基于组件式GIS的张掖市社会经济信息系统的设计与实现概要.docx

1、基于组件式GIS的张掖市社会经济信息系统的设计与实现概要收稿日期:2008203229;修订日期:2008207228基金项目:中国科学院西部行动计划项目(KZCX22XB2204204;国家自然科学基金项目(40671076资助。作者简介:刘玉卿(1983-,男,硕士研究生,主要从事GIS 应用方面的研究。E 2mail :Liuyuqing02102123 。基于组件式GIS 的张掖市社会经济信息系统的设计与实现刘玉卿,徐中民,李玉文(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区流域水文及应用生态实验室,甘肃兰州730000摘要:运用基于MapObject s 的组件式GIS 技术,开发了甘肃

2、省张掖市社会经济信息系统。此系统不但实现了GIS 的各种基本功能而且还可以进行经济信息的查询统计、专题图制作以及经济综合分析等专业应用的有机集成,为政府了解与掌握本地区经济和社会发展提供有效的参考,为政策制定提供了一定的依据。关键词s ;社会经济信息系统;经济综合分析;张掖市中图分类号:TP 79文献标志码:A 文章编号:100420323(200805206002041引言GIS 技术系统是由计算机硬件、软件和相关的方法过程所组成,用以支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题1。在现代社会中,经济活动是人类活动的核心。经济活动涉及人口、资源、技术、资金、

3、管理等各方面的信息,有着丰富的时空特征。然而,由于经济活动受到自然、社会等多方面因素的影响与制约,若不借助于GIS ,很难获取大量的经济信息,也就很难进行合理的经济活动评价、分析和预测,进而做出经济发展决策。而GIS 的优势就在于能够对各种数据进行空间分析,为区域经济分析提供可视化的决策支持2。论文以张掖市为研究对象,运用基于MapOb 2ject s 的组件式GIS 技术,以VB 语言为平台,来开发张掖市社会经济信息系统。系统建立了张掖市各种基本地理信息的空间数据库,以及20032006年的张掖市各项主要经济指标数据库3。系统在实现基本GIS 功能的基础之上,利用建立的主要经济指标数据库,以

4、2006年为例,选择GDP 、第一产业总值、第二产业总值、第三产业总值、人均GDP 、财政收入、社会消费品零售总额、社会固定资产投资以及农民人均纯收入等12项经济指标,运用SPSS 软件进行主成分分析,从而把张掖市各区县划分为3种经济发展区域类型,为政府制定发展决策提供参考。2组件式GIS2.1组件式GIS 简介组件式GIS 指基于组件对象为平台,以组件的形式提供基本功能的GIS ,是GIS 与组件技术相结合的新一代地理信息系统。基本思想是把GIS 的各大功能模块划分为几个组件,每个组件完成不同的功能,各个组件之间通过可视化的软件开发工具集成,形成最终的GIS 应用4。其基本特点是开发周期短、

5、成本低、可脱离GIS 系统环境独立运行、操作简单、易学易用,为普通用户提供了便利,是目前GIS 应用软件开发的主要方向,也是目前国内开发人员的主要选择5。2.2MapObject s 简介MapObject s (简称MO 是由美国的ESRI 开发的一组地图软件的组件,利用它可以在普通的编程语言上实现主要的地理信息系统的功能。这很好地解决了GIS 和管理与规划决策综合应用的问题。MO 是由1个称为MA P 的ActiveX 控件和35个可编程的ActiveX 对象组成,它具有1组有属性、事件和方法的对象:地址匹配对象;数据访问对象;地图显示对象;几何图形对象;实用对象;第23卷第5期2008年

6、10月遥感技术与应用REMOTE SENSIN G TECHNOLOGY AND APPLICATIONV ol.23N o.5Oct.2008投影对象6。开发人员就是通过调用上面的各种对象及其事件、方法和属性来实现各种GIS 功能。MO 是按照图层来组织地图的,其默认的图层格式是Shapefile 格式,它是一种用非拓扑关系存储空间和属性信息的格式。每个图层文件包括3个以上的特征文件:即空间数据特征文件.Shp 、属性数据文件.dbf 和索引文件.Shx 7。2.3系统运行环境( 1硬件环境:系统开发是.net 架构,内存1G ,Intel 双核,硬盘10G 以上,并有支持硬件环境的输入、输

7、出等设备。(2运行平台:在安装了MapObject s 软件的windows XP 系列的PC 机上可以运行系统。3系统设计3.1系统设计的原则实用性原则:实用性是系统开发的根本目的,主要体现在开发的系统能够满足用户需求,解决实际问题。且系统设计要满足用户的需求界面友好,便于使用、管理和维护。可扩充性原则:能够及时地更新数据库,更新系统;标准化和规范化:代码编写要符合标准,书写规范。开放与共享性原则:这是建立系统的目标,就是要实现信息资源的最大化共享。3.2系统的数据库设计张掖市社会经济管理信息系统的数据库包括空间信息数据库和属性信息数据库。空间数据库采用Arcview 软件制作,形成各个sh

8、ape 格式的图层,属性数据库采用Foxp ro 数据库来管理。(1空间数据结构设计。系统采用层的概念来组织和管理空间数据(表1。地图上所有的要素抽象为点、线、面3种要素类型,根据不同的专题分为不同的图层,每个图层都是一个包含空间地理信息的数据库。表1系统空间数据分层表T able 1Layers of system spatial d ata图层名称图层类型城镇点图层铁路线图层公路线图层县界面图层经纬网面图层边框面图层(2属性数据结构设计。系统运用FoxPro 数据库来存储和管理与图层.shp 文件相对应的属性数据,采用表的方式来组织数据。表2为20032006年张掖市各区县的经济信息表的结

9、构。表2张掖市区县经济信息表结构T able 2Structure of county economy d ata of Zhangye city 字段名称类型字段长度小数位数区县名称字符型120ID数字型60经济指标数字型1223.3系统的主要功能及其实现系统包括各种基本GIS 功能以及经济指标图展示、经济综合分析等专业应用功能,系统的整体功能示意图如图1所示。图1系统整体功能示意图Fig.1Sketch m ap of overall functions of system3.3.1系统的基本功能系统实现的基本功能主要包括以下几个方面:可以添加与删除图层;可分层显示地图,通过图例控件来显示

10、或隐藏地图;可控制地图的显示比例,依据实际需要对地图进行放大、缩小、漫游以及还原操作;选择地物功能,即通过在地图上画圆、矩形、多边形来选定地物,列出地物的属性值;浏览地图的鹰眼功能。此外,本系统还提供了各个图层数据库表信息的查看及更新功能;经纬度显示功能;动态目标提示功能;设计了系统使用文档的系统帮助功能。所有这些功能的实现更方便用户来操作系统。3.3.2系统的专业功能系统的专业应用体现在下面的查询、指标统计、经济指标图展示和经济综合分析功能4个方面。(1查询功能。包含由空间位置查询相应的属性信息和由属性信息查找空间位置两种方式。前一种查询是指用户可以通过在地图上点击,来查看该处的地物,并浏览

11、其属性数据和经济信息。后一种查询是多条件查询,指用户通过逻辑运算(逻辑且和逻辑或等来构建表达式,查找符合条件的记录并在地图上进行显示。这种查询可以使用户对感兴趣的查询进行设计并得出查询结果,便于用户进行统计。106第5期刘玉卿等:基于组件式GIS 的张掖市社会经济信息系统的设计与实现(2指标统计。该功能就是对图层的任意一个数值字段的记录进行统计,得出统计结果。系统提供了最大值、最小值、平均值、均方差等统计指标。(3经济指标图展示。系统选取了主要的经济指标,以棒图或饼图的形式在地图上表示出来。图2为张掖市20032006年各区县的G DP 分布图,从右往左依次为20032006年的G DP 图。

12、系统在空间展示结果方面具有优势,从图中可以看出各地区G DP 的逐年增加以及各地区G DP 存在着差距的情况。图2张掖市各区县的20032006年G DP 分布图Fig.2Map of Zhangye s G DP in 20032006(4经济分析功能。系统借助于SPSS 统计软件,对选取的12个主要经济指标,运用主成分分析方法,得出张掖市各区县经济竞争力的综合得分与排名,并在此基础上,将各个地区进行分类,为经济决策提供数据支持。具体的开发过程如下:经济指标选取:本系统选取12个主要的经济指标,所有的指标都来源于2006年的张掖市统计年鉴,包括G DP 、人均G DP 、第一产业总值、第二产

13、业总值、第三产业总值、第二产业占G DP 比重、第三产业占G DP 比重、财政收入、社会消费品零售总额、社会固定资产投资、农民人均纯收入以及规模以上工业增加值8,这些指标基本能够反映各区县的经济发展水平。运用SPSS 软件,进行主成分分析,可得出张掖市各区县在经济竞争力方面的综合得分和排名。分析检验:系统利用KMO 检验,得出KMO 的值为0.765,大于0.5,意味着对其进行主成分分析的结果是能接受的。并从巴特利特球形实验中看出,Bartlett 的值为721.06,概率小于显著性水平0.05,拒绝零假设,即相关矩阵不是一个单位矩阵,从而可以进行主成分分析。分析结果:为使因子变量更具可解释性

14、,对因子载荷矩阵进行了方差极大值旋转。由旋转后的因子矩阵可以看出,第一个因子在除人均GDP 、第二产业占GDP 比重和农民人均纯收入以外的变量上都有较大的荷载,反映了其余各指标的共同影响,由于这些变量都是总量水平的指标,因此将它定义为总量因子;第二个因子在农民人均纯收入和人均GDP 上有较大荷载,这两个变量是反映平均水平的指标,将它定义为人均因子。这两个公因子从不同的侧面反映了经济发展水平,其累计方差贡献率达到了93.795%。表3旋转后的因子矩阵T able 3R otated component m atrix因子12GDP0.992-0.094人均GDP 0.0650.989第一产业总值

15、0.921-0.267第二产业总值0.986-0.011第三产业总值0.997-0.156第二产业占GDP 比重-0.2500.872第三产业占GDP 比重0.795-0.242规模以上工业增加值0.982-0.039财政收入0.9680.224社会固定资产投资0.8900.398社会消费品零售总额0.997-0.028农民人均纯收入0.0650.989进一步用回归法计算出两个公因子的系数,以两个公因子的各自方差贡献率为权数,得出综合得分公式:F =0.7280F 1+0.2720F 2。通过这个公式计算出张掖市各区县的综合得分。结果表明甘州区位列第一位,其次是肃南县、山丹县、临泽县、高台县和

16、民乐县。依据系统经济数据表中的数据和各区县综合得分情况,系统将这些区县划分为3种类型:具有绝对竞争优势的区县-甘州区,其特点为经济综合能力较强,经济总量较高,人均GDP 、城镇居民可支配收入和财政收入等都排在第一位,以二、三产业为主。具有一般竞争优势的区县-肃南、山丹和临泽县,经济综合实力中等,经济总量一般,人民生活水平处于中游,三大产业同时发展,且比例向二、三产业倾斜。经济综合竞争力不显著的县区-高台县和民乐县,其经济综合能力排名较低,第一产业占绝对优势,农民人均纯收入、城镇居民可支配收入等都处于下游水平。借助本系统在空间展示结果方面的优势,可以清楚地展示经济分析结果如图3。206遥感技术与

17、应用第23卷 图3区县经济综合竞争力图Fig.3M ap of cou nty economy integrated competion competence4结语系统运用基于MapObjects 的组件式GIS 技术开发了张掖市社会经济信息系统,成本较低,开发时间较短,实现了对区县经济信息快速收集、查询、整理、检索以及地图输出等方面的功能,同时可以对张掖市社会经济信息进行有效管理,能够为政府了解与掌握本地区经济和社会发展提供有效的参考,为政策制定提供一定的依据。然而,系统还有很多功能需要去完善与补充,如经济综合分析功能是借助于统计软件SPSS 实现的,如何将社会经济统计分析功能与GIS系统相

18、集成需要进一步去研究,如何去扩展专题图制作的功能、怎样去实现更多的社会经济评价功能以及各种数据信息的管理、维护、更新与保密问题等。目前系统在查询、检索以及GIS 的各种基本功能的实际应用中运行良好,但在经济综合分析等功能上还只是初步的探索,因而系统正处于完善阶段。参考文献:1Huang X Y ,Ma J S ,Tang Q.An Introduction to GeographicInformation System M .Beijing :Higher Education Press ,2001.黄杏元,马劲松,汤勤.地理信息系统概论M .北京:高等教育出版社,2001.2Chen F ,

19、Guo C H.A Preliminary Study on Regional EconomicAnalysis and Decision 2making Based on GIS J .Human Geog 2raphy ,2002:17(6:77281.陈斐,郭朝辉.基于GIS 的区域经济分析与决策初步研究J .人文地理,2002,17(6:77281.3Zhangye City Bureau of Statistics ,Gansu Province.StatisticalYearbook of Zhangye City Z.200322006.甘肃省张掖市统计局.张掖市统计年鉴Z.20

20、0322006年.4Song G F ,Zhong E S.Research and Development on Compo 2nent s GIS J .Journal of Image and Graphics ,1998,4:3132316.宋关福,钟耳顺.组件式地理信息系统研究与开发J .中国图形图像学报,1998,4:3132316.5Xue W.Mapobject s 2Programming on GIS M .Beijing :Na 2tional Defense Industry Press ,2006,5.薛伟.MapObject 2地理信息系统程序设计M .北京:国防工

21、业出版社,2006,5.6Xu S W ,Shen Y H ,Huang J Z ,et al .Development of Geo 2graphic Information System Based on Mapobject s J .Comput 2er Engineering and Applications ,2006,1:1952197.徐苏维,盛业华,黄家柱,等.基于MapObject s 的GIS 综合应用开发J .计算机工程与应用,2006,1:1952197.7Zhang S Q ,Zou S B ,Liu Y.A Viewpoint of GIS ApplicationD

22、evelopment on Mapobject s J .Remote Sensing Technology and Application ,2000,15(3:1942198.张世强,邹松兵,刘勇.基于MapObject s 的GIS 应用开发浅析J .遥感技术与应用,2000,15(3:1942198.8Luo Z ,Li S J ,Qu W.Empirical Analysis and Countermeasuresof County of Gansu Province s Economic CompetitivenessJ .Research on Development ,2007

23、,6:72276.罗哲,李树基,曲玮.甘肃省县域经济竞争力的实证分析与对策研究J .开发研究,2007,6:72276.Design and R ealization of Social and E conomic Inform ation System ofZhangye City B ased on Components GISL IU Yu 2qing ,XU Zhong 2min ,L I Yu 2wen(L aboratory of W atershed H y d rolog y and Ecological ,CA R E ER I ,CA S ,L anz hou ,73000

24、0Abstract :It is important t hat government knows social and economic information of region for government decision 2making to develop.This paper uses Component s GIS based on MapObject s to develop social and e 2cono mic informatio n system of Zhangye city ,taking Zhangye city in Gansu province as

25、st udy area.Through social and economic information system developed in paper Guest s could not only use kinds of basic f unc 2tions of GIS but also browse and search t he visualized and imagewise social and economic information ,in 2cluding map s of economic indexes and synt hetic economic analysis.It can give reference of social and eco 2nomic develop ment to t he governors for decision 2making to develop.K ey w ords :MapObjects ;Social and economic information system ;Synthetic economic analysis ;Zhangye city306第5期刘玉卿等:基于组件式GIS 的张掖市社会经济信息系统的设计与实现