环境遥感应用现状与展望(doc23)-iso14000(编辑修改稿)

环境遥感应用现状与展望(doc23)-iso14000(编辑修改稿)内容摘要：

)、通信网络、邮政网点、道路与交通设施等。 由于这些设施同时具有与几何和空间位置相关的特性 ,建立基于 GIS 的信息系统能够提高对这些设施的管理水平 ,同时能够极大地提高设计与施工、设备维护与故障排除、线路改造等方面的效率 ,从而产生巨大的经济效益和社会效益。 土地信息系统的建立 GIS 最早是从土地信息系统 LIS 建立的过程中发展起来的 ,而大量高质 量 GIS 软件平台的出现又促进了土地信息系统的建立。 目前基于 GIS 软件平台的土地信息系统无论是图形处理、空间分析与统计、属性信息存储与查询、统计报表生成、决策支持等方面都比早期的土地信息系统有较大的改进。 我国已经把土地信息系统的建设纳入了法制轨道 ,新颁布的《中华人民共和国土地管理法》第三十条明确规定 “国家建立全国土地信息系统 ,对土地利企业 ()大量管理资料下载 6 用状况进行动态监测 ”。 GIS 在其它领域的应用 GIS 已被广泛地应用到一些其它领域 :城市规划、房地产开发及物业管理、商业开发与购物中心设置、资源调查、灾 害预报与灾后评估、金融机构与投资分析、地质普查、采矿等。 3 GIS 应用的前景与存在的问题 面临的机遇 目前 GIS 的研究和应用都处在一个高速发展的阶段。 在国外 GIS 技术已被各级政府部门和企业界广泛认知和采用。 尤其是在北美、欧洲、日本和奥大利亚等国家和地区 ,GIS 市场已经基本形成。 GIS 数据公司和软件公司比较多 ,他们在 GIS 系统建立和空间数据的使用方面已有了一套比较规范和成熟作法。 在我国 GIS 技术也正被越来越多的政府部门和大型企业所采用。 虽然起步较晚 ,但是有后发优势可以少走弯 路 ,以比较高的起点开展 GIS 的理论研究和开发应用工作。 存在的问题 与国外对比分析 ,目前我国 GIS 发展中存在的问题主要表现在如下几个方面 : 1)GIS 的科学和经济价值尚未被广泛地接受和认知 ,因此处于资金投入不足、推广应用比较困难的局面。 2)根据有关资料的分析 ,地理信息系统中数据部分要占整个系统投资的百分之七十左右 ,也就是说 GIS 系统的建立需要大量的数字地图或电子地图及其属性信息库的支持 ,但在我国地图数字化的比例还很低。 这需要政府部门及有关企业投入大量的精力及资金 进行数字地图的建库工作。 3)GIS 市场尚未形成 ,有关数字产品的法律、权属、定价等方面的问题还没有得到有效的解决。 4)有关数字地图产品的规范和标准 ,以及数据格式有待统一和完善。 5)我国具有自己知识产权的 GIS 系统平台比较少 ,目前只有 Map GIS,Geo Star 等少数几个产品 ,大量进口 GIS系统平台增加了 GIS 应用开发的成本。 而且 ,由于国情不同进口 GIS 软件二次开发的工作量一般都比较大。 4 结论 本文分析探讨了 GIS 目前的主要研究领域 ,及其在国内外的应用 情况。 GIS 目前虽还未被定义为一门科学 ,而仅被认为是一项专门的技术 ,但由于其潜在的科学与经济价值巨大 ,而且应用领域极为广泛 ,随着计算机软、硬件技术的发展和 GIS 数据处理与数据建库技术的进步 ,GIS 将会在理论研究和应用开发方面得到更大的发展。 国产 GIS之路 从 六五 算起，我国 GIS 已经走过了近 20 年的风雨历程。 尤其在 九五 期间，发展国产 GIS 软件首次被列为国家科技攻关重点项目，并取得了突破性的进展，一批技术水平高、有竞争实力的 GIS 软件浮出水面，并占有了一定的市场份额。 目前，国家科技部已经 决定，发展 GIS 软件产业将成为 十五 期间发展我国软件产业的主要突破口之一。 九五 即将结束，国产 GIS 软件发展水平究竟怎样。 如何取得更大的发展。 近年来， GIS 被世界各国普遍重视，尤其是 1998 年初，美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心所作的题为 数字地球 认识 21 世纪我们这个星球 的讲话中提出的新概念在全球掀起了 数字地球 热，使其中的核心技术 GIS 更为各国政府所广泛关注。 有人曾做过统计，在经济建设和日常生活活动所涉及的信息中，有 75%~80%的数据是空间数据。 目前， GIS 已不仅仅用于资源调查、环境 评估等方面，更深入到区域规划，公共设施管理、交通、电信、城市建设、能源、电力、农业等国民经济的重要部门，在国家宏观决策、国家安全等领域起着重要的作用，并正在步入千家万户中。 九五 期间，我国科技部在高新技术领域主要抓的两件大事，一是 CAD/CIMS，另一件就是 GIS。 从 1996 年开始，科技部每年对国产 GIS 软件进行测评，根据优胜劣汰法则来确定下一年科技攻关的承担单位。 测评工作的开展促使 GIS 迅速从学校和科研院所的实验室里走出来，面向应用，面向市场。 参加测评的软件逐年增加，水平也在不断提高。 一些中小型 GIS 软件产品在功能和性能上已接近国际先进水平，甚至某些性能指标优于国外优秀软件，已应用到实际工程中。 在测评中连续 3 年名列前茅的国产中小型 GIS 基础软件平台 MapGIS，其大多数模块比较成企业 ()大量管理资料下载 7 熟，实用性强，在大数据量管理和空间分析、网络分析及综合应用等方面表现优秀。 在缓冲区分析、全库查询性能方面优于国外同类软件，其中，大数据量缓冲分析比国外著名的 GIS 软件快 14 倍。 目前已成功应用于电信、建设规划、土地利用、设施管理、地图出版等领域，并在我国 神洲 号宇宙飞船发射和其他人造卫星发射中发挥了重要作用。 该软件的装机量已达 到 4000 多套，占有相当的市场份额。 另一个敢与洋软件叫板的是国产 AM/FM/GIS 应用开发平台 Crow，它在技术上超过了大部分国外软件，处于国际领先水平，已成功地应用于电力、交通、消防、燃气等领域，去年实现的武汉三镇近 80 个用户的电力配网应用是我国目前 GIS 用户规模最大的一项应用。 该软件在电力配网工程竞标中屡胜国外软件的故事在业界传为佳话。 最近进行的抽样调查结果表明，国产 GIS 软件的使用量已占全国各类 GIS 软件使用总量的 %，并且，越来越多的应用单位开始将国产 GIS 软件列为工程实施的首选目标，其比 例已接近 50%。 最近 4 年来，国产 GIS 销售额平均年增长率超过 100%，去年，仅科技攻关支持的企业 GIS 销售与技术服务的产值就超过了 8000 万元。 由此可以看出，国产 GIS 软件的发展势头良好。 值得注意的是，国产 GIS 软件面临的形势依然严峻。 有关专家指出，我国 GIS 产业目前正处于起步阶段，随着产业化的推进，暴露出不少存在的问题，严重阻碍着 GIS 产业健康有序地发展，如：产业结构不合理，表现在地理数据产业没有形成，地理数据还没有成为真正意义上的商品；数据共享机制没有建立，导致大量重复的低水平数据制作；数据更新能 力不足；缺少一定数量的 GIS 应用服务企业；缺乏良好的环境和有效的 GIS 产业社会支撑体系；标准规范不齐全，市场体系不完善，产业政策不配套；软件产品系列不完整，技术创新力度不够等。 如何解决以上问题，以使我国 GIS 产业能有一个大的发展。 科技部表示， 十五 期间，国家将加大对 GIS 软件的支持力度，将围绕建立一个工程（数字化中国工程）、完善两个体系（国家对地观测体系和国家空间信息技术应用体系）、发展三个产业（空间数据服务产业、空间信息软件产业、及空间信息应用产业）来开展空间信息技术领域方面的工作。 在 GIS 方面，以 发展产业为目标，从加强推广应用、实现传统行业改造着手，开展关键技术研究攻关和应用示范工程的开发，促进 GIS 在资源环境、城市建设、电力、通信、交通、农业等方面的应用，为建立中国的 数字地球 奠定技术基础、软件基础和应用基础。 具体发展目标是：开发具有自主版权的全系列 GIS 软件产品，包括基础软件和应用开发平台软件，特别是开发网络环境下的大型 GIS 软件产品，替代进口，占领国内市场，扶植一批在国内外有竞争力的 GIS 软件企业和二次开发商，发展和壮大 GIS 产业；到 2020 年，国产软件争取达到国内使用总量的 40%~50%， 软件商品销售和技术服务年产值达到 5 亿 ~10 亿元人民币；建立全国范围的 GIS 技术培训体系和推广应用网络，开发 5~10 个对国家建设和社会安定有重大促进作用的大型 GIS 应用示范工程，以及 50~100 个各种类型的中小 GIS 应用示范工程。 城市自来水企业信息集成应用初探 1 前言 为了满足城市快速发展的需要，城市供水企业近年来不断采用新的技术、新的工艺，用以提高城市的供水能力和服务质量。 其中自来水厂监控系统在全国大多数城市得到广泛应用，还有一些城市的供水企业正在逐步采用 GIS技术管理供水管网信息、用计算机实现收费 营业电算化。 这些先进的信息、计算机、通讯和自动控制等先进技术的应用，的确为供水企业的现代化运营解决了很多的实际问题。 但是，我们也应该看到还有很多深层次的问题尚未得到卓有成效的解决，究其原因主要是因为：①供水企业的运营包括从产水、输配水、管理和收费多个环节，仅在某一环节采用新技术并不能解决所有问题；②企业运营的各个环节是密切关联的，分离的系统无法实现整个运营的系统性；③系统运营的很多因素是有统计规律和相关性的，目前的系统无法从这些规律和相关性得到可以辅助决策的信息。 因此，要达到自来水企业的最优化运营，就需要系 统分析企业的运营模型，找到每个环节的相关性，获取综合的有效信息，综合历史信息，优化企业的运营，提供辅助决策。 以产水到用水的整个过程为主线，以企业的管理现代化为辅线，把信息技术在企业集成应用，实现从产水到用水的最大效益，是我们对以上问题的一个有益探索。 下面我们从供水企业的运营模型着手，分析企业的信息模型，并给出基于 GIS平台的供水企业信息化应用方案。 2 运营模型 供水企业的运营主要围绕水从水源、水厂经过输配网最终到水用户的生产 /消费链而进行的，其模型如图 1。 生产调度通过实时采集水源和水厂的变电设备 、电器开关、加压泵等设备运行参数和流量、出水口压力、余氯等控制参数，以及输配网上压力监测点和水库水位监测点的控制参数，动态自企业 ()大量管理资料下载 8 动控制水源、水厂设备的启停和运行，使整个输配网上的水压保持最佳的分布和平稳状态，从而为用户提供高质量的供水服务，减少输配过程中水的损失，最大限度延长管网的使用寿命，最终提高水厂的运营效益。 管网管理主要实现输配水管网信息管理，管网的新建、维护和改造以及水用户的管理。 它必须能够保证管网信息的准确、全面和现势，满足管网规划、设计、施工和维护的要求。 营业收费完成水用户用水量的验抄、统计，根 据水用户性质和收费项目的规定进行计费收费。 公司将综合生产调度、管网管理、营业收费的各种信息，结合公司的营业策略，对整个企业的运营进行科学合理的决策，从整体上实现对公司营业的宏观管理。 3 信息模型 企业运营的信息流如下图 2所示。 系统运营的信息包括变化的动态信息和相对稳定的静态信息。 动态信息主要是通过动态监测系统获取的实时变化的信息，主要包括水厂（水源地）配电设备、工艺设备的运行状态信息，比如变压器的电压电流、配电开关的闭合状态、加压泵的电压电流功率等；水厂出水口压力、流量和余氯等工艺参数信 息；管网压力监测点的压力信息和水库的水位信息。 这些信息一方面通过自动控制系统反馈，控制水厂设备的正常运行，另一方面送到公司进行综合分析。 还有一类动态信息就是水厂累计流量信息、水厂设备和管网维护信息、漏水调查信息以及用户用水量信息，这些信息经过综合分析，为供水企业 ()大量管理资料下载 9 管网的平稳运行、故障排除、查漏维护提供决策支持信息。 静态信息包括企业变化缓慢的一些业务信息、地理信息和企业运营的历史信息。 这些信息和动态信息相互结合，提供更好的决策支持信息。 更好的决策支持信息返回来对水的生产消费环节产生作用，使其成为良性的循环链，达到最 大运营效益的要求。 4 体系结构 无论是动态信息还是静态信息，它们都和其实体所在的地理位置密切相关。 因此构建以 GIS为平台的信息综合、分析和决策的供水企业信息系统是一种最佳选择。 GIS是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理地理数据的通用技术， GIS所特有的空间分析功能和可视化表达方式正符合供水管网信息所具有的区域性强、隐蔽、复杂、动态、数据量大等特点。 同时 GIS也是把供水企业的各种信息有效聚合的粘合剂，所有的信息通过和地理位置相关，就可以达到有机结合的目标。 通过将各 种信息在 GIS平台上的集成，从而为企业提供更深层次的信息化应用。 以 GIS平台为核心的供水企业信息系统的体系结构如下图 3所示： 信息平台的数据输入 /转换中间件可以把企业各种底层设备获取的信息采集到系统的数据库中。 对于不同的底层设备，只要开发相对应的数据输入中间件，就可以很容易接入到系统中去。 而基于该信息平台，用户可以进行各种需要的企业信息化应用。 而这些信息的获取、存贮、组织都完全由该信息平台来实现，从而使系统具有很好的可扩展性和开放性。 同时，系统把企业的各种信息集成在一起，实现信息的集成应用。 5 系统组成 系统的硬件组成 系统主要基于供水。