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省情信息资源网络发展前瞻 ——兼论地方志与地理信息系统


《中国地方志》2001年第6期

  一、省情信息库(网)现状综述
 
  人类社会已经进入高速发展的信息时代,地方志系统为了适应时代的要求,也积极发挥自己的资源优势,利用计算机技术和互联网等技术,陆续建立了省(市、县)情信息网(库)。总体看,目前的地方志信息库(网)具有以下特点:
 
  1.信息量大。任何一个计算机系统都是由硬件、软件、数据和用户组成的,以地方志和年鉴为广义数据源的省(市、县)情信息资源网(库),因其信息的客观性、综合性、地域性和现势性受到重视,更因其数据丰富、信息量大,成为相关用户最重要的信息源。
 
  2、保持了志书的原貌。编修地方志是中华民族的优良传统,多年来,编修风格、体例、标准、规范等已自成体系。各省(市、县)情信息网(库)基本保持了志书的原版原貌,只是査询和浏览更加方便快捷。
 
  3.实现全文检索。地方志资料门类繁多,浩如烟海。针对这一特点,各省(市、县)在系统集成和建库时都采用了数据库全文检索的方式,并从各类用户的多种需求考虑,注意了多种检索功能、査全率和査准率等问题,检索结果处理方便,具有多项输出功能。
 
  4.主页面设计各具特色,各有千秋。一些设计创意独特,页面新颖,简洁大方,颜色和谐统一,突出了地方特色和地域特点,动画和3D合理搭配,给人们留下了深刻印象。而且有许多相关链接,便于使用和交流,丰富了网站内容。
 
  5.具有网络管理功能和信息发布功能。一些地方志网站基本具备了操作系统管理、数据库管理、应用程序管理以及系统安全管理等功能,并能够进行信息发布。
 
  综上所述,地方志在数字化进程上,已经迈出了可喜的第一步。如果说数字图书馆(Digital Library)是21世纪信息产业主要发展方向之一,那么,地方志系统目前正在向应用数字处理技术和存储各种图文并茂文献,即向多媒体制作的分布式信息系统方向发展,并逐步实现把各种不同载体,不同地理位置的信息资源用数字技术存贮,以面向对象的网络査询和传播的信息系统集成方式,逐步实现数字方志馆。但应该指出的是,目前的省(市、县)情信息网,只是方便査询,尚无法直接支持和参与各类决策分析。
 
  二、数字地球、地理信息系统与省情信息资源
 
  省情信息资源——地方志资料是数字地球的重要组成部分。1998年1月31日,当时的美国副总戈尔(AI Gore)在题为《数字地球:对21世纪人类星球的认识》讲演中提出:我们需要一个数字地球,即一种可以嵌入海量地理数据的、多分辨率的和三维的地球表示,可以在其上添加许多与我们所处的地域有关的数据。数字地球这一全新概念的提出,迅速引起欧洲和其他一些国家的强烈反响,也得到我国高层领导和科学家的高度重视和积极响应。我国学者随即提出数字中国、数字省、数字政府等概念。江泽民同志在接见两院院士时又提到了数字地球。那么,什么是数字地球呢?数字地球是对真实地球及其相关现象的统一的数字化认识,是以因特网为基础,以空间数据为依据,以虚拟现实技术为特征,具有三维界面和多分辨率浏览器的面向公众的开放系统。它主要由三部分组成:
 
  1.不同分辨率尺度下的地球三维可视化的浏览界面,这是与用户交流的接口。
 
  2.实现网络化的地球信息世界。可以为用户提供公用信息、商业信息、专题信息等各类信息。
 
  3.具有多源信息的集成和显示机制。融合和利用现有的多源信息,将其“嵌入”数字地球框架,进行三维描述智能化网络虚拟和分析。
 
  数字地球的兴起将在农业、环境、资源、人口、灾害、城市建设、教育、军事、政府决策和区域持续发展等领域起到巨大的、无可替代的作用。
 
  数字地球是由各种数字信息组成的。目前的地方志信息资源虽然实现了数字化,而要成为数字地球的一部分,还必须有一个网络化的地理信息世界作为载体或媒介,才能进一步实现多源信息的集成,从而达到融合和利用包括地方志在内的多源信息。而这个载体,或称之为媒介,就是地理信息系统。
 
  人们认识地球最常用的工具是地图,其实,地图就是一个地理信息系统,只不过它的载体是纸或其他物质。而随着地理科学、测绘科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是兼容、存储、管理、分析、显示、应用地理信息和属性信息的计算机系统,它反映了人赖以生存的现实世界(资源和环境等)现象与变迁的各类空间数据,以及描述这些空间数据特征的属性数据。
 
  目前的地方志信息作为数字地球的重要信息源之一,在完成了数字化以后,还需要地理信息系统(GIS)这一载体,才可能支持数字地球。这是因为地方志信息虽然有关于地理属性的记录,但却没有计算机能够识别和处理的拓扑关系,因此,无法实现图形元素、属性数据之间的空间位置连接。而GIS恰恰能够组织、管理、分析、显示空间数据和属性数据(包括作用广义数据源的地方志数据),GIS强大的分析功能在空间信息和地方志等各类属性信息的支持下,能够为各类用户提供决策依据。因此,作为数字地球与地方志信息之间的桥梁或载体,GIS是最佳也是惟一的选择。
 
  据统计,现实数据库中约有75%的信息具有空间性,政府部门中约有85%的信息具有空间性,人类生活的80%以上与地理信息有关。这说明,作为数字地球的信息源和支持各类用户决策的基础信息——地方志,应用GIS作为载体,是最可靠、最适用、最科学的。换而言之,建立在GIS基础上的地方志数据库为各级政府、不同用户提供的支持将是最有力的,至于GIS环境下的地方志信息提供的其他支持,如城市管理、环境保护、电子商务、可持续发展等更是令人瞩目的。因此,建立以地方志为广义数据源的地理信息系统是省情信息资源网(库)的发展方向。
 
  三、GIS环境下的用志研究
 
  1.在政府管理方面的应用
 
  如前所述,根据信息专家的统计分析,用于各国行政首脑机关进行检索査询和分析决策的信息,85%以上与空间定位信息有关,而地方志的第一功能就是资治。因此,建立在GIS环境下的地方志,将为政府机关的业务管理和分析决策提供广阔的发展空间。GIS环境下的地方志在政府管理中的应用主要体现在以下几个方面:(1)为研究区域经济社会的可持续发展提供査询和决策信息服务。(2)由于大量的信息支持,可以提高政府决策的科学化民主化水平。(3)为逐步实施“电子政府”和数字地球的发展战略打下坚实的基础,并进一步创造条件。(4)提高机关的办事效率。(5)提高政府办公自动化的应用层次,拓展其应用领域。
 
  GIS环境下的地方志服务于政府决策是一个特殊的应用领域,从系统的应用模式、运行机制和体系结构方面分析,有其明显的优势:
 
  GIS环境下的地方志是数字地球、数字中国的重要组成部分,是数字中国、数字省服务于政府机关的绿色通道和平台;GIS环境下的地方志是基于网络的分布式地理信息系统,在体系和系统结构上具有逻辑上统一、地理上分散的特点,而地方志的形成也在标准化和规范化上要求很严格,虽众手成志却同出一辙,二者结合有天然的基础。政府决策的要求是:权威部门使用权威数据。地方志和年鉴的准确性、完整性和现势性将在很大程度上满足这一原则要求,而其他部门的数据、资料是无可比拟的。应用GIS环境下的地方志支持各级政府决策,是社会化技术工程,既要解决复杂的技术问题和多源数据采集和融合问题,还有大量的组织协调问题。而修志部门多年的辛勤工作,已经基本解决了数据采集、分类以及相应的组织协调问题,下一步只是要解决计算机环境下的数据采集整理等问题而已,而这一点也是政府其他部门望尘莫及的。
 
  2.应用于防灾减灾辅助决策
 
  (1)以地方志为信息源之一的GIS适合于灾害数据的组织与管理。我国是自然灾害最严重的少数国家之一,常见的自然灾害有洪灾、旱灾、地震、雪灾、荒漠化、海水侵蚀、台风、森林火灾等。自然灾害都有其孕育、发生、发展、转化的时间与空间位置和范围,灾害发生的环境背景信息对灾害的评价和防灾减灾决策十分重要。灾害的背景信息各种各样,其数据有历史的、现代的,有孕灾环境的、致灾因子的、灾害承受体的。例如地震灾害涉及板块运动、地质力学、地壳能量等数据;旱灾涉及气象条件(降水、温度、湿度和风)、水文条件(土壤水、地表水、地下水)、地质地貌和其他数据;洪水灾害涉及地形、气象条件、大气环流、上游积水面积与坡度、植被、土壤状况、水库、湖泊、河道长度等多种数据,这些资料存储于地矿志、水文志、地理志、气象志、水利志等相关志书,有的地方还专设有灾害专志。这一系列与地理分布有关的数据,用GIS技术处理是非常方便的。成功的防灾减灾辅助决策信息系统需要有自然环境背景数据,GIS环境下的地方志能够很好地满足建库需要。
 
  (2)GIS图形表达的直观性和形态性。图形(图像)是反映灾害状况的最好手段。灾害同其他地理现象一样,具有空间定位性,因而地图是一种重要的研究手段,同时地图也能有效而直观地反映研究成果。在数据库基础上,GIS可将以地方志为基础的各种数据或分析成果,如灾害类型分布、灾害危险程度分区、灾害动态演变、灾害损失和救灾措施规划等,直观、有效地显示在二维或三维电子地图上,并可在屏幕上人机交互式地设计、修改、输出,还可用绘图机输出到图纸或胶片上。GIS的这些功能,大大提高了灾情的直观性和形象性,使决策者如同身临其境,各种救灾方案的优劣比较也一目了然,使领导在防灾决策时减少盲目性,使决策更加符合实际情况。
 
  (3)GIS的空间分析功能。GIS的空间分析功能是GIS区别于其他计算机系统,如CAD系统和数据库系统的主要标志。防灾减灾决策涉及GIS的多种空间分析功能,如缓冲区分析常用于灾害影响范围估算;叠置分析常用于多种灾害叠加分析;网络分析常用于救灾线路选择等。GIS的空间分析功能常与各种专业模型结合起来,而在地方志信息的支持下,将形成更复杂、更生动、更深入的应用。
 
  灾害分析是一项复杂的任务,因为许多因素,诸如植被、水文和地质等区域性特征在空间和时间上的变化对灾害的发生起重大作用。灾害分析需要输入大量的数据,常规的手工作业代价高、费时长,很难满足抗灾决策中快速、及时、准确的要求。以地方志资料为支撑的GIS防灾减灾辅助决策系统,由于有数字化灾害背景数据的支持、GIS众多的空间分析工具以及各种灾害模型库的支持,为详细、迅速地分析灾情创造了有利条件。
 
  (4)GIS可将多灾害信息集成在一起。在自然灾害的监测过程中,地方志资料在不同的层次上采取了不同时期、不同精度、不同比例尺、不同的数据来源(航天、航空、地面、地下)、不同表达形式(照片、录像、录音、文字、数值、定性、定量)的多源数据(如《安徽水灾志》)。GIS平台有能力将不同来源的数据有机地集成在一起,以多尺度、多方式反映灾情与背景信息。
 
  (5)GIS用于灾害的动态监测和灾害模拟。结合地方志资料,GIS可以有效支持对灾害进行动态监测和分析,实现对灾害实时、准确地监测,了解其发展过程及灾害损失情况,进一步预测灾害,为防灾减灾决策提供依据。利用地方志资料和GIS技术,还可以进行灾害模拟,实现在无损的条件下研究灾害发生、发展规律,检验防灾系统的合理性。
 
  3.应用于人口普査和户箱管理
 
  人口信息是重要的国情信息,它对行政管理、人口研究、了解市场供求,为未来社会和经济发展制订计划等都具有重要价值。人口普査和户籍登记是我国收集人口和社会、经济等数据的主要方法。无论是人口普査还是户籍登记,都需要大量的相关信息支持,如普査区的历史状况,普査区大小、交通、地形、河流、人口稀散和密集程度(用于工作量的设计),户籍登记区的各类人口信息,文化背景及基本状况,历史演变状况等,这些都需要地方志资料支持,尤其是在人口信息的基础上再加入社区地形、道路、绿地、居民分布等地理和相关信息,对科学管理有重要意义。因此,应用GIS及地方志资料支持人口普査和户籍登记管理工作是最为合理的手段和办法。
 
  此外,以地方志为基础建立起来的GIS系统,还可以对标准农业、城市规划管理、水资源管理、林业、交通运输等许多方面做出特殊的贡献。
 
  (联系地址:黑龙江省哈尔滨市南岗区鞍山街28号省地方志办公室邮编:150001)