试论云南地理所地理信息系统的构建，本文主要内容关键词为：云南论文,试论论文,地理信息系统论文,地理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 问题的提出
地理信息具有多学科交叉综合性、空间定位性和空间分布性、时间动态性的特点。空间位置、时间及属性形成了地理现象的三大基本要素。以GIS（Geographic Information System）为核心，以RS（Remote Sensing）、GPS（Global Positioning System）为时空动态数据源的地理信息系统，是一种能较好反映地理信息特征的空间信息系统。从60年代至今，发展成为一种高科技新兴产业。分析信息系统拥有长时间生命周期的原因：其一，地理信息系统是一种既有地面属性特征又有空间属性特征的系统。它不同于对数据进行采集存储再现的管理信息系统；也不同于建立在数据库上操作运行的预测、决策系统；更不同于计算机辅助设计CAD系统。由于它研究对象是空间实体， 地物的几何形状是通过实体的空间位置及关系进行空间查询运算和空间分析来体现的，所以能较为客观的反映地物实体的固有特征。其二，地理信息系统吸取了地理、测绘、遥感、图像处理、计算机等多学科的精华，以多种方式更明显的体现出地理综合性特征。其三，由于计算机软硬件的发展，RS 、GPS技术的发展，多媒体技术的引入， 给地理信息系统建立了强有力的工作平台及广泛的应用空间；GIS集成化、 智能化的发展为地理信息系统注入了新鲜的活力。其四，地理信息系统科学性、社会公益性、实用性、社会效益性的特点，促进了它的迅猛发展。地理信息系统这一与人类生存、发展、进步密切关联的信息科学和通用技术已被国家列为“九五”期间高科技项目，并在国民经济建设中发挥着越来越大的作用。
云南省3S系统建设正处于起步阶段，省内各行业的3S技术正也向着本身的方向任务有所侧重的发展（如环保、测绘、城市规划、公路设计等）。但由于行业条块的限制分割，3S的设备、技术多各自为阵，重复劳动多、数据资源浪费大。云南地理所在省财政厅、省科委的大力支持下，近年来购置了380多万元的专用设备用于地理信息系统和遥感处理。有计算机SGI工作站局域网一套（5台INDY工作站及微机终端若干），各种相应外设数字化仪、图型扫描仪绘图仪，专用地理信息系统软件ARC/INFO、遥感处理软件ERMAPPER，专门接收GMS静止气象卫星的接收设备及处理软件，以及数台GPS等，设备建设已初具规模。 设备建设的同时还进行了一些专题的GIS、RS、GPS研究，“云南省人口地图集编制研究”、“1∶50大理幅电子地理底图”、“澜沧江滑坡稳定性研究”、“云南省重点滑坡泥石流区防治”、“景洪少数民族土地结构空间模型研究”、“泸沽湖环境资源研究”、“寻甸黑颈鹤保护”等，取得了一定的经验和成绩，现全面建立地理信息系统的条件已经成熟。云南地理所的信息系统，既不可能是一个包罗万象的大系统，也不应是一个局限性很小的专用系统。怎样根据本所特长最大限度地利用设备资源？本所信息系统的方向是什么？目标是什么？怎样建？这是一个庞大的系统工程，也是一个研究课题。笔者认为：云南地理所的地理信息系统，应该是一个为政府高层决策提供空间辅助决策信息服务的系统；也应该是一个立足于本所重点科研项目，同时面向全社会科研部门的多学科交叉的系统。系统的主要特色是它的时空动态性、3S一体化，及有关的全省公共基础数据库。
2 系统构建
2.1 提供空间辅助决策信息服务的系统
云南省是一个资源丰富但经济很不发达的省。拥有丰富的水、土地、动植物、矿产及旅游等资源，有长达3207km（图距）的边境线，对全省经济的发展及与周边国家的经济合作有得天独厚的地理优势和资源优势。但同时，云南省又是一个多民族多山区多边远贫困地区的省，一个靠传统产业、资源开发为主的省。由于地形地貌的复杂结构及人为的对资源粗放性的开采，使得资源浪费破坏极大，滑坡泥石流、地震、水灾等自然灾害频发，极大危及人民生命财产，恶化了环境，严重影响制约了云南省经济的发展。要充分发挥云南省资源优势，建立优越的投资环境，吸引外资、吸引人才；要对云南省资源进行有效的保护、合理开发利用及科学管理决策；要对山地自然灾害进行监测、预报及整治，就必须充分了解资源环境的历史，掌握现状，分析变化原因，根据客观的发展趋势及定性定量的分析结果进行科学决策，所以建立一个多学科综合性，数据广泛性空间定位性及动态性的社会公益性科学服务机构，向省委省政府高层决策层提供宏观空间动态辅助决策信息，已成为云南省社会经济环境协调发展的需要和客观发展的必然。
云南地理所建所近二十年来，完成了一大批科研任务，特别在八五期间，以“民族、山区、边疆”的山区建设和保护为发展方向，取得了丰硕的成果。基于地理信息的综合性，数据广泛性空间分布性的特点，使得地理所一些研究成果及研究的思想体系，已渗入政府决策层和管理层，并通过政府的各行业部门得到采纳及实现。在云南省的国民经济建设中发挥着重大作用。随着云南地理所设备建设的初步完成，为地理信息系统构建提供了雄厚的物质支撑。继续发扬地理所的特色，以3S高新技术为手段结合地理研究方法，在云南省滑坡泥石流等山地灾害防治预报监测方面、在湄公河——澜沧江流域资源开发利用及可持续发展方面，在资源环境、区域规划等方面进一步为省委省政府提供客观准确实时空间动态信息服务，这是地理所的方向任务，也是本所地理信息系统的主要目标。实现这一目标的基础，一是建立全省环境、社会、经济的公共数据集，二是时实动态的数据源，三是资源环境、区域规划、山地灾害防治预报监测的模型系统及专家决策系统。
2.2 立足于本所重点科研项目， 面向全社会科研的多学科交叉信息系统
地理信息的综合性、时空分布性、动态性的特征及云南地理所十多年来的工作成绩，为“九五”期间地理所组织承担云南省经济建设中带有综合性的关键任务，提供了先决条件和必然，也为提供全省的科研项目任务服务，提供社会化服务奠定了基础。为此，地理所的3S中心，不仅要承担本所有关的科研任务，还要为社会各科研部门提供技术和设备支持；不仅提供先进设备仪器的使用，更重要的是以高新技术为手段，参与到各有关研究项目中去，通过项目的实施，争取成果的共享人才的培养，使设备资源、数据资源得到最大限度的充分利用。所以，云南地理所的地理信息系统，对内应进紧紧围绕两个重大项目——“云南省滑坡泥石流地理信息系统”、“澜沧江——湄公河地理信息系统”的建立及实现。只有通过这些项目的实施才能建立或健全一些公共基础数据，细化一些专题数据；也只有直接参与这些项目，才能将GIS、RS、GPS的强大功用具体化实用化。对外应该实行两个面向——面向全省科研服务，面向全社会服务。只有实施两个面向，地理所的GIS 才能从不同渠道、不同专题获取多层次立体交叉的动态信息源，在丰富完善壮大自己系统的同时，实现资源共享提高设备技术数据的综合利用率，作为各行业系统相互之间有关的科研成果的再利用的桥梁，促进科研成果的商品化社会化转换。
2.3 时空动态的信息系统
地理信息环境资源的无规律性变化这一特点，决定了系统除了充分体现数据空间性以外，还应体现出数据的时间动态性，只有以数据不断的积累不断的更新为依托，才能充分发挥系统时空性分析评估的强大优势，系统也才有生命力，这是提供客观准确实时信息服务的前提，也是自然灾害监测防治，环境资源保护开发利用及可持续发展研究的前提。地理所是一个上无相应研究部门，下无行业网络挂钩的相对独立的单位，解决动态信息源的问题就更为重要和迫切。除了利用航空航天先进手段外别无它择。
系统应以航空航天遥感RS、全球卫星定位系统GPS 作为主要的动态信息数据源。以84—85年全省从MSS数据影像为背景，以95—97 年全省TM数据影像为核心，以这两个不同时间段的数据作为主要的RS数据源，以静止气象卫星GMS和太阳同步极轨卫星NOAA 数据为宏观大区域数据源，配合重点项目的开展及横向课题（如城市规划、工程项目等），有条件的局部地区，重点地区，叠加雷达、SPOT及大比例尺航空遥感影像，形成一个各种层次的空间数据平台；以GPS 作为重点地区精确定位信息的地面动态数据平台。以此为依托实现系统时间及空间的动态性。
2.4 3S一体化并3S相对互独立运作的系统
RS具有动态性、周期性、信息丰富等特点，GPS 具有在室外快速精确提供电子定位信息能力，GIS 有高效的空间数据管理和灵活的空间数据分析处理能力。三者配合使用，即可使GIS 有高效稳定的动态信息源，又可对RS、GPS的信息进行实时处理，综合分析。但是， 三者在各自的领域又有不同的研究方向和手段，所以它们应该又是一个相对独立的系统，在一定的领域内独立运行，以便深入细化3S各自的研究，得到成果和经验的积累，促进3S技术的协同发展。
2.5 公共基础电子数据及本所专题数据的综合数据集系统
基础数据建设问题，是实现地理信息系统的先决和关键。云南地理所的地理信息系统要为云南政府决策层提供辅助决策服务；要作为所内重大项目的支持；要面向社会为全省科研服务，那么边疆民族山区的基础自然环境、人口、土地资源信息，必然是一切项目的最基础的公共信息，也是各级政府辅助决策的前提及依据。基础电子地理底图建设、云南省人口资源信息系统建设、云南省土地资源信息系统建设应该是本系统最基本的数据背景层建设。
同时，云南地理所的信息系统应有自己明确的方向任务，有自己的特色专题。应根据云南省滑坡泥石流项目，澜沧江——湄公河流域资源环境项目的实际需要，突出重点在局部地区建大比例尺的底图，作详细的空间分析和研究。通过两个重点项目的实施，建立一个有本所特点、有侧重的地理信息系统专题研究数据集。
2.6 研究成果微机运作多媒体再现的信息系统
由于地理所最后的研究内容成果主要面向高层决策层、管理层和社会各研究部门，为此系统信息再现的形式应该是一个多媒体技术下的，集图形图像音视频数据文本通讯为一体的，以最直观的方式、友好的界面对查询信息及处理结果进行表达提供使用的系统，考虑到它的实用性和可推广性，最后研究成果的微机运作应该是一个不可忽略的发展方向。
图1 系统总体结构框图
Fig.1 System chief structure diagram
3 结语
综上所述，云南地理所的信息系统应以本所现有的SGI 服务机工作站局域网络系统、相应外设及专用软件（ARC/INFO、ERMAP）为软硬件环境支撑；以LANDSAT—TM陆地资源卫星数据、GMS气象卫星数据、航空遥感数据为几个不同层次的空间数据平台；以GPS数据、 常规工作系列图、专题图及有关资料信息为地面数据平台；以云南省基础电子地理底图、云南省土地资源信息、云南省人口信息为基础工作背景；围绕地理所特长“资源与环境”、“区域规划与发展”，以省九·五攻关项目“云南省滑坡泥石流预报监测系统”、“云南省区域斜坡稳定性评价预测”，以及国家重大基金项目“国际河流水资源多目标协调及开发利用”、“湄公河——澜沧江流域资源信息系统”，和二十一世纪议程项目“澜沧江下游资源开发与消除贫困”为地理信息系统持续发展的主线条，建立一个多学科综合性、数据动态性、区域空间性的地理信息系统，更有效的为省委省政府提供及时准确的空间辅助决策支持服务，支持全省的GIS基础研究工作，为全社会研究部门提供信息服务， 并促进地理信息向商品化、社会化、产业化的转化过程，提高投资回报率。
图2 系统功能结构图
Fig.2 System function structure diagram