地理信息技術(shù)輔助的廣播電視頻率規(guī)劃

吳昊聰

摘要：當(dāng)前，隨著我國(guó)電視廣播行業(yè)的日漸繁榮，利用地理信息技術(shù)對(duì)有限的廣播電視無(wú)線電波頻率資源進(jìn)行管理具有重要的意義。在現(xiàn)有平臺(tái)和電波傳播模型的基礎(chǔ)上，對(duì)地理信息技術(shù)在頻率規(guī)劃軟件中的應(yīng)用做進(jìn)一步研完。最后給出頻率規(guī)劃應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)廣播電視電波信號(hào)的最優(yōu)的人口和面積夜蓋。

關(guān)鍵詞：頻率規(guī)劃；空間分析；數(shù)據(jù)整合；輔助決策

引言

針對(duì)廣播電視頻率規(guī)劃無(wú)法直觀展示且耗時(shí)耗力的問(wèn)題，該文提出將地理信息系統(tǒng)的理論與方法應(yīng)用在廣播電視頻率規(guī)劃領(lǐng)域，通過(guò)利用地理信息空間數(shù)據(jù)庫(kù)輔助廣播電視部門(mén)進(jìn)行臺(tái)站數(shù)據(jù)管理，有效提高數(shù)據(jù)管理水平；利用地理信息技術(shù)構(gòu)建電波空間傳播模型，直觀展示電波在真實(shí)世界中的傳播及覆蓋情況。結(jié)果表明，基于地理信息技術(shù)構(gòu)建的廣播電視頻率規(guī)劃軟件直觀展示了頻率之間的相互關(guān)系和對(duì)未來(lái)規(guī)劃的影響。該文可為節(jié)約頻譜資源，科學(xué)地規(guī)劃廣播電視頻率提供決策支持。

1概述

針對(duì)廣播電視頻率規(guī)劃無(wú)法直觀展示且耗時(shí)耗力的問(wèn)題，該文提出將地理信息系統(tǒng)的理論與方法應(yīng)用在廣播電視頻率規(guī)劃領(lǐng)域，通過(guò)利用地理信息空間數(shù)據(jù)庫(kù)輔助廣播電視部門(mén)進(jìn)行臺(tái)站數(shù)據(jù)管理，有效提高數(shù)據(jù)管理水平；利用地理信息技術(shù)構(gòu)建電波空間傳播模型，直觀展示電波在真實(shí)世界中的傳播及覆蓋情況。結(jié)果表明，基于地理信息技術(shù)構(gòu)建的廣播電視頻率規(guī)劃軟件直觀展示了頻率之間的相互關(guān)系和對(duì)未來(lái)規(guī)劃的影響。該文可為節(jié)約頻譜資源，科學(xué)地規(guī)劃廣播電視頻率提供決策支持。

2廣播電視專題數(shù)據(jù)整合管理

廣播電視專題空間數(shù)據(jù)包含兩部分屬性，空間屬性和專題屬性。空間屬性指發(fā)射臺(tái)所在的空間地理坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)等，空間屬性實(shí)現(xiàn)臺(tái)站的空間一致性檢測(cè)，防止出現(xiàn)冗余的臺(tái)站數(shù)據(jù)；專題屬性包括臺(tái)站所屬的行政區(qū)劃、設(shè)臺(tái)單位、傳輸節(jié)目、天線高度、頻道、波段、天線增益、饋線損耗等屬性。

臺(tái)站的空間化編碼是實(shí)現(xiàn)臺(tái)站數(shù)據(jù)高效管理的重要手段。臺(tái)站的空間編碼由6位標(biāo)識(shí)代碼組成，包括省碼、行政等級(jí)和序碼。其中序碼屬于識(shí)別碼，對(duì)臺(tái)站數(shù)據(jù)進(jìn)行唯一性標(biāo)識(shí)。臺(tái)站所屬發(fā)射機(jī)編碼由9位代碼組成，包括發(fā)射臺(tái)編碼、類型和序碼。其中，類型編碼表示調(diào)頻F、中波M、電視T、短波S、中央直屬C，序碼編碼表示頻道號(hào)。發(fā)射機(jī)編碼的前6位是所屬臺(tái)站的編碼，后3位為發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)碼。將空間化的廣電專題數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)整合入庫(kù)，構(gòu)建廣播電視綜合信息數(shù)據(jù)庫(kù)。其中基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)表征了區(qū)域的地理要素、空間關(guān)系和地形地貌情況，是對(duì)地理環(huán)境特定的抽象和概括。在現(xiàn)代空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中，為了充分適度地反映空間地理信息，常采用多種比例尺共存的方式，建立多級(jí)比例尺銜接的空間數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)滿足需求。在已有的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，利用廣電專題數(shù)據(jù)的空間屬性將兩者整合連接在一起，形成廣播電視綜合信息數(shù)據(jù)庫(kù)。綜合信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，能有效對(duì)眾多繁雜的臺(tái)站數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理，保證臺(tái)站數(shù)據(jù)的唯一性，消除錯(cuò)誤、冗余信息。

3地圖數(shù)據(jù)需求分析

3.1地圖比例尺的選擇

地圖比例尺的大小直接決定著地圖上內(nèi)容的詳細(xì)程度與地形、地質(zhì)要素的精度。當(dāng)然，比例尺越大，其詳細(xì)程度越高，對(duì)應(yīng)的精度也越高。但所需投入的費(fèi)用也就越多，而且在信息系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)量也就越大，這在一定程序會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行的速度。比較理想的情況是，根據(jù)云南省廣播電視地理信息系統(tǒng)建立的要求，選擇合適比例尺的地圖，使其既能滿足系統(tǒng)開(kāi)發(fā)建設(shè)的要求，又不至于造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。根據(jù)廣電總局制定的廣播電視覆蓋網(wǎng)規(guī)劃方法提出的具體要求，我省廣播電視覆蓋網(wǎng)規(guī)劃與管理的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)采用的地圖比例尺和內(nèi)容如下：（1）全省1∶25萬(wàn)地形圖，該圖應(yīng)包含行政區(qū)劃邊界（詳細(xì)到鄉(xiāng)或村界）、主要道路、主要水系、植被、居民點(diǎn)、村或鄉(xiāng)以上行政單位駐地的位置與地名、等高線等。（2）全省1∶100萬(wàn)地形圖，該圖應(yīng)包含行政區(qū)劃邊界（詳細(xì)到縣或鄉(xiāng)）、地（市、州）和縣級(jí)行政單位駐地的位置與地名等。（3）指定范圍內(nèi)各種功率、類型發(fā)射臺(tái)（發(fā)射機(jī)）的分布圖。（4）在指定范圍內(nèi)建立數(shù)字地面模型和三維數(shù)據(jù)模型。

3.2屬性數(shù)據(jù)與地圖數(shù)據(jù)的連接

屬性數(shù)據(jù)與地圖數(shù)據(jù)的連接有多種方式，歸納起來(lái)有如下幾種：（1）直接采用軟件所提供的數(shù)據(jù)格式實(shí)現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)與地圖數(shù)據(jù)的連接，象MapInfo中的*.tab、*.map、*.dat、*.id，ArcView中的*.shp，*.dbf等；（2）采用ODBC方式將地圖數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)庫(kù)連接起來(lái)；（3）利用新一代的支持空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)直接將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)存放在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。根據(jù)本項(xiàng)目的要求，在系統(tǒng)中屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的存放與連接方式可采用兩個(gè)層次，即MapInfo通用的圖形與屬性數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)庫(kù)存放方式。

3.3地圖分層

根據(jù)云南省廣播電視覆蓋網(wǎng)規(guī)劃與管理信息系統(tǒng)的需求分析可以看出，系統(tǒng)對(duì)圖形分層要求較高。將地圖分層存放的好處是可以方便地查詢專題信息和快速制作專題地圖，同時(shí)為決策支持提供專題信息。地圖分層的方法主要基于兩個(gè)方面的需要：其一是根據(jù)地圖要素分層，可按幾何要素中的點(diǎn)、線、面分層，或按地形、地物要素分層，如把地圖內(nèi)容分為等高線、居民點(diǎn)、道路、水系等層；另一種方法是根據(jù)建立地理信息系統(tǒng)的特殊要求分層，如根據(jù)云南省廣播電視覆蓋網(wǎng)規(guī)劃與管理信息系統(tǒng)的要求，需要建立云南省各種功率、類型發(fā)射臺(tái)（發(fā)射機(jī)）的分布圖等。

3.4地圖量算與空間分析

廣播電視覆蓋網(wǎng)規(guī)劃與管理信息系統(tǒng)應(yīng)具有強(qiáng)大和方便的地圖量算功能，當(dāng)然這也是一個(gè)系統(tǒng)必須具備的功能。地圖量算與空間分析的內(nèi)容包括：任意區(qū)域面積量算，任意兩點(diǎn)間距離量算，緩沖區(qū)分析，疊加分析，鄰域分析等。

4實(shí)際應(yīng)用

4.1覆蓋區(qū)域分析

發(fā)射機(jī)信號(hào)傳播受到地形和介質(zhì)等干擾，場(chǎng)強(qiáng)覆蓋范圍不能達(dá)到理想狀態(tài)，要依據(jù)實(shí)際地理情況對(duì)其覆蓋區(qū)域進(jìn)行科學(xué)分析。首先要將發(fā)射機(jī)基本信息通過(guò)錄入界面導(dǎo)入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，包括發(fā)射臺(tái)所屬行政區(qū)劃、位置、高度、天線極化方式和發(fā)射機(jī)的波段、功率等級(jí)、頻道、天線高度、標(biāo)準(zhǔn)頻道、天線增益、天饋增益、饋線損耗等。通過(guò)選擇行政區(qū)劃，可在數(shù)據(jù)視圖中查看某一省發(fā)射臺(tái)的空間分布情況及發(fā)射臺(tái)的基本信息。選擇某一發(fā)射臺(tái)，按照電波傳播模型以及規(guī)劃參數(shù)、傳播參數(shù)和目標(biāo)函數(shù)等系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，可計(jì)算發(fā)射機(jī)場(chǎng)強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)覆蓋范圍。

4.2覆蓋干擾分析

由于發(fā)射臺(tái)站之間存在一定程度的相互干擾，導(dǎo)致其標(biāo)準(zhǔn)覆蓋范圍有重疊區(qū)域，因此每個(gè)發(fā)射機(jī)存在一個(gè)實(shí)際的覆蓋范圍。干擾情況分為3種：干擾欲收發(fā)射機(jī)的發(fā)射機(jī)、雙方互相干擾的發(fā)射機(jī)和受欲收發(fā)射機(jī)干擾的發(fā)射機(jī)。干擾類型分為同頻干擾、鄰頻干擾和鏡頻干擾。

結(jié)語(yǔ)

由于廣播電視覆蓋網(wǎng)規(guī)劃與管理信息系統(tǒng)是一個(gè)比較大型的地理信息系統(tǒng)，因此，在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)實(shí)施時(shí)要根據(jù)工作需要、技術(shù)條件及經(jīng)費(fèi)情況制訂合理的開(kāi)發(fā)實(shí)施步驟，利用技術(shù)首先實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)頻廣播覆蓋網(wǎng)規(guī)劃的設(shè)計(jì)和計(jì)算功能。在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中要特別注意空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，尤其在精度、質(zhì)量上嚴(yán)格控制和把關(guān)。

參考文獻(xiàn)

[1]呂文斌，龔岳松，李佼.基于網(wǎng)絡(luò)地理信息服務(wù)的水務(wù)綜合管理應(yīng)用[J].水利信息化，2011（3）：30-34.

[2]孫紅云，等.技術(shù)在無(wú)線電波場(chǎng)強(qiáng)分析中的應(yīng)用研究.第十屆中國(guó)測(cè)繪學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)，2006.

（作者單位：丹東市國(guó)土資源信息中心）