基于GIS的泉州市生态市建设管理决策支持系统

第１４卷第６期　２０１６年ｌ２月　福建工程学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｆｕｊｉａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．１４　Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．２０１６　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１６７２—４３４８．２０１６．０６．０１２　基于ＧＩＳ的泉州市生态市建设　管理决策支持系统　梁美霞　（泉州师范学院资源与环境科学学院，福建泉州３６２０００）　摘要：在ＧＩＳ技术平台的支持下，探讨泉州市生态市建设管理决策支持系统框架及功能实现问题，为　泉州市生态市建设管理工作提供现代化信息技术支持平台，实现生态市建设管理的数字化、科学化、　规范化。　关键词：生态城市；决策支持系统；框架设计；ＧＩＳ；泉州市　中图分类号：￥７７１．８　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７２－４３４８（２０１６）０６—０５７２－０３　ＧＩＳ－ｂａｓｅｄ　ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｑｕａｎｚｈｏｕ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｉｔｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｌｉａｎｇ　Ｍｅｉｘｉａ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｑｕａｎｚｈｏｕ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｕａｎｚｈｏｕ　３６２０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｏｆ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ（ＧＩＳ），ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｂｅｓ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｄｅｃｉ－　ｓｉｏｎ　ｓｕｐｐｏ￣ｓｙｓｔｅｍ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ａｎｄ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｑｕａｎｚｈｏｕ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｉｔｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍａｎａｇｅ—　ｍｅｎｔ．Ｉｔ　ｃａｎ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｍｏｄｅｍ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｓｕｐｐｏ￣ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｆｏｒ　Ｑｕａｎｚｈｏｕ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｉｔｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｃａｎ　ａｌｓｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｔｈｅ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ａｎｄ　ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄ　ｄｉｇｉｔａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｉｔｙ　ｃｏｎ—　ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｉｔｙ；ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｓｕｐｐｏ￣ｓｙｓｔｅｍ；ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ｄｅｓｉｇｎ；ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓ—　ｔｅｍ（ＧＩＳ）；Ｑｕａｎｚｈｏｕ　ｃｉｔｙ　２０世纪７０年代在联合国教科文组织发起的　“人与生物圈”计划中首次提出了生态城市的概　泉州市自２００３年启动生态市建设以来，生态　市建设工作稳步进展，在２０１３年９月３０日泉州　市通过省级生态市的考核验收，并于２０１４年１月　念。生态城市应该是一个经济得以稳定发展、生　态环境得以保护、社会得以和谐健康发展的城市　概念。进入２１世纪以来，城市面临生态破坏、资　源枯竭等问题的挑战，城市发展面临城市的转型，　为了能够更好地改善人居环境，在发展道路上选　择了生态城市这个建设理念。建设生态市能够推　动城市社会经济的可持续发展，同时也是建设城　市生态文明的有效载体＿１］。　收稿日期：２０１６—０８—０３　２日获得命名。２０１４年１２月通过国家生态市技　术评估，２０１５年１１月７日。泉州市通过国家生态　市考核验收，成为福建省第二个通过国家生态市　考核验收的设区市。生态城市的建设是一项综合　的、全面的、宏观的、长期的系统工程，集成地理信　息系统（ＧＩＳ）与决策支持系统（ｄｅｃｉｓｉｎ　ｓｙｐｐｓ￣．ｓｙｓ．　ｔｅｒｎ，ＤＳＳ）。构建泉州市生态市建设管理决策支　基金项目：福建省中青年教师教育科研资助项目（ＪＡ１５４０４）　作者简介：梁美霞（１９８１－），女，福建南安人，讲师，硕士，从事城市景观生态方向研究。　第６期　梁美霞：基于ＧＩＳ的泉州市生态市建设管理决策支持系统　２．１总体框架设计　５７３　持系统框架．能够加强对数据的统一管理，实现城　市生态信息化和数字生态城市的发展，促进生态　城市的可持续发展，从而为泉州市生态市建设管　理提供现代信息技术支持平台。　泉州市生态市建设管理决策支持系统由３大　基本模块构成，包括生态市信息数据库系统、生态　市建设评价模型库系统、生态市信息发布系统。　１基于ＧＩＳ的生态市建设管理决策　其总体框架设计见图１。该结构设计的总体思路　支持系统概述　决策支持系统（ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｓｙｓｔｅｍ，ＤＳＳ）　是２Ｏ世纪７０年代美国学者首先提出的概念　］。　它以现代信息技术为手段，运用系统工程的方法，　通过提供背景材料、明确问题、修改完善模型、列　举可行方案并进行优选，为管理者做出正确决策．　提供帮助和支持的人机交互系统Ｉ３］。　不断发展和成熟的ＧＩＳ技术具有非常强大的　数据信息采集、监测、编辑、存储、处理以及空间分　析等功能．将其与决策支持系统结合起来，是一个　新兴的科学技术研究领域。借助于ＧＩＳ的决策支　持系统构建能够充分利用ＧＩＳ技术对空间信息的　存储以及空间分析能力。从技术上解决来源广、数　量大的数据，实现图形数据与属性数据的无缝结　合，辅助生态市建设管理决策。　在国外，２０世纪７Ｏ年代就开始加强对环境　决策支持系统的开发。２０世纪８０年代空间决策　支持系统构建在水质规划管理、大气环境质量管　理以及环境影响评价等方面得到了广泛的应用。　国内。关于决策支持系统在生态环境中的应用也　很多．近年来侧重于将决策支持系统应用于生态　规划与管理方面。２０世纪９Ｏ年代末到２１世纪　初，中国城市建设上掀起了生态市建设的热潮，为　生态市规划与管理决策支持系统的研究提供了有　利的条件ｌ３］。　２基于ＧＩＳ的泉州市生态市建设管　理决策支持系统总体设计及功能　实现　泉州市生态市建设管理ＤＳＳ设计的目标是　设计出一套适应泉州市生态市建设、便于生态规　划、管理的数据管理方案，对生态市相关基础数据　信息进行规范化、标准化处理，并在此基础上借助　于ＧＩＳ工具，整合生态市建设分析、评价、决策模　型。进行模型构建，对生态市建设水平进行分析、　评价、预测和决策，为生态市建设管理提供辅助决　策依据＿４ｊ。　是考虑到生态市建设涉及大量的具有空间信息的　数据以及社会、经济、自然等属性信息，借助于　ＧＩＳ强大的存储来建立生态市基础信息数据库。　通过ＧＩＳ的索引和空间分析能力来辅助数据挖　掘，进行数据标准化、规范化处理。通过模型库中　各种评价模型的设置、比较，定量进行生态市建设　水平的分析、评价、预测和决策，建立基于ＤＳＳ的　生态规划管理模式。通过生态市信息发布系统，　发布基础信息、专题信息、不断更新的实时监测数　据，从而达到生态市建设信息的共享，满足不同用　户的需求　ｔ　ｒ　生态规划管理　图１泉州市生态市建设管理决策支持系统总体框架图　Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ｏｆ　ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｉｔｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｑｕａｎｚｈｏｕ　２．１．１　生态市信息数据库系统　生态市建设管理决策支持系统的构建需要一　个全面的、完善的、系统的数据库，其中国家生态　市创建的定量衡量指标构成了生态市信息数据库　的基础信息。泉州市从２００３年进行生态市建设，　生态市建设工作逐年稳步进展，各个职能部门各　个阶段都有关于生态市创建的大量数据。除此以　外，借助于ＧＩＳ工具还应创建与生态市建设动态　监测变化相关的各种空间信息和社会、经济等属　性数据，如资源数据状况、环境质量状况、社会经　济状况、生态治理状况等各类数据。在数据组织　上．空间数据借助于ＧＩＳ的Ａｒｃｖｉｅｗ、Ｍａｐｏｂｊｅｃｔｓ控　件进行管理，而属性数据则通过Ｏｒａｃｌｅ数据库来　管理。数据来自不同部门、数量大，各单位不一　５７４　福建工程学院学报　第１４卷　致，因此对各项指标数据首先要进行规范化、标准　化的处理，使之与模型库的数据相吻合。便于进行　生态评价。从而保证评价的可操作性，实现评价结　果的准确性　２．１．２生态市建设模型库系统　通过生态市信息数据库的构建，借助于ＧＩＳ　平台，建立生态市建设评价指标体系，采用适当的　评估方法．构建生态市建设评价和生态市规划决　策模型（见图２）。对泉州市建设的各个阶段性成　果进行环境质量、社会经济状况等深层次的空间　分析及时问上的变化分析、评估和预测，实现对泉　州市生态市生态环境的动态监测及模拟。科学、动　态地为生态市规划建设管理提供决策依据。　生态市建漫评价模型　生态市规划决策模型　厂—丁—　——厂］　厂—］■—　经　标　熵　主　其　垂　营　朔：　境　他　预　测　模　加　嚣估　　雾　雷　承　载　析　模　型　权　模　模　型　综　型　麓　力　评　估　型　合　模　模　型　型　型　图２生态市建设模型库系统　Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　２．１．３　生态市信息发布系统　通过各个职能部门的信息系统，将其联网．建　立基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的各个部门联网的生态市建设综　合管理网，将ＧＩＳ应用于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，使信息得到更　充分的应用。建立多层次、多来源、全方位的信息　发布系统，为政府决策部门、环保系统、公众提供　生态市建设的各项信息，包括生态市建设基础信　息、专题数据以及实时更新的生态环境动态监测　数据［５］，便于进行生态信息的空间可视化浏览、　检索查询、下载应用，从而实现共享生态信息资　源，最终形成泉州市生态市建设的城市信息化环　境，为泉州市生态市建设管理提供决策支持。　２．２基于ＧＩＳ的泉州市生态市建设管理决策支　持系统功能实现　２．２．１　建立生态市建设信息数据库，实现生态信　息的统一管理　生态市建设信息数据库既包括空间数据，又　包括社会经济、环境质量、环境治理等属性数据。　泉州市通过生态市建设．已取得了明显成效。各个　职能部门已有大量数据。除了拥有国家生态市创　建１８项衡量指标２０１０—２０１４年基本数据以外．还　包括定期监测等各种环境数据。数据挖掘是一种　有效的工具．它从数据库中提取人们感兴趣的数　据模式／数据的普遍关系及其一些潜在的、事先　未知的数据特征，即数据挖掘是在数据库的基础　上进行知识发现［６］。而在ＧＩＳ技术支持下能实现　对空间数据的管理，并通过关系数据库技术来实　现属性数据的管理。通过数据库设计。实现空间　数据和属性数据的无缝链接，并实现各职能部门　数据的统一管理，为不同职能部门信息的调用提　供所需的信息服务。　２．２．２建立生态市评价模型库，实现生态市建设　现状评估和环境的动态监测　通过ＧＩＳ软件对泉州市多时相、多来源的数　据进行指标体系的构建，调用合适的评价模型进　行城市生态信息的动态模拟，对过去的、现状的生　态环境进行历史、现状的评估，并以此为基础．对　未来城市生态规划及发展进行模拟和演示。　２．２．３建立生态市信息发布系统，实现生态信息　的共享　泉州市生态市信息发布系统除了满足为政府　决策部门实现生态环境与经济协调发展提供决策　依据以外，还必须借助互联网通讯，向公众开放，　实现生态信息的共享，便于公众查询、查阅、下载　相关的生态信息。体现公众参与原则．并不断健全　公众参与决策机制，公众参与决策是确保决策民　主性、科学性的关键［７］，因此要完善决策方案．让　民众参与环境保护决策，了解城市生态环境状况．　提高民众的环保意识。　３　结语　基于ＧＩＳ的泉州市生态市建设管理决策支持　系统框架的构建，可为泉州市生态市建设管理提　供一个统一的基础数据管理平台，在数据库、模型　库支持下。可以有效地帮助政府决策者制定正确　的规划决策［８］，加强对泉州市生态环境的动态监　测、模拟，实时掌握生态市建设水平。同时，通过　信息发布可以提供公众参与，为泉州市生态市建　设管理提供现代信息技术支持平台和辅助决策依　据。　（下转第６０２页）　福建工程学院学报　第１４卷　［８］Ｄａｄｖａｎｄ　Ａ，Ｌｕ　Ｊ，Ｐｙ　Ｃ，ｅｔ　ａ１．Ｉｎｋｊｅｔ　ｐｒｉｎｔａｂｌｅ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ａｎｎｅｘｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｇａｔｅ—ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｓｉｌｓｅ８ｑｕｉ—　ｏｘａｎｅ　ｆｏｒ　ｆｌｅｘｉｂｌｅ　ｎ．ｃｈａｎｎｅｌ　ＯＦＥＴｓｌ　Ｊ　１．Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０１６，３０：２１３—２１８．　［９］Ｌｉｎ　Ｙ，Ｌｉｕ　Ｃ　Ｆ，Ｓｏｎｇ　Ｙ　Ｊ，ｅｔ　ａ１．Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｐｅｆｒｏｒｍａｎｃｅｓ　ｏｆ　ｉｎｋｊｅｔ－ｐｒｉｎｔｅｄ　ｐｏｌｙ（３－ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）ｏｒｇａｎｉｃ　ｔｈｉｎ－ｉｆｌｍ　ｔｒａｎ—　ｓｉｓｔｏｒｓ　ｂｙ　ｉｎｓｅａｉｎｇ　ａｎ　ｉｏｎｉｃ　ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄ　ｍｏｎｏｌａｙｅｒ［Ｊ］．ＲＳＣ　Ａｄｖａｎｃｅｓ，２０１６，６（４７）：４０９７０—４０９７４．　［１０］Ｏｒｔｉｚ　Ｒ　Ｐ，Ｆａｃｃｈｅｔｔｉ　Ａ，Ｍａｒｋｓ　Ｔ　Ｊ．Ｈｉｇｈ－ｋ　ｏｒｇａｎｉｃ，ｉｎｏｒｇａｎｉｃ，ａｎｄ　ｈｙｂｒｉｄ　ｄｉｅｌｅｃｔｉｒｃｓ　ｆｏｒ　ｌｏｗ—ｖｏｌｔａｇｅ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｆｉｅｌｄ—ｅｆｆｅｃｔ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｍ【Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｒｅｖｉｅｗｓ，２００９，１１０（１）：２０５－２３９．　［１１］Ｈｅ　ｗ，ｘｕ　Ｗ，Ｐｅｎｇ　Ｑ，ｅｔ　ａ１．Ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓａｂｌｅ　ＺｒＯ２　ｈｉｇｈ－ｋ　ｄｉｅｌｅｃｔｉｒｃｓ　ｏｆｒ　ｌｏｗ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｏｒｇｎｉａｃ　ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｃ，２０１６，１２０（１８）：９９４９—９９５７．　［１２］Ｌｉｕ　Ｃ，Ｘｕ　Ｙ，Ｎｏｈ　Ｙ　Ｙ．Ｃｏｎｔａｃｔ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｉｎ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｉｆｅｌｄ—ｅｆｆｅｃｔ　ｔｒｎｓａｉｓｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｔｏｄａｙ，２０１５，１８（２）：７９－９６．　［１３］Ａ１ｉ　Ｋ，Ａｌｉ　Ｊ，Ｍｅｈｄｉ　Ｓ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．Ｒａｐｉｄ　ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｌ２Ｏ３　ｅｎｅａｐｓｕｌａｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｄｅｖｉｃｅｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｓｕｒ－　ｆａｃｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１５，３５３：ｌ１８６一ｌ１９４．　［１４］Ｄｉｎｇ　Ｘ，Ｚｈａｎｇ　Ｊ，Ｓｈｉ　Ｗ，ｅｔ　ａ１．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｇａｔｅ　ｉｎｓｕｌａｔｏｒ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｎ　ｄｅｖｉｃｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ＩｎＧａＺｎＯ　ｔｈｉｎ－ｉｆｌｍ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ　Ｉ　Ｊ】．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ｉｎ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，２０１５，２９：３２６－３３０．　（特约编辑：黄家瑜）　（上接第５７４页）　参考文献：　［１］梁美霞．基于人居视角的泉州国家级生态市建设研究［Ｊ］．商丘师范学院学报，２０１４，３０（３）：８６—９０．　［２］解辉．基于信息生态学的天津生态市建设与决策支持系统框架［Ｊ］．天津科技，２００７（５）：３３—３４．　［３］袁博．面向生态市管理的决策支持系统研究与设计［Ｄ］．上海：同济大学，２００９．　［４］贾正长，郑丽波，王莹，等．基于ＧＩＳ的生态城市建设空间决策支持系统［Ｊ］．地理空间信息，２００８，１２（２）：７６—７８．　［５］龙从霞，符辉，游泳，等．喀斯特山区生态环境动态监测支持系统的建立：以贵州省大方县桶井村为例［Ｊ］．贵州农业　科学，２０１０，３８（９）：２２３－２２５．　［６］谢榕．基于数据仓库的决策支持系统框架［Ｊ］．系统工程理论与实践，２０００（４）：２７—３０．　［７］胡宝元，刘斐，王裕辉．生态辽宁建设中的公众参与生态科学决策机制研究［Ｊ］．辽宁工业大学学报（社会科学版），　２０１４，１０（５）：１－３，１２．　［８］郑重，郑丽波，史利江，等．基于空间决策支持系统的“数字生态”系统研究［Ｊ］．环境污染与防治，２００８，３０（３）：９４—９６．　（特约编辑：黄家瑜）