的管理水平 ,同時能夠極大地提高設計與施工、設備維護與故障排除、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 在其它領域的應用 GIS 已被廣泛地應用到一些其它領域 :城市規(guī)劃、房地產(chǎn)開發(fā)及物業(yè)管理、商業(yè)開發(fā)與購物中心設置、資源調(diào)查、災 害預報與災后評估、金融機構(gòu)與投資分析、地質(zhì)普查、采礦等。 3 GIS 應用的前景與存在的問題 面臨的機遇 目前 GIS 的研究和應用都處在一個高速發(fā)展的階段。在國外 GIS 技術已被各級政府部門和企業(yè)界廣泛認知和采用。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 的科學和經(jīng)濟價值尚未被廣泛地接受和認知 ,因此處于資金投入不足、推廣應用比較困難的局面。 2)根據(jù)有關資料的分析 ,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 ,有關數(shù)字產(chǎn)品的法律、權屬、定價等方面的問題還沒有得到有效的解決。 4)有關數(shù)字地圖產(chǎn)品的規(guī)范和標準 ,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 目前的主要研究領域 ,及其在國內(nèi)外的應用 情況。 GIS 目前雖還未被定義為一門科學 ,而僅被認為是一項專門的技術 ,但由于其潛在的科學與經(jīng)濟價值巨大 ,而且應用領域極為廣泛 ,隨著計算機軟、硬件技術的發(fā)展和 GIS 數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)建庫技術的進步 ,GIS 將會在理論研究和應用開發(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重點項目，并取得了突破性的進展，一批技術水平高、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中心所作的題為 數(shù)字地球 認識 21 世紀我們這個星球 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 GIS 更為各國政府所廣泛關注。有人曾做過統(tǒng)計，在經(jīng)濟建設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，公共設施管理、交通、電信、城市建設、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領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的承擔單位。測評工作的開展促使 GIS 迅速從學校和科研院所的實驗室里走出來，面向應用，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，甚至某些性能指標優(yōu)于國外優(yōu)秀軟件，已應用到實際工程中。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)絡分析及綜合應用等方面表現(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。目前已成功應用于電信、建設規(guī)劃、土地利用、設施管理、地圖出版等領域，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?shù)氖袌龇蓊~。另一個敢與洋軟件叫板的是國產(chǎn) AM/FM/GIS 應用開發(fā)平臺 Crow，它在技術上超過了大部分國外軟件，處于國際領先水平，已成功地應用于電力、交通、消防、燃氣等領域，去年實現(xiàn)的武漢三鎮(zhèn)近 80 個用戶的電力配網(wǎng)應用是我國目前 GIS 用戶規(guī)模最大的一項應用。該軟件在電力配網(wǎng)工程競標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，越來越多的應用單位開始將國產(chǎn) GIS 軟件列為工程實施的首選目標，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，僅科技攻關支持的企業(yè) GIS 銷售與技術服務的產(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峻。有關專家指出，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，導致大量重復的低水平數(shù)據(jù)制作；數(shù)據(jù)更新能 力不足；缺少一定數(shù)量的 GIS 應用服務企業(yè)；缺乏良好的環(huán)境和有效的 GIS 產(chǎn)業(yè)社會支撐體系；標準規(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應用體系）、發(fā)展三個產(chǎn)業(yè)（空間數(shù)據(jù)服務產(chǎn)業(yè)、空間信息軟件產(chǎn)業(yè)、及空間信息應用產(chǎn)業(yè)）來開展空間信息技術領域方面的工作。在 GIS 方面，以 發(fā)展產(chǎn)業(yè)為目標，從加強推廣應用、實現(xiàn)傳統(tǒng)行業(yè)改造著手，開展關鍵技術研究攻關和應用示范工程的開發(fā)，促進 GIS 在資源環(huán)境、城市建設、電力、通信、交通、農(nóng)業(yè)等方面的應用，為建立中國的 數(shù)字地球 奠定技術基礎、軟件基礎和應用基礎。具體發(fā)展目標是：開發(fā)具有自主版權的全系列 GIS 軟件產(chǎn)品，包括基礎軟件和應用開發(fā)平臺軟件，特別是開發(fā)網(wǎng)絡環(huán)境下的大型 GIS 軟件產(chǎn)品，替代進口，占領國內(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服務年產(chǎn)值達到 5 億 ~10 億元人民幣；建立全國范圍的 GIS 技術培訓體系和推廣應用網(wǎng)絡，開發(fā) 5~10 個對國家建設和社會安定有重大促進作用的大型 GIS 應用示范工程，以及 50~100 個各種類型的中小 GIS 應用示范工程。 城市自來水企業(yè)信息集成應用初探 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、新的工藝，用以提高城市的供水能力和服務質(zhì)量。其中自來水廠監(jiān)控系統(tǒng)在全國大多數(shù)城市得到廣泛應用，還有一些城市的供水企業(yè)正在逐步采用 GIS技術管理供水管網(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的應用，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)律和相關性的，目前的系統(tǒng)無法從這些規(guī)律和相關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，把信息技術在企業(yè)集成應用，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備 、電器開關、加壓泵等設備運行參數(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，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)信息的準確、全面和現(xiàn)勢，滿足管網(wǎng)規(guī)劃、設計、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）配電設備、工藝設備的運行狀態(tài)信息，比如變壓器的電壓電流、配電開關的閉合狀態(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。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， 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，就可以達到有機結(jié)合的目標。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。對于不同的底層設備，只要開發(fā)相對應的數(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)信息的集成應用。 5 系統(tǒng)組成 系統(tǒng)的硬件組成 系統(tǒng)主要基于供水