煙草行業(yè)GIS應(yīng)用系統(tǒng)分析功能研究

吳宏林　歐陽迎春　李小勇　趙克洋　劉玉萍

（1.河南省國(guó)土資源開發(fā)投資管理中心，河南　鄭州　450003；2.云南省基礎(chǔ)地理信息中心，云南　昆明　650034；3.河南省基礎(chǔ)地理信息中心，河南　鄭州　450003；4.礦山空間信息技術(shù)國(guó)家測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南　鄭州450003；5.河南省遙感測(cè)繪院，河南　鄭州　450003）

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煙草行業(yè)GIS應(yīng)用系統(tǒng)分析功能研究

吳宏林1歐陽迎春2李小勇3，4趙克洋3劉玉萍5

（1.河南省國(guó)土資源開發(fā)投資管理中心，河南鄭州450003；2.云南省基礎(chǔ)地理信息中心，云南昆明650034；3.河南省基礎(chǔ)地理信息中心，河南鄭州450003；4.礦山空間信息技術(shù)國(guó)家測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南鄭州450003；5.河南省遙感測(cè)繪院，河南鄭州450003）

摘要：本文概括性描述了煙草行業(yè)GIS應(yīng)用系統(tǒng)常見的通用分析功能，輔以“卷煙品牌煙葉原料基地信息管理及應(yīng)用平臺(tái)”項(xiàng)目為實(shí)踐背景，簡(jiǎn)述該項(xiàng)目中包含的統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)相似性分析和模型評(píng)價(jià)分析三類分析功能的設(shè)計(jì)思想、實(shí)現(xiàn)方法和功能效果。

關(guān)鍵詞：煙草地理信息系統(tǒng)；空間分析；輔助決策；功能設(shè)計(jì)

近年來的GIS，發(fā)展快于大家的想象力。其“發(fā)展”于新銳的IT技術(shù)領(lǐng)航，“快”于數(shù)字城市，公眾地理服務(wù)等應(yīng)用熱點(diǎn)的助跑，而證明它“發(fā)展”的現(xiàn)象之一，就是星羅棋布的行業(yè)應(yīng)用。作為一門通用的技術(shù)工具，其以開枝散葉的態(tài)勢(shì)廣泛深入地滲透到各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)，除去一些傳統(tǒng)行業(yè)，煙草、物流、統(tǒng)計(jì)、人口和商業(yè)等行業(yè)都相繼進(jìn)入GIS的應(yīng)用行列中［1］。

如何把GIS技術(shù)和行業(yè)應(yīng)用嫁接好，是廣大從事GIS工作的實(shí)踐者應(yīng)潛心研究的問題之一。

目前煙草行業(yè)GIS應(yīng)用系統(tǒng)很多，現(xiàn)實(shí)中每個(gè)具體的應(yīng)用系統(tǒng)中或多或少都含有分析功能，現(xiàn)就筆者了解的通用分析功能做一個(gè)簡(jiǎn)要的總結(jié)性描述，并輔以“ES?TB信息管理及應(yīng)用平臺(tái)”項(xiàng)目為實(shí)踐背景，提示如何運(yùn)用GIS分析技術(shù)來輔助實(shí)現(xiàn)面向用戶的分析功能，希望能對(duì)煙草行業(yè)專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)感興趣的初學(xué)者有參考作用。

1　煙草行業(yè)GIS應(yīng)用系統(tǒng)定義

煙草行業(yè)GIS應(yīng)用系統(tǒng)（煙草GIS）是GIS在煙草行業(yè)的應(yīng)用，是針對(duì)特定的用戶群體和用戶需求定制的專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，可以用地圖的形式表達(dá)、分析煙草行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)龐大的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行基于位置的數(shù)字化管理，提供輔助決策支持。其通常伴有行業(yè)數(shù)據(jù)入庫集成，涵蓋瀏覽、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析和數(shù)據(jù)輸入導(dǎo)出等功能。

2　煙草行業(yè)GIS應(yīng)用系統(tǒng)分析功能應(yīng)用綜述

分析功能是煙草行業(yè)GIS應(yīng)用系統(tǒng)中一個(gè)大的功能類別，其常常借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)、計(jì)算機(jī)算法等多種學(xué)科和技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，GIS屬于其中一種。基于GIS的分析功能，特點(diǎn)是具備空間特征，簡(jiǎn)單來說，在煙草GIS中可以做以下幾方面的事情。

2.1統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行基于位置的統(tǒng)計(jì)和標(biāo)注，揭示數(shù)據(jù)的地理空間規(guī)律，給出用戶關(guān)心的或有價(jià)值的統(tǒng)計(jì)值。

2.2評(píng)價(jià)分析

通過對(duì)煙草種植和收購數(shù)據(jù)的整理分析，結(jié)合各縣市種煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)的氣象、土壤、地形地貌、生態(tài)環(huán)境等因素給出生產(chǎn)總結(jié)，對(duì)生產(chǎn)能力、生產(chǎn)潛力給出評(píng)價(jià)，對(duì)當(dāng)前土壤土肥數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，指導(dǎo)科學(xué)施肥，輔助領(lǐng)導(dǎo)決策。

2.3品質(zhì)分析

通過對(duì)現(xiàn)有煙種的葉片結(jié)構(gòu)、香氣質(zhì)、濃度、余味等因子進(jìn)行相關(guān)相似性等比較分析，為改進(jìn)現(xiàn)有煙種品質(zhì)和研發(fā)新型煙葉提供參考［2］。

2.4區(qū)劃規(guī)劃分析

分析基本煙田、各類基礎(chǔ)設(shè)施空間分布規(guī)律，結(jié)合生態(tài)（海拔、土壤、氣象）、品種、地區(qū)等條件，采用不同的方法建立模型得出一定條件下的分析評(píng)價(jià)結(jié)果，為綜合制定基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)計(jì)劃、種植的區(qū)劃規(guī)劃和煙區(qū)的輪作規(guī)劃和布局提供輔助決策支持。

2.5配送線路優(yōu)化分析

根據(jù)配送路線、訂單數(shù)據(jù)和車輛狀況進(jìn)行配送線路優(yōu)化，提高配送效率，降低配送成本，與GPS、GPRS技術(shù)結(jié)合，還可以實(shí)現(xiàn)車輛實(shí)時(shí)軌跡監(jiān)控。

2.6卷煙營(yíng)銷分析

通過銷量狀況走勢(shì)分析、營(yíng)銷人員數(shù)據(jù)分析、商圈數(shù)據(jù)分析、品牌數(shù)據(jù)分析、零售戶數(shù)據(jù)分析、預(yù)測(cè)分析、物流分析和客戶分布分析等得到數(shù)據(jù)的本質(zhì)，提升分析市場(chǎng)、引導(dǎo)消費(fèi)、培育品牌的能力。

3　常見的GIS空間分析方法

一個(gè)優(yōu)秀的煙草GIS分析功能=對(duì)用戶需求的真實(shí)了解+對(duì)GIS空間分析方法的掌握+實(shí)用或新穎的功能設(shè)計(jì)+準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)+精簡(jiǎn)的代碼+完善的功能測(cè)試+其他。其中，如果想在系統(tǒng)中凸顯GIS的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，需要掌握一些基本的GIS空間分析方法。自20世紀(jì)60年代提出空間分析的概念以來，其理論、概念和方法在納入數(shù)理運(yùn)算和地理空間邏輯的前提下日漸成熟，形成了比較穩(wěn)定的體系和功能劃分，許多GIS軟件都在研究和擴(kuò)展其實(shí)現(xiàn)的方法和手段，并且都有相關(guān)的函數(shù)和接口，從GIS的角度講常用的空間分析方法如下：①矢量數(shù)據(jù)空間分析（緩沖區(qū)分析、疊置分析、網(wǎng)絡(luò)分析）；②柵格數(shù)據(jù)空間分析（距離制圖、表面分析、密度制圖、統(tǒng)計(jì)分析、重分類和柵格計(jì)算）；③空間統(tǒng)計(jì)分析（空間插值、創(chuàng)建統(tǒng)計(jì)表面等）；④水文分析（河網(wǎng)提取、流域分割、匯流累積量計(jì)算、水流長(zhǎng)度計(jì)算等）；⑤地下水分析（達(dá)西分析、粒子追蹤、多孔滲流等）；⑥多變量分析、空間插值；⑦數(shù)學(xué)、地圖代數(shù)。

以上所列的每一種空間分析方法，都有其方法定義和理論基礎(chǔ)，都值得深入研究，至少掌握其中一種或幾種方法的用法，才能輕松自如地設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)煙草GIS系統(tǒng)里的分析功能。

4　實(shí)例

具體到實(shí)際應(yīng)用，煙草GIS分析功能的效果五花八門、良莠不齊。筆者認(rèn)為，如何把這些成熟的理論方法結(jié)合實(shí)踐，針對(duì)不同的專題應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)出衍生的帶有最大附加值的特色功能，使其落地開花，是需要學(xué)習(xí)和微創(chuàng)新的。前文是面上的提示，下文給出幾個(gè)點(diǎn)上的實(shí)例。

4.1實(shí)例背景

隨著煙草行業(yè)“兩個(gè)十多個(gè)”體制改革不斷深化，為了優(yōu)化曲靖煙葉資源配置，轉(zhuǎn)變煙葉供應(yīng)機(jī)制，通過開展品牌導(dǎo)向型基地單元的建設(shè)，建立ESTB信息管理及應(yīng)用平臺(tái)。該平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容和子系統(tǒng)主界面如圖1和圖2所示。

圖1 ESTB信息管理及應(yīng)用平臺(tái)的建設(shè)內(nèi)容

4.2項(xiàng)目中涉及GIS空間分析的若干功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)①

ESTB信息管理及應(yīng)用平臺(tái)，側(cè)重于基礎(chǔ)地理空間、氣象、土壤、煙草種植、生態(tài)評(píng)價(jià)、煙田及基礎(chǔ)設(shè)施等信息的空間地理特征展現(xiàn)，以及對(duì)行業(yè)的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、維護(hù)、管理及輸出。但是，為了滿足用戶種植適宜性區(qū)劃分析和輔助決策的需求，增加了統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)相似性分析和模型評(píng)價(jià)分析等分析功能，GIS技術(shù)在前兩類功能中只是配角，而在模型評(píng)價(jià)分析功能中則是絕對(duì)的主角。雖然前兩類功能對(duì)GIS空間分析甚至GIS技術(shù)使用的不多，但是其也屬于煙草GIS的分析功能，所以對(duì)其予以介紹，現(xiàn)對(duì)這些分析功能的設(shè)計(jì)思想、實(shí)現(xiàn)方法和功能效果制成表格，歸納如表1、2、3所示。

圖2 植煙生態(tài)環(huán)境及煙葉品質(zhì)信息子系統(tǒng)主界面

表1 統(tǒng)計(jì)分析功能

表2 相關(guān)相似性分析

表3 模型評(píng)價(jià)分析

5　結(jié)語

煙草GIS分析功能的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，好與壞涉及設(shè)計(jì)者的綜合素質(zhì)和項(xiàng)目環(huán)境支持等多種因素，但不變的是對(duì)GIS空間分析方法的掌握和應(yīng)用，而應(yīng)用就是提取、變化和衍生。假設(shè)空間分析的固定理論、方法和模式有100種，那么衍生出的基于空間分析的功能可以有1 000種甚至1萬種，這就像玩積木，原料只有這么多，但是造型可以千變?nèi)f化，無論如何變化，以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^程和結(jié)果，變到用戶的心理，變到大眾認(rèn)可乃是最高境界。

注釋：①“ESTB信息管理及應(yīng)用平臺(tái)”中涉及的分析功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是集體智慧的結(jié)晶，筆者僅為參與者，特此說明。

參考文獻(xiàn)：

［1］湯安國(guó)，楊昕.ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

［2］邵巖，王樹會(huì)，鄧云龍，等.基于GIS的云南烤煙種植區(qū)劃研究[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

中圖分類號(hào)：P208

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-5168（2016）02-0058-04

收稿日期：2016-01-28

作者簡(jiǎn)介：吳宏林（1979-），男，工程師，研究方向：地理信息公共服務(wù)平臺(tái)開發(fā)與應(yīng)用。

Research on the Analysis Function of GIS Application System in Tobacco Industry

Wu Honglin1Ouyang Yingchun2Li Xiaoyong3，4Zhao Keyang4Liu Yuping5
（1.Henan Province Land and Resources Development and Investment Management Center，Zhengzhou Henan 450003；2.Basic Geographic Information Center of Yunnan Province，Kunming Yunnan 650034；3.Basic Geographic Information Center of Henan Province，Zhengzhou Henan 450003；4.Key Laboratory of Mine Spatial Information Technology National Mapping Geographic Information Bureau，Zhengzhou Henan 450003；5.Remote Sensing Surveying and Mapping Institute of Henan Province，Zhengzhou Henan 450003）

Abstract:This paper briefly described the common analysis function of GIS application system in tobacco industry,and the project was based on the project of"information management and application platform of tobacco brand tobacco raw material base".This paper briefly introduced the design ideas,implementation methods and functional effects of the three types of analysis functions,including statistical analysis,correla?tion analysis and model evaluation.

Keywords:tobacco geographic information system；patial analysis；assistant decision making；functional design