高昭良(福州市勘測(cè)院350003)

　　【提要】 本文系統(tǒng)論述應(yīng)用GIS與Rs技術(shù)建立園林綠化地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)與管理信息系統(tǒng)的技術(shù)與方法。

　　【關(guān)鍵詞】 園林綠化； GIS； Rs； 數(shù)據(jù)庫(kù)

　　Abstract：The technology and method of using GIS and RS technology to build Landscape Green GIS database and GIS ale systematically

　　introduced in this paper

　　Key words：Landscape；Green；GIS；RS；Database

　　1引言

　　　　隨著近幾年地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)發(fā)展成熟，在城市規(guī)劃、建設(shè)、管理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，極大地提高了政府的管理水平和辦公效率；事實(shí)上，園林管理數(shù)據(jù)據(jù)疊加到地圖上，利用GIS所提供的地圖分析和表現(xiàn)功能，通過(guò)各種專題圖和統(tǒng)計(jì)圖的制作，進(jìn)行形象直觀的分析，便能使隱藏在數(shù)據(jù)表中的規(guī)律躍然眼前；利用數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的空間關(guān)系，各種來(lái)源的數(shù)據(jù)表可以結(jié)合在地圖上以供分析；通過(guò)強(qiáng)大的、有效的地圖系統(tǒng)將復(fù)雜的表格數(shù)據(jù)以地理的形式展現(xiàn)出來(lái)，從而挖掘出數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性和發(fā)展趨勢(shì)，為園林綠地系統(tǒng)規(guī)劃業(yè)務(wù)提供更好的決策支持和分析能力。

　　2系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

　　　　開發(fā)和建設(shè)本系統(tǒng)的最直接目標(biāo)就是：采用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)福州市現(xiàn)狀綠地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的動(dòng)態(tài)管理，方便用戶對(duì)綠化現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)和分析等要求；并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)福州市園林綠化規(guī)劃方案的管理及輔助設(shè)計(jì)，提供有關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)的分析、統(tǒng)計(jì)信息，為福州市園林局等職能部門提供輔助決策支持。具體而言，建成后的城市綠化地理信息系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到如下目標(biāo)：

　　(1)利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、GIS技術(shù)等先進(jìn)的信息技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)城市園林綠化現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)的管理與維護(hù)。

　　(2)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市園林綠地專項(xiàng)規(guī)劃方案的電子數(shù)據(jù)(包括現(xiàn)狀與歷史)的動(dòng)態(tài)管理，方便用戶的查閱與使用。

　　(3)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市綠地現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的查詢，并能實(shí)現(xiàn)各種類型的綠地指標(biāo)統(tǒng)計(jì)。

　　(4)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)GIS與CAD功能相結(jié)合，圖形編輯操作功能方法簡(jiǎn)便。

　　(5)實(shí)現(xiàn)規(guī)劃綠線、古樹名木等數(shù)據(jù)的管理。

　　(6)在以上構(gòu)建的軟件信息平臺(tái)的基礎(chǔ)上，為有關(guān)職能

　　部門的園林綠化調(diào)查及專項(xiàng)規(guī)劃工作提供輔助決策的功能。

　　3城市園林綠化數(shù)據(jù)庫(kù)及編碼設(shè)計(jì)

　　3．1現(xiàn)狀綠地信息分類與編碼的制定

　　　　綠地信息分類與編碼表分為：大類，中類，小類；大類有：G1(公共綠地)，G2(生產(chǎn)綠地)，G3(防護(hù)綠地)，G4(單位附屬綠地)，G5(居住區(qū)綠地)，G6(道路綠地)，G7(風(fēng)景林地)，G8(名木古樹、零星大樹)，G9(文物保護(hù)綠地)；大類還可細(xì)分為中類，小類。喬木用A表示，灌木用B、草坪用C、水面用D、建筑物用E、道路廣場(chǎng)用F、空地用G、屋頂綠化用H(只作為覆蓋面積計(jì)算)、垂直綠化用I(不記入綠地和覆蓋面積)。綠地信息分類與編碼表由于篇幅所限省略。

　　3．2城市園林綠化數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

　　　　數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)在很大程度上影響著GIS軟件系統(tǒng)的功能和質(zhì)量，以及GIS技術(shù)與其他應(yīng)用技術(shù)的集成，從而最終會(huì)影響用戶對(duì)GIS軟件系統(tǒng)的使用。因此，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)內(nèi)容豐富、結(jié)構(gòu)合理的數(shù)據(jù)庫(kù)，是GIS軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。

　　以“福州市綠化管理信息系統(tǒng)”為例，其中所要處理的數(shù)據(jù)主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是基礎(chǔ)背景數(shù)據(jù)，包括1：5000矢量地形圖和全色遙感圖像數(shù)據(jù)；二是本系統(tǒng)所要進(jìn)行管理和處理、分析的核心專題數(shù)據(jù)??園林綠化專題數(shù)據(jù)庫(kù)，它包括“公共綠地專題”、“道路綠地專題”、“居住區(qū)綠地專題”、“單位附屬綠地專題”、“生產(chǎn)綠地專題”、“城市防護(hù)林帶綠地專題”和“城市風(fēng)景林帶綠地專題”等方面的專題數(shù)據(jù)。其中，第一部分為基礎(chǔ)背景數(shù)據(jù)，只需要圖形數(shù)據(jù)，而不需要考慮屬性數(shù)據(jù)及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；而第二部分的專題數(shù)據(jù)由于要進(jìn)行大量的GIS數(shù)據(jù)處理、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析等功能，需要建立相對(duì)完善的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。其他還有地界范圍線數(shù)據(jù)包括各種層次的行政區(qū)劃范圍以及公園、道路等的范圍界限要素。設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)合理的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)于建設(shè)一個(gè)高質(zhì)量的GIS軟件系統(tǒng)具有十分重要的意義。GIS數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有：(一)坐標(biāo)系統(tǒng)定義；(二)點(diǎn)、線、面要素編碼與符號(hào)樣式設(shè)計(jì)；(三)屬性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；一般還要考慮數(shù)據(jù)更新設(shè)計(jì)。由于篇幅所限，數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)內(nèi)容省略。4應(yīng)用RS、GIS技術(shù)進(jìn)行城市園林綠化數(shù)據(jù)調(diào)查及建庫(kù)

　　4．1應(yīng)用航測(cè)遙感技術(shù)采集處理現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)：

　　(1)全數(shù)字航測(cè)內(nèi)業(yè)測(cè)圖：采用VirtuoZo全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)l：4000航攝比例的航空影象數(shù)據(jù)進(jìn)行綠化覆蓋要素采集。

　　(2)衛(wèi)星遙感圖像處理與應(yīng)用：衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)為IKONOS衛(wèi)星拍攝的一米分辨率黑白圖像數(shù)據(jù)和四米分辨率的多光譜圖像數(shù)據(jù)融合而成。地面采樣間距(GCP)：采用三次疊代法進(jìn)行影像重采樣，地面采樣間距在0．8?1．2米間的影像優(yōu)先進(jìn)行重采樣。衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用專業(yè)圖像處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量處理，同時(shí)以1：500現(xiàn)狀地形數(shù)據(jù)作為參照按三次多項(xiàng)式進(jìn)行配準(zhǔn)糾正。對(duì)于200平方公里的融合影象數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)空間達(dá)到1GB以上，必須采用圖像壓縮技術(shù)；目前，較為理想的壓縮格式為：MrSID和ECW兩種，均為基于小波變換的影像壓縮技術(shù)，允許以數(shù)十倍的比率壓縮海量影像數(shù)據(jù)；并且得到大部分GIS平臺(tái)的支持。

　　4．3數(shù)據(jù)處理建庫(kù)(以福州市園林綠化調(diào)查為例)

　　　　數(shù)據(jù)處理建庫(kù)過(guò)程主要采用在MiemStation／J和Geograph?ics／J平臺(tái)上進(jìn)行二次開發(fā)程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行批量拓?fù)涮幚怼傩躁P(guān)聯(lián)等工作，從而大大提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和處理速度。(1)對(duì)圖形作拓?fù)湔棧ＷC所有的面閉合，文本的中心在面內(nèi)；對(duì)圖形做拓?fù)浞治觯梢恍┩負(fù)涿妫晃谋咀⒂浥c面邊界線的關(guān)聯(lián)；把文本注記賦于面的屬性。(2)MicroStation的DGN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)GIS的數(shù)據(jù)格式，利用的是Bentley提供的GIS平臺(tái)轉(zhuǎn)換軟件??GeoExchange。轉(zhuǎn)出結(jié)果符合系統(tǒng)需要的格式，所有的屬性數(shù)據(jù)都已關(guān)聯(lián)到圖形上。

　　4．4柵格矢量數(shù)據(jù)疊加

　　　　在SuperMap Despro環(huán)境中，建立園林現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)工作空間，將經(jīng)過(guò)精確配準(zhǔn)糾正的遙感圖像數(shù)據(jù)文件、綠地要素層地圖數(shù)據(jù)文件、覆蓋要素層地圖數(shù)據(jù)文件、古樹名木地圖數(shù)據(jù)文件等引入，進(jìn)行分層疊加

　　6系統(tǒng)開發(fā)運(yùn)行環(huán)境

　　6．1系統(tǒng)開發(fā)運(yùn)行的軟件層次結(jié)構(gòu)（略）。

　　6．2系統(tǒng)開發(fā)運(yùn)行的硬件環(huán)境

　　　　根據(jù)以上分析以及計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的最新成果和主流配置，發(fā)揮本信息系統(tǒng)最佳性能，建議計(jì)算機(jī)硬件配置為：CPU：Pentium 4，主頻1．7 G；內(nèi)存：256MB；硬盤：40GB以上；繪圖儀：A0幅面彩色噴墨繪圖儀、A3打印機(jī)；100M局域網(wǎng)；

　　7系統(tǒng)設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)

　　　　根據(jù)系統(tǒng)所要達(dá)到的目標(biāo)以及系統(tǒng)功能需求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系與主要功能模塊為：

　　(1)數(shù)據(jù)輸入修改模塊：包括圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的輸入修改。提供常用的圖形編輯工具：如點(diǎn)、線、面的各種繪制工具，有較強(qiáng)的CAD功能。

　　(2)數(shù)據(jù)維護(hù)模塊：主要用于實(shí)現(xiàn)園林綠化現(xiàn)狀GIS圖形和屬性數(shù)據(jù)的新增、編輯、刪除等功能，以保證數(shù)據(jù)庫(kù)的現(xiàn)時(shí)性和準(zhǔn)確性；進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性管理及數(shù)據(jù)更新備份。

　　(3)地圖操作模塊：實(shí)現(xiàn)地圖窗口的縮小、放大，移動(dòng)，圖層顯示控制，距離、面積的量測(cè)等功能。

　　(4)信息查詢模塊：為用戶提供方便、快捷靈活的圖文互查工具。

　　(5)報(bào)表打印輸出模塊：此功能可根據(jù)用戶的實(shí)際需要，將系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)鍵信息以及查詢統(tǒng)計(jì)的資料以各種美觀的報(bào)表格式打印輸出。

　　(6)綠地指標(biāo)分類統(tǒng)計(jì)模塊：該模塊的功能是根據(jù)福州市現(xiàn)狀綠地調(diào)查成果或者各類專項(xiàng)綠地規(guī)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行城市綠地率、城市綠化覆蓋率等指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算

　　8結(jié)束語(yǔ)

　　本文方法在福州市園林綠化管理信息系統(tǒng)建設(shè)實(shí)踐中，大大提高了生產(chǎn)效率；與傳統(tǒng)的外業(yè)測(cè)繪和圖紙面積量算統(tǒng)計(jì)的方法相比較，調(diào)查與計(jì)算的勞動(dòng)強(qiáng)度大大減少，生產(chǎn)效率和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性上都大大得到提升。結(jié)果證明，僅用了3個(gè)月(20個(gè)班組，2個(gè)數(shù)據(jù)處理小組(25人)，1個(gè)開發(fā)建庫(kù)組)就完成了福州市200平方公里的園林調(diào)查建庫(kù)，采用以往傳統(tǒng)方法同樣規(guī)模的隊(duì)伍也得在8?12個(gè)月內(nèi)才能完成。并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行園林規(guī)劃的綠線數(shù)據(jù)與現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)共享到福州市規(guī)劃電子審批系統(tǒng)中，發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用。同時(shí)，由于綠地系統(tǒng)規(guī)劃對(duì)現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)精度的要求較高與成果提供時(shí)間緊，沒有采用多波段衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行綠地覆蓋要素的自動(dòng)解譯提取，否則調(diào)查建庫(kù)的生產(chǎn)效率將更高。

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