高昭良(福州市勘測院350003)

　　【提要】 本文系統論述應用GIS與Rs技術(shù)建立園林綠化地理信息數據庫與管理信息系統的技術(shù)與方法。

　　【關(guān)鍵詞】 園林綠化； GIS； Rs； 數據庫

　　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(zhù)近幾年地理信息系統(GIS)技術(shù)發(fā)展成熟，在城市規劃、建設、管理領(lǐng)域得到了廣泛的應用，極大地提高了政府的管理水平和辦公效率；事實(shí)上，園林管理數據據疊加到地圖上，利用GIS所提供的地圖分析和表現功能，通過(guò)各種專(zhuān)題圖和統計圖的制作，進(jìn)行形象直觀(guān)的分析，便能使隱藏在數據表中的規律躍然眼前；利用數據庫中數據的空間關(guān)系，各種來(lái)源的數據表可以結合在地圖上以供分析；通過(guò)強大的、有效的地圖系統將復雜的表格數據以地理的形式展現出來(lái)，從而挖掘出數據之間的關(guān)聯(lián)性和發(fā)展趨勢，為園林綠地系統規劃業(yè)務(wù)提供更好的決策支持和分析能力。

　　2系統設計目標

　　　　開(kāi)發(fā)和建設本系統的最直接目標就是：采用計算機數據庫技術(shù)、地理信息系統技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現對福州市現狀綠地數據庫的動(dòng)態(tài)管理，方便用戶(hù)對綠化現狀數據的查詢(xún)、統計和分析等要求；并在此基礎上實(shí)現福州市園林綠化規劃方案的管理及輔助設計，提供有關(guān)規劃設計的分析、統計信息，為福州市園林局等職能部門(mén)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應達到如下目標：

　　(1)利用數據庫技術(shù)、GIS技術(shù)等先進(jìn)的信息技術(shù)手段實(shí)現對城市園林綠化現狀數據庫的管理與維護。

　　(2)實(shí)現對城市園林綠地專(zhuān)項規劃方案的電子數據(包括現狀與歷史)的動(dòng)態(tài)管理，方便用戶(hù)的查閱與使用。

　　(3)實(shí)現對城市綠地現狀數據的查詢(xún)，并能實(shí)現各種類(lèi)型的綠地指標統計。

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

　　(5)實(shí)現規劃綠線(xiàn)、古樹(shù)名木等數據的管理。

　　(6)在以上構建的軟件信息平臺的基礎上，為有關(guān)職能

　　部門(mén)的園林綠化調查及專(zhuān)項規劃工作提供輔助決策的功能。

　　3城市園林綠化數據庫及編碼設計

　　3．1現狀綠地信息分類(lèi)與編碼的制定

　　　　綠地信息分類(lèi)與編碼表分為：大類(lèi)，中類(lèi)，小類(lèi)；大類(lèi)有：G1(公共綠地)，G2(生產(chǎn)綠地)，G3(防護綠地)，G4(單位附屬綠地)，G5(居住區綠地)，G6(道路綠地)，G7(風(fēng)景林地)，G8(名木古樹(shù)、零星大樹(shù))，G9(文物保護綠地)；大類(lèi)還可細分為中類(lèi)，小類(lèi)。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(只作為覆蓋面積計算)、垂直綠化用I(不記入綠地和覆蓋面積)。綠地信息分類(lèi)與編碼表由于篇幅所限省略。

　　3．2城市園林綠化數據庫設計

　　　　數據庫的內容和結構在很大程度上影響著(zhù)GIS軟件系統的功能和質(zhì)量，以及GIS技術(shù)與其他應用技術(shù)的集成，從而最終會(huì )影響用戶(hù)對GIS軟件系統的使用。因此，設計并實(shí)現一個(gè)內容豐富、結構合理的數據庫，是GIS軟件系統設計質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。

　　以“福州市綠化管理信息系統”為例，其中所要處理的數據主要包括兩個(gè)方面的內容：一是基礎背景數據，包括1：5000矢量地形圖和全色遙感圖像數據；二是本系統所要進(jìn)行管理和處理、分析的核心專(zhuān)題數據——園林綠化專(zhuān)題數據庫，它包括“公共綠地專(zhuān)題”、“道路綠地專(zhuān)題”、“居住區綠地專(zhuān)題”、“單位附屬綠地專(zhuān)題”、“生產(chǎn)綠地專(zhuān)題”、“城市防護林帶綠地專(zhuān)題”和“城市風(fēng)景林帶綠地專(zhuān)題”等方面的專(zhuān)題數據。其中，第一部分為基礎背景數據，只需要圖形數據，而不需要考慮屬性數據及其數據結構；而第二部分的專(zhuān)題數據由于要進(jìn)行大量的GIS數據處理、查詢(xún)、統計、分析等功能，需要建立相對完善的數據庫結構。其他還有地界范圍線(xiàn)數據包括各種層次的行政區劃范圍以及公園、道路等的范圍界限要素。設計一個(gè)結構合理的GIS數據庫，對于建設一個(gè)高質(zhì)量的GIS軟件系統具有十分重要的意義。GIS數據設計主要內容有：(一)坐標系統定義；(二)點(diǎn)、線(xiàn)、面要素編碼與符號樣式設計；(三)屬性結構設計；一般還要考慮數據更新設計。由于篇幅所限，數據庫表結構分析設計內容省略。4應用RS、GIS技術(shù)進(jìn)行城市園林綠化數據調查及建庫

　　4．1應用航測遙感技術(shù)采集處理現狀調查數據：

　　(1)全數字航測內業(yè)測圖：采用VirtuoZo全數字攝影測量系統，對l：4000航攝比例的航空影象數據進(jìn)行綠化覆蓋要素采集。

　　(2)衛星遙感圖像處理與應用：衛星遙感圖像數據為IKONOS衛星拍攝的一米分辨率黑白圖像數據和四米分辨率的多光譜圖像數據融合而成。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。衛星遙感圖像數據應用專(zhuān)業(yè)圖像處理軟件進(jìn)行數據質(zhì)量處理，同時(shí)以1：500現狀地形數據作為參照按三次多項式進(jìn)行配準糾正。對于200平方公里的融合影象數據，存儲空間達到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)，允許以數十倍的比率壓縮海量影像數據；并且得到大部分GIS平臺的支持。

　　4．3數據處理建庫(以福州市園林綠化調查為例)

　　　　數據處理建庫過(guò)程主要采用在MiemStation／J和Geograph—ics／J平臺上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)程序，實(shí)現數據進(jìn)行批量拓撲處理、屬性關(guān)聯(lián)等工作，從而大大提高數據的準確性和處理速度。(1)對圖形作拓撲整飾，保證所有的面閉合，文本的中心在面內；對圖形做拓撲分析，生成一些拓撲面；文本注記與面邊界線(xiàn)的關(guān)聯(lián)；把文本注記賦于面的屬性。(2)MicroStation的DGN數據轉GIS的數據格式，利用的是Bentley提供的GIS平臺轉換軟件——GeoExchange。轉出結果符合系統需要的格式，所有的屬性數據都已關(guān)聯(lián)到圖形上。

　　4．4柵格矢量數據疊加

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

　　6系統開(kāi)發(fā)運行環(huán)境

　　6．1系統開(kāi)發(fā)運行的軟件層次結構（略）。

　　6．2系統開(kāi)發(fā)運行的硬件環(huán)境

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

　　7系統設計與功能實(shí)現

　　　　根據系統所要達到的目標以及系統功能需求，系統設計結構體系與主要功能模塊為：

　　(1)數據輸入修改模塊：包括圖形數據與屬性數據的輸入修改。提供常用的圖形編輯工具：如點(diǎn)、線(xiàn)、面的各種繪制工具，有較強的CAD功能。

　　(2)數據維護模塊：主要用于實(shí)現園林綠化現狀GIS圖形和屬性數據的新增、編輯、刪除等功能，以保證數據庫的現時(shí)性和準確性；進(jìn)行數據庫的安全性管理及數據更新備份。

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

　　(4)信息查詢(xún)模塊：為用戶(hù)提供方便、快捷靈活的圖文互查工具。

　　(5)報表打印輸出模塊：此功能可根據用戶(hù)的實(shí)際需要，將系統數據庫中的關(guān)鍵信息以及查詢(xún)統計的資料以各種美觀(guān)的報表格式打印輸出。

　　(6)綠地指標分類(lèi)統計模塊：該模塊的功能是根據福州市現狀綠地調查成果或者各類(lèi)專(zhuān)項綠地規劃數據進(jìn)行城市綠地率、城市綠化覆蓋率等指標的統計計算

　　8結束語(yǔ)

　　本文方法在福州市園林綠化管理信息系統建設實(shí)踐中，大大提高了生產(chǎn)效率；與傳統的外業(yè)測繪和圖紙面積量算統計的方法相比較，調查與計算的勞動(dòng)強度大大減少，生產(chǎn)效率和數據準確性上都大大得到提升。結果證明，僅用了3個(gè)月(20個(gè)班組，2個(gè)數據處理小組(25人)，1個(gè)開(kāi)發(fā)建庫組)就完成了福州市200平方公里的園林調查建庫，采用以往傳統方法同樣規模的隊伍也得在8—12個(gè)月內才能完成。并且在此基礎上進(jìn)行園林規劃的綠線(xiàn)數據與現狀數據庫已經(jīng)共享到福州市規劃電子審批系統中，發(fā)揮了重要的指導作用。同時(shí)，由于綠地系統規劃對現狀調查數據精度的要求較高與成果提供時(shí)間緊，沒(méi)有采用多波段衛星遙感數據進(jìn)行綠地覆蓋要素的自動(dòng)解譯提取，否則調查建庫的生產(chǎn)效率將更高。

　　參考文獻

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　　【2】陳述彭、魯學(xué)軍、周成虎，地理信息系統導論，北京，科學(xué)出

　　版社．1999