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【關鍵詞】電網(wǎng)調(diào)度自動化；可視化技術

電網(wǎng)調(diào)度自動化集成系統(tǒng)可視化的目的是將計算中所產(chǎn)生的數(shù)字信息轉變成直觀的以圖形或圖像形式表示的信息，使用戶對仿真計算的對象有形象而全面的了解，并使用戶可以觀察到數(shù)值模擬和計算的過程，甚至可以在仿真過程中對象進行交互控制，從而更加有效地處理和分析海量的工程數(shù)據(jù)，為工程人員提供一個探索和研究物理現(xiàn)象的先進工具，反映客觀世界的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系。

一、電網(wǎng)調(diào)度自動化集成系統(tǒng)可視化技術的研究背景

隨著大電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，同時智能化調(diào)度的要求越來越高，監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)多元化　，使得傳統(tǒng)數(shù)據(jù)展現(xiàn)手段有所局限，需要將電力系統(tǒng)運行狀態(tài)利用可視化技術將系統(tǒng)運行狀態(tài)以圖形或圖像方式予以顯示，使系統(tǒng)運行人員更方便、更直觀地了解當前系統(tǒng)的運行狀態(tài)，以便其采取的運行控制措施更有效、更有針對性。

電網(wǎng)運行規(guī)模向巨型網(wǎng)絡發(fā)展，分區(qū)電網(wǎng)之間得相互支援、相互補充成為現(xiàn)實和趨勢。精確化數(shù)據(jù)來源（PMU，　IED等）使數(shù)據(jù)采集種類大大增加。天氣監(jiān)控，環(huán)境監(jiān)控，地理信息的融入使得電力系統(tǒng)運行成為一門綜合類學科。電網(wǎng)規(guī)模的增加使得采集數(shù)據(jù)的數(shù)量和頻度都在急劇增加，需要監(jiān)視分析的數(shù)據(jù)量巨大。面對海量的不斷變化的信息，調(diào)度員往往對數(shù)字并不敏感，同時靜態(tài)的數(shù)據(jù)式表達無法滿足電力系統(tǒng)運行對發(fā)展趨勢，變化區(qū)域，運動速率和方向觀察和分析需求。電網(wǎng)運行裕度越來越小，為了保障電網(wǎng)安全運行的動態(tài)響應能力，對智能調(diào)度提出了更高的要求。

二、電網(wǎng)調(diào)度自動化集成系統(tǒng)可視化技術的引入意義

可視化核心思想是Show me what I need to see Less is More　.采用可視化技術實現(xiàn)對電網(wǎng)的監(jiān)視，讓調(diào)度員在很短的時間內(nèi)直觀地感受到電網(wǎng)運行的情況和趨勢；提高電網(wǎng)的調(diào)度水平，有助于電網(wǎng)調(diào)度向“智能化”轉變，減輕調(diào)度人員分析壓力，將會給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。。智能調(diào)度是今后調(diào)度自動化的發(fā)展方向，而可視化技術是智能調(diào)度的重要展現(xiàn)手段，因此具有很強的技術研究和應用意義。

三、電網(wǎng)調(diào)度自動化集成系統(tǒng)可視化技術的發(fā)展現(xiàn)狀

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關鍵詞:GIS;旅游信息 三維可視化 視覺疊加分析

中圖分類號:F592.3 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2011)09(a)-0234-02

Research on Visualization of3D Tourism around Henan province Based on GIS

XiapengZheng hong-yan

(Jiangsu Institute of Geological Surveying and Mapping,Nanjing 210008)

Abstract:Tourism is one of the most dynamic and potential profession,which is has leaped to the world’s largest scale industries．It is pop industry in many developed countries,and become prior development industry in developingcountries and regions．The research on visualization of tourism information and the optimal-routing,must play a significant role in tourism information express, transmission and utilization.

Key Words:Geographic information system(GIS);Tourism information;3D Visualization;Visual overlay analysis

1研究背景和意義

隨著旅游業(yè)的蓬勃發(fā)展,地理信息系統(tǒng)作為一種通用技術,在國內(nèi)外旅游領域中得到了廣泛地應用[1]。旅游業(yè)是與地理信息相關性極強的行業(yè),GIS中的諸多要素如圖件、區(qū)域景觀資源、交通路線等與旅游密不可分。GIS支撐下的旅游信息系統(tǒng)可以完成一般旅游信息系統(tǒng)不能完成的一些特殊功能,如圖形分析、空間數(shù)據(jù)綜合處理等。

目前,地理信息系統(tǒng)技術正日趨成熟,并在諸多行業(yè)得到廣泛應用。這一技術可以直觀而形象的展示空間信息、分析事物空間分布規(guī)律,從而支持決策。因此,地理信息系統(tǒng)是有效解決這一問題的重要手段之一,將成為未來旅游信息化的重要組成部分。GIS的這種發(fā)展趨勢,更加符合旅游信息數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)表達的要求,對于更好地表達旅游信息、促進旅游信息的傳播和利用,無疑具有推進作用。

為了實現(xiàn)焦作云臺山地區(qū)的旅游與環(huán)境的三維可視化,河南省旅游局利用GIS技術進行了該區(qū)域旅游與環(huán)境的三維可視化分析,制作了三維立體效果圖,為河南省旅游業(yè)的發(fā)展提供了更為直觀的基礎空間數(shù)據(jù)。

2三維可視化建模的前期準備

2.1 主要內(nèi)容

基于GIS河南省旅游信息可視化研究,涉及測繪工程、地理信息系統(tǒng)、計算機技術、空間數(shù)據(jù)庫等專業(yè)內(nèi)容,本文主要研究內(nèi)容如下:GIS數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一,要素類的創(chuàng)建與提取,遙感影像的處理與轉換,DEM數(shù)據(jù)的拼接與提取,坐標系的投影與轉換,基于GIS的三維可視化疊加分析。

2.2 設計流程

使用ENVI軟件,提取衛(wèi)星遙感影像DEM數(shù)據(jù),導入到ArcGIS Geodatabase數(shù)據(jù)庫,使用GolbalMapper提取河南省的行政區(qū)劃圖,導入到ArcGIS Geodatabase數(shù)據(jù)庫。根據(jù)河南省行政區(qū)劃,提取相應的DEM灰度圖,進行柵格拼接,加載河南省行政區(qū)劃,根據(jù)河南省的行政區(qū)劃范圍進行柵格數(shù)據(jù)的裁剪,得到河南省DEM灰度圖,根據(jù)得到的結果,生成河南省TIN數(shù)據(jù),加載到ArcScene里面,結合河南省地形渲染圖,進行可視化疊加分析。最終得到河南省數(shù)字地面三維模型。

根據(jù)研究的內(nèi)容,選取遙感影像、DEM、行政區(qū)劃圖等原始數(shù)據(jù),利用ArcGIS、MapInfo、Global Mapper等工具實現(xiàn)旅游信息可視化。

2.3 數(shù)據(jù)處理及軟件的選擇

本研究涉及以下幾種數(shù)據(jù)源,包括遙感影像DEM、地形數(shù)據(jù)、地區(qū)界線狀圖,由于原始數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一,首先通過ArcGIS、Global Mapper、ENVI等相關工具進行轉換,最終統(tǒng)一成ArcGIS的“.shp”文件及柵格數(shù)據(jù)。

3河南省旅游三維可視化模型的生成

3.1 河南省行政區(qū)劃圖的提取

使用Global Mapper軟件對基礎地理數(shù)據(jù)進行格式轉換,加載到ArcCatalog里,提取出的行政區(qū)劃范圍。為了數(shù)據(jù)精確性、完整性、一致性提供保障,將初步提取的的行政區(qū)線要素進行拓撲檢查,保證每條邊的聯(lián)通性、無重疊性。然后將拓撲檢查后的的行政區(qū)線要素轉換為面狀地理要素,供DEM數(shù)據(jù)的提取。

3.2 河南省遙感影像DEM的獲取

原始數(shù)據(jù)由于在數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)表達等信息系統(tǒng)不一致而需要對原始數(shù)據(jù)進行轉換與處理。柵格數(shù)據(jù)為hgt文件中,有部分數(shù)據(jù)DEM數(shù)據(jù)不完整,有部分無高程數(shù)據(jù)的壞點,且不能使用ArcGIS軟件直接打開,需要使用ENVI軟件進行影像修復和格式轉換。

因為研究區(qū)域可能是一個非常大的范圍,跨越了若干相鄰數(shù)據(jù),而空間數(shù)據(jù)是分幅存儲的,因此要對這些相鄰的數(shù)據(jù)進行拼接?？臻g數(shù)據(jù)拼接是空間數(shù)據(jù)處理的重要環(huán)節(jié),也是地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)分析中經(jīng)常需要進行的操作。

使用ArcToolbox中的數(shù)據(jù)管理工具投影轉換,進行坐標系的轉換,我們進行投影變換,將GCS_WGS_1984等地理坐標系統(tǒng)一轉換為轉為WGS_1984_PDC_Mercator投影坐標系。

我們所需要的是將拼接和投影轉換后的DEM數(shù)據(jù)加載到ArcMap里,同時加載的行政區(qū)劃面狀數(shù)據(jù),選擇數(shù)據(jù)管理工具里的柵格數(shù)據(jù)裁剪工具,對DEM數(shù)據(jù)的進行裁剪,最終得到DEM數(shù)據(jù)。

3.3 TIN數(shù)據(jù)的生成與河南省地貌圖的渲染

TIN為不規(guī)則三角網(wǎng)的縮寫,在地理信息系統(tǒng)中有廣泛應用;根據(jù)區(qū)域的有限個點集將區(qū)域劃分為相等的三角面網(wǎng)絡,數(shù)字高程有連續(xù)的三角面組成,三角面的形狀和大小取決于不規(guī)則分布的測點的位置和密度,能夠避免地形平坦時的數(shù)據(jù)冗余,又能按地形特征點表示數(shù)字高程特征。通過等高線和高程點建立不規(guī)則的三角網(wǎng),然后在TIN基礎上通過線性和雙線性內(nèi)插建DEM。同樣,也可以通過DEM數(shù)據(jù)轉換為TIN數(shù)據(jù)。在表面建?；蚪：喕梢暬^程中,經(jīng)常需要將柵格表面轉換成TIN表面。使用ArcMap里的3D分析工具,將河南省DEM數(shù)據(jù)轉換為TIN數(shù)據(jù)。調(diào)整DEM數(shù)據(jù)的顯示方式,變換色階,生成河南省地貌渲染圖。

3.4 河南省旅游三維可視化的疊加分析

ArcScene是ArcGIS三維分析模塊3D Analyst所提供的一個三維場景工具,它可以更加高效地管理三維GIS數(shù)據(jù)、進行三維分析、創(chuàng)建三維要素以及建立具有三維場景屬性的圖層。利用ArcGIS三維分析模塊可以進行創(chuàng)建表面、進行各種表面分析及在ArcScene中數(shù)據(jù)的三維可視化。

3.4.1 三維疊加的基本設置

在三維場景中瀏覽數(shù)據(jù)更加直觀和真實,對于同樣的數(shù)據(jù),三維可視化將使數(shù)據(jù)能夠提供一些平面圖上無法直接獲得的信息。疊加,即將要素所在區(qū)域的表面模型的值作為要素的高程值,如將所在區(qū)域柵格表面的值作為一幅遙感影像的高程值,可以對其做立體顯示;突出則是指根據(jù)要素的某個屬性或任意值突出要素,如要想在三維場景中顯示建筑物要素,可以使用其高度或樓層數(shù)這樣的屬性來將其突出顯示。加載TIN數(shù)據(jù)到ArcScene里,同時加載河南省地貌渲染圖和河南省旅游景點要素類到,設置相關參數(shù),生成三維效果。

3.4.2 三維場景效果的修正

在實現(xiàn)要素或表面的三維可視化時,需要注意以下一些問題。

(1)添加到場景中的圖層必須具有坐標系統(tǒng)才能正確顯示;地形顯示地過。

(2)為更好地表示地表高低起伏的形態(tài),有時需要進行垂直拉伸,以免顯示過于陡峭或平坦。

(3)為全面地了解區(qū)域地形地貌特征,可以進行動畫旋轉。

(4)為增加場景真實感,需要設置合適的背景顏色。

(5)方位角、入射高度角及 根據(jù)不同分析需求,設置不同的場景光照條件,包括入射表面陰影對比度。

本文對生成的三維場景進行修飾,調(diào)整其高程拉伸因子和河南省地貌渲染圖的顯示方式,以達到良好的顯示效果,同時添加了三維注記（如圖1、圖2)。

4三維應用

本文以河南省1∶25萬地形數(shù)據(jù)、河南省1∶25萬DEM及焦作Landsat-7 ETM+30米分辨率多光譜遙感影像等作為研究數(shù)據(jù)源,實現(xiàn)河南省旅游信息的可視化,以及對河南省著名旅游景點的三維分析。通過使用Global Mapper、ENVI等相關軟件,對不同數(shù)據(jù)格式進行統(tǒng)一,導入到ArcGIS中,進行矢量、柵格數(shù)據(jù)的裁剪,拼接,生成TIN表面,在ArcScene中進行三維可視化疊加分析,得到了河南省旅游三維可視化信息,并且疊加河南省道路網(wǎng)絡信息,使河南省的旅游信息更加直觀的顯現(xiàn)出來。基于GIS的旅游信息可視化研究為游客提供了一個有利的幫手,隨著地理信息系統(tǒng)工作者和旅游工作者的共同努力,該領域的研究會不斷發(fā)展,不斷完善(如圖3、圖4)。

5結語

本文結合河南省焦作市云臺山景區(qū)的實際,在旅游信息可視化與環(huán)境三維可視化方面做了較為詳細的研究。它具有強大的數(shù)據(jù)管理功能和實用的數(shù)據(jù)分析功能并可以對旅游路線進行動態(tài)模擬;同時具有靈活的數(shù)據(jù)查詢功能。它能夠全面顯示云臺山地區(qū)的旅游景點、路線、山川、峽谷以及旅游的最佳時間。由于時間和技術水平的限制,本研究還不夠完善,還需做進一步的研究,使其逐步完善。

本系統(tǒng)的開發(fā)與及應用能給云臺山旅游事業(yè)開創(chuàng)一個新天地,能提高旅游從業(yè)人員的工作質(zhì)量和效率,能夠提高旅游事業(yè)的安全預測和管理水平,能大大地節(jié)省人力、物力和財力,,同時也為我國的旅游事業(yè)的發(fā)展提供了一個新的思路,必將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益和社會效益,其應用前景十分廣泛。

參考文獻

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[2] 葉張煌,楊志,劉林清.GIS在龍虎山旅游管理和開發(fā)中的應用[J].地理空間信息,2006,4(6):16～18.

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[4] SMITH S L J.Recreation geography[M].London:Longman,1988.

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圖書館信息管理可視化技術,涵蓋了信息可視化的基本意義和GIS(地理信息化系統(tǒng)),其技術方法對圖書館管理可視化做出了討論和深究,并且希望可視化技術能在圖書館信息管理的系統(tǒng)中得到更廣泛的應用。

關鍵詞:

圖書館；信息管理；可視化技術；管理

自信息化時代以來,電子手段儲存信息的方式逐漸興起,并廣泛用于圖書館模式中,如此一來便提高了圖書館管理的效率和質(zhì)量,更是極大地提高了用戶的試用體驗,方便了信息的查閱,也節(jié)約了圖書館的人力、物力、財力。它打破了常規(guī)圖書館的運行模式,以更加簡便、直觀的模式來展現(xiàn)自身的魅力以吸引使用者,使每個使用者都能更加明確地掌握資料、圖書地分布情況,極大的方便了用戶。

1信息可視化的基本含義

信息可視化是一門正在興起的信息技術,它解釋了信息空間的規(guī)律,以信息傳輸方式、信息系統(tǒng)、計算機科學技術為保障,非常簡單明了地對信息空間做出一系列科學解釋和傳輸[1]。它借助了多媒體信息、數(shù)字技術和計算機技術,以動態(tài)的方式進行生動詮釋,人們就可以更加全面地了解社會、了解自然、了解人自身。信息可視化技術建立了一座通往計算機世界的大橋,使用戶更深入地了解到圖書館各種信息。不讓用戶面對如同大海一般的信息發(fā)愁,能精準找到所需信息。這種技術加快了信息處理速度,信息處理方式更多種多樣,更加滿足用戶們的需求。首次提出將信息可視化引進圖書館,是一個非常大膽的想法。但是如果成功,便可以更好地管理圖書館,也可以讓被服務者體驗到前所未有的技術體驗。對此,數(shù)字化圖書館信息可視化可以分為用于信息檢索和信息界面的可視性?？梢钥隙ǖ氖?數(shù)字化圖書館是未來重點的發(fā)展對象,運用可視化技術來展示數(shù)據(jù),甚至可以利用到圖像影音這種方式,可以讓用戶處理信息時更加方便快捷,而對于界面的處理也更加直觀,人性化,美觀和智能。這種模式可以很好吸引被服務者的注意。對此,圖書館的管理信息可視化主要分為可視化GIS技術、數(shù)據(jù)信息以及信息顯示界面三個部分。

2地理信息系統(tǒng)GIS的基本含義

地理信息系統(tǒng)GIS是一個應用比較廣泛的計算機管理技術,包括了地理探測、交通管理、環(huán)境管理、城市化水平探測,這些年也一直在不斷完善和發(fā)展。它能對統(tǒng)一數(shù)據(jù)進行再區(qū)分和管理,最后加以分析,用于后續(xù)的管理工作,顯示空間定位的數(shù)據(jù)。GIS技術可以標注圖書館各個方位信息,將數(shù)據(jù)制作成為模板,最終確定應用,建立模擬真實環(huán)境的空間。最后以圖像,影像的方式來展現(xiàn)給用戶,而且包括圖書館的管理信息也可以用此來視線。

3實行圖書館信息管理可視化技術的措施

首先,要建立相應的GIS地理信息管理技術,展示圖書館的整體面貌。圖書館信息管理可視化是可視化GIS技術、數(shù)據(jù)信息以及信息顯示界面三個部分組成。對于圖書的外在數(shù)據(jù)進行再分析,再把分析的數(shù)據(jù)通過圖形和圖像的形式呈現(xiàn)用戶面前。其次,要建立龐大的處理信息數(shù)據(jù)庫,對處理完的數(shù)據(jù)進行科學管理,更要準確處理未輸出的數(shù)據(jù)?？梢暬畔⒐芾矸譃閮蓚€數(shù)據(jù)庫,空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫?？臻g數(shù)據(jù)庫的表現(xiàn)形式是圖形,具有較強的空間層次感;屬性數(shù)據(jù)庫包含了圖書館整體的屬性,也包括了圖書館每個角落,每本圖書的數(shù)據(jù),通過GIS技術將數(shù)據(jù)庫結合,實現(xiàn)雙向查詢。

4圖書館信息管理可視化技術的主要功能

可視化的圖書館信息管理和一般的信息化系統(tǒng)管理之下的圖書館有很大的不同,最主要的幾點便是能夠識別所搜索的圖書是否在圖書館館內(nèi),借閱前的詳細情況,和圖書館的基本介紹等,都是可以被用戶所查詢的,并且能夠?qū)D書館館內(nèi)的圖書進行詳細定位和分析[2]。圖書館的主要功能分為以下方面:一方面,對圖書館館內(nèi)圖書可以進行精準的定位分析,各類圖書的詳細搜索,第一時間展現(xiàn)在用戶面前。主要以圖像、影像、智能聲音等多種方式呈現(xiàn)給用戶,可以與使用者進行互動,將各類信息放大、縮小、移動,對使用者是一種很好的體驗,而且可以對不同平臺使用互動查詢,獲得更準確信息。另一方面,準確地對圖書館內(nèi)部信息分析,通過用戶查詢,可以了解到圖書館的珍藏情況、歷史發(fā)展、建筑模式,可以了解到圖書館館內(nèi)人員的管理情況。對于其他情況,例如利用系統(tǒng)空間可以建立比較模型、優(yōu)化模型等,這些模型的產(chǎn)生,是圖書館的管理人員進行管理、決策、分析的依據(jù)之一。

5結語

圖書館信息管理可視化技術通過各種人性化、智能化方式來滿足用戶的不同需求,例如精準的名稱查詢、高級查詢來實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的交流互動,再利用GIS技術進行圖像等多種多媒體技術呈現(xiàn),給用戶帶來很好的使用體驗?？傊?這種技術對于未來圖書館的發(fā)展起到很好的推動作用,用戶也可以將大量的信息進行科學的分析。

參考文獻

[1]趙杰.基于用戶體驗標準的可視化技術及其在圖書館信息服務中的應用[J].楚雄師范學院學報,2015(6):83-90.

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GIS可視化技術是當前信息領域中廣泛應用的一項技術，實現(xiàn)了文本、圖形圖像信息相結合的定位、查詢、檢索模式，信息表達形象化、直觀化，操作簡便等特點，把GIS技術可視化引入統(tǒng)計數(shù)據(jù)領域，有助于綜合管理和分析復雜的信息數(shù)據(jù)，給統(tǒng)計領域數(shù)據(jù)的管理和利用提供更有效的技術手段。

【關鍵詞】GIS 統(tǒng)計數(shù)據(jù) 可視化

1 統(tǒng)計可視化技術的發(fā)展

1.1 傳統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化

統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化是指用圖形、報表等方式將數(shù)據(jù)的分布、趨勢直觀地展現(xiàn)出來，這樣就需要一種有效的可視化方法。傳統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化方法主要有兩種：報表和統(tǒng)計圖形。

報表是將要統(tǒng)計分析的事物或指標以表格的形式列出來，以代替煩瑣文字描述的一種表現(xiàn)形式，由行和列單元格組成，可以在單元格中填寫文字和插入圖片。通過報表可以看到詳細的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)準確但是具有可視化結果不夠直觀等缺點。

統(tǒng)計圖形是用點、線、面的位置、升降或大小來表達統(tǒng)計資料數(shù)量關系的一種陳列形式，并以各種圖形方式（如柱形圖、條形圖、折線圖、餅圖等）直觀的顯示出來。從統(tǒng)計圖中可以明顯地看出統(tǒng)計數(shù)據(jù)的變化趨勢，具有直觀、明確、易于接受等優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛采用，但是統(tǒng)計圖表的動態(tài)生成在網(wǎng)頁中實現(xiàn)比較麻煩，需要借助組件以及一些相關技術進行編程才能實現(xiàn)。

1.2 基于GIS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化

GIS可視化技術是當前信息領域中廣泛應用的一項技術。它具有人性化設計界面風格，實現(xiàn)了文本、圖形圖像信息相結合的定位、查詢、檢索模式，信息表達形象化、直觀化，操作簡便等特點。

基于GIS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化表現(xiàn)就是把已經(jīng)獲取的各種地理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計數(shù)據(jù)，經(jīng)過空間可視化模型的計算分析，轉化成可以被人們視覺感知的計算機圖形或圖像，實現(xiàn)對統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫內(nèi)容以及與之相關的圖、表進行形象化、直觀化的表達，其表達形式可以是統(tǒng)計圖形或者專題圖。

1.3 統(tǒng)計數(shù)據(jù)與GIS的可視化技術結合

隨著國家信息化的發(fā)展，由于統(tǒng)計數(shù)據(jù)的龐大，分散，復雜，多維等特征，對統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析和利用帶來很大的難度。而把GIS可視化技術與統(tǒng)計數(shù)據(jù)相結合，把統(tǒng)計數(shù)據(jù)轉化成形象化，直觀化的表達方式，能讓不同的層次的用戶更加容易的閱讀和理解數(shù)據(jù)。本文在GIS的可視化技術的基礎上，探索適合統(tǒng)計數(shù)據(jù)的可視化系統(tǒng)構建和實現(xiàn)，為研制統(tǒng)計領域數(shù)據(jù)可視化提供參考范例。

2 基于GIS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化處理步驟

如圖1，基于GIS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)由三部分組成：可視化預處理，可視化圖形生成，可視化展現(xiàn)。

2.1 可視化預處理

可視化預處理模塊主要包含兩個部分：一個是各省市區(qū)劃空間數(shù)據(jù)庫，用于提供地理信息；另一個是統(tǒng)計數(shù)據(jù)規(guī)整以及統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化處理模塊，用于提供與地理信息關聯(lián)后的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化首先需對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行預處理，根據(jù)行政區(qū)劃來收集統(tǒng)計型數(shù)據(jù)，每個指標都有一個地理統(tǒng)計單元與之對應，不同的年份統(tǒng)計指標有所變化而且統(tǒng)計指標的值也會發(fā)生變化，即統(tǒng)計數(shù)據(jù)有統(tǒng)計指標（體系）、時間、空間等屬性，可以概括為統(tǒng)計數(shù)據(jù)的時間維度、指標維度、空間維度3個維度。以溫室氣體統(tǒng)計數(shù)據(jù)為例，如圖2溫室氣體統(tǒng)計數(shù)據(jù)的維度劃分。統(tǒng)計數(shù)據(jù)的時間維度體現(xiàn)在指標所反映的時間跨度上，通常我們采用的時間尺度包括：年、季度和月、旬、日等。統(tǒng)計數(shù)據(jù)的指標維度主要是指標的分類，每個指標類中包含各種各樣的指標。在這個維度，可以指定為溫室氣體排放類型，如工業(yè)排放、建造業(yè)、日常生活、機動車和其他各個方面，也可以把指標為度定為溫室氣體的組成，包括：二氧化碳（CO2）、氧化亞氮（N2O）、甲烷（CH4）、氫氟氯碳化物（CFCs，HFCs，HCFCs）、全氟碳化物（PFCs）及六氟化硫（SF6）。在空間維度上，可以把不同的行政級別區(qū)域作為度量單位，也可以把同一行政級別的不同區(qū)域作為度量單位，如省級可分為江蘇省，浙江省等。在統(tǒng)計數(shù)據(jù)的可視化中，推薦以時間、地區(qū)、指標作為統(tǒng)計的3個維度，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理。

2.2 可視化圖形生成

基于GIS 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化生成主要包含兩種類型，一是生成單元素的可視化圖形，指僅選擇一個統(tǒng)計指標，在GIS地圖上對各地區(qū)統(tǒng)計指標在某個時間點的數(shù)值進行可視化表達，同時支持對該指標的歷史數(shù)據(jù)形成動態(tài)可視圖形。二是生成多元素的可視化圖形，指以統(tǒng)計指標和時間點的組合作為查詢要素，在GIS地圖上以圖表的方式展示出各地區(qū)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)情況。兩種不同類型的可視化生成流程如圖3所示。

2.3 可視化展現(xiàn)

可視化展現(xiàn)分為兩種，一種是統(tǒng)計圖表，如各省份原煤消費量的餅狀圖等；另一種是GIS專題圖，如各省份在地圖原煤消費量的展現(xiàn)。根據(jù)用戶的選擇，可視化表達可以使用其中一種或者二者結合的方式展示內(nèi)容。

對于常見的統(tǒng)計圖形不再贅述。對于 GIS專題圖的統(tǒng)計數(shù)據(jù)展現(xiàn)，通過集成GIS組件，對各種數(shù)據(jù)源進行空間統(tǒng)計分析，采用GIS顏色渲染方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化功能。

對各種專題圖類型，GIS組件通常會提供一套顏色方案，可以為專題圖的所有專題圖子項的顏色渲染提供一個配色方案，同時會根據(jù)專題圖子項的個數(shù)來合理分配每一個子項一個渲染顏色。一般支持三種類型的顏色方案，分別是一種顏色的深淺的漸變，兩種顏色之間的漸變和多種顏色之間的漸變。推薦采用兩種漸變方式的結合，即一種顏色的由淺變深，然后顏色深度達到某種程度即進行顏色之間的漸變。如首先確定整體色調(diào)分為兩個等級即藍色和紅色，區(qū)間范圍分別是0到1和1到2，再對區(qū)間內(nèi)進行局部的色彩設計，如顏色深度隨統(tǒng)計數(shù)據(jù)的變大而變大，在標準單位1內(nèi)從藍色由淺變深，超過標準1則顏色從紅由淺變深，這樣即可通過直觀的通過顏色變化分辨出數(shù)值變化的趨勢。

3 統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化應用

3.1 統(tǒng)計數(shù)據(jù)分布

系統(tǒng)提供不同等級的統(tǒng)計對象信息的空間定位， 從而可以詳細地展示滿足條件的某統(tǒng)計現(xiàn)象的空間分布狀態(tài)與規(guī)律。依托GIS直觀的地理信息展示方式，使用地圖的形式展現(xiàn)各類指標的數(shù)值分布。在用戶選定指標和時間后，用地圖展現(xiàn)該指標在全國各地區(qū)的分布情況，并使用不同的顏色進行區(qū)分，同時用戶可調(diào)整色值的區(qū)間調(diào)整區(qū)域的數(shù)據(jù)顯示范圍。當用戶選中某地區(qū)時，可查閱選中指標在選中地區(qū)的歷史數(shù)據(jù)趨勢，若為省級或地市級地區(qū)，則可下鉆到下一行政級別的區(qū)域進行數(shù)據(jù)的顯示。

3.2 統(tǒng)計數(shù)據(jù)變遷

通過在地圖上用不同深淺的顏色表示數(shù)值的大小，隨著時間變動展示不同地區(qū)的指標數(shù)據(jù)變遷軌跡。用戶也可以自定義時間區(qū)間，以某個固定的時間單位如年、月、周等進行數(shù)據(jù)遷移圖層的自動播放。在播放時，用戶可以選擇在某時間上暫停，查閱該年份的各地區(qū)指標具體數(shù)據(jù)。

3.3 統(tǒng)計數(shù)據(jù)對比

通過在地圖上選擇多個地區(qū)，指定某項指標后可在地圖上進行可視化的數(shù)據(jù)對比分析。數(shù)值的大小可通過顏色的深淺來判斷，同時在地圖旁生成圖表用來對比數(shù)據(jù)，如用戶可以選擇折線圖、餅圖、柱狀圖等。

3.4 統(tǒng)計數(shù)據(jù)Top N分析

首先選定需分析的指標和時間，然后在地圖上可對不同行政級別的地區(qū)如省、市等進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計排序，根據(jù)匯總計算后的結果顯示數(shù)值最大的N個地區(qū)或者數(shù)值最小的N各地區(qū)。每個地區(qū)以一個點在地圖上顯示，用顏色深淺和形狀大小代表數(shù)值大小，排名越靠前點的形狀越大顏色越深。

4 基于GIS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化的應用前景

研究表明，人類獲得的關于外在世界的信息80%以上是通過視覺通道獲得的，因此統(tǒng)計數(shù)據(jù)的查詢就是要提供象人眼一樣的直覺的、交互的和反應靈敏的可視化環(huán)境?？梢?，發(fā)展基于GIS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化技術具有重要的意義。

4.1 在企業(yè)管理領域的應用

基于GIS的數(shù)據(jù)可視化技術的廣泛應用，使企業(yè)管理領域有了新的手段。一些可視化軟件相繼出現(xiàn)，如GIS與企業(yè)ERP系統(tǒng)的應用，把統(tǒng)計數(shù)據(jù)、地圖和思維完美地結合起來，把傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)帶入到可視化空間，可以彌補統(tǒng)計工作中數(shù)據(jù)分析的局限性，使管理人員置身于自然和社會環(huán)境中.從而使企業(yè)管理走上一個新臺階。用戶在系統(tǒng)投入后認為，系統(tǒng)為數(shù)據(jù)分析和輔助決策提供了有效支撐，大大降低了人為主觀因素的影響，大幅度地提高了工作效率。

4.2 GIS統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化應用構件

為了推廣和促進基于GIS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化，可以把統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化應用封裝成構件，其功能包括基于GIS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)查詢，在地圖上顯示數(shù)據(jù)分布和歷史數(shù)據(jù)變遷軌跡，對比不同地區(qū)的統(tǒng)計指標數(shù)據(jù)，按TOP N展示滿足條件的地區(qū)等。以這種構件復用的方式，來縮減開發(fā)統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化應用的成本，進一步推動基于GIS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化技術的應用。

4.3 國產(chǎn)化的應用解決方案

由于GIS系統(tǒng)涉及大量國家地理等敏感信息，而且國外軟硬件系統(tǒng)存在嚴重的安全隱患，所以設計國產(chǎn)化的GIS應用解決方案也是一項緊迫的任務?？梢栽诨趪a(chǎn)的基礎軟硬件對開源的GIS系統(tǒng)進行二次開發(fā)，解決國產(chǎn)GIS應用的安全性和適配性問題，形成了國產(chǎn)化的應用解決方案，為GIS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化技術的應用進一步奠定基礎。

5 總結

基于GIS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化技術正在快速發(fā)展，它與虛擬現(xiàn)實技術、大數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)字地球、經(jīng)濟趨勢等前沿學科領域都有著緊密的聯(lián)系。如何有效處理和解釋這些包含大量信息的統(tǒng)計數(shù)據(jù)將是一個巨大挑戰(zhàn)，同時這也是基于GIS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化技術潛在的巨大機會。

參考文獻

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篇5

隨著計算機技術發(fā)展和信息管理水平提升，水電工程數(shù)字化已成為中國水電科技新的戰(zhàn)略發(fā)展方向，數(shù)字流域已成為水電行業(yè)研究熱點。數(shù)字流域以數(shù)字可視化集成平臺為基礎，達到提升流域水電開發(fā)建設管理與決策水平、保障工程建設質(zhì)量和進度、降低流域開發(fā)綜合成本的目的。在對大型數(shù)字流域可視化集成平臺特點分析和開發(fā)管理特點探討基礎上，依托數(shù)字雅礱江三維可視化集成平臺研發(fā)項目管理實踐，探討大型數(shù)字流域可視化集成平臺研發(fā)管理，推動實現(xiàn)國內(nèi)首個數(shù)字流域示范，促進數(shù)字工程核心競爭力、雅礱江流域開發(fā)建設的管理與決策效率和中國水電工程建設管理水平的提升。

關鍵詞:

項目管理;數(shù)字流域;可視化集成平臺;軟件開發(fā)

0前言

大型流域的水電開發(fā)建設往往以梯級滾動方式進行。從單個工程來看，其勘測設計、施工建設與運行維護期常達上百年，在時間維度上需從工程全生命周期角度對分散在各個階段和各參與單位的信息進行有效集中管理;而從整個流域來看，在同一時刻存在不同開發(fā)建設階段的工程，在空間維度上也需要從全流域協(xié)同角度對分散在各個工程不同階段的信息進行有效集中管理。隨著計算機技術發(fā)展和信息管理水平提升，水電工程數(shù)字化已成為中國水電科技新的戰(zhàn)略發(fā)展方向，催生了數(shù)字電站、數(shù)字水電工程、數(shù)字流域等新興概念［1］。所謂數(shù)字流域，以數(shù)字可視化集成平臺為基礎，通過工程三維地理信息、地質(zhì)地震、水文氣象等建設環(huán)境數(shù)字化，精細化三維樞紐、機電工程模型數(shù)字化，工程建造、安裝過程仿真數(shù)字化，以及工程施工過程的主要信息采集與管控的數(shù)字化，將流域范圍所有水電工程全生命周期中的主要設計、建設、采購、安裝等信息以模型為核心進行綜合集成，實現(xiàn)以工程計量數(shù)字化為核心的工程投資精細化管控，以質(zhì)量信息數(shù)字化為核心的工程施工質(zhì)量的精細化管控;以進度跟蹤、仿真和優(yōu)化為核心的工程施工進度管控和施工資源的優(yōu)化配置，達到提升流域水電開發(fā)建設管理與決策水平、保障工程建設質(zhì)量和進度、降低流域開發(fā)綜合成本的目的。當前國內(nèi)外關于數(shù)字流域的研究與實施剛剛起步，是水電行業(yè)研究熱點。雅礱江流域水電開發(fā)有限公司率先啟動數(shù)字雅礱江平臺的規(guī)劃研究，目前已處于建設實施階段;國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司正開展大渡河流域數(shù)字化項目“智慧大渡河”規(guī)劃研究;瀾滄江等流域開發(fā)建設者也在籌劃數(shù)字流域相關工作。筆者所在團隊承擔了雅礱江流域數(shù)字化平臺建設I標(三維可視化信息集成展示與會商平臺)項目，在此基礎上探討大型數(shù)字流域可視化集成平臺研發(fā)管理，實現(xiàn)國內(nèi)首個數(shù)字流域示范，對提升數(shù)字工程核心競爭力、提升雅礱江流域開發(fā)建設的管理與決策效率、提升中國水電工程建設管理水平均具有重要意義。

1大型數(shù)字流域可視化集成平臺簡介

1．1大型數(shù)字流域可視化集成平臺技術架構

大型數(shù)字流域可視化集成平臺，在專業(yè)數(shù)據(jù)管理和應用系統(tǒng)的基礎上，對空間管理對象及其數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的編碼和配置管理，實現(xiàn)平臺中模型、空間對象與專業(yè)應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源相互關聯(lián)，同時融合應用三維地理信息系統(tǒng)(3D－GIS)和建筑信息模型(BIM)技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源在三維環(huán)境下的集成和使用。大型數(shù)字流域可視化集成平臺的體系結構采用四層架構，包含數(shù)據(jù)層、組件服務層、應用層和用戶層。其中數(shù)據(jù)層分為本地數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫:本地數(shù)據(jù)庫主要包含平臺所需的基礎地理數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)和各個業(yè)務系統(tǒng)的主題數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫來源于流域開發(fā)公司數(shù)據(jù)中心采集與整編的各個業(yè)務子系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

1．2大型數(shù)字流域可視化集成平臺技術難點

大型數(shù)字流域可視化集成平臺，需要基于成熟穩(wěn)定的圖形平臺，以及GIS與BIM的無縫融合技術體系，通過場景維護、參數(shù)驅(qū)動演示、多終端應用、多模式交互實現(xiàn)對流域開發(fā)涉及的空間對象與管理信息進行集成展示、分析應用。平臺的技術開發(fā)主要有以下難點:

(1)流域TB級海量數(shù)據(jù)的并行計算與實時繪制。平臺需要承載的數(shù)據(jù)有空間地理信息數(shù)據(jù)、工程三維模型數(shù)據(jù)、實時監(jiān)控數(shù)據(jù)、業(yè)務結構化數(shù)據(jù)、流域開發(fā)與工程建設過程中來源于各參建單位與機構的圖紙、報告、音頻、視頻、圖像、報表等信息。數(shù)據(jù)種類多量大，數(shù)據(jù)有序有效管理以及直觀展示，對平臺的承載能力、場景管理能力及動態(tài)繪制能力提出了極大的挑戰(zhàn)。

(2)GIS與BIM無縫融合。平臺涉及流域上千公里范圍內(nèi)高精度地形及遙感影像數(shù)據(jù)，以及各工程BIM數(shù)據(jù)的有效集成與可視化展示。GIS與BIM無縫融合的技術是解決不同尺度模型展示的關鍵技術點，當前國內(nèi)外還未有成熟技術解決方案。

(3)高山峽谷地區(qū)地形地質(zhì)、地下廠房與機電系統(tǒng)的動態(tài)可視化表現(xiàn)。水電工程通常地處高山峽谷地區(qū)，其模型數(shù)據(jù)特點在空間分布上極不均勻，在重點工程部位呈現(xiàn)高密度集中的特點，種類包含地形、地質(zhì)、動態(tài)施工模型、地面建筑物、地下廠房系統(tǒng)等，部分模型精度需要滿足工程測量管理要求，與數(shù)字城市、交通等行業(yè)采用概化模型有著本質(zhì)區(qū)別。目前為止國內(nèi)外市場上未見有成熟的水電行業(yè)的GIS應用平臺以及成功的應用案例，也無相關行業(yè)可供借鑒的成功案例。

(4)底層定制接口與特效支持。水電工程的場景復雜性要求圖形平臺能表現(xiàn)天氣變換、景觀植被、水流、機械施工、虛擬儀表、動態(tài)貼圖、工程管理指標對比分析等需求。從宏觀概況到微觀特效，從概化表達到精確測量，對平臺的可視化表達效果有極高的要求。

(5)多終端與集群大屏應用。要求平臺支持iOS、android移動終端，以及離在線應用，并支持集群式大屏拼接，以適應數(shù)字化平臺可能的多平臺終端以及大屏會商需求。

(6)面向數(shù)據(jù)中心建設的信息集成與展現(xiàn)。平臺采用的框架結構，要求對數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)標準、數(shù)據(jù)共享、工程建設數(shù)據(jù)管理等有深入的理解和認識，并需具備面向服務的體系結構以與數(shù)據(jù)中心核心技術路線一致。

2大型數(shù)字流域可視化集成平臺開發(fā)管理特點

大型數(shù)字流域可視化集成平臺開發(fā)管理的基本目的是，讓項目在整個平臺軟件生命周期中(從需求分析、概要設計、詳細設計、編碼調(diào)試和測試驗收、維護的所有過程中)都能在項目管理者的可監(jiān)控之下進行，以滿足預訂的成本、按照預訂的日程且保證質(zhì)量的前提下，生產(chǎn)出滿足客戶需求的平臺軟件并交付給客戶［2］。大型信息系統(tǒng)集成項目管理容易出現(xiàn)以下問題和特點［3］:欠缺項目范圍管理、疏于項目團隊的管理和項目風險的管理比較落后。大型數(shù)字流域可視化集成平臺開發(fā)管理除了上述大型信息系統(tǒng)集成項目管理的特點外，還具有以下特點:

(1)技術風險管控復雜。如上節(jié)所示，作為開創(chuàng)性的大型數(shù)字流域可視化集成平臺，需要重點攻關解決的技術難點眾多。在技術攻關過程的技術風險管控尤其復雜。

(2)干系方多，需求確認難。大型數(shù)字流域可視化集成平臺，其用戶涉及流域開發(fā)管理各總部部門、各工程項目管理局及電廠、各工程參建單位、各信息系統(tǒng)實施單位等機構人員，包含專業(yè)技術人員和管理人員。如此眾多的干系方，各自的應用需要與意見不一致，將用戶的全部意見收集起來進行分析以確認需求困難。

(3)源系統(tǒng)多，協(xié)同難度大。大型數(shù)字流域可視化集成平臺，其數(shù)據(jù)來源于各業(yè)務系統(tǒng)及生產(chǎn)管理活動中，內(nèi)容涉及流域建設全生命周期、不同參建單位，類型包含實時數(shù)據(jù)和非實時數(shù)據(jù)、結構化數(shù)據(jù)和非結構化數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)集成協(xié)同難度大;平臺涉及的工程信息產(chǎn)生于流域建設、運營過程業(yè)務，信息之間涉及復雜的邏輯關系，需要對流域規(guī)劃、工程建設、電力生產(chǎn)、梯級調(diào)度、水保環(huán)保、征地移民等流域全生命周期、各專業(yè)領域的業(yè)務內(nèi)容和流程有全局考慮和深入認識，協(xié)同組織難度大。

3數(shù)字雅礱江三維可視化集成平臺研發(fā)項目管理實踐

雅礱江流域三維可視化信息集成展示與會商平臺(簡稱:數(shù)字雅礱江三維可視化集成平臺)是雅礱江流域水電開發(fā)有限公司規(guī)劃的雅礱江流域數(shù)字化平臺建設和應用的示范項目。該平臺是基于流域基礎地理信息系統(tǒng)和建筑信息模型，通過虛擬現(xiàn)實技術再現(xiàn)全流域真實管理和決策環(huán)境并集成表達決策所需的各種數(shù)據(jù)及分析結果，監(jiān)控流域環(huán)境要素和人工過程的變化，實現(xiàn)流域水電開發(fā)的可視化管理，目的是為雅礱江公司實施流域開發(fā)管理提供輔助工具和決策支持服務。在數(shù)字雅礱江三維可視化集成平臺研發(fā)項目管理工程中逐步研究并實踐，確保了數(shù)字雅礱江三維可視化集成平臺研發(fā)項目順利開展，實現(xiàn)了國內(nèi)首個數(shù)字流域示范。

3．1技術風險管理

針對數(shù)字雅礱江三維可視化集成平臺需要重點攻關解決的眾多技術難點，為有效管控技術風險，通過項目啟動前進行三維可視化基礎平臺選型、開發(fā)過程中跟蹤管控技術研發(fā)的方式進行有效管理。經(jīng)過多年來水電工程數(shù)字流域和水電工程三維模型數(shù)據(jù)融合的研究，結合雅礱江流域真實基礎地理信息和工程信息模型數(shù)據(jù)進行了大量驗證，結合本項目對可視化平臺的需求，按照實踐指導選型的原則，對國內(nèi)外行業(yè)內(nèi)多家主流三維可視化基礎平臺進行驗證與考察。從三維平臺在GIS與BIM混合模型可視化表現(xiàn)效果、底層開發(fā)能力、二三維一體化技術架構體系，以及技術支持、接口開放、底層按需開發(fā)、云端一體化移動平臺等多方面綜合分析，選擇超圖公司SuperMapGIS作為雅礱江流域三維可視化基礎平臺。在項目開發(fā)過程中跟蹤管控技術研發(fā)，有效管控技術風險。以GIS與BIM融合技術為例，采用項目實際基礎地理信息和示范工程三維數(shù)字移交模型，在項目前期即進行GIS與BIM融合技術驗證，并根據(jù)技術驗證結果反饋超圖基礎平臺底層研發(fā)人員，快速響應技術開發(fā)需求，順利實現(xiàn)BIM數(shù)據(jù)接入GIS平臺。

3．2需求管理

針對數(shù)字雅礱江三維可視化集成平臺干系方多，需求確認難的情況，通過項目啟動前對標書需求深入理解、項目啟動后與雅礱江公司總部主管部門交流需求、再至二級單位(如錦屏電廠、兩河口管理局等)進行需求調(diào)研、匯總編寫需求分析文檔并請雅礱江公司總部主管部門和相關二級單位共同進行評審，以此確認開發(fā)工作需求基線。在此基礎上，對需求變更進行控制，確定需求變更控制過程，進行需求變更影響分析，評估每項選擇的需求變更，以確定它對項目計劃安排和其它需求的影響。在需求交流和調(diào)研過程中，做好交流記錄和需求分析文檔確認，做到需求來源和需求變更有據(jù)可依。

3．3溝通管理

針對數(shù)字雅礱江三維可視化集成平臺源系統(tǒng)多、協(xié)同難度大的情況，在項目啟動前梳理項目涉及到的各管理信息系統(tǒng)和涉及的各組織機構，結合項目研發(fā)進度計劃形成項目進展線，有效的對項目各階段的溝通內(nèi)容進行梳理，如圖3所示;在項目建設進行過程中，按照項目進展線的計劃，與工程建設管理信息系統(tǒng)、兩河口大壩施工質(zhì)量實時監(jiān)控系統(tǒng)、電站電力二次系統(tǒng)、電力生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、大壩安全信息管理系統(tǒng)、水調(diào)自動化系統(tǒng)、流域梯級水庫風險調(diào)度決策支持信息系統(tǒng)、流域征地移民信息管理決策支持信息系統(tǒng)、流域環(huán)保水保信息管理決策支持信息系統(tǒng)以及流域公共安全信息管理決策支持信息系統(tǒng)實施方交流數(shù)據(jù)情況，確認數(shù)字雅礱江三維可視化集成平臺表現(xiàn)的專業(yè)數(shù)據(jù)來源，并通過高效的溝通實現(xiàn)數(shù)據(jù)接口的內(nèi)容和方式確認。

3．4研發(fā)管理

結合項目實施的特點，在數(shù)字雅礱江三維可視化集成平臺項目實施中引入敏捷開發(fā)模式，提高產(chǎn)品研發(fā)和項目實施的質(zhì)量和效率，實現(xiàn)研發(fā)過程的進度和質(zhì)量管理。敏捷開發(fā)操作流程如圖4所示。敏捷開發(fā)管理應用的主要流程為:在項目(產(chǎn)品)啟動階段，應制定總體計劃并明確里程碑節(jié)點，并作為整個敏捷開發(fā)的總控階段;根據(jù)產(chǎn)品化思路，將類似項目納入到同一個產(chǎn)品線進行開發(fā)，一個產(chǎn)品線有且只有一個敏捷開發(fā)團隊;項目經(jīng)理作為產(chǎn)品和用戶之間的唯一接口人，負責收集用戶需求和迭布版本的現(xiàn)場部署;不同項目收集的需求進入到統(tǒng)一的產(chǎn)品backlog，由產(chǎn)品經(jīng)理(PO)根據(jù)實際情況確定優(yōu)先級;在一個迭代周期內(nèi)，PO接收到的新的需求放入backlog但不影響團隊正常的迭代工作，項目經(jīng)理接收到的用戶需求變更后以月為單位反饋給產(chǎn)品負責人，新需求可納入下一個迭代周期;迭代版本后，對《需求規(guī)格說明書》和《總體設計報告》進行更新。

4結論

在數(shù)字流域已成為水電行業(yè)研究熱點的時代背景下，通過對大型數(shù)字流域可視化集成平臺特點分析和開發(fā)管理特點探討，并依托數(shù)字雅礱江三維可視化集成平臺展開研發(fā)項目管理實踐，從技術風險管理、需求管理、溝通管理和研發(fā)管理等幾方面探討大型數(shù)字流域可視化集成平臺建設項目管理，確保了數(shù)字雅礱江三維可視化集成平臺研發(fā)項目順利開展，促進了數(shù)字工程核心競爭力、雅礱江流域開發(fā)建設的管理與決策效率的提升。本文研究的大型數(shù)字流域可視化集成平臺建設項目管理，解決了數(shù)字工程和數(shù)字流域項目高效建設的管理難題，將推動中國水電工程建設管理水平的提升。

作者：鐘桂良 邱向東 尹習雙 單位：中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司

參考文獻:

［1］倪維東，葛來龍，朱桂權．淺談數(shù)字化水電站及其實現(xiàn)方案［J］．裝備制造技術，2010(11):92－93，96．

篇6

（赤峰學院 資源與環(huán)境科學學院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

摘 要：地下管網(wǎng)是城市賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎，是城市基礎設施的重要組成部分，本文主要闡述了GIS的原理及其在城市地下管道網(wǎng)絡中的應用，并結合敖漢旗地下管線的管理的現(xiàn)狀，以敖漢旗的地下給、排水管線為研究對象，進行三維地理信息系統(tǒng)在城市管網(wǎng)系統(tǒng)中的應用研究.

關鍵詞 ：地理信息系統(tǒng)；地下管網(wǎng)；敖漢旗

中圖分類號：P208文獻標識碼：A文章編號：1673-260X（2015）02-0056-02

地下管線是城市基礎設施的重要組成部分，是城市賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎[1].城市管網(wǎng)系統(tǒng)的合理建設及科學的管理是保證現(xiàn)代化城市可持續(xù)發(fā)展的必要條件.隨著社會的發(fā)展與進步和當前我國城市化水平的不斷提高，基礎建設發(fā)展迅猛，地下管網(wǎng)體系越來越大，管理的復雜程度也在逐年增加.地下管網(wǎng)的管理經(jīng)歷了從手工到信息化的發(fā)展過程，地下管網(wǎng)管理應用三維地理信息系統(tǒng)，不僅能改變以往管網(wǎng)靠圖紙來管理的局面，而且以計算機形式取代了以往復雜繁瑣的手工操作形式，從而提高了生產(chǎn)效率.三維地理信息系統(tǒng)可真實再現(xiàn)地下管網(wǎng)的地形特點，為我們?nèi)媪私獬鞘械叵鹿芫W(wǎng)的環(huán)境提供一個理想的空間支撐，可極大地提高城市地下管網(wǎng)的建設和管理水平，從而全面實現(xiàn)城市地下管網(wǎng)管理工作的數(shù)字化，為更好地促進城市地下管網(wǎng)的發(fā)展奠定基礎.

1 研究背景

1.1 虛擬現(xiàn)實技術

虛擬現(xiàn)實技術是利用三維圖型生成技術、多傳感交互技術以及高分變率顯示技術并伴隨多媒體技術而發(fā)展起來的計算機新技術，由此生成了三圍逼真的虛擬環(huán)境，用戶需要通過特殊的交互設備才能進入此虛擬環(huán)境中，由此可知虛擬現(xiàn)實技術與計算機技術存在著緊密的關系，并且在很大程度上推動了計算機技術的發(fā)展.虛擬現(xiàn)實技術的基本特征是：“多感知性”、“沉浸感”、“交互性”、“自主性”[3].

1.2 城市地下管網(wǎng)系統(tǒng)介紹

地下管線由給水、排水、燃氣、熱力、電力、電信和工業(yè)管道七大類型組成各類管線縱橫交錯地分布在城市地下空間，構成了復雜的地下管線空間體系[7].

城市地下管網(wǎng)是一個城市非常重要的基礎設施，是城市賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎，它擔負著能源輸送，信息快速傳遞等工作，因此城市地下管網(wǎng)為現(xiàn)代化城市進行高效率、高質(zhì)量的發(fā)展提供了有利的條件.因此，分析和準確的掌握城市地下管網(wǎng)的現(xiàn)狀，可為現(xiàn)代化城市的建設管理及規(guī)劃提供不可或缺的基礎信息資料.

早期，二維圖形管理系統(tǒng)是主要的的地下管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)，其缺乏直觀性，無法表現(xiàn)管線之間的空間關系.在國內(nèi)外競相開發(fā)三維數(shù)碼城市背景下，地下管網(wǎng)作為城市極其重要的組成部分，建立功能強大且操作便捷的三維地下綜合管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)已經(jīng)成為當務之急.所以將三維地理信息系統(tǒng)引入到城市地下管網(wǎng)中具有重要的意義，它對城市地下管網(wǎng)信息可視化和建立的虛擬環(huán)境及交互能力都帶來了極大的作用，同時也為城市地下空間開發(fā)問題的正確判斷、分析提供大量的信息.

2 三維地理信息系統(tǒng)在城市地下管網(wǎng)中的應用

2.1 應用現(xiàn)狀

三維地理信息系統(tǒng)技術作為城市建設的關鍵技術之一，是一種動態(tài)的可視化技術.在實現(xiàn)虛擬場景中觀察地下管線的規(guī)劃布局和空間設計的過程中，三維地理信息系統(tǒng)為布局規(guī)劃、建設與管理提供了一種全新的輔助技術手段和方法.隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市的建筑，道路，交通設施的增長速度越來越快，并進入了成倍的增長的趨勢，其中的各類管線是能源、信息、物資等的重要傳輸者，對城市的基礎設施建設具有重要的意義，同時是城市賴以生存和發(fā)展的生命線.

2.2 存在的問題

研究開發(fā)的部分三維管網(wǎng)信息系統(tǒng)不是真正意義上的三維系統(tǒng)，它沒有給出真三維空間模型，只是給出了相對簡單的三維走向圖.

作為地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)開發(fā)中的核心技術——地下管網(wǎng)的建模技術研究相對落后，還主要基于手工建模及基于標準連接件的半手工建模，將研究的重點放在了如何建立標準模型庫和管線定位方面，沒有實現(xiàn)三維管網(wǎng)的自動建模[14].對城市地下管網(wǎng)的建模采用現(xiàn)有的建模方式不僅實用化推廣難度大、時間長、精度差、錯誤多，而且消耗大量的人力、物力、財力等給人們的經(jīng)濟設施帶來一系列的麻煩.三維管網(wǎng)模型的構建相對比較復雜，使得系統(tǒng)顯示效果差并且顯示速度慢，對計算機硬件資源需求過高.地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集難度比較高，投入巨大，而且耗費的時間較長，數(shù)據(jù)采集由測量環(huán)境、測量人員的技術水平以及測量工具的精確度、等多種因素共同決定的，其測量所得的數(shù)據(jù)存在著一定的誤差.很多系統(tǒng)只有三維圖形的顯示，而其三維場景交互性不強，且不能在三維漫游場景中實現(xiàn)分析與查詢，同時也不能滿足用戶的三維可視化交互式的操作.

3 三維地理信息系統(tǒng)在敖漢旗地下管網(wǎng)系統(tǒng)中的應用

3.1 現(xiàn)狀及存在的問題

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程的加快，在市政建設中，由于自然或人為的因素，導致地下管網(wǎng)系統(tǒng)存在著一系列的問題.

3.1.1 規(guī)劃滯后

敖漢旗這個小城鎮(zhèn)基本沒有形成一個完整、清晰的市政規(guī)劃體系，而且很少有市政地下管網(wǎng)專項規(guī)劃政策.與此同時，市政專項規(guī)劃與城市用地規(guī)劃存在著脫節(jié)的現(xiàn)象.市政專項規(guī)劃同城市其他專項規(guī)劃缺乏協(xié)調(diào)統(tǒng)一且矛盾百出.市政專項規(guī)劃，特別是地下管網(wǎng)的編制深度及技術規(guī)定非常薄弱，甚至基本為空白缺項.長期以來導致“重地上，輕地下”的不良的結果.

3.1.2 不合理的建設，造成人、物、財力的浪費

由于管線運營單位自行主導各管線的建設規(guī)模和建設時間，從而沒有合理的處理各管線之間與城市規(guī)劃、建設的協(xié)調(diào)一致性.由于管線不祥、資料不全，在建設施工中，尤其是城市道路拓寬改造中經(jīng)常造成管線的破壞、挖斷，造成停水、停電、停氣、通訊中斷等，給城市生活帶來諸多不便和重大損失.[15]

3.2 應用研究與展望

在地下管網(wǎng)項目全面展開前需要嚴格按照科學的系統(tǒng)的工程管理方法來進行系統(tǒng)設計，尤其是在空間數(shù)據(jù)的組織、數(shù)據(jù)庫的設計和空間數(shù)據(jù)的模型的建立方面需要充分的調(diào)研，精心的設計和不斷的測試改進.

實現(xiàn)信息多元化的應用[19].在此基礎上建立三維信息平臺，并將基礎地理信息矢量數(shù)據(jù)在三維場中疊加，同時基于真實地理環(huán)境的瀏覽，直觀的對城市地下管網(wǎng)進行管理，并進行虛擬城市地下管網(wǎng)的模擬，從而生動模擬再現(xiàn)地下管網(wǎng)的實景狀況.與此同時將三維場景中剖面、側面、選定區(qū)域坡度、關鍵點、最高點坐標、最低點坐標等分析與二、三維聯(lián)動結合，從三維系統(tǒng)中發(fā)出指令，在二維系統(tǒng)進行分析，并提交報表，估算城市地下管網(wǎng)的實時情況；并利用GIS的空間分析功能實現(xiàn)統(tǒng)計分析、可視域分析和三維飛行瀏覽等功能，進行城市地下管網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫的快速定位查詢、統(tǒng)計分析.

參考文獻：

（1）陳子輝.虛擬三維地下管網(wǎng)建模技術研究與實現(xiàn)[D].天津大學，2009.

（2）高天迎.地下管網(wǎng)虛擬漫游系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D].天津大學，2006.

（3）彭世紅.淺談地理信息系統(tǒng)在地下管道管理中的應用.浙江樹人大學，2003，9（5）

（4）穆森.基于gis的城市地下管網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)的設計[D].中北大學，2007.

（5）陶國強，吳良才，李大軍.城市地下管線三維模型的實現(xiàn)[J].東華理工學院測量系，2005，12（6）.

（6）丁國麗.基于gis的地下管網(wǎng)的三維表達與管理[D].西安科技大學，2011.

（7）陶青.淺析中小型城市地下管網(wǎng)集約化建設.福建省南平市市政工程管理處，2010，4（17）.

（8）陳靚，趙冬玲.三維可視化地理信息系統(tǒng)在校園地下管線管理中的應用綜述[J].中國農(nóng)業(yè)大學信息與電氣工程學院，2006（1）.

篇7

關鍵詞：城市測繪；信息化測繪技術；信息化測繪體系

引言

城市測繪是現(xiàn)代城市建設工作的重要基礎要件之一。它為城市管理者進行城市規(guī)劃和建設提供基本的地理信息保障服務。城市測繪是一門綜合多種技術應用的工程學科。隨著科學技術的不斷發(fā)展，城市測繪工作也在不斷前進，測繪方法、途徑、工具、范圍和質(zhì)量都發(fā)生了巨大變化，呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展格局。作為現(xiàn)代科學技術的一個重要特征，信息化也已經(jīng)進入城市測繪的領域，并發(fā)展出較為完善的城市測繪信息化體系。城市測繪正由傳統(tǒng)的測繪方式向數(shù)字化、信息化的方向飛快發(fā)展著，在國民經(jīng)濟建設和國防安全各個方面發(fā)揮出不可估計的積極作用。

1 城市測繪信息化技術介紹

城市測繪信息化技術是在傳統(tǒng)城市測繪技術的基礎上，融合了現(xiàn)代化信息技術手段，范圍包括信息測繪的采集、分析、整理以及最后的輸出全過程。藉由信息技術大幅提高地理信息采集和處理效率及質(zhì)量水平。在城市測繪信息化的推動下，我國城市測繪工作實現(xiàn)了巨大的進步，各個方面得以完善及改進，下面對常見的幾種城市測繪信息化技術進行簡要介紹。

1.1 地理信息服務可視化技術

城市測繪的基本目的是為了獲取城市位置附近的地理、地質(zhì)信息。而這些信息內(nèi)容往往都是呈連續(xù)性的，彼此間存在著共性和聯(lián)系。所以以之為研究對象的城市測繪工作過程中也會出現(xiàn)類似或相同的地方。隨著城市發(fā)展水平的不斷提高，人們對于城市測繪的成果要求也越來越高，城市測繪的用途也越來越廣泛。將地理測繪的結果應用到不同領域中，為多種用途服務，是現(xiàn)代測繪技術的一個重要發(fā)展方向。為此，就必須實現(xiàn)城市測繪在各個領域中成果的融合和通用性，通過可視化技術，城市測繪取得的地理信息得以在不同方面提供服務。目前可視化技術已經(jīng)成為城市測繪的一項基本技術手段。

1.2 全球定位技術和測繪儀的應用

測繪儀是當前城市測繪工作中的主要測繪設備，廣泛應用于城市測量的各個業(yè)務領域。過去的測繪儀單純是種模擬設備，進入新世紀，在高科技的支持下，測繪儀多次升級換代，已經(jīng)成為具有高度的自動化、智能化的先進設備。使用測繪儀，可以大幅縮短取得可用數(shù)據(jù)的工作周期，工作效率大幅提高。全球定位系統(tǒng)是現(xiàn)代衛(wèi)星技術發(fā)展的一個成果。通過GPS技術，測繪人員可以迅速、準確地取得城市的周邊和外形信息，為城市測繪工作的實施提供了有力支持。

1.3 地理信息標準化技術

城市測繪工作的工作內(nèi)容主要是對城市地區(qū)地理空間數(shù)據(jù)的分析和采集。獲取、管理、輸出的信息量極為龐大。采用標準化技術，可以使得大量信息在城市測繪工作的各個環(huán)節(jié)，乃至不同領域的應用之間實現(xiàn)通用，避免了不同標準下的信息轉換環(huán)節(jié)，保證了信息處理的速度，降低不同領域間信息使用的難度。城市地理信息標準化技術的實現(xiàn)是基于對基礎理論的充分了解以及對內(nèi)部規(guī)律的準備把握的基礎上而實施的，隨著城市測繪技術在國家經(jīng)濟建設和社會發(fā)展中發(fā)揮的作用的增大，人們對于城市測繪標準化技術的重視也越來越高。海量資源的投入，推動了我國測繪技術的快速發(fā)展。

1.4 攝影測量和遙感技術

攝影測量是城市測繪技術的有效補充，在推動城市測繪工作中起著不可低估的巨大作用。伴隨著科技水平的提高，攝影技術也在不斷發(fā)展，當前的攝影測量已經(jīng)是城市測繪各個方面，特別是災害預報、大型地理信息獲取方面不可替代的重要保證技術，是城市信息化測繪體系有機組成部分。

1.5 移動計算技術

城市測繪一般都在野外進行。要取得全面的地理信息，就要在不同地點進行測繪作業(yè)。在整個測繪過程中，作業(yè)地點往往是一直變化的。這就給移動計算技術提出了要求。地理測繪移動計算技術能夠滿足城市測繪系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新和調(diào)度的需求，隨著技術的不斷完善，移動計算技術必將推動城市測繪地理信息應用模式的改變。

2 城市測繪信息化體系

隨著技術水平的提高、實踐的深入和功能的細化，城市測繪信息化已經(jīng)呈現(xiàn)出體系化的特點。下面就對城市測繪信息化體系相關內(nèi)容進行簡要介紹。

2.1 現(xiàn)代測繪基準體系

現(xiàn)代測繪基準體系主要為城市建設提供空間方面的信息獲取、確認和共享方面的保障服務。該體系是在傳統(tǒng)的大地測量技術基礎上融合了現(xiàn)代科技，進一步進行整合與發(fā)展，針對城市建設、規(guī)劃方面的需求，進行動態(tài)信息服務。現(xiàn)代測繪基準體系主要包括衛(wèi)星定位服務、城市GPS覆蓋網(wǎng)、水準網(wǎng)、大地水準面四個分系統(tǒng)，各系統(tǒng)緊密結合，彼此相互應證，使城市測量的精確程度達到一個極高的水平，保障了城市測繪工作的效率和質(zhì)量。

2.2 地理信息實時獲取體系

當前，城市建設的規(guī)模越來越大，城市的建設和正常運行對于城市測繪提供的信息服務要求也越來越高。地理信息實時獲取體系就是針對人類活動對地理信息的實時獲取需求而設立的。地理信息實時獲取系統(tǒng)的運行需要綜合使用多種先進技術，比如航空遙感技術、激光掃描技術、低空攝影測繪技術等。其中航空遙感技術是城市測繪實時信息的最主要來源，激光掃描技術用來構件城市三維模型，低空攝影測繪技術則負責局部地區(qū)的具體信息的動態(tài)采集工作。

2.3 地理信息快速處理系統(tǒng)

由于城市規(guī)模的擴大和測繪信息應用范圍的增加，城市測繪系統(tǒng)所處理的信息量是極為龐大的，這就給測繪系統(tǒng)的信息處理能力提出了較高的要求。針對這一需求，城市測繪地理信息快速系統(tǒng)被開發(fā)出來。該系統(tǒng)將城市測繪內(nèi)外作業(yè)連成一體，簡化了信息處理環(huán)節(jié)，降低了信息處理難度，實現(xiàn)了跨比例信息的綜合利用，提高了信息處理速度，使得測繪信息的使用和管理更加靈活。

3 結束語

城市測繪信息化系統(tǒng)是現(xiàn)代社會城市建設發(fā)展乃至正常運行的重要基礎保障之，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、防災預警等方面發(fā)揮著不可替代的作用。當前我國正處于經(jīng)濟發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設的關鍵時期，對于城市地理信息的需求極為龐大。各級政府和相關單位要充分認識到城市測繪在城市建設安全保障方面的重要意義，加大資源投入，加快城市測繪信息化體系建設開拓創(chuàng)新，不斷推動我國城市測繪信息化建設，進而為國家經(jīng)濟建設和社會發(fā)展保駕護航。

參考文獻

[1]羅名海.測繪信息化建設推動城市測繪技術發(fā)展[J].科技風，2012.

篇8

【關鍵詞】多元數(shù)據(jù)集中體；多元數(shù)據(jù)融合；多元數(shù)據(jù)挖掘

multiple data fusion and mining technologies

yang li-li

（shihezi city， town and country planning service center （survey measuring stations） shihezi xinjiang 832000）

【abstract】multiple data fusion and mining is a very attractive technology development and applications. the effective application of true three-dimensional multivariate data will likely provide new technical tools for planning and design industries. the potential ability of multivariate data mining applications in many fields of real estate management， real estate mapping， architectural design， also have similar.

【key words】multivariate data set body；multivariate data fusion；multivariate data mining

多元數(shù)據(jù)融合與挖掘是一個十分誘人的技術發(fā)展和應用領域。多元數(shù)據(jù)簡單的疊加，有限的關聯(lián)已經(jīng)將地理信息從符號化、抽象化、專業(yè)化的枯燥表達方式中解脫出來，凸顯出可視化、人性化、自然化的新特征。

1. 多元數(shù)據(jù)的集中體現(xiàn)——數(shù)字地圖

（1）電子地圖可理解為數(shù)字地圖。數(shù)字地圖是存儲在計算機的硬盤、軟盤、光盤或磁帶等介質(zhì)上的數(shù)字化地圖，地圖的內(nèi)容是通過數(shù)字來表示的，它需要通過專用的計算機軟件對這些數(shù)字進行顯示、讀取、檢索、分析、修改、噴繪等。在數(shù)字地圖上可以表示的內(nèi)容和信息量遠遠大于普通的常規(guī)地圖。

（2）數(shù)字地圖是一種“活”的地圖。數(shù)字地圖可以非常方便地將各種或一種普通地圖或?qū)I(yè)（專題）地圖的內(nèi)容進行任意形式的要素分層組合、拼接、增加、刪減等，形成新的實用地圖?？梢詫?shù)字地圖進行任意比例尺、任意范圍的放大、縮小、裁切和繪圖輸出等。數(shù)字地圖繪制圖時間較常規(guī)制圖方法可以大規(guī)?？s短。數(shù)字地圖可以十分方便地與衛(wèi)星遙感影像、航空像片、其他電子地圖和其他信息數(shù)據(jù)庫進行整合、擬合、掛接顯示等，生成各種類別的新型地圖。

（3）數(shù)字地圖種類很多，如數(shù)字線劃地圖（dlg）、數(shù)字柵格地圖（drg）、數(shù)字建筑模型圖（dbm）等。到目前為止，這些數(shù)字化的圖形信息構成空間地理信息多元數(shù)據(jù)的主體，未來可能還會有很大的發(fā)展和變化。

2. 多元數(shù)據(jù)融合

（1）目前比較普及的簡單融合方式有：數(shù)字線劃地圖、數(shù)字柵格地圖、數(shù)字遙感正射影像圖（dom）、數(shù)字地面高程模型圖（dem）和數(shù)字紋理圖（ds）之間兩種或兩種以上的數(shù)據(jù)融合。簡單融合的標志是，各種數(shù)字地圖之間只做簡單的疊加和顯示，除了在圖形坐標配準方面存在簡單關系之外，各種數(shù)字地圖間不必存在或不注重其他的關系，簡單融合的主要目的是瀏覽。

（2）當前已經(jīng)出現(xiàn)的多元數(shù)據(jù)復雜融合方式有：數(shù)字線劃地圖、數(shù)字柵格地圖、數(shù)字遙感正射影像圖、數(shù)字地面高程模型圖、數(shù)字建筑模型圖、數(shù)字管線題圖（dpm）、數(shù)字紋理圖和數(shù)字專題地圖（dmo）之間多種數(shù)據(jù)的融合。復雜融合的標志是，除了在地圖坐標配準方面各種數(shù)字地圖建立關系外，部分相關數(shù)字地圖之間建立了拓撲關系、位置關系和屬性關系。復雜融合不僅滿足人們對地理信息的視覺要求，而且借助前述關系，為實現(xiàn)某些傳統(tǒng)gis系統(tǒng)的管理和分析功能奠定了三維或多維數(shù)據(jù)基礎。

3. 多元數(shù)據(jù)挖掘

3.1 地理信息是空間化的信息，面向空間信息的數(shù)據(jù)挖掘是一個正在探討和研究的新的技術和理論研究領域。本文僅提出一些應用的可能的潛在前景供探討。

3.2 符號化、專業(yè)化、非可視化、三維方式表達地理信息，是到目前為止城市空間地理信息存在的主流方式。但多元數(shù)據(jù)除了已知的簡單融合、復雜融合，還有更多、更深、更高、更廣的應用前景，尤其是復雜融合存在巨大的應用潛力，亟待挖掘。

3.2.1 規(guī)劃管理與多兀數(shù)據(jù)。

以多元數(shù)據(jù)表達的真三維數(shù)字地圖，如果能夠突破地理信息二維表現(xiàn)方式的局限，現(xiàn)存的城鄉(xiāng)規(guī)劃管理信息系統(tǒng)，將會發(fā)生革命性的變革。

三維的地理信息表現(xiàn)方式，對規(guī)劃管理行業(yè)的管理方式和行為方式帶來根本性的沖擊。城鄉(xiāng)規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的報建、勘察、審核、批復、監(jiān)察、存檔、公告等一系列的作業(yè)流程都將受到深刻影響。在報建階段將要求所有的報建單位提供真三維的地圖信息，至少要求報建單位具備三維數(shù)字地圖的瀏覽能力，甚至引發(fā)施工單位對三維地圖的瀏覽和轉化為施工圖的能力；在現(xiàn)場勘察階段將為現(xiàn)場的規(guī)管人員提供真三維的數(shù)字地圖，現(xiàn)場勘察人員以真三維地理信息與報建單位交流方便快捷準確易理解，并且杜絕歧義；在審核和批復階段規(guī)劃局內(nèi)將共享真三維的地理信息，規(guī)劃審核和批復工作面對真三維的地理信息對象，可以節(jié)省大量的設計意圖理解交流、復雜計算對比和會議討論等繁復環(huán)節(jié)；在規(guī)劃監(jiān)察和存檔階段將為規(guī)劃監(jiān)察人員提供真三維的數(shù)字地圖，依托真三維的數(shù)字地圖規(guī)劃監(jiān)察和監(jiān)察目標跟蹤的效率、準確性和時效性都將有較大提高；真三維數(shù)字地圖將在規(guī)劃方案公告和宣傳方面發(fā)揮不可比擬的作用，廣大市民可以直觀、真實地理解基于多元地理信息的規(guī)劃成果和方案，提出中肯的建議和意見。真三維多元數(shù)據(jù)表現(xiàn)的數(shù)字地理信息介入城鄉(xiāng)規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的最終結果可能是，精簡管理流程、改變內(nèi)部管理權力結構、業(yè)務處理工程更加透明、民眾參與可能性空間提高、報建和規(guī)劃方案執(zhí)行單位技術手段同步改善等。

3.2.2 規(guī)劃設計與多元數(shù)據(jù)。

（1）現(xiàn)存的規(guī)劃設計提供的城鄉(xiāng)規(guī)劃設計方案，以不同的技術手段滿足不同的設計目標。以cad輔助設計技術制作平面圖，滿足規(guī)劃審查的項目平面布置規(guī)劃要求。以photoshop等三維建模和渲染技術手段，制作三維渲染圖，滿足規(guī)劃審查項目可視化的要求。在這種作業(yè)模式下，產(chǎn)生兩個方面的弊端：一是數(shù)據(jù)不一致；二是數(shù)據(jù)不能融合。

（2）真三維多元數(shù)據(jù)的有效應用將可能為規(guī)劃設計行業(yè)提供嶄新的技術手段。假定規(guī)劃設計的cad數(shù)據(jù)、三維建模數(shù)據(jù)與規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的二維gis數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)有機融合，將給我們帶來廣闊的應用想象空間。例如，規(guī)劃設計方案的二維修改可以實時地轉化為三維景觀表現(xiàn)；對三維景觀的修改可以實時地轉化為二維設計方案；規(guī)劃設計方案的數(shù)據(jù)基于二維gis、數(shù)字影像等真實、現(xiàn)勢的多元數(shù)據(jù)背景，會提高規(guī)劃設計的效率和準確性；在多元數(shù)據(jù)的支撐下，規(guī)劃設計方案的設計和修改可以在空間立體的數(shù)據(jù)環(huán)境中進行，這意味著新方案或修改方案的道路環(huán)境、管線環(huán)境、綠地環(huán)境、地形環(huán)境匹配，甚至添挖方試算等都可以一體化處理，規(guī)劃結果達到三維景觀一目了然，最終使規(guī)劃設計從多元數(shù)據(jù)分離、背景數(shù)據(jù)匱乏、方案量算復雜、表現(xiàn)形式單調(diào)的限制中解脫出來，以一種三維、快捷、動態(tài)的全新方式替代二維、復雜、靜態(tài)的傳統(tǒng)方式。

總之，多元數(shù)據(jù)在規(guī)劃設計領域的挖掘意義十分巨大。不僅如此，多元數(shù)據(jù)挖掘的潛在能力在房產(chǎn)管理、房產(chǎn)測繪、建筑設計等多個應用領域也有異曲同工之處。

參考文獻

[1] 劉菊 2002 試論城市地理信息系統(tǒng)建設，科技情報，35（3）：46～47.

[2] 齊同軍 2003 城市規(guī)劃信息化研究與實踐.

篇9

[關鍵詞]地理大數(shù)據(jù)圖形化應用策略

[中圖分類號]G633.55[文獻標識碼]A[文章編號]16746058（2016）340109

大數(shù)據(jù)時代到來了，地理信息技術是大數(shù)據(jù)時代的產(chǎn)物，是地理學科發(fā)展的新領域，地理大數(shù)據(jù)也隨之進入我們的視野。所謂地理大數(shù)據(jù)，不是簡單的地理數(shù)字，而是以數(shù)據(jù)形式保存的所有地理信息資源的總稱。地理大數(shù)據(jù)是豐富多樣的，或直接或間接地表達著地理信息，由地理大數(shù)據(jù)應用帶來的新成果正不斷地涌現(xiàn)。

對大多數(shù)人來說，地理大數(shù)據(jù)應用已不算是新事物。城市電子地圖，讓身在城市或向往城市的人們，輕點鼠標，就可以輕松流暢地、或詳細或簡單地、或放大或縮小地查閱，所求目標盡在眼前。截屏技術又讓成果可以隨時截取與保存。谷歌街景的地理信息展現(xiàn)方式令人耳目一新，立體的場景，讓人如同身臨其境的實物影像，連接著虛擬世界與現(xiàn)實空間。谷歌地球成為數(shù)字地球研制成功的典型案例，使用者趨之若鶩，用之得心應手者也不少。以數(shù)字地圖為基礎的汽車導航技術進入日常生活，有一族驚奇地發(fā)現(xiàn)自己越來越喜歡導航的便捷與準確。所有這些都是地理大數(shù)據(jù)獲得與應用的新成果、新貢獻。

地理數(shù)據(jù)海量化早已引起極大關注，其可視化應用在IT領域的研究成果是有目共睹的。與地理教育教學相結合的地理數(shù)據(jù)獲得與保存，也已受到教師們的關注，但在教學實踐中實現(xiàn)圖形化應用還多處于初始階段，是值得我們深入探索的新領域。對于教育教學工作者而言，地理大數(shù)據(jù)圖形化的技術不足是限制性因素之一。但是大力挖掘積累地理大數(shù)據(jù)，提高地理大數(shù)據(jù)的應用效益，是網(wǎng)絡時代給予我們的難得機遇。地理數(shù)據(jù)圖形化就是應用地理大數(shù)據(jù)有效的方法之一。

一、地理大數(shù)據(jù)圖形化的含義

地理大數(shù)據(jù)圖形化是指將地理信息數(shù)據(jù)轉換為人們?nèi)菀桌斫獾膱D形圖像。隨著計算機圖形、圖像技術的飛速發(fā)展，人們現(xiàn)在已經(jīng)可以用豐富的色彩、動畫技術、三維立體顯示及仿真等手段，形象地表現(xiàn)各種地形特征。

二、地理大數(shù)據(jù)圖形化在應用中存在的問題

對于地理教師來說，地理大數(shù)據(jù)圖形化應用要在教學中實施，服務于教學實踐，用教學成果來檢驗。地理大數(shù)據(jù)圖形化的應用既是培養(yǎng)學生的需要，也能夠促進教師專業(yè)發(fā)展，讓師生的學科核心素養(yǎng)更好地形成與提升。

地理大數(shù)據(jù)圖形化過程是多途徑的，圖形化的成果是多彩的，應用效果也是各不相同的。我們享受大數(shù)據(jù)時代新成果的同時，也會發(fā)現(xiàn)地理大數(shù)據(jù)圖形化應用仍存在一些問題。

1.專業(yè)性強，不易操作

地理大數(shù)據(jù)圖形化應用是可視化創(chuàng)作的過程，專題性強，有的技術要求高，甚至對地理教師的信息技術提出不可勝任的挑戰(zhàn)。面對龐雜的地理大數(shù)據(jù)，找不到規(guī)律，圖形化時無能為力，可尋求信息技術人員相助，自身不必勉強，免得投入多，收獲少，得不償失。

不同圖形比較分析是地理信息應用常見方式。相比較者應該是同類型圖像資料，非同類相比顯然無意義，這樣的地理數(shù)據(jù)圖形化反而是畫蛇添足，還是直接引用原始數(shù)據(jù)更合理。

2.在應用中不同的個體應用標準不一樣

中學地理課程標準中對地理信息技術要求不高。不同學校在信息技術軟硬件、信息技術人員配備、網(wǎng)絡覆蓋程度等方面各不相同，實現(xiàn)地理大數(shù)據(jù)圖形化的目標也不能一刀切。

在大數(shù)據(jù)時代，地理大數(shù)據(jù)圖形化應用的前景很美好，它將更好地促進教師專業(yè)素質(zhì)的發(fā)展，也將更高效地為教育教學服務。

三、地理大數(shù)據(jù)圖形化的應用策略

地理大數(shù)據(jù)圖形化可視應用的基礎是有充足的優(yōu)質(zhì)地理數(shù)據(jù)資源。大數(shù)據(jù)時代的到來已實現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源的積累，與地理教育教學相結合的圖形化應用就有了良好的基礎。所謂的圖形化，是指變地理大數(shù)據(jù)為地理圖表資源的過程，是在改變中應用，在應用中檢驗圖形化效果，是力求不斷完善提高的過程。它是一個創(chuàng)作過程，也是一個數(shù)據(jù)再加工過程。

1.在地理試題命制中的應用

地理大數(shù)據(jù)圖形化在地理試題命制中應用可以開拓試題命制的素材來源，可以實現(xiàn)地理大數(shù)據(jù)創(chuàng)新式的可視化運用，可以促進地理試題原創(chuàng)作品的產(chǎn)生。數(shù)據(jù)圖形化應用的試題命制方法，依托龐大的地理數(shù)據(jù)資源庫設計地理圖表，創(chuàng)設新穎的命題角度，實現(xiàn)了創(chuàng)新型試題命制的愿望。

2.在地理教育評價中的應用

地理教育評價隨著網(wǎng)閱方式興起，需要更新評價方式。網(wǎng)閱數(shù)據(jù)產(chǎn)生是現(xiàn)代地理試卷網(wǎng)閱評改新方式的產(chǎn)物，網(wǎng)閱數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡時代地理教育評價新成果，但是網(wǎng)閱大數(shù)據(jù)利用率低的問題十分突出。一方面網(wǎng)閱數(shù)據(jù)精細化程度超出許多教師關注范圍，另一方面地理教師達不到全面完全應用的水平。把網(wǎng)閱數(shù)據(jù)圖形化在質(zhì)量分析中應用于評價，就會實現(xiàn)由枯燥大數(shù)據(jù)轉變成可視化評價圖表，可以解決網(wǎng)閱大數(shù)據(jù)有效利用的問題，是與時俱進的措施，可以實現(xiàn)地理網(wǎng)閱大數(shù)據(jù)運用效益的最大化，使其免被束之高閣。

3.在地理微課創(chuàng)作中的應用

在地理微課創(chuàng)作中，圖表資料是關鍵要素，可通過地理大數(shù)據(jù)圖形化實現(xiàn)海量增加微課創(chuàng)作素材。通過微課作品可視化展示豐富多樣的地理信息，增強微課作品的吸引力，實現(xiàn)微課作品新的表達效果，避免數(shù)據(jù)資料的堆砌，拓展地理大數(shù)據(jù)資源的應用領域，體現(xiàn)地理學科特色，提高教師微課創(chuàng)作能力和水平，推動微課作品創(chuàng)新。

4.在地理課堂教學中的應用

地理大數(shù)據(jù)圖形化在教學中運用，可以很好地培養(yǎng)學生圖文轉換能力。地理學科的突出特色是圖像的認識與應用，圖形是地理語言的突出代表，圖形化體現(xiàn)地理學科特色。在教學過程中，地理顯性信息提取與應用能力培養(yǎng)易于實現(xiàn)，但隱性信息提取與應用能力的形成需要長期艱苦努力的磨煉，困難是明顯的，最好的方法是圖形化應用來幫忙。以地理大數(shù)據(jù)圖形化的直觀教學法，降低地理教學難度，培養(yǎng)學生圖文轉換能力和地理信息提取與應用能力。

地理大數(shù)據(jù)圖形化，是地理學科與信息技術整合的過程，完全不同于傳統(tǒng)手工繪圖作業(yè)，是應用恰當軟件功能實現(xiàn)地理數(shù)據(jù)圖形化的創(chuàng)作與應用，其應用領域是廣泛的，以上只是列出地理教學中常遇到的。

不論何時何地把地理大數(shù)據(jù)圖形化應用都不能離開評價系統(tǒng)的跟進。地理大數(shù)據(jù)圖形化在試題命制中應用，在微課創(chuàng)作中應用，在教育評價中應用，在教學實踐中應用是不是真正實現(xiàn)了理想的目標，能不能更好發(fā)揮大數(shù)據(jù)圖形化的效益，地理大數(shù)據(jù)圖形化策略落實到位程度等，有了評價系統(tǒng)支撐，才會讓教師們更明了。同時評價過程中獲得多樣評估數(shù)據(jù)轉化成圖表方式直觀表達，這也是圖形化，效果也更好

[參考文獻]

篇10

關鍵詞：矢量化；柵格化圖像；數(shù)據(jù)格式；細化

Abstract: This paper points out the several problems existing in map scanning vectorization process, and analyzes the causes. And combined with the need of map scanning automatic vectorization, the improvement and redesign are conducted, and a simple method of contour direction is proposed, which has some practical significance to avoid and reduce errors, and improve the vectorization project quality.

Key words: vectorization; rasterized image; data format; detailing

中圖分類號：K99文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

1 引言

地圖掃描矢量化是獲取數(shù)字化地圖數(shù)據(jù)的有效手段。傳統(tǒng)矢量化過程采用交互方式完成，這種方法相對于早期的手扶跟蹤數(shù)字化方法而言，不管是在效率，還是在京都方面，都有明顯的提高，但是由于仍然需要花費大量手工勞動，自動化度不是很高。

隨著地理信息系統(tǒng)（Geographic Informmation System,GIS）技術的飛速發(fā)展和數(shù)字地球的提出，空間數(shù)據(jù)在諸如航空、遙感、地質(zhì)、測繪、通訊、交通、水電、軍事、旅游、商業(yè)等不同領域展現(xiàn)出日益強大的生命力?？臻g數(shù)據(jù)采集已成為建立我國基礎地理信息產(chǎn)業(yè)的一項重要基礎工作。掃描矢量化因充分利用了現(xiàn)有的大量紙地圖，將繪圖人員從傳統(tǒng)的數(shù)字化儀描圖板前解放出來，同時利用了計算機高速智能化處理能力，從而成為目前國際上流行的一種全新的數(shù)據(jù)采集手段，但是在地區(qū)掃描矢量化的過程中，仍存在諸多問題有待解決。

1.1地理信息系統(tǒng)的組成

從系統(tǒng)論和應用的角度出發(fā)，地理信息系統(tǒng)被分為四個子系統(tǒng)，即計算機硬件和系統(tǒng)軟件，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，應用人員和組織機構。

（1）.計算機硬件和系統(tǒng)軟件：這是開發(fā)、應用地理信息系統(tǒng)的基礎。其中硬件主要包括計算機、打印機、繪圖儀、掃描儀、數(shù)字化儀等；系統(tǒng)軟件主要指操作系統(tǒng)。

（2）.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：系統(tǒng)的功能是完成對數(shù)據(jù)的存儲，它又包括幾何（圖形）數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫。事實上，幾何和屬性數(shù)據(jù)庫可以合二為一，即屬性數(shù)據(jù)存在以幾何數(shù)據(jù)中，這也是目前地理信息系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容之一。

（3）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：這是地理信息系統(tǒng)的核心，通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，可以完成對地理數(shù)據(jù)的輸入、處理、管理、分析和輸出。

（4）應用人員和組織機構：專業(yè)人員，特別是那些復合人才是地理信息系統(tǒng)成功應用的關鍵，二強有力里德組織是系統(tǒng)運行的保障。

1.2地理信息系統(tǒng)優(yōu)越的功能和特點

（1）分層的空間模型：GIS將顯示世界抽象為互相連接不同特征的層面組合，對不同專題的信息從邏輯上區(qū)分開來，一邊對數(shù)據(jù)分門別類地查詢。

（2）數(shù)據(jù)輸入、儲存、更新：GIS把要處理的信息分為兩類，第一類是反映事物的地理空間位置信息，稱為空間數(shù)據(jù)，也常稱為地理數(shù)據(jù)或圖形數(shù)據(jù)，第二類是與事物地理位置有關，反映事物其他特征的信息，可稱為專題屬性數(shù)據(jù)，也稱為屬性數(shù)據(jù)或非圖形數(shù)據(jù)。

（3）地物和屬性數(shù)據(jù)雙向查詢和分類：對空間數(shù)據(jù)進行快速搜索和復雜查詢以及按多種方式分類是GIS的看家本領，尤其是地物屬性數(shù)據(jù)雙向查詢更是獨樹一幟。

（4）綜合管理和分析：GIS可從空間位置的相互關系及其相關屬性進行綜合管理和綜合分析，如土地適宜性評價、項目選址、發(fā)展模擬、環(huán)境監(jiān)測、開發(fā)控制等?？臻g信息的查詢和分析是GIS與其他數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的主要區(qū)別。

（5）可視化表達輸出：GIS的操作結果通過可視化的地圖、影像、多媒體的方式加以直觀表達，這是GIS無與倫比的另一優(yōu)勢。

（6）輔助決策：數(shù)據(jù)集成、空間分析、可視化表達GIS堪稱最佳決策支持系統(tǒng)。

1.3地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取方式

目前，根據(jù)GIS數(shù)據(jù)來源的不同，GIS數(shù)據(jù)采集方法主要有原始的數(shù)據(jù)和派生的數(shù)據(jù)采集兩種。原始的數(shù)據(jù)采集主要是只從地面直接采集地理空間數(shù)據(jù)的方式，主要包括全數(shù)字野外測量、GPS測量、遙感圖片獲取、數(shù)字攝影測量等方法；而派生測量則是從已有地圖數(shù)據(jù)中采集地理空間數(shù)據(jù)，如掃描矢量化、手扶跟蹤矢量化等。無論哪種方法，獲取的都是自動制圖、建立數(shù)據(jù)庫和地理信息系統(tǒng)的基礎資料和數(shù)據(jù)。

2 地圖掃描矢量化

矢量化技術的研究始于上世紀70年代。常見的圖像矢量化算法有以下幾種：基于細化的方法、基于輪廓線的方法、基于Hough變換的方法、正交方向搜索法、基于網(wǎng)絡模式的方法、基于游碼的方法和基于稀疏像素的方法?，F(xiàn)有的這些算法均存在一定的局限性。目前，國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)了一些商品化的矢量化軟件，這些軟件在一定程度上可以進行掃描圖紙的矢量化。但普遍存在著畸變、誤識別嚴重，以及理解深度不夠，抗噪聲性差，矢量化的精度和速度都不高等問題，識別層次較低，離實用化還有很大的距離。

2.1地圖掃描矢量化的誤差來源

2.1.1掃描矢量化過程

掃描矢量化過程包括圖像與處理、矢量化跟蹤及圖形編輯。大致分為以下一些步驟：

（1）利用掃描儀獲得掃描地圖圖像。

（2）掃描圖像預處理：用掃描后所得的柵格圖像進行二值化、平滑及細化等一系列處理。

（3）屏幕數(shù)字化：及按照矢量跟蹤的基本算法進行矢量化操作，將柵格圖像存儲為數(shù)字格式，算法的效率直接關系到矢量數(shù)字地圖的精度和質(zhì)量。

（4）矢量化后處理：即對矢量化后所得的數(shù)字地圖進行精度和可靠性檢驗，對圖幅拼接、線化進行編輯和修改、加上注記等等。

2.1.2地圖掃描矢量化誤差主要來源

（1）材料變形誤差

材料變形誤差是由于圖紙存儲過程中受濕度和溫度影響而產(chǎn)生的。溫度不變的情況下，若濕度由0%增至25%，圖形的尺寸可能改變1.6%，即一張36英寸的圖紙因濕度變化而產(chǎn)生的誤差可能高達0.576英寸。并且圖紙的膨脹率和收縮率也不相同，即使溫度恢復原來的大小，圖紙也不可能恢復原來的尺寸?；诰埘ケ∧さ牡讏D與紙質(zhì)地圖相比，材料變形產(chǎn)生的誤差相對較小。

（2）柵格圖像掃描誤差

在對地圖進行掃描時，掃描儀本身的穩(wěn)定性、操作人員的熟練程度、掃描軟件的處理能力等等都是影響掃描精度的因素。