胡 娜，黃玉青，范 鵬

（1. 武漢中地?cái)?shù)碼科技有限公司，湖北 武漢 430073；2.中國地質(zhì)大學(xué) 信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430074）

應(yīng)用GIS技術(shù)建立面向地質(zhì)公園的綜合管理與服務(wù)信息系統(tǒng)是許多國家完善園區(qū)建設(shè)和管理的重要內(nèi)容。但在我國，地質(zhì)公園信息化發(fā)展滯后，綜合信息數(shù)據(jù)庫內(nèi)容、形式單一；沒有提供虛擬電子地圖導(dǎo)航、在線旅游反饋調(diào)查及游客交流平臺(tái)服務(wù)；多采用地圖與文字結(jié)合的單一形式，缺乏圖片、錄像、聲音解說等具有直觀性、生動(dòng)性的多媒體信息[1]；提供的三維可視化不能動(dòng)態(tài)展示，一般只包括基本的漫游功能，沒有將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和GIS技術(shù)相結(jié)合[2]；信息化水平不高，功能單一，旅游信息系統(tǒng)與公園運(yùn)營管理系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等沒有有效集成與共享，難以適應(yīng)游客與旅游管理人員的不同需求；技術(shù)方面停留在ASP、HTML或二者的結(jié)合，沒有空間分析功能，缺乏一個(gè)完整的WebGIS系統(tǒng)等[3]。建立基于現(xiàn)代技術(shù)的地質(zhì)遺跡綜合管理與服務(wù)信息系統(tǒng)，通過信息技術(shù)來提高旅游管理和服務(wù)水平，普及地球科學(xué)知識(shí)，提高公眾保護(hù)意識(shí)與科學(xué)素質(zhì)，進(jìn)而有效地引導(dǎo)地質(zhì)遺跡保護(hù)、促進(jìn)地質(zhì)公園運(yùn)營可持續(xù)發(fā)展十分必要。

1 地質(zhì)公園的信息化總體設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)使用B/S與C/S相結(jié)合的軟件系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行搭建，采用面向服務(wù)架構(gòu)的設(shè)計(jì)思想，通過網(wǎng)絡(luò)門戶集成各項(xiàng)服務(wù)，分別為公眾游客、園區(qū)管理和地質(zhì)科研人員等不同用戶提供旅游宣傳與咨詢、資源保護(hù)與監(jiān)管、科研與規(guī)劃輔助等信息服務(wù)功能。從邏輯結(jié)構(gòu)上來說，分為用戶應(yīng)用層、各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)層，其中用戶應(yīng)用層即通過應(yīng)用程序、瀏覽器等為用戶提供公園地理空間信息平臺(tái)用戶端；業(yè)務(wù)系統(tǒng)主要接收用戶的GIS數(shù)據(jù)訪問請求，對(duì)地理空間信息平臺(tái)數(shù)據(jù)集成的各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、處理、分析、轉(zhuǎn)換、清理、存儲(chǔ)等，通過用戶瀏覽器和應(yīng)用程序提供GIS數(shù)據(jù)的顯示；網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)為GIS、數(shù)據(jù)集成平臺(tái)提供硬件環(huán)境和系統(tǒng)環(huán)境，并提供服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)備份、網(wǎng)絡(luò)管理等和已有的各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的鏈接[4]，功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 地質(zhì)公園空間信息平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)圖

2 地質(zhì)公園地理空間信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

地質(zhì)公園地理空間信息平臺(tái)要實(shí)現(xiàn)的功能不僅包括地理信息系統(tǒng)的基本功能，地圖的放大、縮小、漫游，信息的檢索查詢，各種圖件的查詢；還要實(shí)現(xiàn)地質(zhì)遺跡及地質(zhì)公園管理綜合信息的輸入、存儲(chǔ)、分析和輸出功能，地質(zhì)遺跡的分布、保護(hù)、監(jiān)測功能，景區(qū)的管理功能，地質(zhì)公園規(guī)劃與建設(shè)管理功能，資源布局及調(diào)配功能以及公共信息發(fā)布功能等，如圖2所示。

圖2 地質(zhì)公園空間信息平臺(tái)架構(gòu)圖

2.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)承擔(dān)了整個(gè)綜合管理信息系統(tǒng)所依賴的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的輸入、標(biāo)準(zhǔn)化、修改、編輯、輸出、管理、存儲(chǔ)等功能，為制定公園相關(guān)決策提供數(shù)據(jù)支撐。其涉及的數(shù)據(jù)類型龐雜，來源廣泛，格式不一，因此數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)應(yīng)既考慮數(shù)據(jù)的特征，又兼顧應(yīng)用目的。地質(zhì)公園數(shù)據(jù)庫按照數(shù)據(jù)格式可分為空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫?？臻g數(shù)據(jù)庫可采用Geodatabase數(shù)據(jù)組織形式，按照“數(shù)據(jù)庫－業(yè)務(wù)類型－業(yè)務(wù)子類型－層”的層次框架，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分層管理，具體可劃分為水系、景點(diǎn)、礦床、礦體、地形、交通層 （公路、鐵路、機(jī)場等）、注記層、景觀層以及地質(zhì)遺跡層等。屬性數(shù)據(jù)庫采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫，使用二維表進(jìn)行音頻、視頻、文檔等相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)[5]，如圖3所示。

2.2 資源保護(hù)與監(jiān)管系統(tǒng)

圖3 地質(zhì)公園數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)圖

監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)是在公園主體景點(diǎn)部位，如入口集散區(qū)、路燈夜景、停車場等設(shè)立彩色攝像機(jī)進(jìn)行24 h監(jiān)控，確保園區(qū)的安全與穩(wěn)定。監(jiān)控設(shè)施管理模塊將實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)施采集信息的輸入和維護(hù)，再基于地質(zhì)公園數(shù)據(jù)庫，提供收集視頻系統(tǒng)的視頻攝像頭等公園監(jiān)控設(shè)施所在位置等地理信息，通過這些數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)的功能，如監(jiān)控設(shè)施圖層顯示、查詢與定位、攝像頭的控制、監(jiān)控信息保存與調(diào)閱、故障監(jiān)測與報(bào)警、安全機(jī)制對(duì)用戶進(jìn)行分級(jí)權(quán)限驗(yàn)證等[6]。

建立環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)系統(tǒng)主要是在園區(qū)部署生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，采用專用設(shè)備對(duì)園區(qū)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，形成園區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，完善地質(zhì)公園生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系，有效進(jìn)行生物多樣性保護(hù)和生態(tài)系統(tǒng)管理。

2.3 科研與輔助規(guī)劃系統(tǒng)

科研與輔助規(guī)劃系統(tǒng)主要面向地學(xué)科研人員及園區(qū)管理者，提供園區(qū)規(guī)劃管理、專題圖管理和旅游評(píng)價(jià)預(yù)測等功能。

園區(qū)規(guī)劃管理主要通過圖層控制顯示不同級(jí)別的景點(diǎn)、保護(hù)區(qū)，并顯示保護(hù)區(qū)的面積，對(duì)其進(jìn)行分級(jí)保護(hù)；以及借助系統(tǒng)的拓?fù)浏B加、網(wǎng)絡(luò)分析、緩沖區(qū)分析等空間分析功能, 進(jìn)行旅游規(guī)劃與設(shè)計(jì)，幫助管理部門了解保護(hù)區(qū)的分布格局，采取有效保護(hù)地質(zhì)遺跡的措施。

專題圖管理主要對(duì)地質(zhì)公園現(xiàn)有研究資料成果進(jìn)行歸納，提供圖件、資料的顯示、查詢和瀏覽。地質(zhì)圖、構(gòu)造圖、科學(xué)路線、研究成果等專題圖件可服務(wù)于地質(zhì)遺跡保護(hù)和科學(xué)研究，便于研究人員查閱地質(zhì)遺跡的地質(zhì)、構(gòu)造等基礎(chǔ)資料，有助于科研人員開展進(jìn)一步地質(zhì)研究。

旅游評(píng)價(jià)預(yù)測服務(wù)于地質(zhì)公園旅游資源開發(fā)，運(yùn)用旅游綜合評(píng)估模型，進(jìn)行地質(zhì)遺跡景點(diǎn)旅游資源評(píng)價(jià)和旅游客源市場預(yù)測及圖形顯示等。

2.4 旅游服務(wù)信息系統(tǒng)

旅游服務(wù)信息系統(tǒng)依托互聯(lián)網(wǎng)載體，以WebGIS平臺(tái)為基礎(chǔ)，采用分布式WebGIS信息發(fā)布技術(shù)、Flex富客戶端以及Web Service等技術(shù)，將地質(zhì)公園數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、運(yùn)營管理辦公系統(tǒng)、旅游服務(wù)信息系統(tǒng)、資源保護(hù)與監(jiān)測系統(tǒng)整合起來，形成地質(zhì)遺跡資源專業(yè)門戶，提供地質(zhì)公園宣傳、地質(zhì)遺跡科普、旅游信息分析查詢、旅游路線查詢功能以及三維可視化漫游、地質(zhì)遺跡動(dòng)態(tài)模擬、留言板、在線問答、地質(zhì)遺跡科普知識(shí)庫等交互性強(qiáng)的游客體驗(yàn)服務(wù)（見圖4）。

圖4 旅游服務(wù)信息系統(tǒng)

地質(zhì)公園宣傳，通過遙感圖像、DEM、圖片、多媒體、文字等方式，將地質(zhì)公園的自然地理概貌、區(qū)域地質(zhì)背景、人文歷史概況、各景點(diǎn)介紹、園區(qū)管理機(jī)構(gòu)及近年來科研成果等向廣大公眾、國際社會(huì)傳播[7]。

地質(zhì)公園網(wǎng)站管理，對(duì)地質(zhì)公園Web系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行管理與維護(hù)，如園區(qū)新聞發(fā)布、公眾平臺(tái)、留言板管理、票務(wù)運(yùn)營管理等，向公眾展示景區(qū)以及行業(yè)最新動(dòng)態(tài)、政策、資訊。

信息查詢檢索與分析服務(wù)，提供公園信息查詢檢索、各類地理信息顯示、旅游線路規(guī)劃和空間分析功能[8]。配合電子地圖窗口，游客可以檢索數(shù)據(jù)庫中每一處地質(zhì)遺跡景觀的地理位置、地學(xué)背景資料以及對(duì)應(yīng)的多媒體資料等。用戶可瀏覽對(duì)應(yīng)的地質(zhì)遺跡景觀多媒體資料，也可采用空間分析方法從景區(qū)范圍數(shù)據(jù)表中讀取景區(qū)的范圍，然后將顯示的范圍縮放到景區(qū)范圍，同時(shí)顯示地形單點(diǎn)信息，實(shí)現(xiàn)景區(qū)定位。測量地質(zhì)公園三維場景中2個(gè)地點(diǎn)之間的三維實(shí)際距離以及三維區(qū)塊的面積，方便用戶查詢景點(diǎn)之間的距離，為游客提供旅游路線參考方案，通過分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、交通數(shù)據(jù)庫、水資源數(shù)據(jù)庫等，得到旅游線路規(guī)劃，并計(jì)算出旅游預(yù)算；進(jìn)行淹沒區(qū)分析，判斷地質(zhì)遺跡是否在淹沒范圍內(nèi)，有利于采取措施對(duì)地質(zhì)遺跡進(jìn)行保護(hù)。

地質(zhì)遺跡點(diǎn)三維展示，針對(duì)每個(gè)地質(zhì)遺跡點(diǎn)采用360°全景環(huán)視技術(shù)，進(jìn)行定點(diǎn)三維空間的立體展示。結(jié)合區(qū)域DEM導(dǎo)航地圖，可在整個(gè)景區(qū)漫游，實(shí)現(xiàn)邊走邊看，虛擬游覽。

三維景觀漫游，通過交互漫游和指定路徑漫游方式提供三維模型展示。用戶通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能得到身臨其境的感受，在公園中隨意游覽相關(guān)地質(zhì)遺跡形成模擬過程，感受到全方位的旅游；也可以利用疊加數(shù)字高程模型的遙感影像形成三維虛擬景觀，以多種方式展示地質(zhì)公園的特色風(fēng)貌；同時(shí)為園區(qū)工作人員提供旅游相關(guān)信息的查詢檢索、統(tǒng)計(jì)、分析與高效管理等服務(wù)。

空間數(shù)據(jù)管理，將旅游服務(wù)三維可視化系統(tǒng)所管理的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行圖層顯示，如基礎(chǔ)地理信息、旅游服務(wù)信息，以及控制地理信息的顯示類別、優(yōu)先級(jí)，各個(gè)圖層的放大、縮小、前后視圖切換，顯示浮標(biāo)等。也可進(jìn)行地圖控制，實(shí)現(xiàn)地圖的基本操作功能，如圖層控制、地圖放大、縮小、全屏顯示、地圖漫游等。

旅游統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)各景區(qū)的日接待人數(shù)和景點(diǎn)門票收入、多年同期對(duì)比情況，分析結(jié)果以統(tǒng)計(jì)圖或表格形式展現(xiàn)。結(jié)合數(shù)據(jù)庫中歷史數(shù)據(jù)，分析并預(yù)測各景區(qū)指定日期的旅游相關(guān)信息，以輔助管理者決策。

3 結(jié) 語

本文在分析國內(nèi)地質(zhì)公園信息化建設(shè)現(xiàn)狀及存在問題的基礎(chǔ)上，從信息化建設(shè)方面，提出并實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)公園信息化建設(shè)的模式，通過WebGIS的技術(shù)手段將地質(zhì)公園數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、資源保護(hù)與監(jiān)管系統(tǒng)、科研與輔助規(guī)劃系統(tǒng)以及旅游服務(wù)信息系統(tǒng)整合起來，充分利用了GIS的強(qiáng)大空間分析功能，改變了過去單一的圖片與文字展示和靜態(tài)的信息管理模式，有力地促進(jìn)了地質(zhì)公園管理機(jī)構(gòu)辦公網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)共享、全面掌握地質(zhì)遺跡的空間分布和景觀結(jié)構(gòu)特征，為園區(qū)各項(xiàng)決策提供信息基礎(chǔ)，為地質(zhì)公園對(duì)外發(fā)展旅游服務(wù)、對(duì)內(nèi)運(yùn)營管理提供信息保障，為科學(xué)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步推廣了地質(zhì)公園科普，發(fā)揮地質(zhì)公園作用，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)公園對(duì)內(nèi)管理和對(duì)外服務(wù)的模式創(chuàng)新，對(duì)我國地質(zhì)公園信息化建設(shè)具有重要的參考意義。

[1]楊前進(jìn)，付海龍. 中國地質(zhì)公園網(wǎng)站建設(shè)現(xiàn)狀及改進(jìn)對(duì)策[J].重慶師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2011,28(4):62-68

[2]許濤，田明中. 我國國家地質(zhì)公園旅游系統(tǒng)研究與趨勢[J].旅游學(xué)刊,2010,25(11):84-92

[3]Ye Z, Cao Y, Jiaqi, et al. Development and Application of Tour Geographic Information System (TGIS)-Taking Mount Longhushan World Geopark as An Example[J]. Robotics and Applications ISRA,2012,5:220-223

[4]史曉翠，孔媛媛.黃金地質(zhì)公園信息管理系統(tǒng)開發(fā)研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：信息與管理工程版,2011,33(1):83-89

[5]鄭元，王敏，陳安澤. 國家地質(zhì)公園管理信息庫的架構(gòu)設(shè)計(jì)及其意義[C].旅游地學(xué)與地質(zhì)公園建設(shè): 旅游地學(xué)論文集第十六集,2010

[6]黃曉. 基于GIS的鐵路安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].北京：北方交通大學(xué),2011

[7]史媛. 基于WebGIS的克什克騰世界地質(zhì)公園旅游信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]．北京：中國地質(zhì)大學(xué)，2009

[8]付順,闞璦珂,吳旭,等. 四川大巴山國家地質(zhì)公園地質(zhì)遺跡景觀數(shù)據(jù)庫平臺(tái)構(gòu)建研究[J].測繪科學(xué),2010,36(5):115-117