旅游资源普查GIS空间数据库设计与实现.pdf

理工实践旅游资源普查GIS空间数据库设计与实现李斌1，陈琳敏1，张晓芳1，刘国辉1，罗群2，蔡思婷1，邓思思1，谢洪1（1.韩山师范学院，广东 潮州 521041 2.中国石油大学，北京 100049）摘要：在广东省潮州市旅游资源普查试点工作中，形成了丰富的文字、图片和视频资料，使用SQLServer关系型数据库管理系统设计属性数据库并结构化管理海量旅游资源数据，使用ArcGIS空间数据库平台按需求条件图形化表达旅游资源特征，制作旅游专题地图，提高了项目管理与科研效率，缩短了工作时间，节约了工作成本。空间数据库技术提高了数据的准确性、时效性和共享性，便于查询、统计和空间分析，灵活快捷地展示、形成各类旅游资源图件，及时呈现空间性旅游资源分析结果，在今后的旅游资源调查中可以推广使用。关键词：空间数据库；旅游普查；GIS；ArcGIS；旅游资源；网络发布中图分类号：P628.5；P208；TP311.13文献标识码：B文章编号：1674-6198（2024）02-0099-06引言为了响应国务院办公厅 关于促进全域旅游发展的指导意见（国办发 2018 15号）充分发掘全省旅游资源，实现旅游资源科学保护、科学管理，加快全域旅游发展，广东省文化和旅游厅组织开展了旅游资源普查试点工作。潮州市是广东省第一批获得“国家历史文化名城”之称的城市之一，古城区所处的湘桥区于2020年入选广东省全域旅游示范区名单1。2021年5月，广东省文化和旅游厅将潮州市湘桥区作为旅游资源普查试点地区开展旅游普查工作，韩山师范学院地理科学与旅游学院承接了该项目，于2021年11月完成了旅游普查的野外实地调查工作，共实地记录了807个旅游资源点的信息，形成了大量的文字、图片和视频资料。如何快速高效地管理、共享、分析、评价、展示、传播旅游资源调查的海量信息，成为当务之急。传统的数据管理方式在空间数据的表示、存储、管理、检索上存在诸多缺陷，无法有效地支持复杂对象（如图形、图像），从而发展到空间数据库研究领域2-4。空间数据库的研究始于20 世纪70年代的地图制图与遥感图像处理领域，其目的是有效地利用卫星遥感资源迅速绘制出各种经济专题地图，后来发展为地理信息系统（GIS），并迅速在大地测量、地质矿产调查、国土资源管理等领域推广使用5-7。近年来随着互联网技术的飞速发展，其应用范围扩大到环境评估、灾害预测、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事、公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域8-10。国际上，20世纪80年代欧洲一些国家就建成了旅游地理信息系统的建设工作，如丹麦、奥地利、荷兰、瑞士等，他们将旅游地理信息系统深入应用于旅游开发、旅游管理、旅游交通、旅游营销以及教育培训等，提高了工作效率和服务质量11。之后该技术方法推广、蔓延到全世界各个国家12。我国旅游地理信息系统（TGIS）的应用与研究起步较晚13，14，2012年我国首个“中国旅游业发展收稿日期：2023-08-29作者简介：李斌（1970），男，内蒙古化德县人，副教授，博士，研究方向：沉积学、空间数据库。延安职业技术学院学报Journal of Yanan Vocational&Technical College第38卷第2期Vol.38No.22024年4月Apr.2024-99空间信息数据库”宣告正式建成，将我国旅游业发展的相关数据与经济、社会、生态数据结合，构建起一个涵盖住宿接待、旅游景区（点）、旅行社、旅游经济发展、社会经济环境、旅游人力资源等旅游空间信息数据库。该数据库系统集成了30多万个旅游信息数据，具有可视化表达、属性查看、数据检索、空间分析四大功能。能够即时检索中国大陆31个省（区、市）旅游产业主要发展信息，根据查询者的需求分类列举各类数据，还可以利用数据库内置的各种分析模块进行计算，并能生成直观的空间图形，从而简便、形象、科学地为旅游管理部门提供决策咨询15。但该旅游地理信息系统只收集、展示了我国知名的旅游资源信息。随着我国旅游资源的新一轮普查的深入开展，旅游资源信息呈海量增加，该旅游地理信息系统需要进一步扩展以补充旅游资源数据。各单位在组织实施旅游资源普查时，就需要建成统一性、结构性、科学性的旅游资源普查空间数据库，以备数据移植、共享以及系统性整合。其次，在旅游资源普查中发现，专题旅游地图的制作，需要数据库复杂查询分析，对采集到的数据进行符号化、可视化处理，以及网络发布等核心技术。本文利用 SQL Server 关系型数据库和ArcGIS空间数据库平台创建了旅游普查空间数据库，其设计与实现思路和关键技术，可为后续的旅游资源普查工作提供参考模式，并促进旅游资源普查的顺利开展，提高工作效率，节省成本。1 使用软件介绍本次旅游资源普查中空间数据库的设计使用SQL Server关系型数据库管理系统和ArcGIS空间数据库平台联合实现。SQL Server 是Microsoft 公司推出的基于客户机/服务器系统开发的商用关系数据库系统16。SQL Server具有双层系统的特点，多个客户机可以同时共享同一个数据库文件，实现客户端协同分工操作数据库文件的功能，如数据录入，数据分析、数据绘图等17。旅游资源普查使用SQL Server按照统一标准创建属性数据库文件，形成旅游资源调查基本数据表，并进行多个客户端协同录入数据文件，统一进行管理、使用。ArcGIS是美国Esri公司研发的一款功能强大的GIS专业电子地图信息编辑和开发软件18。该软件实现了GIS由共享向协同工作的飞跃。ArcGIS自带的地理数据库（Geodatabase），可对GIS通常所处理和表达的地理空间特征如矢量、栅格、TIN、网络、地址进行统一描述。因SQL Server不支持空间数据的管理功能19，在本次旅游资源普查中，将SQL Server创建的属性数据库文件通过 ArcSDE 接口导入到 ArcGIS 系统中，使属性数据库通过地理坐标属性字段值产生空间的特征，形成空间数据库文件，以供用户在ArcGIS 桌面系统 Geodatabase 中操作使用20-21。Geodatabase通过ArcSDE接口能够访问多种DBMS，标准SQL语言来管理数据，准确地实现数据库的具体操作，并且支持所有的空间数据类型22。2 旅游资源普查空间数据库设计创建广东省潮州市湘桥区旅游资源调查数据库，并创建2个旅游调查基本数据表。表1为广东省潮州市湘桥区旅游资源调查数据表，包括资源编号、资源名称、X、Y、资源描述、评级、图片、视频，自然村编号字段，以资源编号字段建立数据库索引。其中资源编号采用地区、旅游资源类别（地文景观、水域景观、生物景观、天象与气候景观、建筑与设施景观、历史遗迹景观、旅游产品景观和人文景观）以及资源描述特征（单体或综合体）等信息综合编号，如“445102-07（02）-050107-01-01”中“445102”表示广东省潮州市湘桥区；中间“07（02）”中“07”表示湘桥区下的乡镇或街道编号，“（02）”表示乡镇内行政村的编号；“050107”表示旅游资源基本类型代码，前2位数字为旅游资源主类编号，如“01”表示地文景观，“05”表示建筑与设施景观；中间2位数字表示亚类编号，如该编号中“01”表示建筑与设施主类中人文景观综合体亚类；后2位数字表示基本类型编号，如“07”表示建筑与设施主类中人文景观综合体亚类中宗教与祭祀活动场所基本类型；第一个“-01”为资源描述类型，“-01”表示旅游资源单体，“-02”表示旅游资源综合体；第2个“-01”表示同一行政村内基本类型旅游资源描述类型的具体排列序号。“445102-07（02）-050107-01-01”该综合编号字符串的总体意思为广东省潮州市湘桥区磷溪镇第7个行政村（西坑村）中建筑与设施主类中人文景观综合体亚类中宗教与祭祀活动场所基本类型内旅游资源单体的第1个旅游调查资源点。延安职业技术学院学报2024年4月-100表2为广东省潮州市湘桥区自然村数据表，主要字段有自然村编号（社区编号）、自然村名称（社区名称）、行政村编号（街道编号）、行政村名称（街道名称）、乡镇编号（区编号）、乡镇名称（区名称）。表2 广东省潮州市湘桥区自然村数据表自然村编号020010200202003自然村名称北山村堤头村芦庄村行政村编号020203行政村名称北堤村北堤村小庄村乡镇编号070707乡镇名称磷溪镇磷溪镇磷溪镇广东省潮州市湘桥区旅游资源调查数据表与广东省潮州市湘桥区自然村数据表之间通过共同的字段“自然村编号”建立连接关系，使数据表内信息共享，且防止数据存储冗余的现象：将广东省潮州市湘桥区旅游资源调查数据表中“自然村编号”字段设为外键，广东省潮州市湘桥区自然村数据表中“自然村编号”字段设置为主键，两个表通过主外键建立多对1的逻辑关系，数据使用时通过连接查询共享2个数据表之间的属性值，如查询某一个乡镇内有多少旅游资源调查点，查询某个乡镇内有多少处历史遗迹类古建筑等。3 底图绘制及坐标转化本次旅游资源调查中需要以广东省潮州市湘桥区行政区划图为底图进行矢量化后形成电子地图。在矢量化地图图片时，首先需要阅读地图投影坐标系统，再根据野外调查时GPS定位时的投影坐标进行换算。我国一般的行政区划图采用北京 54 投影坐标系统、西安 80 投影坐标系统、WGS84投影坐标系统三种模式23。本次选用的潮州市湘桥区行政区划图的投影坐标为北京54坐标系统，而本次旅游资源调查中GPS使用的投影坐标为WGS84坐标系统。在矢量化地图时，需要在ArcGIS中将系统投影坐标转化为WGS84，底图图片配准后发生了拉伸缩放变形，矢量化后将野外调查的旅游资源数据投影定位，才能准确显示在矢量化后的地图中。4 旅游资源分类信息的图形化表示旅游调查数据入库后，即可在ArcGIS地理空间位置根据项目需求显示旅游资源调查点的属性，并制作各类专题地图。4.1 符号库的制作因广东省旅游资源普查项目要求绘制旅游资源调查专题地图，其中用不同颜色符号区分自然类和人文类旅游资源（蓝色为自然类，红色为人文类）；用图形的饱满度区分单体与综合体旅游资源（空心为单体，实心为综合体），不同的旅游评价等级用不同的符号进行区别，如一级为“圆形”，二级为“三角形”，三级为“菱形”，4级为“正方形”，5级为“五角星”。在ArcGIS系统中按照以上要求在符号库中制作不同颜色、不同级别、不同风格的点状符号，以备制作旅游资源调查专题地图时使用。4.2 旅游资源调查专题地图的制作为了更好地在地图中表示各种旅游资源的特征，在“广东省潮州市湘桥区旅游资源调查数据表”中增加三个字段，一个字段为“自然类别”，分别赋以数字0和1，表示自然或人文属性；另一个为“描述类别”，分别赋予数字0或1表示其为综合体或单体；第三个字段为“评分等级”，将下列级到5级，分别赋予数字0-5。在ArcGIS绘图时，将广东省潮州市湘桥区旅游资源调查数据表导入到ArcGIS系统中，在图层属性中设置空间数据的符号显示方式，在图层属性的符号中选择以自然类别、描述类别和评分等级3个字表1 广东省潮州市湘桥区旅游资源调查数据表资源编号445102-07（02）-030102-01-02445102-07（02）-030102-01-03资源名称北山村三叉秃榕树堤头村六叉平顶古榕树x116.70116.70y23.6023.60资源描述树龄逾百年的榕树，153年，高5m。树龄逾百年的榕树，143年，20m。评级一级一级图片445102-07（02）-030102-01-02_p1445102-07（02）-030102-01-03_p1视频445102-07（02）-030102-01-02_v1445102-07（02）-030102-01-03_v1自然村编号0200102002旅游资源普查GIS空间数据库设计与实现第38卷第2期-101段的数字组合方式设置图标的形态和颜色，如自然、综合体、一级的3字段组合数字（0，0，1）使用蓝色实心圆形符号，人文、单体、一级3字段组合位数字（1，1，1）使用红色空心圆形符号等，各类别组合后有24种不同的符号（图1），在地图上表示旅游资源属性特征，制作成广东省潮州市湘桥区旅游资源综合分布图。图1 广东省潮州市湘桥区旅游资源图件制作中图形符号组合方法本次调查要求，还需要按照资源类型（8种）、所属乡镇或街道（9个乡镇或街道）分别绘制旅游资源调查分布专题地图。通过SQL语言以资源类型或所属乡镇分组统计，筛选需求数据，再按照3个属性字段进行数字组合方式设置图标的形态和颜色，以表示旅游资源属性，形成各种类型、每个乡镇或街道的旅游资源调查专题图。5 旅游资源统计分析图件制作在本次旅游资源普查中，需要制作各乡镇旅游资源等级分布图、旅游资源类型分布图（8大类）以及旅游资源性质分布图（自然、人文、单体、综合体）。此类图件为综合性分析统计图件，制作难度较大，需要对数据表中数据进行分类统计，并将统计数据结果展示在专题地图上。下面以乡镇（街道）旅游资源等级分布图为例叙述其制作方法。第一步，在SQL Server查询分析器中通过广东省潮州市湘桥区旅游资源调查数据表和广东省潮州市湘桥区自然村数据表连接查询，形成中间表旅游资源综合表。再通过SQL语言从旅游资源综合表中取出乡镇旅游级别统计数，形成一个“乡镇等级表”。第二步，在SQL Server查询分析器中通过SQL语言将乡镇等级表中数据取出，将数据存放在另一个结构性数据表“乡镇旅游资源级别”表中，该表中不同级别为不同的字段，以备专题地图行程中数据分析。第三步，在SQL Server查询分析器中通过SQL语言统计乡镇旅游资源级别表中各乡镇中不同级别数据的总数，形成新表为“乡镇旅游资源级别统计表”。第四步，将乡镇旅游资源级别统计表导入到ArcGIS中，形成空间数据库文件乡镇旅游资源级别统计.shp，调整图层属性符号，形成广东省潮州市湘桥区乡镇旅游资源级别统计地图（图2）。按照相同的空间数据库设计与实现方法，可以制作广东省潮州市湘桥区乡镇旅游资源类型（8大类：地文景观、水域景观、生物景观、天象与气候景观、建筑与设施景观、历史遗迹景观、旅游产品景观和人文景观）统计地图，以及广东省潮州市湘桥区乡镇旅游资源性质统计地图（自然、人文、单体、综合体），将直观地展示各乡镇旅游资源的分布、对比特征，为旅游资源管理与研究部门提供科学的信息评价指标。图2 广东省潮州市湘桥区乡镇旅游资源级别统计地图6 空间区域分析空间数据库信息系统和普通的绘图软件相比，主要优势在于其能够对空间数据进行空间运算、分析以形成派生的需求信息。例如，本次旅游调查中需要统计古城区旅游资源各级别的数量、古城区优质旅游资源的数量及类型等，古城区的范围跨越多个街道的部分区域，利用空间分析的技术能够快速分析、统计古城区内所有数据类型、数据数量，以可视化图件的方式呈现统计结果。空间分析技术使延安职业技术学院学报2024年4月-102用大大节约了人力资源成本，提高了工作效率。7 旅游资源网络发布与可视化查询旅游资源调查的专题地图最终需要在网络上动态发布，用户可以进行可视化便捷查询。实现该任务，选用 ArcGIS Server 的网络发布功能，配合windows 网页发布服务器软件 IIS 完成。ArcGISServer 是功能强大的基于服务器的GIS产品，提供广泛的基于Web的GIS服务24，以支持在分布式环境下实现地理数据管理、制图、地理处理、空间分析、图件编辑等GIS功能，用户只要在客户端具备上网浏览功能，就能方便地得到信息共享服务25。通过ArcGIS Server将广东省潮州市湘桥区旅游资源调查专题地图在服务器端发布，并配合使用ASP.net技术设计网页数据库数据分类查询方案，使用IIS发布广东省潮州市湘桥区旅游资源调查专题地图网页的IP地址和域名，用户可以通过客户端随时随地了解广东省潮州市湘桥区旅游资源的分布特征，加大了地区旅游资源的宣传力度，并为旅游资源的进一步开发利用提供实时的参考信息。结论（1）使用SQL Server和ArcGIS系统实现了广东省湘桥区旅游资源调查空间数据库的设计与管理，有效管理旅游资源信息。（2）ArcGIS空间数据库技术通过属性字段组合方式能够在空间位置系统地展示旅游资源信息图形符号，快速制作旅游资源调查专题地图。（3）空间数据库技术可以制作旅游资源统计图件，有效地进行空间分析，提高工作效率。（4）可以通过ArcGIS Server网络发布广东省湘桥区旅游资源专题地图，为用户提供可视化查询手段，缩短了信息获取的时间。（5）空间数据库设计思想有效地应用于广东省潮州市湘桥区旅游资源普查工作，该技术是一种高效的、创新的工作方法，建议在旅游资源调查中广泛推广使用。参考文献：1李桂蓉，张照宏.关于发展潮州古城文化旅游的几点思考 J.韩山师范学院学报，2017，38（5）：39-45.2张维理.海量空间数据提取、整合与制图表达方法概要 J.中国农业科学，2014，47（16）：3231-3249.3李德仁，王树良，史文中，等.论空间数据挖掘和知识发现 J.武汉大学学报（信息科学版），2001（6）：491-499.4吴烨，熊伟，蔡蕾，等.面向多核处理器的空间数据库索引性能分析 J.计算机科学与探索，2011，5（8）：707-718.5李德仁.对地观测与地理信息系统 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