大運河HGIS大數(shù)據(jù)與服務(wù)平臺設(shè)計與實現(xiàn)

周丙鋒 李松旺 田金炎 張麗偉

1(首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院 北京 100048) 2(首都師范大學(xué)北京文化帶研究院 北京 100048)

0 引 言

大運河由三部分構(gòu)成:京杭、隋唐與浙東大運河,是世界上時空跨度最大的人工運河[1]。 2006年和2012年,京杭大運河和隋唐、浙東大運河分別被列為全國重點文物保護(hù)單位。2014年大運河項目成功入選世界文化遺產(chǎn)名錄。 2017年國家領(lǐng)導(dǎo)人對大運河文化帶建設(shè)作重要批示。2019年中央印發(fā)了《大運河文化保護(hù)傳承利用規(guī)劃綱要》,明確提出了大運河“互聯(lián)網(wǎng)+”建設(shè)的意義、要求和可應(yīng)用的技術(shù)和建設(shè)方向。

針對不同的應(yīng)用目的,國內(nèi)外涌現(xiàn)出分門別類的歷史地理信息系統(tǒng)平臺(HGIS)[2-8]。通過國內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn),國內(nèi)與大運河有關(guān)的歷史地理信息系統(tǒng)平臺已有專家進(jìn)行了研究和建設(shè)[9-10],由于受當(dāng)時各種條件和技術(shù)的制約限制,這些公開的系統(tǒng)大都不是或不完全是基于云計算、“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)和人工智能等高新科技,平臺在開放性程度、數(shù)據(jù)共享廣度、提供服務(wù)深度和用戶使用友好舒適度等方面存在一定局限性[11]。

眾多專家學(xué)者對大運河歷史文化、河道水系、生態(tài)環(huán)境、旅游和城鄉(xiāng)區(qū)劃等各類資源進(jìn)行了深度整理和深透挖掘,但國內(nèi)缺乏比較完善統(tǒng)一的宣傳、推廣和共享平臺,能夠?qū)Υ筮\河各類資源和研究成果系統(tǒng)進(jìn)行全面的、直觀的、全方位的展示和集成,并利用此平臺做進(jìn)一步研究。

大運河歷史地理信息大數(shù)據(jù)與服務(wù)平臺(以下簡稱“GCHGIS”)建設(shè)目的,根據(jù)現(xiàn)有的大運河有關(guān)的資源和研究內(nèi)容,以春秋時代吳王夫差開鑿“邗溝”迄今的中國歷史為時間縱軸,構(gòu)建一套集大運河基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、平臺服務(wù)和功能服務(wù)綜合系統(tǒng),其中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫內(nèi)容包括大運河文化遺產(chǎn)、河道水系、生態(tài)環(huán)境、文化和旅游、城鄉(xiāng)區(qū)域等要素的數(shù)據(jù)集,為大運河流域綜合性研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、平臺和功能等服務(wù)。

GCHGIS是以信息、計算機(jī)、通信和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)為基礎(chǔ),并與現(xiàn)代測繪、GIS、RS、GPS等技術(shù)緊密結(jié)合,主要功能是實現(xiàn)大運河沿線多源異構(gòu)歷史地理資源數(shù)據(jù)采集、存儲、管理、應(yīng)用、挖掘分析和共享等,目的是為科普、教學(xué)、科研、學(xué)術(shù)交流和政府決策提供支持服務(wù),目前GCHGIS框架構(gòu)建完成,已經(jīng)上線試用[12]。本文主要介紹GCHGIS的建設(shè)理念、架構(gòu)設(shè)計、實現(xiàn)途徑、主要特色及價值意義。

1 GCHGIS建設(shè)理念與技術(shù)優(yōu)勢

作為大運河歷史地理信息大數(shù)據(jù)和服務(wù)平臺,除了具有通用大數(shù)據(jù)平臺和地理信息平臺的特點外,還具有自己獨有的特點。由于大運河地理信息大數(shù)據(jù)和服務(wù)平臺所涉及的空間和時間跨度大,數(shù)據(jù)采集整理、數(shù)據(jù)管理與挖掘相對復(fù)雜;同時,它服務(wù)教學(xué)科研對象也非常廣泛,包括文學(xué)、教育、歷史、地理、考古、經(jīng)濟(jì)及軍事等各個教學(xué)科研領(lǐng)域的學(xué)者。作為多學(xué)科交叉的平臺,為了更好地服務(wù)于各個領(lǐng)域的教學(xué)科研者的需求,平臺設(shè)計思路和原則必須遵循多元開放共享、實時高效、方便快捷、簡單易用[13-15]。

多元開放共享方面,包括數(shù)據(jù)、平臺、功能等三個層次的開放共享。數(shù)據(jù)開放共享方面,在平臺架構(gòu)下,整合各類歷史資料,如文本、圖片、多媒體、遙感影像、地圖,以及各類研究成果或產(chǎn)品,如大運河沿線夜光遙感數(shù)據(jù)、大運河文化帶建設(shè)成效評價結(jié)果等。用戶通過授權(quán)和審核,可以獲取或發(fā)布相關(guān)數(shù)據(jù)。平臺開放共享方面,用戶以平臺整合的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),融合疊加自己的資料數(shù)據(jù),利用平臺構(gòu)建自己的專題,并可以通過平臺公開研究發(fā)現(xiàn)與分享研究成果。功能開放共享方面,平臺一些功能,如空間分析模型和數(shù)據(jù)服務(wù)功能,以REST服務(wù)方式對外提供服務(wù),以便其他系統(tǒng)對接調(diào)用,實現(xiàn)平臺功能開放共享。

實時高效方面,由于GCHGIS部署在云環(huán)境下,計算力、存儲空間和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)等物理資源,以及安全運營保障機(jī)制都是由云服務(wù)商提供。海量數(shù)據(jù)的檢索查詢、統(tǒng)計分析和空間分析都能夠保證運算速度、返回運算結(jié)果的實效性。

方便快捷、簡單易用方面,系統(tǒng)的設(shè)計考慮到用戶的計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和軟件方面的限制,系統(tǒng)功能的界面友好,使用方便快捷,操作簡單易用。如盡量多使用鼠標(biāo)點擊選擇,減少直接鍵盤輸入;平臺門戶和數(shù)據(jù)中心集成度較高,可以實現(xiàn)一站式數(shù)據(jù)資源的檢索瀏覽、發(fā)布審核、申請授權(quán)、收藏下載?；谠獢?shù)據(jù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一組織,不同類型數(shù)據(jù)支持多種操作,且支持多種數(shù)據(jù)格式,切換方便。

GCHGIS的架構(gòu)設(shè)計和開發(fā)技術(shù)應(yīng)用直接影響到平臺性能和用戶友好體驗。GCHGIS數(shù)據(jù)來源廣泛,數(shù)據(jù)形式多樣;全方位開放,數(shù)據(jù)產(chǎn)生迅速。以上兩點決定了GCHGIS整合的數(shù)據(jù)體量大,又要保證良好的用戶體驗。所以在建設(shè)過程中,充分參考相關(guān)系統(tǒng),并應(yīng)用了當(dāng)前最先進(jìn)的技術(shù),相比目前業(yè)內(nèi)其他相關(guān)公開的平臺或系統(tǒng),有以下三個方面的優(yōu)勢。

首先,架構(gòu)先進(jìn)。GCHGIS運用云服務(wù)、大數(shù)據(jù)和人工智能等當(dāng)前較先進(jìn)的技術(shù)構(gòu)建。實現(xiàn)大規(guī)模時空數(shù)據(jù)的存儲、發(fā)布、共享、可視化、檢索查詢和統(tǒng)計分析,以及依據(jù)數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)多元的空間數(shù)據(jù)挖掘、知識發(fā)現(xiàn)。如利用大運河沿線的夜光遙感數(shù)據(jù)和行政區(qū)劃,分析大運河文化帶的核心區(qū)城市發(fā)展的空間格局。根據(jù)用戶瀏覽數(shù)據(jù)和使用功能的偏好,應(yīng)用智能發(fā)現(xiàn)和推薦功能,把用戶喜歡的、感興趣的數(shù)據(jù)資料和功能篩選出來,自動推送呈現(xiàn)給相應(yīng)的用戶群體,達(dá)到千人千面的效果。

其次,兼容性好。瀏覽器兼容方面,平臺前端開發(fā)采用Bootstrap開源框架和HTML5標(biāo)準(zhǔn),兼容不同類型和不同版本的主流瀏覽器,如兼容移動端和PC端瀏覽器。集成第三方服務(wù)方面,通過第三方提供的API,方便集成第三方提供的數(shù)據(jù)和功能服務(wù),如天地圖的數(shù)據(jù)和功能服務(wù)、 CHGIS系統(tǒng)的地名數(shù)據(jù)服務(wù)、中華文明之時空基礎(chǔ)架構(gòu)中國歷史地圖數(shù)據(jù)服務(wù)等。提供服務(wù)方面,為方便其他系統(tǒng)對接調(diào)用,平臺以標(biāo)準(zhǔn)的REST服務(wù)方式對外提供服務(wù)。

最后,數(shù)據(jù)豐富海量。GCHGIS的多元共享的設(shè)計理念決定了數(shù)據(jù)規(guī)模。數(shù)據(jù)來源包括如下幾個方面:整合的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及集成第三方數(shù)據(jù)服務(wù)、用戶產(chǎn)生的專題數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括多比例尺基礎(chǔ)地理矢量數(shù)據(jù)(行政區(qū)劃、水系、交通等)、衛(wèi)星和無人機(jī)遙感影像數(shù)據(jù)。如自春秋戰(zhàn)國至今多朝代的大運河水系河道矢量數(shù)據(jù),自先秦至清代21個朝代的307幅疆域圖,大運河核心監(jiān)控區(qū)(沿線兩公里緩沖區(qū))范圍內(nèi)多年的高分遙感影像和SPOT遙感影像,分辨率分別為0.8 m和3 m等。后續(xù)不斷建設(shè)和集成大運河文化帶核心區(qū)、拓展區(qū)和輻射區(qū)相關(guān)的地理數(shù)據(jù),不斷整合各類已公開與之相關(guān)的信息和研究成果。

2 GCHGIS的架構(gòu)和組成

在總體設(shè)計架構(gòu)方面,GCHGIS除了具有通用大數(shù)據(jù)平臺的特點(如高效、可伸縮、實時、可靠、靈活、開放、簡單、易維護(hù))外,還具備時態(tài)GIS、WebGIS、云GIS和空間數(shù)據(jù)挖掘功能。GCHGIS部署在公共云平臺上,在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范技術(shù)體系和安全與綜合管理體系的支撐下,系統(tǒng)分為五個層次,由下至上依次為基礎(chǔ)設(shè)施層、多源數(shù)據(jù)層、共享服務(wù)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、用戶層,如圖1所示。

圖1 平臺總體設(shè)計架構(gòu)

基礎(chǔ)設(shè)施層。本層主要涉及物理資源,包括計算力、存儲空間、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。GCHGIS部署在云環(huán)境下,這些物理資源和安全運營保障機(jī)制都是由云服務(wù)商提供。

數(shù)據(jù)層。本層在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)范下建立關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)對多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成、存儲和統(tǒng)一管理。主要涉及到三大類數(shù)據(jù)庫,即基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫、資源目錄和元數(shù)據(jù)庫、研究專題數(shù)據(jù)庫?；A(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫既包括含行政區(qū)劃邊界、河流、道路、地理編碼、歷史地名等矢量地圖,也包括地形地貌、夜光、旅游資源等影像柵格數(shù)據(jù),為大運河保護(hù)傳承利用提供基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)支撐,可支撐空間定位、地名檢索、影像發(fā)布等服務(wù)。資源數(shù)據(jù)庫,包括生態(tài)自然資源、遺產(chǎn)文化資源、漕運水利資源等,為大運河的核心數(shù)據(jù)庫,是大運河保護(hù)傳承利用的基礎(chǔ)。專題數(shù)據(jù)庫包含文化遺產(chǎn)、河道水系、生態(tài)環(huán)境、文化旅游、城鄉(xiāng)區(qū)域、建設(shè)成效評價等,也是大運河研究成果數(shù)據(jù)庫,是大運河向互聯(lián)網(wǎng)+大運河拓展的基礎(chǔ)。

服務(wù)層,主要是為應(yīng)用層提供服務(wù)和中間件支持。以Web(IIS)服務(wù)為主,以API for JavaScript方式集成調(diào)用ArcGIS Server/Dojo空間數(shù)據(jù)及處理服務(wù),以REST API集成調(diào)用天地圖基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)服務(wù),通過(WMS、REST等)服務(wù)接口,將發(fā)布或第三方的數(shù)據(jù)服務(wù)集成到系統(tǒng)上來,保持原有的數(shù)據(jù)及服務(wù)系統(tǒng)不變;其中ArcGIS Server/Dojo空間數(shù)據(jù)及處理服務(wù),主要是支持應(yīng)用層空間數(shù)據(jù)的處理和操作,包括空間數(shù)據(jù)的訪問管理和檢索查詢、元數(shù)據(jù)的維護(hù)、專題的應(yīng)用挖掘、建設(shè)成效的評估評價模型等。

應(yīng)用層。本層涉及大運河研究和系統(tǒng)管理應(yīng)用兩個大方面。研究應(yīng)用包括數(shù)據(jù)共享和門戶、時空運河、空間數(shù)據(jù)挖掘、智能推薦和統(tǒng)計分析應(yīng)用等,主要是為了滿足大運河研究需求。系統(tǒng)應(yīng)用管理包括數(shù)據(jù)字典信息管理、用戶管理、日志管理等,主要為了增加平臺的靈活性和安全穩(wěn)定性。

表現(xiàn)層,用戶主要依靠瀏覽器、移動終端進(jìn)行系統(tǒng)的訪問,全面參與大運河的各項專題研究,各司其職、聯(lián)動互動。

整體系統(tǒng)需要在完備的安全體系以及體制、機(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等保障下,才能穩(wěn)定、高效運行。

在主要功能構(gòu)成方面,GCHGIS包括六大功能模塊,即數(shù)據(jù)共享和門戶、時空運河、空間數(shù)據(jù)挖掘、智能推薦和統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)采集與管理、運維管理等功能模塊。

(1) 數(shù)據(jù)共享和門戶子模塊:基于HTML5、JavaSrcipt和WebGIS技術(shù)集成了大運河河道本體、各專題研究成果、沿線文物信息即保護(hù)規(guī)劃信息、保護(hù)傳承利用的進(jìn)展情況、相關(guān)文件和新聞報道等,是終端用戶(包括公共大眾和相關(guān)研學(xué)者)了解和研究大運河的一個直接的便利窗口,為大運河研究、宣傳和推廣提供了一個便捷的平臺。

(2) 時空運河模塊:以時空框架為基礎(chǔ),運用Bootstrap前端技術(shù)框架,通過統(tǒng)一坐標(biāo)系、統(tǒng)一的定位、統(tǒng)一地理編碼,實現(xiàn)了大運河沿線各類數(shù)據(jù)的融合和集成,包括時態(tài)基礎(chǔ)地理、影像、高程和專題(七大研究專題)數(shù)據(jù)等,并實現(xiàn)了這些數(shù)據(jù)的導(dǎo)航、定位、疊加、瀏覽、綜合查詢和統(tǒng)計分析功能。實現(xiàn)了地圖基本的GIS功能,包括地圖的放大、縮小、平移、距離面積測量、圖層控制等。實現(xiàn)了大運河歷史變遷的動態(tài)演化,通過時間軸的自動或手動播放,可以動態(tài)呈現(xiàn)出大運河自春秋戰(zhàn)國至今的運河河道的歷史變遷,以及附加至大運河上的文化和生態(tài)環(huán)境的形態(tài)的演化,如河流和湖泊水體面積變化、水利工程的利用、沿線城市的空間格局變異等。實現(xiàn)了大運河基礎(chǔ)要素和專題要素的綜合展示、檢索查詢、對比分析和應(yīng)用研究。

(3) 空間數(shù)據(jù)挖掘模塊:以大運河基礎(chǔ)歷史地理和專題數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),利用C#編程語言并結(jié)合Python,通過空間數(shù)據(jù)挖掘算法或模型,如統(tǒng)計法、聚類方法、關(guān)聯(lián)規(guī)則發(fā)掘方法、機(jī)器學(xué)習(xí)方法、決策樹方法、空間特征和趨勢探測、圖像分析和模式識別等,提供新的大運河研究的方法和手段,驗證大運河的史料,得到新的研究觀點等。并把這些研究成果通過Web的方式提供給終端用戶,為了解和研究大運河提供幫助。

(4) 智能推薦和統(tǒng)計分析模塊:基于數(shù)據(jù)資料內(nèi)容的推薦系統(tǒng)算法,根據(jù)終端用戶感興趣的數(shù)據(jù),以及數(shù)據(jù)資料之間的關(guān)聯(lián)性,實現(xiàn)智能推薦和相應(yīng)的統(tǒng)計分析。由于本平臺的大運河相關(guān)數(shù)據(jù)量大,數(shù)據(jù)類型豐富多樣,智能推薦是必要的。

(5) 數(shù)據(jù)采集和管理模塊:用于數(shù)據(jù)的采集與維護(hù)管理,大運河文化遺產(chǎn)空間和屬性數(shù)據(jù),通過現(xiàn)代測繪、地理信息系統(tǒng)、遙感應(yīng)用、衛(wèi)星導(dǎo)航定位等技術(shù)的綜合應(yīng)用,在本子系統(tǒng)的支持下不斷地更新完善。本子系統(tǒng)所提供的主要功能包括大運河流域遙感數(shù)據(jù)的更新,基于野外數(shù)據(jù)采集功能(App模式)的數(shù)據(jù)更新、批量數(shù)據(jù)更新、地圖數(shù)據(jù)編輯等。

(6) 運維管理模塊:主要是實現(xiàn)平臺通用的數(shù)據(jù)運維管理操作功能,包括數(shù)據(jù)字典管理、用戶管理、數(shù)據(jù)和功能操作權(quán)限的管理、平臺環(huán)境配置的管理、日志管理等。

3 GCHGIS基本功能

多源數(shù)據(jù)采集功能。大運河時空跨度大,其保護(hù)傳承利用的相關(guān)工作涉及運河本體及其遺址區(qū)域的社會、經(jīng)濟(jì)、文化、自然生態(tài)環(huán)境等多個領(lǐng)域,數(shù)據(jù)源豐富,數(shù)據(jù)量極大。平臺整合了部分大運河文化遺產(chǎn)的空間和屬性數(shù)據(jù),但還需要不斷地更新和完善。除了基礎(chǔ)遙感數(shù)據(jù)和新涌現(xiàn)的研究成果需要更新外,野外采集數(shù)據(jù)也不需要更新。前者由于數(shù)據(jù)量大更新頻度相對較低,平臺采用PC端數(shù)據(jù)采集模式,后者考慮野外采集方便,采用移動App的數(shù)據(jù)采集模式。數(shù)據(jù)采集的同時直接入庫,通過審核直接發(fā)布至數(shù)據(jù)共享和門戶系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)的共享發(fā)布功能。該功能實現(xiàn)共享發(fā)布大運河本體信息、前人相關(guān)的研究成果、基于平臺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)而形成的各類科研成果數(shù)據(jù)。為保障數(shù)據(jù)的一致性,突破參照系和配準(zhǔn)等技術(shù)障礙,這些成果數(shù)據(jù)將以基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)歷史地圖數(shù)據(jù)為參考系自動配準(zhǔn)。另外,發(fā)布后的科研成果將自動納入到平臺的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中,為感興趣的學(xué)者進(jìn)一步的研究提供數(shù)據(jù)支撐[16]。

歷史地名查詢和歷史疆域數(shù)據(jù)服務(wù)功能。時間維度上,大運河有2 500多年的歷史,歷史跨度長;空間維度上,大運河全長近3 200公里,地域跨度廣。大運河沿線部分地名和歷史疆域變更頻繁,一地多名或多地重名現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。因此歷史地名查詢功能是本平臺的不可或缺的組成部分。本平臺主要是利用第三方提供的接口,實現(xiàn)了歷史地名查詢和歷史疆域數(shù)據(jù)服務(wù)。歷史地名查詢,調(diào)用哈佛CHGIS地名數(shù)據(jù)服務(wù)。歷史行政區(qū)劃數(shù)據(jù),調(diào)用臺灣中央研究院中國歷史地圖數(shù)據(jù)服務(wù)。

多元化的空間分析功能。GCHGIS集成存儲了與大運河相關(guān)的大部分遙感柵格和地理矢量的空間數(shù)據(jù),GIS應(yīng)用于大運河文化的保護(hù)傳承利用,會拓展新的研究內(nèi)容,帶來新的研究理念和思維方式?；镜目臻g分析功能是各種復(fù)雜分析的基礎(chǔ),平臺提供了GIS的基本空間分析功能,如圖層疊加、緩沖區(qū)、空間統(tǒng)計、網(wǎng)絡(luò)、動態(tài)插值和趨勢面等分析功能。這些空間分析功能的操作智能化和程式化,經(jīng)過簡單培訓(xùn)即可使用,能夠使純?nèi)宋闹R背景的學(xué)者跨越技術(shù)屏障。

方便快捷的制圖功能。專題圖件是研究成果最生動直觀的表達(dá)方式。專題圖的設(shè)計制作和輸出是平臺的重要功能,主要實現(xiàn)平臺所融合的數(shù)據(jù)按專題分類,以電子地圖形式進(jìn)行直觀展示。用戶利用豐富的地理要素和圖庫符號,可以直接進(jìn)行點、線、面的繪制,以及任意添加數(shù)據(jù)制作自己所需要的專題圖,操作簡單方便。另外用戶可以利用平臺內(nèi)集成的各類數(shù)據(jù)和內(nèi)置空間分析方法,對得到成果進(jìn)行編輯、制作、輸出。

地理空間參考自動配準(zhǔn)和轉(zhuǎn)換功能。GCHGIS空間分析、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)疊加功能都需要在統(tǒng)一的地理參考下進(jìn)行。平臺所有空間數(shù)據(jù)采用了WGS84地理坐標(biāo)系,所以后續(xù)進(jìn)入平臺數(shù)據(jù)的地理坐標(biāo)系必須是WGS84。平臺提供了地圖在線地理坐標(biāo)系的配置和轉(zhuǎn)換功能,將圖庫中的地圖或用戶自己的地圖提交到平臺,可以進(jìn)行在線配準(zhǔn)轉(zhuǎn)換,為空間數(shù)據(jù)的展示、信息的提取利用、空間分析等提供了便利條件。

地圖的卷簾和對比功能。GCHGIS具有地圖的疊加卷簾和平鋪窗口對比功能,可以選擇任意兩類的矢量或柵格底圖進(jìn)行卷簾疊加查看。三窗口對比可以選擇任意三個不同時期的大運河河道、水體面積或大運河流域的城市擴(kuò)張范圍等在同一界面上比對,這對于它們歷史演化的展示一目了然,適合用于歷史地圖的對照與比較研究。

4 GCHGIS在大運河文化帶建設(shè)、學(xué)術(shù)研究和教學(xué)實踐等領(lǐng)域的應(yīng)用

GCHGIS對于大運河文化帶建設(shè)、學(xué)術(shù)研究和教學(xué)實踐等領(lǐng)域進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。

(1) GCHGIS建設(shè)對于推動大運河文化遺產(chǎn)信息資源數(shù)據(jù)整合、共享、開發(fā)利用具有重要的價值。 首先在GCHGIS的整體架構(gòu)下,能夠逐步實現(xiàn)大運河本體和文化遺產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生產(chǎn)、整合和數(shù)據(jù)建設(shè)。它將目前大運河各種類型的歷史地理數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和存儲,包括地圖資料、圖像影像資料、音視頻資料、文獻(xiàn)資料全部集成到平臺中,利用平臺提供的功能和接口,隨時快捷調(diào)用。普通公眾、科研人員和機(jī)構(gòu)人員可以方便獲取自己所需要的各種數(shù)據(jù)資源,大大提高了數(shù)據(jù)資料的使用效率,是大運河研究不可或缺的資源寶庫。

(2) GCHGIS建設(shè)為大運河的綜合研究提供了新手段、新方法、新視角和新機(jī)會。以平臺的豐富數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ),學(xué)者可以利用平臺提供的功能制作、修正或重繪過去由于技術(shù)屏障無法繪制的專題圖。學(xué)者可以把時空坐標(biāo)與地理地圖相結(jié)合,為他們提供重新校驗大運河史料的有效方法。學(xué)者可以運用平臺內(nèi)置的空間數(shù)據(jù)挖掘算法模型發(fā)現(xiàn)新的研究觀點,可以運用地圖空間疊加分析功能發(fā)現(xiàn)過去史料所不易觀察到的空間關(guān)系,甚至可以進(jìn)一步提取出史料中的量化數(shù)據(jù)進(jìn)行空間統(tǒng)計分析。該平臺打破學(xué)科之間壁壘,為學(xué)者提供大運河研究的學(xué)科交叉機(jī)會和有效的研究工具。

(3) GCHGIS建設(shè)為用戶提供科普知識,提供教學(xué)實踐基地和交流對話的機(jī)會。GCHGIS是一個多元開放、資源共建、成果共享的工作系統(tǒng),是以時空數(shù)據(jù)和相關(guān)服務(wù)體系為基礎(chǔ)。師生可以利用平臺便捷的查詢檢索和友好的展示功能,宏觀地、系統(tǒng)地了解大運河本體以及相關(guān)文化遺產(chǎn),在師生實地考察前,對大運河有個全貌的了解,甚至不需要實地考察就有深入的認(rèn)知。用戶可以通過多種方式融入自己的個性化數(shù)據(jù),根據(jù)自己需要構(gòu)建自己的研究專題,并通過審核后發(fā)布共享自己的研究成果,科普公眾用戶,或促進(jìn)學(xué)者們之間的互動。

5 結(jié) 語

GCHGIS是功能、數(shù)據(jù)、算法、模型、服務(wù)的有機(jī)耦合體,實現(xiàn)了一幅圖聯(lián)通古今,一幅圖貫通南北,是深入貫徹落實習(xí)近平總書記關(guān)于大運河文化帶建設(shè)的重要講話和批示精神《大運河文化保護(hù)傳承利用規(guī)劃綱要》的一項舉措。GCHGIS建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)大運河遺產(chǎn)保護(hù)和文化展示的系統(tǒng)性和全方位,幫助拓展大運河沿線遺產(chǎn)活態(tài)傳承載體和傳播渠道,協(xié)助深入挖掘大運河承載的文化價值和精神內(nèi)涵,協(xié)助有關(guān)部門對岸線生態(tài)資源進(jìn)行整體規(guī)劃,能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一宣傳和推廣平臺。為大運河國家公園建設(shè)科學(xué)定測,催生大運河新型智庫,服務(wù)國家決策與綜合施策,最終目的是傳承、保護(hù)、利用流動文化,堅定文化自信。