高昭良(福州市勘測院350003)

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

　　【關鍵詞】 園林綠化； GIS； Rs； 數(shù)據(jù)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

　　　　隨著近幾年地理信息系統(tǒng)(GIS)技術發(fā)展成熟，在城市規(guī)劃、建設、管理領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，通過各種專題圖和統(tǒng)計圖的制作，進行形象直觀的分析，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)庫中數(shù)據(jù)的空間關系，各種來源的數(shù)據(jù)表可以結合在地圖上以供分析；通過強大的、有效的地圖系統(tǒng)將復雜的表格數(shù)據(jù)以地理的形式展現(xiàn)出來，從而挖掘出數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)性和發(fā)展趨勢，為園林綠地系統(tǒng)規(guī)劃業(yè)務提供更好的決策支持和分析能力。

　　2系統(tǒng)設計目標

　　　　開發(fā)和建設本系統(tǒng)的最直接目標就是：采用計算機數(shù)據(jù)庫技術、地理信息系統(tǒng)技術等先進的技術手段來實現(xiàn)對福州市現(xiàn)狀綠地數(shù)據(jù)庫的動態(tài)管理，方便用戶對綠化現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計和分析等要求；并在此基礎上實現(xiàn)福州市園林綠化規(guī)劃方案的管理及輔助設計，提供有關規(guī)劃設計的分析、統(tǒng)計信息，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)應達到如下目標：

　　(1)利用數(shù)據(jù)庫技術、GIS技術等先進的信息技術手段實現(xiàn)對城市園林綠化現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫的管理與維護。

　　(2)實現(xiàn)對城市園林綠地專項規(guī)劃方案的電子數(shù)據(jù)(包括現(xiàn)狀與歷史)的動態(tài)管理，方便用戶的查閱與使用。

　　(3)實現(xiàn)對城市綠地現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的查詢，并能實現(xiàn)各種類型的綠地指標統(tǒng)計。

　　(4)系統(tǒng)能實現(xiàn)GIS與CAD功能相結合，圖形編輯操作功能方法簡便。

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

　　(6)在以上構建的軟件信息平臺的基礎上，為有關職能

　　部門的園林綠化調查及專項規(guī)劃工作提供輔助決策的功能。

　　3城市園林綠化數(shù)據(jù)庫及編碼設計

　　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(生產綠地)，G3(防護綠地)，G4(單位附屬綠地)，G5(居住區(qū)綠地)，G6(道路綠地)，G7(風景林地)，G8(名木古樹、零星大樹)，G9(文物保護綠地)；大類還可細分為中類，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)庫設計

　　　　數(shù)據(jù)庫的內容和結構在很大程度上影響著GIS軟件系統(tǒng)的功能和質量，以及GIS技術與其他應用技術的集成，從而最終會影響用戶對GIS軟件系統(tǒng)的使用。因此，設計并實現(xiàn)一個內容豐富、結構合理的數(shù)據(jù)庫，是GIS軟件系統(tǒng)設計質量好壞的關鍵。

　　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)主要包括兩個方面的內容：一是基礎背景數(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，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”、“生產綠地專題”、“城市防護林帶綠地專題”和“城市風景林帶綠地專題”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)結構；而第二部分的專題數(shù)據(jù)由于要進行大量的GIS數(shù)據(jù)處理、查詢、統(tǒng)計、分析等功能，需要建立相對完善的數(shù)據(jù)庫結構。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。設計一個結構合理的GIS數(shù)據(jù)庫，對于建設一個高質量的GIS軟件系統(tǒng)具有十分重要的意義。GIS數(shù)據(jù)設計主要內容有：(一)坐標系統(tǒng)定義；(二)點、線、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(shù)據(jù)更新設計。由于篇幅所限，數(shù)據(jù)庫表結構分析設計內容省略。4應用RS、GIS技術進行城市園林綠化數(shù)據(jù)調查及建庫

　　4．1應用航測遙感技術采集處理現(xiàn)狀調查數(shù)據(jù)：

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

　　(2)衛(wèi)星遙感圖像處理與應用：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)先進行重采樣。衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)應用專業(yè)圖像處理軟件進行數(shù)據(jù)質量處理，同時以1：500現(xiàn)狀地形數(shù)據(jù)作為參照按三次多項式進行配準糾正。對于200平方公里的融合影象數(shù)據(jù)，存儲空間達到1GB以上，必須采用圖像壓縮技術；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，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平臺的支持。

　　4．3數(shù)據(jù)處理建庫(以福州市園林綠化調查為例)

　　　　數(shù)據(jù)處理建庫過程主要采用在MiemStation／J和Geograph—ics／J平臺上進行二次開發(fā)程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)進行批量拓撲處理、屬性關聯(lián)等工作，從而大大提高數(shù)據(jù)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的關聯(lián)；把文本注記賦于面的屬性。(2)MicroStation的DGN數(shù)據(jù)轉GIS的數(shù)據(jù)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(tǒng)需要的格式，所有的屬性數(shù)據(jù)都已關聯(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)狀調查數(shù)據(jù)工作空間，將經過精確配準糾正的遙感圖像數(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，進行分層疊加

　　6系統(tǒng)開發(fā)運行環(huán)境

　　6．1系統(tǒng)開發(fā)運行的軟件層次結構（略）。

　　6．2系統(tǒng)開發(fā)運行的硬件環(huán)境

　　　　根據(jù)以上分析以及計算機技術發(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，建議計算機硬件配置為：CPU：Pentium 4，主頻1．7 G；內存：256MB；硬盤：40GB以上；繪圖儀：A0幅面彩色噴墨繪圖儀、A3打印機；100M局域網；

　　7系統(tǒng)設計與功能實現(xiàn)

　　　　根據(jù)系統(tǒng)所要達到的目標以及系統(tǒng)功能需求，系統(tǒng)設計結構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、線、面的各種繪制工具，有較強的CAD功能。

　　(2)數(shù)據(jù)維護模塊：主要用于實現(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)庫的現(xiàn)時性和準確性；進行數(shù)據(jù)庫的安全性管理及數(shù)據(jù)更新備份。

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

　　(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)報表打印輸出模塊：此功能可根據(jù)用戶的實際需要，將系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的關鍵信息以及查詢統(tǒng)計的資料以各種美觀的報表格式打印輸出。

　　(6)綠地指標分類統(tǒng)計模塊：該模塊的功能是根據(jù)福州市現(xiàn)狀綠地調查成果或者各類專項綠地規(guī)劃數(shù)據(jù)進行城市綠地率、城市綠化覆蓋率等指標的統(tǒng)計計算

　　8結束語

　　本文方法在福州市園林綠化管理信息系統(tǒng)建設實踐中，大大提高了生產效率；與傳統(tǒng)的外業(yè)測繪和圖紙面積量算統(tǒng)計的方法相比較，調查與計算的勞動強度大大減少，生產效率和數(shù)據(jù)準確性上都大大得到提升。結果證明，僅用了3個月(20個班組，2個數(shù)據(jù)處理小組(25人)，1個開發(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(tǒng)方法同樣規(guī)模的隊伍也得在8—12個月內才能完成。并且在此基礎上進行園林規(guī)劃的綠線數(shù)據(jù)與現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫已經共享到福州市規(guī)劃電子審批系統(tǒng)中，發(fā)揮了重要的指導作用。同時，由于綠地系統(tǒng)規(guī)劃對現(xiàn)狀調查數(shù)據(jù)精度的要求較高與成果提供時間緊，沒有采用多波段衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進行綠地覆蓋要素的自動解譯提取，否則調查建庫的生產效率將更高。

　　參考文獻

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