【正文】 表1 虎丘塔水平形變預(yù)測值預(yù)測時間東第五層（mm）東第七層（mm）東塔頂層（mm）南第五層（mm）南第七層（mm）南塔頂層（mm）。上述預(yù)測值中雖然不可避免地會包含因季節(jié)性引起的變化，但與觀測值相比，經(jīng)過數(shù)學(xué)處理，季節(jié)性因素的影響已大大降低。南測站第第7層情況類似，在20012003年期間預(yù)測無明顯水平形變，與東測站相比，總體變形量很小，反映出了虎丘塔體主要是向北傾斜的現(xiàn)狀。圖1顯示，到2003年東5層的水平形變將繼續(xù)發(fā)展，與2000年同期相比水平形變量將上升2毫米。東5層的回歸效果很好，其F檢驗值也幾乎是最高的。將未觀測過的2001－2003年（按每年二期）的觀測時間代入回歸模型，得到虎丘塔20012003年的預(yù)測值，圖中2001年以后的曲線為預(yù)測曲線。 篇幅所限，將比較典型的虎丘塔東測站第5層線性及周期性的回歸計算結(jié)果迭加，繪制成圖，其中的回歸曲線即是對虎丘塔觀測值進行的模擬，由圖1看出，模擬曲線與觀測曲線符合良好，所求殘差小，表明回歸模型可以比較準(zhǔn)確的模擬虎丘塔16年來發(fā)生的水平形變。實際分析中，時間序列各諧波的頻率i/T可通過對實測波形或波形離散處理后給出的數(shù)據(jù)用頻譜分析來決定，例如取T為一個季節(jié)性周期中所包含的時段數(shù)（如以一年為周期，時段數(shù)為12個月，則T=12。按照富里葉分析法，動態(tài)信號可以分解為許多諧波分量，每一個諧波分量可由其振幅和相位來表征。設(shè)觀測時間x與觀測值y線性相關(guān)，對y的表達式 用最小二乘法進行線性回歸，回歸方程為∶。2 變形預(yù)測模型 線性回歸模型對虎丘塔水平形變觀測曲線的分析表明，其中有反映趨勢性的系統(tǒng)變化成分，也有反映季節(jié)性干擾的周期變化成分，故可以分別采用線性函數(shù)和三角函數(shù)的回歸模型。回歸預(yù)測法是研究預(yù)測對象與某些因素的相互關(guān)系（包括時間，但這里的時間不一定是等間隔的），抓住預(yù)測對象變化的實質(zhì)原因。時間序列預(yù)測法是假設(shè)預(yù)測對象的變化僅與時間有關(guān)，所得到的是一組以時間為坐標(biāo)的觀測數(shù)據(jù)。作為本項目的工作部分，作者在文獻1中利用垂直形變觀測數(shù)據(jù)對虎丘塔的塔基形變進行了分析。自1986年虎丘塔第二次維修加固工程完成以來，對塔的形變監(jiān)測一直沒有中斷，至今已有15年，積累了大量觀測數(shù)據(jù)。關(guān)鍵詞：模擬 水平形變 預(yù)測 方差分析1 引言蘇州虎丘塔，國務(wù)院第一批全國重點文物保護單位，由于其在歷史、建筑和藝術(shù)方面的突出價值及其在蘇州人民心目中的重要地位，政府對虎丘塔的維修和保護予以特別重視。預(yù)測結(jié)果表明，到2003年虎丘塔的傾斜將繼續(xù)發(fā)展，與2000年同期相比水平形變量將達12毫米。（下轉(zhuǎn)第 65 頁）蘇州虎丘塔水平形變的模擬與預(yù)測袁銘 程毛林 劉爭齊（蘇州科技學(xué)院 蘇州 215011。數(shù)學(xué)模型基本沒有考慮數(shù)距本身的分布特點，分類分級結(jié)果不一定合理。這些軟件的統(tǒng)計專題制圖工具都由一系列對話框組成，通過對話框完成必要的人機交互或參數(shù)輸入，并能根據(jù)系統(tǒng)提供的缺省參數(shù)制作出多種統(tǒng)計專題地圖，而且具有強大的修改統(tǒng)計專題地圖功能，如可以修改數(shù)據(jù)的分類、分級方法，表示等級數(shù)，符號的形狀、色彩、填充方式等。（參見Using ArcView GIS）。其主要分級方法有：分位數(shù)法、標(biāo)準(zhǔn)差法、等差數(shù)列法、等面積法。餅圖可包含多個變量。在疊加直方圖中不顯示負(fù)值。比較每個直方圖中各直方條的大小可考察表中某條記錄，比較所有直方圖中某一條的大小可考察所有記錄的某個變量，而比較各直方圖的高度可考察整張表。將表中每條記錄的統(tǒng)計專題變量顯示為一個直方圖。根據(jù)獨立值繪制地圖對象的專題地圖有助于強調(diào)數(shù)據(jù)的類型差異而不是顯示定量信息(如給定區(qū)域內(nèi)的商店類型、分區(qū)類型等等)?！　。?）獨立值圖。在地圖上用點來顯示數(shù)據(jù)，每一點都代表一定數(shù)量，某區(qū)域中點的總數(shù)與該區(qū)域數(shù)值成比例。因此，等級符號最適合數(shù)據(jù)值數(shù)據(jù)。等級符號地圖用特定的數(shù)值來顯示數(shù)據(jù)點，對于闡明定量信息(如由高到低依次變化)很有用處?！　。?） 等級符號圖。這些范圍用顏色和圖案進行渲染?！　。?）范圍值圖。MapInfo為創(chuàng)建專題地圖提供了強有力的支持。2． GIS中統(tǒng)計專題地圖制圖模塊的發(fā)展現(xiàn)狀GIS中的統(tǒng)計專題地圖生成與表現(xiàn)是一個非常復(fù)雜的過程，他基本涵蓋了傳統(tǒng)的手工專題地圖制作的全部過程，是傳統(tǒng)的手工專題地圖制作的全部過程的計算機抽象。該法表示制圖現(xiàn)象的主要表現(xiàn)形式是各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可以是單一因素的單一指標(biāo)，也可以是多種因素的多種指標(biāo)。還有一種統(tǒng)計專題信息的表示方法就是統(tǒng)計專題圖表。用戶可以通過使用統(tǒng)計專題地圖的方式將數(shù)據(jù)圖形化，使數(shù)據(jù)以更直觀的形式在地圖上體現(xiàn)出來。統(tǒng)計專題地圖的一個顯著特征就是能將數(shù)據(jù)庫中的信息進行直觀的可視化分析。統(tǒng)計專題地圖是最典型的定量專題地圖。所謂的專題渲染，就是以某種圖案或顏色填充來表明地圖對象（點、線、區(qū)域）的某些信息（例如人口、大小、年降雨量、日期等等），也就是說，這類渲染存在著主題，經(jīng)過這樣渲染的地圖就是專題地圖。定性專題地圖用于表示種類或名稱現(xiàn)象數(shù)據(jù)的空間分布和定位特征，定量專題地圖則強調(diào)不同位置上空間地理目標(biāo)的數(shù)量。來引導(dǎo)用戶完成對數(shù)據(jù)的分析、顯示。因此，我們應(yīng)總結(jié)出幾種較帶有普遍意義的統(tǒng)計專題圖種類。但是，作為普通的GIS用戶對統(tǒng)計專題地圖并不了解。例如：日本的“災(zāi)害與防治制圖系統(tǒng)”等。解決方法經(jīng)常會完全不同，且相互間很少有聯(lián)系，考慮到這兩種不同方面的復(fù)雜性，建立用于設(shè)計各種專題地圖的綜合性專家系統(tǒng)是極其復(fù)雜、近乎不可能實現(xiàn)的。獲取更多知識并對其進行組織（在制圖中，例如,通過自動測試所編制地圖的圖像密度，重疊或遮蓋的符號，同時也結(jié)合該系統(tǒng)所產(chǎn)生的地圖人工評估結(jié)果。)調(diào)研相關(guān)領(lǐng)域（規(guī)則、地理、人口統(tǒng)計學(xué)、政治與經(jīng)濟中的概念等。）解決問題（找出地圖中的最佳結(jié)構(gòu)和圖形標(biāo)示的什么模型等。也就是統(tǒng)計專題地圖制作專家系統(tǒng)的概念。由于統(tǒng)計專題地圖的制作過程是一位或多位制圖專家多年工作經(jīng)驗的反映，其中包括了大量的地圖制作規(guī)律與原則，及對這些原則的概括和總結(jié)抽象，以帶有制圖專家的個性的方法表現(xiàn)出來。GIS根據(jù)用戶的需求，對各類專題屬性數(shù)據(jù)進行提取，通過科學(xué)的分類、分級方法，用各種專題符號以直觀的形式表現(xiàn)在地理地圖或以圖表的形式表現(xiàn)出來?？梢哉f統(tǒng)計專題地圖、統(tǒng)計專題圖表是對GIS中的數(shù)據(jù)進行深加工的產(chǎn)品。在GIS平臺中，應(yīng)具有采集、存儲、管理、分析、顯示等功能，是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)。專題地圖就是突出而完備地顯示一種或幾種自然和社會經(jīng)濟現(xiàn)象及有關(guān)概念的空間分布的定性、定量或發(fā)展變化規(guī)律的地圖。采用日照分析軟件則所有的結(jié)果都由軟件算出，同一案子的結(jié)論只有一 （下轉(zhuǎn)第36 頁） 統(tǒng)計專題圖表制作模塊在GIS中的應(yīng)用徐揚（蘇州市國土資源局）摘要：本文是在專題地圖制圖理論的基礎(chǔ)上，論述了統(tǒng)計專題圖表系統(tǒng)的在地理信息系統(tǒng)中的重要作用，介紹并分析了國外典型的地理信息系統(tǒng)軟件的專題圖表模塊的現(xiàn)狀與特點，提出了統(tǒng)計專題地圖制圖模塊有待進一步研究和解決的問題。3．審批標(biāo)準(zhǔn)化，提高公信程度傳統(tǒng)日照系數(shù)法是因為技術(shù)手段落后的原因而產(chǎn)生的一種簡化計算法，其本身就是一種近似的方法。通過對結(jié)果的分析利用可以在居住區(qū)范圍內(nèi)更加科學(xué)合理地安排建筑物的位置，也可巧妙地利用建筑群體間的陰影進行遮陽設(shè)計。為規(guī)劃審批提供科學(xué)直觀的計算數(shù)據(jù)，以此為依據(jù)結(jié)合國家有關(guān)規(guī)范就可以剔除不科學(xué)的“富余”壓縮建筑間的間距，從而可以達到節(jié)約寶貴的城市建設(shè)用地的目的。這一方法的優(yōu)點是容易掌握，審批速度快，但其缺陷也是顯而易見的，而日照分析軟件可以建立完整的地球與太陽的數(shù)學(xué)模型，從幾何和光學(xué)的角度利用計算機進行大量的數(shù)學(xué)計算從根本上解決了物體的陰影和影響的關(guān)系。5）、數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，即把分析結(jié)果導(dǎo)成文本文件，可進行編輯四、規(guī)劃中的應(yīng)用本文所探討的日照分析系統(tǒng)通過在蘇州工業(yè)園區(qū)對近百個項目，涉及近800幢建筑、長達兩年的實踐，給規(guī)劃管理部門提供了全面、系統(tǒng)、快速、準(zhǔn)確的日照分析結(jié)果，提高了管理水平，提高了審批效率，對完善已有的建筑方案和建筑方案的審批具有重要意義。分析結(jié)果輸出模塊主要是根據(jù)不同的日照分析模式分析出的不同結(jié)果的輸出，主要有：1）單點分析結(jié)果輸出它的輸出為在圖中標(biāo)出指定部位的日照總時間，和有日照的時間段2）多點分析結(jié)果輸出它的輸出為在圖中標(biāo)出指定部位的日照總時間，和有日照的時間段3）門窗分析結(jié)果輸出只能對指定的建筑物的門窗進行分析，指出給定單元的日照總時間，和有日照的時間段，并繪制成報表。◇ 待建建筑物位置分析：準(zhǔn)確確定待建建筑物在已有建筑群體內(nèi)滿足自身日照要求和其他已有建筑日照要求的合理建筑位置。4）陰影分析：對指定建筑進行任意時間任一高度上的日照分析，畫出指定建筑物的陰影圖，并用不同顏色加以區(qū)分。2）多點分析： 在建筑群體內(nèi)任意劃定一個區(qū)域，在任意時間和高度對該閉合區(qū)域內(nèi)的建筑物的陰影進行掃描并疊加，以求出該區(qū)域在該時間的采光情況，分析結(jié)果可自動生成平面日照圖及報表?；A(chǔ)數(shù)據(jù)錄入模塊是用來輸入建筑物所在地點（經(jīng)緯度）、分析時間與時刻（即節(jié)氣）和建筑物本身的一些數(shù)據(jù)，如建筑的高度等。三、系統(tǒng)的分析功能系統(tǒng)直接面向用戶進行開發(fā)和設(shè)計，主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入、日照分析和分析結(jié)果輸出三大模塊。日照分析最重要的部分是日照多源數(shù)據(jù)的整理和統(tǒng)一，簡單的說日照分析原始數(shù)據(jù)包括規(guī)劃設(shè)計資料和現(xiàn)狀實際測量數(shù)據(jù)，規(guī)劃設(shè)計資料又分為規(guī)劃未批已報建數(shù)據(jù)、已批未建數(shù)據(jù)、已批在建數(shù)據(jù)和詳細規(guī)劃數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)流程圖可以清楚的了解系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組織方式，圖二給出了日照分析的數(shù)據(jù)流程，該流程可基本概括整個系統(tǒng)的設(shè)計思想。Microstaion是一套功能強大、簡單易用的圖形操作平臺，并且MicroStation也提供功能強大的、靈活的多種開發(fā)工具開發(fā)者選擇；2．系統(tǒng)硬件配置由于日照分析涉及到大量計算，因此系統(tǒng)配置建議采用配置為PⅢ以上，內(nèi)存256M以上的微機為工作平臺。二、 系統(tǒng)總體框架1．操作系統(tǒng)與開發(fā)平臺的選擇操作系統(tǒng)采用Windows2000為操作系統(tǒng)；基礎(chǔ)平臺經(jīng)過廣泛的分析和論證，我們選擇性價比較高的Bentley公司的Microstation作為一個系統(tǒng)開發(fā)平臺，采用多種開發(fā)手段完成系統(tǒng)的開發(fā)。現(xiàn)在越來越多城市的規(guī)劃管理部門對規(guī)劃管理過程中的日照分析問題日益重視，如何在建筑方案階段就能對建筑進行日照分析以符合國家法規(guī)規(guī)范的要求，也是建筑、規(guī)劃設(shè)計人員一直致力于解決的事。日照分析涉及到時間、地域、建筑造型等多種復(fù)雜因素，要將這些相互影響的因素綜合起來進行人工精確計算分析是非常困難的。本文以蘇州工業(yè)園區(qū)為例，對日照分析系統(tǒng)的模型框架和在規(guī)劃中的應(yīng)用作了較為詳細的探討。四、 總結(jié)通過建立昆山市地理信息系統(tǒng)，既滿足城市的發(fā)展需要，也推動了城市的迅速發(fā)展，同時還可以探索城市的可持續(xù)發(fā)展，使昆山逐步走向世界。四）、網(wǎng)絡(luò)化 按照昆山市的遠景構(gòu)想目標(biāo)—建成蘇錫常都市圈新興的大城市及富有特色的水鄉(xiāng)城市，為了更方便外資企業(yè)在昆山的投資發(fā)展，將系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，但各部門有各自的權(quán)限。二）、系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計是按照已有的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)，針對昆山市的實際情況、系統(tǒng)目標(biāo)和用戶需求，制定規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化文件，作為總體設(shè)計的一個組成部分。（7） 要便于用戶對數(shù)據(jù)進行獨立的寫入、修改、補充和刪除。因此，系統(tǒng)要提供各種保護手段（如數(shù)據(jù)差錯的檢查與修復(fù)等），以防止任何可能危害完整性的情況發(fā)生。（4） 系統(tǒng)對庫中數(shù)據(jù)的存取進行控制，防止無關(guān)用戶對數(shù)據(jù)的非法存取以及有意或無意的破壞，以保證數(shù)據(jù)的安全性。（3） 應(yīng)用程序不依賴于數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)組織方法和存放位置，即數(shù)據(jù)獨立。 城市地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本要求包括：（1） 應(yīng)該對大量的數(shù)據(jù)體用非冗余結(jié)構(gòu)予以定義，并根據(jù)需要使其能同時為不同的用戶使用。因此，應(yīng)考慮各個子系統(tǒng)的需要，遵循共享數(shù)據(jù)庫原則，對城市地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一設(shè)計和建設(shè)；不應(yīng)僅按子系統(tǒng)調(diào)用?；A(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫除作為基礎(chǔ)信息子系統(tǒng)的主要組成部分外，它還要與專題子系統(tǒng)連接，向他們提供有關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。依其不同專題內(nèi)容又可進一步細分為若干子庫（或分庫），如規(guī)劃管理信息數(shù)據(jù)子庫、市政管線信息數(shù)據(jù)子庫、地籍信息數(shù)據(jù)子庫、房產(chǎn)管理信息數(shù)據(jù)子庫、交通管理信息子庫和建筑管理信息數(shù)據(jù)子庫等?；A(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫是空間型數(shù)據(jù)庫，它的主要內(nèi)容是城市大比例尺地形圖（1：500，1：1000或1：2000）的數(shù)字化數(shù)據(jù)，輔之以其他基礎(chǔ)性的社會經(jīng)濟信息。一）、數(shù)據(jù)庫的設(shè)計 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和建設(shè)的工作量極其消耗的經(jīng)費會占整個系統(tǒng)設(shè)計、建設(shè)工作量和經(jīng)費的大部分，數(shù)據(jù)庫設(shè)計質(zhì)量的好壞，不僅影響到系統(tǒng)建設(shè)的速度和成本，而且影響到系統(tǒng)能夠的應(yīng)用、維護管理和數(shù)據(jù)更新。在功能上，首先要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的查詢檢索以及事務(wù)處理、信息咨詢、數(shù)據(jù)提供和計算機制圖等一般性通用功能；第二階段開發(fā)其余專題子系統(tǒng)，擴展系統(tǒng)功能并開發(fā)分析應(yīng)用模型?？紤]到目前的形勢和本單位的情況，以及不同的子系統(tǒng)間有相互制約的特點，為充分利用有限的投資經(jīng)費，及早發(fā)揮出社會效益和經(jīng)濟效益，將系統(tǒng)開發(fā)的最終目標(biāo)劃分為若干階段。昆山市地理信息系統(tǒng)開發(fā)是一項大型系統(tǒng)工程。鑒于以上原因，系統(tǒng)開發(fā)工作由本單位和地理信息系統(tǒng)專業(yè)單位聯(lián)合承擔(dān)，由雙方技術(shù)人員組成聯(lián)合開發(fā)組，在開發(fā)的同時，可迅速地為本單位培養(yǎng)出一支自己的技術(shù)隊伍，能自己運轉(zhuǎn)，并能長期對系統(tǒng)進行維護、更新和升級。而全盤委托開發(fā)的“交鑰匙工程”系統(tǒng)開發(fā)的費用相對較高，可能會因為開發(fā)單位進行的用戶調(diào)查很難深入了解用戶單位的業(yè)務(wù)情況和需求，因而開發(fā)的系統(tǒng)功能不一定都適用。三、 城市地理信息系統(tǒng)城市地理信息系統(tǒng)屬高新技術(shù)，它的建設(shè)難度較大。但隨著城市的快速發(fā)展且昆山地處競爭激烈的長三角中，這就迫切使昆山必須建立起地理信息系統(tǒng)。昆山市是一座獨特的城市。“數(shù)字昆山”包括“廣義的數(shù)字昆山”和“狹義的數(shù)字昆山”，前者是指通過建設(shè)寬帶多媒體信息網(wǎng)絡(luò)，地理信息系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)