基于GIS的泉州市生態(tài)市建設(shè)管理決策支持系統(tǒng)

梁美霞

(泉州師范學(xué)院 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，福建 泉州 362000)

基于GIS的泉州市生態(tài)市建設(shè)管理決策支持系統(tǒng)

梁美霞

(泉州師范學(xué)院 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，福建 泉州 362000)

在GIS技術(shù)平臺(tái)的支持下，探討泉州市生態(tài)市建設(shè)管理決策支持系統(tǒng)框架及功能實(shí)現(xiàn)問題，為泉州市生態(tài)市建設(shè)管理工作提供現(xiàn)代化信息技術(shù)支持平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)市建設(shè)管理的數(shù)字化、科學(xué)化、規(guī)范化。

生態(tài)城市； 決策支持系統(tǒng)； 框架設(shè)計(jì)； GIS； 泉州市

20世紀(jì)70年代在聯(lián)合國教科文組織發(fā)起的“人與生物圈”計(jì)劃中首次提出了生態(tài)城市的概念。生態(tài)城市應(yīng)該是一個(gè)經(jīng)濟(jì)得以穩(wěn)定發(fā)展、生態(tài)環(huán)境得以保護(hù)、社會(huì)得以和諧健康發(fā)展的城市概念。進(jìn)入21世紀(jì)以來，城市面臨生態(tài)破壞、資源枯竭等問題的挑戰(zhàn)，城市發(fā)展面臨城市的轉(zhuǎn)型，為了能夠更好地改善人居環(huán)境，在發(fā)展道路上選擇了生態(tài)城市這個(gè)建設(shè)理念。建設(shè)生態(tài)市能夠推動(dòng)城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也是建設(shè)城市生態(tài)文明的有效載體[1]。

泉州市自2003年啟動(dòng)生態(tài)市建設(shè)以來，生態(tài)市建設(shè)工作穩(wěn)步進(jìn)展，在2013年9月30日泉州市通過省級(jí)生態(tài)市的考核驗(yàn)收，并于2014年1月2日獲得命名。2014年12月通過國家生態(tài)市技術(shù)評(píng)估，2015年11月7日，泉州市通過國家生態(tài)市考核驗(yàn)收，成為福建省第二個(gè)通過國家生態(tài)市考核驗(yàn)收的設(shè)區(qū)市。生態(tài)城市的建設(shè)是一項(xiàng)綜合的、全面的、宏觀的、長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，集成地理信息系統(tǒng)(GIS)與決策支持系統(tǒng)(decisin syppsrt-system, DSS)。構(gòu)建泉州市生態(tài)市建設(shè)管理決策支持系統(tǒng)框架，能夠加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)城市生態(tài)信息化和數(shù)字生態(tài)城市的發(fā)展，促進(jìn)生態(tài)城市的可持續(xù)發(fā)展，從而為泉州市生態(tài)市建設(shè)管理提供現(xiàn)代信息技術(shù)支持平臺(tái)。

1 基于GIS的生態(tài)市建設(shè)管理決策支持系統(tǒng)概述

決策支持系統(tǒng)(decision support system，DSS)是20世紀(jì)70年代美國學(xué)者首先提出的概念[2]。它以現(xiàn)代信息技術(shù)為手段，運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法，通過提供背景材料、明確問題、修改完善模型、列舉可行方案并進(jìn)行優(yōu)選，為管理者做出正確決策，提供幫助和支持的人機(jī)交互系統(tǒng)[3]。

不斷發(fā)展和成熟的GIS技術(shù)具有非常強(qiáng)大的數(shù)據(jù)信息采集、監(jiān)測(cè)、編輯、存儲(chǔ)、處理以及空間分析等功能，將其與決策支持系統(tǒng)結(jié)合起來，是一個(gè)新興的科學(xué)技術(shù)研究領(lǐng)域。借助于GIS的決策支持系統(tǒng)構(gòu)建能夠充分利用GIS技術(shù)對(duì)空間信息的存儲(chǔ)以及空間分析能力，從技術(shù)上解決來源廣、數(shù)量大的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的無縫結(jié)合，輔助生態(tài)市建設(shè)管理決策。

在國外，20世紀(jì)70年代就開始加強(qiáng)對(duì)環(huán)境決策支持系統(tǒng)的開發(fā)。20世紀(jì)80年代空間決策支持系統(tǒng)構(gòu)建在水質(zhì)規(guī)劃管理、大氣環(huán)境質(zhì)量管理以及環(huán)境影響評(píng)價(jià)等方面得到了廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)，關(guān)于決策支持系統(tǒng)在生態(tài)環(huán)境中的應(yīng)用也很多，近年來側(cè)重于將決策支持系統(tǒng)應(yīng)用于生態(tài)規(guī)劃與管理方面。20世紀(jì)90年代末到21世紀(jì)初，中國城市建設(shè)上掀起了生態(tài)市建設(shè)的熱潮，為生態(tài)市規(guī)劃與管理決策支持系統(tǒng)的研究提供了有利的條件[3]。

2 基于GIS的泉州市生態(tài)市建設(shè)管理決策支持系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn)

泉州市生態(tài)市建設(shè)管理DSS設(shè)計(jì)的目標(biāo)是設(shè)計(jì)出一套適應(yīng)泉州市生態(tài)市建設(shè)、便于生態(tài)規(guī)劃、管理的數(shù)據(jù)管理方案，對(duì)生態(tài)市相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化處理，并在此基礎(chǔ)上借助于GIS工具，整合生態(tài)市建設(shè)分析、評(píng)價(jià)、決策模型，進(jìn)行模型構(gòu)建，對(duì)生態(tài)市建設(shè)水平進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)和決策，為生態(tài)市建設(shè)管理提供輔助決策依據(jù)[4]。

2.1 總體框架設(shè)計(jì)

泉州市生態(tài)市建設(shè)管理決策支持系統(tǒng)由3大基本模塊構(gòu)成，包括生態(tài)市信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、生態(tài)市建設(shè)評(píng)價(jià)模型庫系統(tǒng)、生態(tài)市信息發(fā)布系統(tǒng)。其總體框架設(shè)計(jì)見圖1。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體思路是考慮到生態(tài)市建設(shè)涉及大量的具有空間信息的數(shù)據(jù)以及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然等屬性信息，借助于GIS強(qiáng)大的存儲(chǔ)來建立生態(tài)市基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫。通過GIS的索引和空間分析能力來輔助數(shù)據(jù)挖掘，進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化處理。通過模型庫中各種評(píng)價(jià)模型的設(shè)置、比較，定量進(jìn)行生態(tài)市建設(shè)水平的分析、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)和決策，建立基于DSS的生態(tài)規(guī)劃管理模式。通過生態(tài)市信息發(fā)布系統(tǒng)，發(fā)布基礎(chǔ)信息、專題信息、不斷更新的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，從而達(dá)到生態(tài)市建設(shè)信息的共享，滿足不同用戶的需求。

圖1 泉州市生態(tài)市建設(shè)管理決策支持系統(tǒng)總體框架圖Fig.1 The general framework of decision support system for the management of ecological city construction in Quanzhou

2.1.1 生態(tài)市信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

生態(tài)市建設(shè)管理決策支持系統(tǒng)的構(gòu)建需要一個(gè)全面的、完善的、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，其中國家生態(tài)市創(chuàng)建的定量衡量指標(biāo)構(gòu)成了生態(tài)市信息數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)信息。泉州市從2003年進(jìn)行生態(tài)市建設(shè)，生態(tài)市建設(shè)工作逐年穩(wěn)步進(jìn)展，各個(gè)職能部門各個(gè)階段都有關(guān)于生態(tài)市創(chuàng)建的大量數(shù)據(jù)。除此以外，借助于GIS工具還應(yīng)創(chuàng)建與生態(tài)市建設(shè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)變化相關(guān)的各種空間信息和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等屬性數(shù)據(jù)，如資源數(shù)據(jù)狀況、環(huán)境質(zhì)量狀況、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況、生態(tài)治理狀況等各類數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)組織上，空間數(shù)據(jù)借助于GIS的Arcview、Mapobjects控件進(jìn)行管理，而屬性數(shù)據(jù)則通過Oracle數(shù)據(jù)庫來管理。數(shù)據(jù)來自不同部門、數(shù)量大，各單位不一致，因此對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)首先要進(jìn)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的處理，使之與模型庫的數(shù)據(jù)相吻合，便于進(jìn)行生態(tài)評(píng)價(jià)，從而保證評(píng)價(jià)的可操作性，實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.1.2 生態(tài)市建設(shè)模型庫系統(tǒng)

通過生態(tài)市信息數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，借助于GIS平臺(tái)，建立生態(tài)市建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用適當(dāng)?shù)脑u(píng)估方法，構(gòu)建生態(tài)市建設(shè)評(píng)價(jià)和生態(tài)市規(guī)劃決策模型(見圖2)。對(duì)泉州市建設(shè)的各個(gè)階段性成果進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況等深層次的空間分析及時(shí)間上的變化分析、評(píng)估和預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)泉州市生態(tài)市生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及模擬，科學(xué)、動(dòng)態(tài)地為生態(tài)市規(guī)劃建設(shè)管理提供決策依據(jù)。

圖2 生態(tài)市建設(shè)模型庫系統(tǒng)Fig.2 The model system of ecological construction

2.1.3 生態(tài)市信息發(fā)布系統(tǒng)

通過各個(gè)職能部門的信息系統(tǒng)，將其聯(lián)網(wǎng)，建立基于Internet的各個(gè)部門聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)市建設(shè)綜合管理網(wǎng)，將GIS應(yīng)用于Internet，使信息得到更充分的應(yīng)用。建立多層次、多來源、全方位的信息發(fā)布系統(tǒng)，為政府決策部門、環(huán)保系統(tǒng)、公眾提供生態(tài)市建設(shè)的各項(xiàng)信息，包括生態(tài)市建設(shè)基礎(chǔ)信息、專題數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)更新的生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)[5]，便于進(jìn)行生態(tài)信息的空間可視化瀏覽、檢索查詢、下載應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)共享生態(tài)信息資源，最終形成泉州市生態(tài)市建設(shè)的城市信息化環(huán)境，為泉州市生態(tài)市建設(shè)管理提供決策支持。

2.2 基于GIS的泉州市生態(tài)市建設(shè)管理決策支持系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

2.2.1 建立生態(tài)市建設(shè)信息數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)生態(tài)信息的統(tǒng)一管理

生態(tài)市建設(shè)信息數(shù)據(jù)庫既包括空間數(shù)據(jù)，又包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境質(zhì)量、環(huán)境治理等屬性數(shù)據(jù)。泉州市通過生態(tài)市建設(shè)，已取得了明顯成效，各個(gè)職能部門已有大量數(shù)據(jù)，除了擁有國家生態(tài)市創(chuàng)建18項(xiàng)衡量指標(biāo)2010-2014年基本數(shù)據(jù)以外，還包括定期監(jiān)測(cè)等各種環(huán)境數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)挖掘是一種有效的工具，它從數(shù)據(jù)庫中提取人們感興趣的數(shù)據(jù)模式/ 數(shù)據(jù)的普遍關(guān)系及其一些潛在的、事先未知的數(shù)據(jù)特征，即數(shù)據(jù)挖掘是在數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上進(jìn)行知識(shí)發(fā)現(xiàn)[6]。而在GIS技術(shù)支持下能實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)的管理，并通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)來實(shí)現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)的管理。通過數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的無縫鏈接，并實(shí)現(xiàn)各職能部門數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，為不同職能部門信息的調(diào)用提供所需的信息服務(wù)。

2.2.2 建立生態(tài)市評(píng)價(jià)模型庫，實(shí)現(xiàn)生態(tài)市建設(shè)現(xiàn)狀評(píng)估和環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

通過GIS軟件對(duì)泉州市多時(shí)相、多來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行指標(biāo)體系的構(gòu)建，調(diào)用合適的評(píng)價(jià)模型進(jìn)行城市生態(tài)信息的動(dòng)態(tài)模擬，對(duì)過去的、現(xiàn)狀的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行歷史、現(xiàn)狀的評(píng)估，并以此為基礎(chǔ)，對(duì)未來城市生態(tài)規(guī)劃及發(fā)展進(jìn)行模擬和演示。

2.2.3 建立生態(tài)市信息發(fā)布系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)信息的共享

泉州市生態(tài)市信息發(fā)布系統(tǒng)除了滿足為政府決策部門實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展提供決策依據(jù)以外，還必須借助互聯(lián)網(wǎng)通訊，向公眾開放，實(shí)現(xiàn)生態(tài)信息的共享，便于公眾查詢、查閱、下載相關(guān)的生態(tài)信息，體現(xiàn)公眾參與原則，并不斷健全公眾參與決策機(jī)制，公眾參與決策是確保決策民主性、科學(xué)性的關(guān)鍵[7]，因此要完善決策方案，讓民眾參與環(huán)境保護(hù)決策，了解城市生態(tài)環(huán)境狀況，提高民眾的環(huán)保意識(shí)。

3 結(jié)語

基于GIS的泉州市生態(tài)市建設(shè)管理決策支持系統(tǒng)框架的構(gòu)建，可為泉州市生態(tài)市建設(shè)管理提供一個(gè)統(tǒng)一的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，在數(shù)據(jù)庫、模型庫支持下，可以有效地幫助政府決策者制定正確的規(guī)劃決策[8]，加強(qiáng)對(duì)泉州市生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、模擬，實(shí)時(shí)掌握生態(tài)市建設(shè)水平。同時(shí)，通過信息發(fā)布可以提供公眾參與，為泉州市生態(tài)市建設(shè)管理提供現(xiàn)代信息技術(shù)支持平臺(tái)和輔助決策依據(jù)。

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(特約編輯：黃家瑜)

GIS-based decision support system of Quanzhou ecological city construction

Liang Meixia

(School of Resources & Environmental Science, Quanzhou Normal University, Quanzhou 362000, China)

With the support of geological information system(GIS), this paper probes into the decision support system framework and function of Quanzhou ecological city construction and management. It can provide modern information technology support platform for Quanzhou ecological city construction, and can also realize the scientific and standardized digitalization of ecological city construction management.

ecological city; decision support system; framework design; geological information system(GIS); Quanzhou city

2016-08-03

福建省中青年教師教育科研資助項(xiàng)目(JA15404)

梁美霞(1981- )，女，福建南安人，講師，碩士，從事城市景觀生態(tài)方向研究。

10.3969/j.issn.1672-4348.2016.06.012

S771.8

A

1672-4348(2016)06-0572-03