基于GIS技术构建郑州数字化航空港区分析

王刚

(东华理工大学 测绘学院，江西 南昌 330013)

1 GIS研究现状

20世纪后期，由于计算机技术的突飞猛进以及其它相关软件开发，GIS(Geographic Information System)技术在全球得到了迅速的发展。GIS系统在海量数据存储、处理、表达、显示及二维三维数据共享技术、网络化、标准化等方面都取得了显著的成效，概括起来有以下几个方面［1］:1硬件系统采用服务器/客户机结构，初步形成了网络化、分布式、多媒体GIS;2在GIS的设计中，提出了采用“开放式的GIS环境，如ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型数据库;支持多种数据库管理系统，运行多种编程语言和开发工具;支持各类操作系统平台;为各应用系统，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供标准化接口;可嵌入非专用编程环境，最终以实现数据共享为目标;3高度重视数据标准化与数据质量的问题，并已形成一些较为可行的数据标准;4面向对象的数据库管理系统已经逐渐成为主流，正在发展称之为“对象－－关系DBMS(数据库管理系统)”;5以GIS为核心的“3S(GIS、GPS、RS)”技术集成应用逐渐成熟，为资源、环境以及管理规划提供了空间数据新的工具和方法;6新的数学理论和工具采用GIS，使其信息识别功能、空间分析功能得以增强等等。7 GIS平台采用与世界同步的计算机图形技术、数据库技术、网络技术以及地理信息处理技术，可以为系统提供最先进的管理方式。

2 郑州航空港区现状及未来规划

美国航空专家Mckinley Conway将“航空城”定义为:以机场为核心，集航空运输、物流、商贸购物、旅游休闲、工业开发等多项功能于一体的大型机场综合体。现在国内将“航空城”理解为，以机场航空产业为中心，带动多产业、综合产业的群体［2］。郑州航空港由“港”变“城”有其历史必然性。这片区域位于中原经济区规划(2012－2020年)核心位置，而且在这里集中着郑州新郑国际机场，郑州新郑综合保税区，郑西、石武客运专线以及京珠高速，郑州至机场城际高铁，富士康郑州科技园已布局的95条生产线以及相关的100多个产业和400多个配套企业。在《国际航空枢纽发展战略研究》课题中，通过对全国166个商业机场的数据分析后发现，郑州机场已经具备了国内航空枢纽的雏形，适合发展成国内的大型航空枢纽。2012年11月17日，中国国务院正式批复中原经济区规划并同意规划建设郑州航空港经济综合实验区［3］。2013年3月7日《郑州航空港经济综合实验区规划》获国务院批复［4］，标志着郑州航空港经济综合实验区建设进入实质性操作阶段。批复指出:“建设郑州航空港经济综合实验区，对于优化我国航空货运布局，推动航空港经济发展，带动中原经济区新型城镇化、工业化和农业现代化协调发展，促进中西部地区全方位扩大开放具有重要意义。”按照规划确定的发展目标，到2025年，郑州航空港经济综合实验区将成为“大枢纽”“大产业”“大都市”成为引领中原经济区发展、服务全国、连通世界的开放高地。在这样一个刚刚起步的农村地区建设如此规模的航空港区，航空城，不仅需要大量的基础设施投入，更需要依靠科技的支持，这样才能做到高起点，高规划，高质量的建立一个科技智慧航空城。

3 利用GIS技术构建航空城三大智能系统

3.1 基于GIS系统构建现代航空城商业规划系统

随着郑州航空港区建设的全面铺开，2020年这里将成为可以容纳150人口的现代化新城。对于这样一座几乎从零开发的新城，如何为在此生活的150万人口提供各种现代化的商业服务，科学合理的商业网点先期规划将成为未来建设科技、低碳、智慧城市的难点。在规划建设商业网点时，既要避免过度建设，重复建设，同时又必须充分满足所在区域居民购物生活的需要以及留下未来发展空间，迫切需要综合运用有效的技术工具对零售商业的区位、商圈形态、商业空间结构、竞争环境等进行合理分析。如果还是仅仅依靠地图分析、表格数据的统计、以及管理者的主观认识做判断，那无疑将造成规划进度的缓慢和建设资源的浪费。目前国内外很多著名的零售商，如家乐福、沃尔玛、肯德基、德克士以及一些大型服装品牌，在各地的商业网点分布中，都进行了相关的数据分析，都不同程度的运用了GIS分析思想，为其科学规划提供理论指导。基于GIS技术以及相关的RS技术、三维可视化技术、数据库技术、数据模型模拟分析技术，将使得复杂的理论模型数据变得简单易于理解和使用，将为港区规划者提供科学合理的规划技术支持，也将使得商家和消费者受益。GSI商业数据分析系统通过获取的市场信息，人口分布情况，人口消费能力等数据，采用较为成熟的加权Voronoi(泰森多边形法)图法与网络Voronoi图模拟网点商圈建立模型同时结合航空城的特殊性对商业网点进行合理分析判断，对整个商业进行宏观调控和行业管理，通过GIS模型不仅能让规划者了解数据，而且通过对数据的分析处理，使规划者能够了解数据内含的更多、更本质的东西，从而为科学规划提供宝贵技术支持。

3.2 基于GIS系统构建现代航空城智能交通系统

与郑州“双十字”铁路和“五纵七横”高速公路相较，郑州机场在郑州交通中的比例明显偏小，在郑州力争打造国际航空港之际，如何规划航空港区道路建设和管理，承载国际航空物流中心和国际货运中转基地的重担，将成为建设港区的关键。传统的道路管理方式是利用文字、图形、报表、符号等信息分类记录在纸上或者存储在计算机中，这种传统的方式，对于信息的提取利用都有很大缺陷，可视化信息化程度很低，基于GIS技术，构建港区的数字化道路交通规划管理系统平台，利用数据库存储地理信息，利用GIS可视化平台立体展现信息，构建港区的动态交通管理机制，将有效提高港区的道路管理效能。例如在美国，大约有50个城市正在建设“数字城市”，近90%的联邦机构使用GIS技术:美国华盛顿特区采用了34个城市信息子系统进行城市动态管理，如交通子系统能定时发布交通状况信息，导向车辆运行［5］，有效的提高了道路通行效率。正在建设的郑州新郑国际机场的二期工程，耗资154亿元，建成后将实现从飞机到城际铁路、高铁、长途汽车以及公交车的零换乘，基础设施的完善将带来港区发展的提供强大支撑。完善的基础设施，只有在的完备管理系统指挥下，实现“铁路、公路、机场”的高效联运。基于GIS技术，综合分析港区及港区周边的公共设施，人口分布，土地利用，实时交通状况，将交通模型和GIS相结合，建立一套易于操作应用的交通网络可视化管理系统(系统结构图如下)，将能有效的解决交通需求分析与预测、流量控制、行车路径选择、提高交通事故处理能力，真正实现港区的智能交通。

GIS智能交通规划管理系统结构分布

3.3 构建智能港区智能医疗系统

郑州航空港区位于郑州市东南约20公里，包括现在新郑市孟庄、薛店、龙王，中牟县张庄、三官庙、九龙六个乡镇以及开封市下辖尉氏县部分土地，总面积达415平方公里。未来这里的人口将超过百万。但是在这样一个农村地区建设的现代化港区在为人们提供巨额经济价值的同时，一个不可忽略的事实是当地的医疗卫生体系还相当落后，应用GIS最小路径分析，其中部分村镇距离市区大医院的距离超过了30公里。如何保障超百万人的医疗问题，合理规划港区医院建设选址将成为港区规划的一大难题。利用地理信息系统(GIS)具有强大的时空分析功能，建立航空港区人口分布数据库，利用GIS最小路径模型对航空港区内的人口分布进行分析，从而将医疗卫生单位规划到最合理的位置，为当地居民提供最为快捷的医疗服务，将能有效的解决这个问题。同时，基于GIS技术和互联网技术建立起来的现代医疗卫生网络体系，实现每个家庭和医疗系统的互联，实现每个人的24小时医疗保障，将使港区的医疗保障水平实现跨越式发展，这对于港区内的单身孤寡老人以及伤残人群显的尤为重要。同时网络化的医疗保障体系对于宣传疾病预防知识，提高居民预防疾病能力，实现网络看病，优化医疗结构，使现有医疗资源得到最优化利用，相比传统方式，优势巨大。

4 结束语

通过以上对GIS技术的发展现状以及GIS在港区建设中构建三大智能系统的分析，可以看出基于GIS的智能信息管理平台必将为郑州航空港区的发展贡献不可缺少的力量，GIS数字化应用将深入港区的千家万户，成为港区的生产、生活中不可缺少的部分。同时，也要认识到GIS技术还处在高速发展之中，海量数据对于数据存储结构提出更高的要求，新的问题的出现需要更多专业应用软件，数据分析模型还不能充分模拟现实情况，数据算法优化还存在问题等等，需要人们进一步研究。

［1］杜志忠.地理信息系统发展状况［J］.中学地理教学参考，2001，(3);13－14.

［2］航空枢纽将实现“零换乘”未来十年属于港区东方今报，2012，12，26

［3］郑州航空港经济综合实验区11月17日正式获批民航资源网，2013，3，11

［4］郑州航空港经济综合实验区获国务院批准国函［2013］45号

［5］蒋捷.地理信息系统理论与应用丛书——导航地理数据库。北京:科学出版社.2003