基于GIS的城市SEE信息查询系统研究

张芳，刘佳，刘琳

（1.中国环境管理干部学院，河北秦皇岛066004；2.秦皇岛职业技术学院，河北秦皇岛066100）

基于GIS的城市SEE信息查询系统研究

张芳1，刘佳1，刘琳2

（1.中国环境管理干部学院，河北秦皇岛066004；2.秦皇岛职业技术学院，河北秦皇岛066100）

基于数字城市的理念，将信息技术和社会经济环境（SEE）问题结合起来，将GIS与网络技术相结合，基于GIS空间分析功能中的空间查询和量算功能，提出了城市SEE信息查询系统的框架，实现了城市生态环境及可持续发展基础信息的整理。

数字城市；SEE；GIS；信息查询系统

城市是人类文明的象征，是一个地区的经济、文化和政治中心。社会、经济和科学技术的进步促进了人类社会城市化的发展。“数字城市”是国家、城市在全球经济一体化、高科技化、信息化过程中出现的新观念、新技术动向，这一概念的发展运用有利于人们更深入、直观地了解身边的城市、国家，有利于解决国家、城市在发展过程中面临的许多迫切需要解决的社会生活、社会经济、社会发展等诸多方面的问题[1]。“数字城市”是综合运用GIS、遥感、遥测、GPS、计算机网络、多媒体及虚拟仿真等技术，对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集、动态监管和辅助决策的技术系统；它具有城市地理、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字化、网络化、虚拟仿真、优化决策和可视化表现等强大功能。

社会经济环境SEE（Society Economy Environment）以推动人类与自然的可持续发展为愿景，遵循生态效益、经济效益和社会效益三者统一的价值观，寻找改善生态环境和城市居民生活辨证统一的治理方式，追求生态效益、社会效益和经济效益的协调统一，是城市综合建设的基础。

基于GIS的城市SEE信息查询系统，通过分析城市居民生活对社会经济环境可能带来的各种影响，提出防止或减少在获取综合效益时可能出现的各种不利于社会经济环境因素的途径或补偿措施，进行社会效益、经济效益和环境效益的综合分析，利用GIS的空间量算技术，实现了SEE相关信息的快速查询，为城市社会、经济、环境综合建设奠定了基础，从而促进社会真正迈进“数字城市”时代。

2 SEE概念框架

2.1 SEE基本分析

传统的社会经济系统模型和环境系统模型是相互分割的两个部分，没有把社会、经济与环境三者之间的相互作用作为环境—经济大系统的主要研究方向。现代环境经济学在传统社会经济系统的基础上将环境包容进来，把环境看作整个环境—经济大系统的重要组成部分[2～4]。

环境，为社会和经济的发展提供必要资源，是社会和经济发展的根本保障。社会和经济的发展所需要的各种资源都来自于生态环境，环境还以各种形式为人类提供所需的各种服务。社会和经济的发展反过来又对自然环境产生重要的影响，为环境治理、保护工作提供经济基础。良好的社会经济发展模式可以为环境治理和保护提供资金、技术等多方面支持，为人类生存和保护生态环境创造良好的基础。同时经济在生产过程中使用环境资源，但并不能将它所利用的资源全部转化为经济产出，必然会产生一定量的副产品。限于社会发展、经济条件、技术条件和人们的认知能力，有一些副产品不能被完全利用而成为废弃物排入自然环境。环境的自我净化、恢复能力和承载力是有限的，当社会和经济发展产生的废弃物对环境的改变超过环境承载力时，就会产生环境污染问题。环境—经济大系统的建立为社会经济环境系统的研究者提供了一个新的方向。

2.2 GIS在“数字城市”建设中的应用前景

GIS的空间距离量算功能是空间分析的基础，主要集中在点、线、面实体之间的距离量算。在满足基础量算的基础上，GIS利用自己复杂而科学的空间分析模型和工具，可以通过GIS的空间分析功能，获取隐藏在GIS数据之中的信息（例如：某加油站距离居民区的距离不在安全范围之内，属于禁止放置区域等）。此外，GIS集成了多学科的最新技术，如关系数据库管理、高效图形算法、插值、区划和网络分析，为空间分析提供了强大的工具，使得过去复杂困难的高级空间分析任务变得简单易行。

基于GIS技术，把电子地图这种独特的视觉效果和地理分析功能与社会经济环境信息数据库操作集成在一起，用于社会经济环境信息系统中解释事件、预测结果、提出策略等，具有很强的实用价值[5]。

2.3 基于GIS的城市SEE系统结构模型

根据系统的功能需求构建的基于GIS的城市SEE信息查询系统的概念模型，应该集数据管理、安全管理、地图显示、查询功能和决策支持等功能于一体。城市SEE信息查询系统的运作方式可以概括为：建立城市SEE基本信息数据库，识别分析SEE信息；建立SEE状态及标准数据库，评价SEE状态；根据SEE状态和评价信息，发布社会经济环境安全信息，形成环境治理方案和社会经济环境管理措施和政策。系统运作的环节可以被归纳为三个部分：环境压力识别分析、SEE状态评价、信息管理与决策支持，它们分别对应系统结构概念模型中的三个虚线框，如图1所示[6]。

图1 城市SEE信息查询系统概念模型

3 系统设计

3.1 系统总体结构

基于GIS的城市SEE信息查询系统的总体设计结构如图2所示。从系统的应用需求来看，该系统可以为公众和政府提供不同的服务。从系统结构及GIS应用发展来看，构建基于网络的GIS是城市SEE信息查询系统的基本结构。其中，Web GIS是实现远程信息分析查询、安全管理和决策支持的最有效平台。在Internet上，系统采用B/S结构，服务器端通过注入数据及电子地图的应用服务，向客户端浏览器提供电子地图查询、SEE信息查询、决策支持分析等互操作服务。

图2 城市SEE信息查询系统总体设计结构

3.2 系统功能分析

3.2.1 数据管理功能

系统的数据管理主要分为元数据管理、属性数据管理、空间数据管理和标准数据管理。属性数据管理主要包括对SEE信息数据的浏览、添加、删除、更新等基本功能；空间数据管理主要包括矢量地图的移动、浏览、放大、缩小等操作。

3.2.2 信息查询功能

信息查询功能是对地理实体图层进行模糊查询、精确查询。查询范围包括社会人口、基础服务设施、商业网点、生态环境等SEE相关信息。查询的具体方式主要分为数值查询、SQL查询和地图查询。数值查询主要是通过属性数据的特点设定特定条件进行查询，但设置的查询条件要相对简单，所以只能进行一些基础查询；SQL查询是通过结构化查询语言设置具体查询条件来进行查询，功能比较强大，可以完成较为复杂的查询；地图查询是指通过在电子地图上选择地理对象直接查看它的属性，相对比较形象，容易理解，但查询功能一般。三种查询方式相互配合使用，使系统的查询功能较为完备。

3.2.3 模型分析功能

模型分析是系统实现支持决策功能的主体，主要包括社会经济环境的运行分析模型和多目标决策模型。由于模型数据库程序专业性强，计算方法多，系统采用C#和MapObject语言混合编程的方法，通过合适的接口将模型数据库程序和系统连接在一起，方便用户使用。

3.2.4 安全管理功能

安全管理功能是方便不同用户以不同的权限访问系统，确保在复杂网络环境下系统的安全。

3.2.5 帮助功能

帮助功能是系统的辅助功能，为系统使用者提供操作指南和相关技术等资料。

4 结语

随着我国城市化进程的不断深入，城市化水平正逐渐提高。这不仅意味着城市数量的增加，还意味着城市管理质量的提高，因此对城市规划、建设和管理工作的手段与方式提出了更高、更新与更复杂的要求。我国虽然在该方面起步较晚，但近年来，部分试点城市结合各自实际，在城市规划、国土资源、市政管理、公安消防、环境保护、公共交通、工商、园林、旅游、电力、统计等部门相继立项和建立了以GIS共同平台为基础的各类信息系统20余个，有效地提高了政府部门公共服务、社会管理和宏观决策的科学性与准确性，大大提高了工作效率。

但是，社会经济环境这个复杂的生态系统中仅有这些成绩还远远不够，仍然有许多方面有待加强，突出表现在三个方面：没有城市社会、经济、环境综合信息平台；缺乏准确的追踪调查、评估及制定应急对策的能力；城市管理手段不够现代化。之所以存在这些方面的不足，主要是因为各行业间仍然存在太多的信息孤岛，信息资源得不到更好的整合，使得这些多源、多尺度、多时态的空间数据不能为城市发展提供准确的决策依据。因此，如何更好地共享数据信息是本系统研究的重点。

要想实现数字城市，进而达到全球信息化，就需要在城市规划建设、环境管理和生产生活中，充分利用GIS技术和网络通信技术，将城市的各种数字信息资源加以整合并充分利用，研发出基于SEE的城市建设平台，为城市社会经济环境的数字化工程发展奠定坚实的基础。

[1]卫珑.关于我国城市化问题的讨论综述[J].经济学动态，2002（6）：54-57.

[2]杨世琦，王国升，高旺盛，等.区域生态经济系统协调度评价研究——以湖南省益阳市资阳区为例[J].农业现代化研究，2005，26（4）：299-301.

[3]柯健，李超.基于DEA聚类分析的中国各地区资源、环境与经济协调发展研究[J].中国软科学，2005（2）：144-148.

[4]曹瑜，胡光道.地理信息系统在国内外应用现状[J].计算机与现代化，1999（3）：1-4.

[5]魏一鸣，曾嵘，范英，等.北京市人口、资源、环境与经济协调发展的多目标规划模型[J].系统工程理论与实践，2002（2）：74-83.

[6]陶建格，吴慧欣，薛惠锋.基于GIS的环境经济决策支持信息系统研究[J].计算机工程与应用，2008，44（32）：203-205，209.

Research on City SEE Information Inquiry System based on GIS

Zhang Fang1,Liu Jia1,Liu Lin2
（1.Environmental Management College of China,Qinhuangdao Hebei 066004,China；2.Qinhuangdao Institute of Technology,Qinhuangdao Hebei 066100,China）

Based on the concept of digital cities,combining the information technology and socioeconomic environment（SEE），GIS and network technology,this paper put forward the framework of the city SEE information inquiry system based on the spatial analysis functions in the spatial query and the amount of operator functions of GIS,to achieve the collecting of the basic information of the city's ecological environment and sustainable development.

digital city；SEE；GIS；information inquiry system

P208

A

1008-813X（2012）03-0016-04

10.3969/j.issn.1008-813X.2012.03.005

2012-03-22

秦皇岛市科技局《基于GIS的城市SEE信息查询系统研究》（201101A061）

张芳（1979-），女，河北秦皇岛人，毕业于燕山大学电路与系统专业，硕士，讲师，主要从事信号处理、数据库技术、地理信息系统等方面的研究与教学工作。