基于GIS技術(shù)構(gòu)建鄭州數(shù)字化航空港區(qū)分析

王剛

(東華理工大學(xué) 測繪學(xué)院，江西 南昌 330013)

1 GIS研究現(xiàn)狀

20世紀后期，由于計算機技術(shù)的突飛猛進以及其它相關(guān)軟件開發(fā)，GIS(Geographic Information System)技術(shù)在全球得到了迅速的發(fā)展。GIS系統(tǒng)在海量數(shù)據(jù)存儲、處理、表達、顯示及二維三維數(shù)據(jù)共享技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化、標準化等方面都取得了顯著的成效，概括起來有以下幾個方面［1］:1硬件系統(tǒng)采用服務(wù)器/客戶機結(jié)構(gòu)，初步形成了網(wǎng)絡(luò)化、分布式、多媒體GIS;2在GIS的設(shè)計中，提出了采用“開放式的GIS環(huán)境，如ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型數(shù)據(jù)庫;支持多種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，運行多種編程語言和開發(fā)工具;支持各類操作系統(tǒng)平臺;為各應(yīng)用系統(tǒng)，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供標準化接口;可嵌入非專用編程環(huán)境，最終以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享為目標;3高度重視數(shù)據(jù)標準化與數(shù)據(jù)質(zhì)量的問題，并已形成一些較為可行的數(shù)據(jù)標準;4面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為主流，正在發(fā)展稱之為“對象－－關(guān)系DBMS(數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))”;5以GIS為核心的“3S(GIS、GPS、RS)”技術(shù)集成應(yīng)用逐漸成熟，為資源、環(huán)境以及管理規(guī)劃提供了空間數(shù)據(jù)新的工具和方法;6新的數(shù)學(xué)理論和工具采用GIS，使其信息識別功能、空間分析功能得以增強等等。7 GIS平臺采用與世界同步的計算機圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及地理信息處理技術(shù)，可以為系統(tǒng)提供最先進的管理方式。

2 鄭州航空港區(qū)現(xiàn)狀及未來規(guī)劃

美國航空專家Mckinley Conway將“航空城”定義為:以機場為核心，集航空運輸、物流、商貿(mào)購物、旅游休閑、工業(yè)開發(fā)等多項功能于一體的大型機場綜合體?，F(xiàn)在國內(nèi)將“航空城”理解為，以機場航空產(chǎn)業(yè)為中心，帶動多產(chǎn)業(yè)、綜合產(chǎn)業(yè)的群體［2］。鄭州航空港由“港”變“城”有其歷史必然性。這片區(qū)域位于中原經(jīng)濟區(qū)規(guī)劃(2012－2020年)核心位置，而且在這里集中著鄭州新鄭國際機場，鄭州新鄭綜合保稅區(qū)，鄭西、石武客運專線以及京珠高速，鄭州至機場城際高鐵，富士康鄭州科技園已布局的95條生產(chǎn)線以及相關(guān)的100多個產(chǎn)業(yè)和400多個配套企業(yè)。在《國際航空樞紐發(fā)展戰(zhàn)略研究》課題中，通過對全國166個商業(yè)機場的數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn)，鄭州機場已經(jīng)具備了國內(nèi)航空樞紐的雛形，適合發(fā)展成國內(nèi)的大型航空樞紐。2012年11月17日，中國國務(wù)院正式批復(fù)中原經(jīng)濟區(qū)規(guī)劃并同意規(guī)劃建設(shè)鄭州航空港經(jīng)濟綜合實驗區(qū)［3］。2013年3月7日《鄭州航空港經(jīng)濟綜合實驗區(qū)規(guī)劃》獲國務(wù)院批復(fù)［4］，標志著鄭州航空港經(jīng)濟綜合實驗區(qū)建設(shè)進入實質(zhì)性操作階段。批復(fù)指出:“建設(shè)鄭州航空港經(jīng)濟綜合實驗區(qū)，對于優(yōu)化我國航空貨運布局，推動航空港經(jīng)濟發(fā)展，帶動中原經(jīng)濟區(qū)新型城鎮(zhèn)化、工業(yè)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化協(xié)調(diào)發(fā)展，促進中西部地區(qū)全方位擴大開放具有重要意義。”按照規(guī)劃確定的發(fā)展目標，到2025年，鄭州航空港經(jīng)濟綜合實驗區(qū)將成為“大樞紐”“大產(chǎn)業(yè)”“大都市”成為引領(lǐng)中原經(jīng)濟區(qū)發(fā)展、服務(wù)全國、連通世界的開放高地。在這樣一個剛剛起步的農(nóng)村地區(qū)建設(shè)如此規(guī)模的航空港區(qū)，航空城，不僅需要大量的基礎(chǔ)設(shè)施投入，更需要依靠科技的支持，這樣才能做到高起點，高規(guī)劃，高質(zhì)量的建立一個科技智慧航空城。

3 利用GIS技術(shù)構(gòu)建航空城三大智能系統(tǒng)

3.1 基于GIS系統(tǒng)構(gòu)建現(xiàn)代航空城商業(yè)規(guī)劃系統(tǒng)

隨著鄭州航空港區(qū)建設(shè)的全面鋪開，2020年這里將成為可以容納150人口的現(xiàn)代化新城。對于這樣一座幾乎從零開發(fā)的新城，如何為在此生活的150萬人口提供各種現(xiàn)代化的商業(yè)服務(wù)，科學(xué)合理的商業(yè)網(wǎng)點先期規(guī)劃將成為未來建設(shè)科技、低碳、智慧城市的難點。在規(guī)劃建設(shè)商業(yè)網(wǎng)點時，既要避免過度建設(shè)，重復(fù)建設(shè)，同時又必須充分滿足所在區(qū)域居民購物生活的需要以及留下未來發(fā)展空間，迫切需要綜合運用有效的技術(shù)工具對零售商業(yè)的區(qū)位、商圈形態(tài)、商業(yè)空間結(jié)構(gòu)、競爭環(huán)境等進行合理分析。如果還是僅僅依靠地圖分析、表格數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、以及管理者的主觀認識做判斷，那無疑將造成規(guī)劃進度的緩慢和建設(shè)資源的浪費。目前國內(nèi)外很多著名的零售商，如家樂福、沃爾瑪、肯德基、德克士以及一些大型服裝品牌，在各地的商業(yè)網(wǎng)點分布中，都進行了相關(guān)的數(shù)據(jù)分析，都不同程度的運用了GIS分析思想，為其科學(xué)規(guī)劃提供理論指導(dǎo)?；贕IS技術(shù)以及相關(guān)的RS技術(shù)、三維可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)模型模擬分析技術(shù)，將使得復(fù)雜的理論模型數(shù)據(jù)變得簡單易于理解和使用，將為港區(qū)規(guī)劃者提供科學(xué)合理的規(guī)劃技術(shù)支持，也將使得商家和消費者受益。GSI商業(yè)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)通過獲取的市場信息，人口分布情況，人口消費能力等數(shù)據(jù)，采用較為成熟的加權(quán)Voronoi(泰森多邊形法)圖法與網(wǎng)絡(luò)Voronoi圖模擬網(wǎng)點商圈建立模型同時結(jié)合航空城的特殊性對商業(yè)網(wǎng)點進行合理分析判斷，對整個商業(yè)進行宏觀調(diào)控和行業(yè)管理，通過GIS模型不僅能讓規(guī)劃者了解數(shù)據(jù)，而且通過對數(shù)據(jù)的分析處理，使規(guī)劃者能夠了解數(shù)據(jù)內(nèi)含的更多、更本質(zhì)的東西，從而為科學(xué)規(guī)劃提供寶貴技術(shù)支持。

3.2 基于GIS系統(tǒng)構(gòu)建現(xiàn)代航空城智能交通系統(tǒng)

與鄭州“雙十字”鐵路和“五縱七橫”高速公路相較，鄭州機場在鄭州交通中的比例明顯偏小，在鄭州力爭打造國際航空港之際，如何規(guī)劃航空港區(qū)道路建設(shè)和管理，承載國際航空物流中心和國際貨運中轉(zhuǎn)基地的重擔(dān)，將成為建設(shè)港區(qū)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的道路管理方式是利用文字、圖形、報表、符號等信息分類記錄在紙上或者存儲在計算機中，這種傳統(tǒng)的方式，對于信息的提取利用都有很大缺陷，可視化信息化程度很低，基于GIS技術(shù)，構(gòu)建港區(qū)的數(shù)字化道路交通規(guī)劃管理系統(tǒng)平臺，利用數(shù)據(jù)庫存儲地理信息，利用GIS可視化平臺立體展現(xiàn)信息，構(gòu)建港區(qū)的動態(tài)交通管理機制，將有效提高港區(qū)的道路管理效能。例如在美國，大約有50個城市正在建設(shè)“數(shù)字城市”，近90%的聯(lián)邦機構(gòu)使用GIS技術(shù):美國華盛頓特區(qū)采用了34個城市信息子系統(tǒng)進行城市動態(tài)管理，如交通子系統(tǒng)能定時發(fā)布交通狀況信息，導(dǎo)向車輛運行［5］，有效的提高了道路通行效率。正在建設(shè)的鄭州新鄭國際機場的二期工程，耗資154億元，建成后將實現(xiàn)從飛機到城際鐵路、高鐵、長途汽車以及公交車的零換乘，基礎(chǔ)設(shè)施的完善將帶來港區(qū)發(fā)展的提供強大支撐。完善的基礎(chǔ)設(shè)施，只有在的完備管理系統(tǒng)指揮下，實現(xiàn)“鐵路、公路、機場”的高效聯(lián)運。基于GIS技術(shù)，綜合分析港區(qū)及港區(qū)周邊的公共設(shè)施，人口分布，土地利用，實時交通狀況，將交通模型和GIS相結(jié)合，建立一套易于操作應(yīng)用的交通網(wǎng)絡(luò)可視化管理系統(tǒng)(系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下)，將能有效的解決交通需求分析與預(yù)測、流量控制、行車路徑選擇、提高交通事故處理能力，真正實現(xiàn)港區(qū)的智能交通。

GIS智能交通規(guī)劃管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布

3.3 構(gòu)建智能港區(qū)智能醫(yī)療系統(tǒng)

鄭州航空港區(qū)位于鄭州市東南約20公里，包括現(xiàn)在新鄭市孟莊、薛店、龍王，中牟縣張莊、三官廟、九龍六個鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及開封市下轄尉氏縣部分土地，總面積達415平方公里。未來這里的人口將超過百萬。但是在這樣一個農(nóng)村地區(qū)建設(shè)的現(xiàn)代化港區(qū)在為人們提供巨額經(jīng)濟價值的同時，一個不可忽略的事實是當(dāng)?shù)氐尼t(yī)療衛(wèi)生體系還相當(dāng)落后，應(yīng)用GIS最小路徑分析，其中部分村鎮(zhèn)距離市區(qū)大醫(yī)院的距離超過了30公里。如何保障超百萬人的醫(yī)療問題，合理規(guī)劃港區(qū)醫(yī)院建設(shè)選址將成為港區(qū)規(guī)劃的一大難題。利用地理信息系統(tǒng)(GIS)具有強大的時空分析功能，建立航空港區(qū)人口分布數(shù)據(jù)庫，利用GIS最小路徑模型對航空港區(qū)內(nèi)的人口分布進行分析，從而將醫(yī)療衛(wèi)生單位規(guī)劃到最合理的位置，為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┳顬榭旖莸尼t(yī)療服務(wù)，將能有效的解決這個問題。同時，基于GIS技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立起來的現(xiàn)代醫(yī)療衛(wèi)生網(wǎng)絡(luò)體系，實現(xiàn)每個家庭和醫(yī)療系統(tǒng)的互聯(lián)，實現(xiàn)每個人的24小時醫(yī)療保障，將使港區(qū)的醫(yī)療保障水平實現(xiàn)跨越式發(fā)展，這對于港區(qū)內(nèi)的單身孤寡老人以及傷殘人群顯的尤為重要。同時網(wǎng)絡(luò)化的醫(yī)療保障體系對于宣傳疾病預(yù)防知識，提高居民預(yù)防疾病能力，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)看病，優(yōu)化醫(yī)療結(jié)構(gòu)，使現(xiàn)有醫(yī)療資源得到最優(yōu)化利用，相比傳統(tǒng)方式，優(yōu)勢巨大。

4 結(jié)束語

通過以上對GIS技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及GIS在港區(qū)建設(shè)中構(gòu)建三大智能系統(tǒng)的分析，可以看出基于GIS的智能信息管理平臺必將為鄭州航空港區(qū)的發(fā)展貢獻不可缺少的力量，GIS數(shù)字化應(yīng)用將深入港區(qū)的千家萬戶，成為港區(qū)的生產(chǎn)、生活中不可缺少的部分。同時，也要認識到GIS技術(shù)還處在高速發(fā)展之中，海量數(shù)據(jù)對于數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)提出更高的要求，新的問題的出現(xiàn)需要更多專業(yè)應(yīng)用軟件，數(shù)據(jù)分析模型還不能充分模擬現(xiàn)實情況，數(shù)據(jù)算法優(yōu)化還存在問題等等，需要人們進一步研究。

［1］杜志忠.地理信息系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r［J］.中學(xué)地理教學(xué)參考，2001，(3);13－14.

［2］航空樞紐將實現(xiàn)“零換乘”未來十年屬于港區(qū)東方今報，2012，12，26

［3］鄭州航空港經(jīng)濟綜合實驗區(qū)11月17日正式獲批民航資源網(wǎng)，2013，3，11

［4］鄭州航空港經(jīng)濟綜合實驗區(qū)獲國務(wù)院批準國函［2013］45號

［5］蔣捷.地理信息系統(tǒng)理論與應(yīng)用叢書——導(dǎo)航地理數(shù)據(jù)庫。北京:科學(xué)出版社.2003