地理信息可视化方法篇1

关键词：三维GIS；工程测量；应用

1、三维GIS技术概述

1．1三维GIS技术的定义

GIS技术主要有三种定义：一是基于工具箱的角度，认为GIS技术是一个由现实世界中采集、转换、显示、存储空间数据的工具集合；二是基于数据库的角度，将GIS认定为一个数据库系统，并且在数据库中的大多数据都可以作或索引，能回答各种各样的问题；三是基于组织机构的角度，认为GIS技术是一个集合多种功能，如检索、存储、操作及地理数据显示的组织机构，可解决各种环境问题。有关三维地理信息系统（3DGIS）主要是对区域空间内的对象实现三位描述并分析的GIS系统。

1．2三维GIS技术的特点

在三维GIS技术中，可通过X、Y、Z三个坐标轴来定义空间目标，且与二维GIS的平面目标有完全不同的区别。空间目标经过三维坐标定义，具有更复杂的意义。二维GIS在平面空间中实现“有限―互斥―完整划分”是以“面”为单位，在三维空间中则以“体”为单位。另外，三维GIS技术的可视功能比二维GIS更为复杂，因此出现很多关于三维可视化的专业理论、算法及系统。总体而言，三维GIS技术在客观世界的表达更能体现出真实感受，以立体造型技术将地理空间现象呈现在客户面前，既能表现空间对象的平面关系，也能描述并表达垂直关系。另外，对空间对象的三维空间分析与操作也是三维GIS技术的特有技能，与CAD等计算机可视化软件相比，它具备独特的管理对象能力与空间分析能力。三维空间数据库作为三维GIS技术的核心，三维空间分析更具独特能力。与功能的增加相对应的是，三维GIS技术的专业理论研究也比二维GIS技术更复杂。

2、三维空间数据的获取

目前三维GIS技术在工程测量中的主要特征即集成实时化、数字化、智能化、动态化、一体化。具体的获取数据方法可分为两大类：一是点方式数据获取技术，主要利用全站仪器、天文大地测量、GPS接收机等常规的测量方法，以及激光雷达等技术实现逐点、逐面采集空间坐标与属性的方式；二是面状方式数据获取技术。主要利用航空遥感获得大面积影像记录，并从中提取物理与几何特性。

有关三维空间数据的采集与更新，传统的测量方法存在一定局限性。如遥感或者航空摄影等方式测量建筑物时，虽然能获得目标的纹理特征、空间信息等，但是主要是获得建筑顶面信息，却无法获得建筑物的纹理数据及集合数据；地面摄影测量则只能获得建筑物立面的相关信息；通过激光扫描系统能获得距离感较好的场景式三维描述，但是获得数据的噪音大，很难形成信息与拓扑关系的提取。不同的获取数据手段方式之间大多具有互补性，因此可利用多传感器获得更多的源数据，并通过融合方式建立3D模型，这也是当前研究的热点话题，不同传感器的组合方式能够获得不同的空间数据采集系统。

其中最具代表性的研究成果主要有：根据地面的摄影测量与航空测量组合获得3D空间数据；通过“地图、激光扫描、地面摄影”组合方式，从平面图及空中激光扫描的数字表面模型（DSM）中获取三维信息；利用专业建模工具，如3Dmax、OpenGL、AutoCAD、VRML等建立起三维模型，并将CCD中获得的信息粘贴或者镶嵌到立体模型中，形成逼真的数字景观图；通过CSG方法实现真3D模型，并利用3s技术等构成集成的地面车载或者机载数据系统；通过AutoCAD建立起几何模型，并对模型实行真实的相片纹理映射，以生成真3D模型，再从地面摄影中获得纹理信息。

3、三维GIS技术在工程测量中的有效应用

地理信息数据作为比一般事务数据更复杂的内容，除了具备基本事务数据的属性外，还具备独立的属性即空间定位。因此，地理信息数据是以空间参考为依据，通过定点、定线及定面等方式与地球表面建立联系的空间信息。

3．1地理数据的获得

地理数据的测量最基本内容就是屏幕显示地理数据，也就是用户选择视觉变量（色彩、尺寸、纹理）的前提下，实现全要素显示、分区显示、分图层显示等。但是这种表示不同属性地理数据大多以色彩、尺寸及纹理的不同来区分，不能达到形象的效果。因此，数据符号是三维GIS测量的重要方面，利用工具软件实现强大的地理数据符号化功能，并加以图例说明，这样就可将地理数据活灵活现地搬上屏幕，实现地理数据的可视化。另外，将屏幕地图上标好注记，就能获得简单的电子地图，电子地图是三维GIS技术进行工程测量的产品之一。

3．2可视化的科学计算

将各种各样经过处理的模型进行分级分类数据，并将统计数据以专题图的方式表现出来。例如以不同的色彩或者纹理来显示分类图；以同一个色相中的不同饱和度表现分级图；以直方图、圆饼图等体现统计的数据等。科学的计算可视化数据可充分表达人们对信息的深入理解。

3．3查询地理信息

主要通过对地理信息语言的查询，能够实现对数据库中内容或相关图标等进行直观化、形象化的操作查询，也就是说查询结果中既包括数据，也包括与之相关的文字、表格及图形。

3．4地理信息的三维可视化体现

三维仿真地图主要通过仿真技术，以三维立体形式直观表现空间现象信息，让用户体验到真实环境的感觉。因此，三维GIS技术是地理信息可视化的主要潜力产品形式之一。另外，通过多媒体技术和可视化相结合，能有效改善传统的地理信息仅通过文本、表格、图形等方式表达并传输空间信息的单一方法，而是以文本、图像、图形、动画、声音及视频一体化的多媒体空间表现内容，极大丰富了地理信息的可视化形式。

3．5空间分析结果的描述

三维GIS技术的空间分析包括网络分析、地形分析、缓冲区分析及叠加分析。通过可视化技术的应用，可以将地理现象的空间分析结果更形象、更直观地表达出来。例如以通视分析方法对地形进行测量，可通过间断或者连续的线段来表示地表中的通视或者不通视。即使时间或者空间发生了改变，例如在不同时间、不同图幅中任一要素的缓冲区等，都可以通过三维GIS技术方式描述。

地理信息可视化方法篇2

【关键词】建筑；安全管理；信息化；应用

【中图分类号】TU714【文献标志码】B

目前，我国建筑施工企业在信息化建设进程中有快、有慢，程度不同，但建成以“纵向贯通，横向集成”的一体化信息集成平台，实现上下信息畅通和有效数据共享是建筑企业共同的发展趋势。安全管理信息化是社会、经济发展到一定程度时建筑施工企业信息化的必然要素。安全管理信息化是指企业在生产经营活动中，采用先进的管理理念，在重新整合业务和管理流程的基础上，利用现代信息、网络技术、资源和环境等，通过信息资源的深入开发和广泛利用，实现内部办公、项目管理、现场操作等多种功能的发展和应用，以提高企业和项目的安全管理水平，带来经济与社会效益，为企业的安全生产提供科学依据和智力支持。施工企业通过信息化手段对公司内部管理网络进行改造，搭建公司的数据资源平台和信息系统的集成化框架，建立起符合公司总体规划的内部安全管理网络，完成信息化集成的基础性和全局性工作，完成部分安全硬件建设和安全应用系统的开发和运行，使安全信息系统能够在企业的生产经营活动中发挥一定的作用，是企业安全管理信息化的关键。通过信息系统实时掌握和掌控施工现场安全生产状况，实现及时发现消除违章、违规行为和安全隐患，高效办公和解决问题是企业安全管理信息化的具体应用。在建筑施工企业项目建设中运用门禁系统、远程监控系统、远程视频会议系统、塔式起重机安全监测系统、消防自动报警系统、扬尘自动喷雾系统、施工升降机智能控制系统、网络办公系统、资料录入无纸化办公系统，不断提高公司的安全信息管理水平，将及时发现的安全问题和各种隐患消灭在萌芽状态，利于提高企业工作效率和全面协调，是企业施工安全生产的保障。下面列举几点信息化安全管理在建筑施工企业中的应用实例，供大家探讨。

一、实名制管理信息系统

1.推行劳务人员实名制管理。施工总承包、专业承包和施工劳务等建筑施工企业应实行劳务人员实名制，大力推行劳务人员实名制管理。在施工现场配备专职或兼职劳务用工管理人员，负责登记劳务人员的基本身份信息、技能状况、从业经历、考勤记录、诚信信息、工资结算与支付以及安全教育培训记录等情况。施工劳务企业应建立健全完善的劳务人员实名制资料，并委派专人或独立部门实施管理，在承包工程项目时应将劳务人员的相关实名制资料报施工总承包企业核实、查验。施工总承包企业也应配备现场专职劳务用工管理人员监督施工劳务企业实名制管理情况，对劳务实名登记人员的安全教育培训及安全业绩档案等信息进行核实，并留存相关资料。进出工程项目施工现场的施工作业人员必须在项目劳资管理员处进行实名制登记，递交相关实名登记资料，办理门禁进出登记卡，刷卡进出施工现场，无门禁卡严禁进出施工现场。通过刷卡进出和实名制登记制度规范建筑施工企业劳务用工管理，建立务工人员的安全业绩档案，有效地对务工人员进行动态监控，了解务工人员的安全教育、安全业绩、工资支付等情况。施工总承包单位、工程承包单位应当投入必要的费用，建立门禁打卡系统，并与企业进行联网，纳入企业管理考核内容。当地建设主管部门和监督机构应实行监管，并加大监管力度，规范劳务用工管理，落实劳务人员实名制管理各项要求。各地建设主管部门和施工企业应根据本地区、本企业的实际情况，做好实名制管理的宣贯、推广及施工现场的检查、督导工作。积极推行信息化管理方式，将劳务人员的实名登记信息内容纳入信息化管理范畴，逐步实现不同项目、企业、地域劳务人员信息的共享和互通，建立广泛的人力资源管理系统，进一步规范建筑务工人员的用工体系。有条件的地区，可探索推进劳务人员的诚信信息和安全业绩管理，对发生违法、违规、违章记录行为以及引发的责任人，记录其不良行为并予以通报，或采取其他方式对务工人员进行限制等措施，以提高务工人员的整体素质，形成良好的施工作业用工环境。2.施工企业管理关键岗位人员实名制管理。（1）施工企业关键岗位实名制人员：1）企业负责人：法人代表、主要负责人、技术负责人。2）各类注册执业人员：注册建造师、注册监理工程师等。3）现场专业人员：项目技术负责人、质量员、安全员、施工员、监理员、材料员、资料员、见证员、取样员、标准员、机械员、劳资管理员。4）建筑施工特种作业操作人员。5）建设工程质量检测机构检测岗位人员。6）不在上述范围内并具有中级以上职称的从业人员。（2）结合业务登记实名制信息。a.单位办理资质等业务时登记。办理资质新设立、升级、增项、延续、变更及施工图审查、招投标、施工许可、竣工备案等业务时完成实名制信息登记。b.个人办理资格业务时登记。注册人员在办理初始注册、延续注册、增项注册、变更注册、继续教育等业务时，完成实名制信息登记。现场专业人员在办理岗位证书、继续教育、延期登记、变更等业务时，完成实名制信息登记。安全管理三类人员在办理A、B、C证首次申请、延期、变更、继续教育等业务时，完成实名制信息登记。工程质量检测机构检测岗位人员在办理岗位证书、继续教育、延期登记、变更等业务时，完成实名制信息登记。建筑施工特种作业操作人员在办理首次申请、延期、变更、遗失补办时要完成实名制信息登记。（3）实名制登记信息内容。基本信息：身份证、学历证书、专业技术资格证书、岗位资格证书、注册证书、工作经历和业绩、个人证件照（近照）、个人签名等信息。（4）IFA广域网考勤系统。IFA广域网考勤系统（人脸识别系统）：建筑施工企业和监理企业项目部下列人员：项目经理（注册建造师）、技术负责人、安全总监、质量总监、施工员、质量员、安全员、监理总监（注册监理工程师）、总监代表、监理工程师、监理员及项目部施工特殊工种作业操作人员，进行人脸识别登记，实行广域网络考勤（IFA），由地方建设主管部门、监督机构或建筑施工企业监督实施考核。

二、远程视频监控系统

在日常生产管理过程中，为及时、准确了解施工现场操作过程，实时发现物的不安全状态、人的不安全行为、安全管理的缺陷和施工环境影响情况，以及施工项目中重大危险源管理情况，时刻掌握施工场地治安状况等。施工企业建立远程视频监控系统，在施工现场根据需要在各个角度设置远程监控系统，并成立信息化办公室，配备专职信息管理员，实时监控现场违章作业行为、防护措施、作业人员情况、项目工地人员进出，以及对重大事故隐患、治安状况实现网络远程跟踪、监测和控制。通过信息化手段和网络技术实行企业安全管理，将企业监控日常在线情况作为企业考核的一项重要指标，公司随时通过抽查视频在线率，不定期抽查项目监控，对存在的安全隐患和相关问题及时通知到项目负责人或安全负责人进行整改，同时可以利用视频监控系统建立对讲功能网络，通过电子地图实现对施工现场的快速导航，采用手机3G或WiFi上网实现移动执法。

三、远程视频会议

视频会议系统，是通过现有的各种电信通讯传输媒体，将人物的静、动态图像、语音、文字、图片等多种资料分送到各个用户的计算机上，使得在地理上分散的用户可以共聚一处，通过图形、声音等多种方式交流信息，增加双方对内容的理解能力。因建筑施工企业人员分散，通过建立远程视频会议系统，将多方音视频交互、电子白板、文件共享、动态PPT、协同浏览、媒体播放、桌面共享、文件传输、文字交流、远程控制、会议录制与控制等方式实现远程视频会议，实现办公不限地域区域，无论在何时何地，都能在短时间内召集相关人员或全体员工，进行会议、培训、安全学习，既节约会议经费、时间，同时管理层还可及时与员工面对面地信息交流和沟通，使处于不同地方的人就像在同一房间内沟通，极大地提高了工作效率和管理效果。

四、动态管理系统

针对安全执法中存在的时效性不足、程序繁琐、效率低下等问题，应从以下几个方面建立动态化管理系统予以改进：（1）建立各方参与、交互式的工程信息系统。在政府和企业之间搭建一个互动式的数字化工程信息平台，可与企业互动，并充分调动企业安全管理的信息，为实施施工安全动态执法提供基本保障。系统的搭建以“项目”为管理单元，分为项目信息、施工过程信息、监管信息三部分，他们之间通过数据交换实现协同工作。一方面企业根据系统设置的界面主动录入关键工序信息，另一方面监督机构执法建立在企业填报施工数据信息的基础上，执法内容更具针对性。施工过程信息记录、强制性条文审查系统、视频监控系统、诚信系统等有关数据实现数据共享，建立可供追溯的数据库，不仅节约行政资源，提高执法效率，还起到固定证据的作业。（2）实施“节点式”抽查执法。实施“节点式”执法的目的是要转变以往对项目无目的、随机检查的模式。执法人员首先根据交互式的信息系统初步了解工程项目的施工进度和特点，对建筑工程在施工全过程中存在的、可能导致作业人员伤亡甚至群死群伤的关键工序设置安全节点。其次，信息系统根据企业填报内容自动记录施工过程信息，当施工进度到达安全节点时，监管信息系统可自动提醒结合视频监控对工程节点的设置主要参考超过一定的规模的危险性较大分部分项工程。（3）实施现场移动执法。施工现场移动执法是指运用先进的互联网、3G、GPS、数据交换等技术手段，集成执法文书管理系统、实时联机操作，以实现执法人员在现场实时上传执法信息，打印执法文书的一种执法手段。实现执法人员在现场实时上传执法信息，提高现场执法的时效性和威慑力。工程项目管理作为一种活跃的生产力要素，以其鲜明的时代特征，深深地扎根于建筑业这块沃土之中。它的理念、理论和实践都将随着信息化技术的应用而进一步发展和完善，将越来越受到社会广泛关注和重视。安全和生命更以时刻鸣响的警钟不断敲击着人们的心灵深处，施工现场安全管理也成为新时期建筑业永恒的课题。安全管理成为建筑业发展升级，成就辉煌，结出硕果的一门必修课。近年来，以信息技术为核心的第三次工业革命给世界经济带来了翻天覆地的变化。在这样的背景下，信息化工作正在逐步由局部的技术辅工作发展成为全局性工作，特别是对提高安全生产监督管理的知识含量、技术含量、管理水平，以及队伍建设等方面，信息化将起到不可替代的作用，并成为我们在搞好安全生产监督管理，实现“中国梦”建设的强有力的推动。

参考文献：

［1］周尚永，张健，朱艳.科技兴安-实现本质安全的必然之路［J］.建筑安全，2013，（12）：59-60.

［2］黄爱莲.依托信息化管理构筑建机安全生产屏障［J］.建筑安全，2013，（12）：61-62.

［3］连保廉，朱奋发.建筑施工安全动态执法分析.建筑安全［J］.2013，（10）：18-20.

［4］合建市［2014］112号住房和城乡建设部关于进一步加强和完善建设劳务管理工作指导意见.

地理信息可视化方法篇3

我们必须认识到,信息化是一个过程,而且是一个一旦上了马就“没完没了”的过程。随着技术的发展,原有的系统需要不断地更新和升级;现有的业务流需要不断地调整和改造;新的应用系统需要不断地开发;数据和信息需要不断地维护和更新;人员也需要不断地培训和提高。所有这些,都需要不断地有人去做,不断地有人去管理,才有可能把与信息化有关的事情做好。因此,信息化的有效管理也是一个不断进行和发展的过程,需要根据经济、技术、社会环境的变化不断地加以改进和调整。

在推进信息化的过程中,要有人,有部门不断地研究变化了的环境,提出关于制定各项政策的建议;协调政府各有关部门进行调查研究,发现信息化过程中出现的困难和问题,提出解决这些困难和问题的可能方案;要有相应的部门来研究和制定信息化的长期、中期和短期发展战略和目标,提出相应的实施计划和项目建议;要根据信息化的进程提出相应的立法和法规的建议,促进立法部门进行研究和批准;要根据信息化的发展,提出并推动信息化的标准化工作,制定相应的数据标准,技术标准和安全标准;此外,还要监督、评估和管理重大信息化工程项目的实施。所有这些,如果不认真研究并加以落实,信息化的有效管理将难于实现;信息化的努力也有可能事倍功半,浪费大量的物力和人力资源。时间长了,失误多了,人们对信息化的必要性和现实性有可能产生怀疑,进而使信息化的目标无法实现。

据有关部门估计,“十五”计划期间,仅我国政府信息化建设的投资将达到8000亿元人民币。如此巨大的投资,没有一个有效的管理是不可思议的。尤其是考虑到政府的信息化行为与企业的,特别是私人企业的信息化行为有很大的不同,由于花的是“公家”的钱,在决策上,在管理上,在采购上,都可能出现各种各样的问题,没有严格而有效的管理,其后果将是很难预料的。

根据国外的经验和国内的实践,加强信息化的有效管理应该重点抓好政策、战略、法规、标准和培训等五个方面的工作。

一、建立完善而配套的推进信息化的政策

政策的目的是要明确政府鼓励什么,支持什么,限制什么,从而建立一个有利于信息化推进的环境,同时确保国家利益得到保护,企业和个人有充裕的发展空间,既推进我国信息技术和产业的发展,也确保信息化的应用项目得以成功地顺利实施。

近年来,我国已经推出了一系列的促进信息产业发展和加快信息化进程的政策,如加快我国微电子、软件及通讯产业发展的一系列政策,对推动我国信息化的发展发挥了重要的作用。各个地方也都有必要在中央的政策精神的指导下,根据本地的实际情况,或者制定执行中央和省的有关政策的细节、方案,或者制定符合地方情况的更进一步的政策。例如,在信息技术产业的发展方面,当前比较重要的有帮助我国信息产业提升竞争力的政策,鼓励风险投资的政策,扶持信息技术相关中、小企业的政策,信息技术人才引进和出口的政策,加快信息技术人才培养力度的政策,鼓励互联网发展的政策,等等。在政府信息化方面,有非密政府信息公开和政府信息资源共享和管理的政策,政府网络与互联网关系的政策,政府信息化中的技术政策和采购政策,政府信息化中的外资利用政策,私人企业在政府信息系统开发中的地位和作用的政策,政府的信息安全政策等等。在推动社会信息化方面,需要有缩小数字鸿沟的政策,帮助西部地区加快信息化发展的政策。考虑到信息技术和互联网在未来的发展,适时制定促进电话网、数据通讯网、有线电视网和无线通讯网“四网合一”的政策,促进各个服务网络互联互通的政策,鼓励境内网址在国内注册域名和限制境内网址在境外注册域名的政策等都会对我国互联网络的发展产生重要的影响。总之,信息化的方方面面都需要政策的指引,有必要组织人力进行研究,分清轻重缓急,逐项地予以落实。一个好的政策环境对信息技术产业和应用的发展无疑起着至关紧要的作用。

二、制定正确的发展战略和实施计划

每个国家和地区都有自己的历史和现实情况,不可能在信息技术产业和应用发展的方方面面都照抄、照搬国外或外地的做法。信息化不是赶时髦,看见别人在做什么我们就赶快跟什么;而是要从本地的实际情况出发,以推动本地的社会经济发展为目标,研究什么技术、什么应用最能收到社会和经济发展的实效,有最好的效益,才将之选择为最适合本地信息化发展的项目。

发展战略的核心是辨识信息革命向本国或本地区提供的机遇,确定自己的信息化发展的优先领域,并因而制定相应的实施计划,而不是“人云亦云,亦步亦趋”。当前我国许多地方都在大力建设宽带的信息基础设施,许多城市都在开发宽带的“城域网”。这些努力如果没有明确的宽带应用项目相伴随,就可能带有很大的盲目性。宽带网的投资有可能无法收回,宽带设备也有可能很快过时。在半导体和微电子产业的发展方面,许多地方都准备不计代价的拥抱微电子产业,而对于长远的战略目标却缺乏认真的思考。这种状况如果不加以指导,半导体和微电子产业可能在低水平上大量重复,而在高水平上依然与世界先进水平保持相当的差距。在国家鼓励软件产业发展的政策之下,如果不认真地分析研究本国和本地的实际情况,制定切实可行的发展战略,则各种优惠政策可能被滥用,而达不到发展软件产业的目的。在数字电视的发展方面,我们也应该注意到国外数字电视发展已经走过的弯路和遇到的困难,调整中国数字电视的发展战略,将发展的重点从追求高清晰度转移到追求数字电视固有的“数字特征”上,即数字信号易于检索,存储,编辑和传输等特征上;通过降低数字电视的成本,使数字电视与互联网密切结合,与电脑相互渗透,从而达到取“模拟电视”而代之的目的。

此外,在制定发展战略方面,很多地方把重点放在网络的发展和建设上,而忽略了网络上各个“节点”的信息化建设。在各个“节点”上,许多人把重点放在联网上,而忽略了节点自身业务流的信息化。从长远来看,这将使信息化成为“无源之水,无本之木”,因为,唯有信息化了的各个“节点”才能构成国家信息化的坚实基础。

在制定信息化发展战略的时候,特别要注意“四种信息能力动态平衡发展”的原则,即信息采集能力,信息处理能力,信息传输能力,和信息利用能力的平衡发展。此外,还要特别注意部门之间信息能力建设的协调,从而在全社会的角度保证最好的社会、经济效益。例如,金融信息化上不去的话,电子商务就不可能顺利发展;软件产业的落后可能限制未来信息化的发展;人员的短缺可能制约整个信息化的进程,这些都是在制定发展战略时必须考虑的问题。

三、适时制定相关的法律和法规

法律和法规是推动信息化和保证信息化顺利进行的重要武器。信息化在很多情况下会涉及国与国之间,中央各部门之间,中央与地方之间,地方各部门之间的利益冲突,在协调无效的情况下,需要通过法律和法规来强制性地予以规范。

由于信息技术及其应用的发展非常之快,与信息化有关的法律和法规的形成和立法过程有必要在可能的情况下适当加快。例如,电子文件法,电子版权法,数据保护法,电子交易法,电子身份证法,数字签名法,法律上认可的数字签名技术标准,公钥基础设施法,认证授权管理等都需要加快立法或制定相应的行政法规。否则,将严重制约电子商务,电子政府等信息化重要领域的发展。

当前比较重要的还有网络的管理法,网络和系统的安全法,网络知识产权保护法,网络的言论责任法,网络的个人隐私保护法等等。在互联网的环境下,政府机构间的关系,政府与企业的关系,政府与个人的关系,企业与个人的关系都需要以法律的形式加以定义,以确保各方的利益都得到保护。与国家政策的制定一样,地方的法律和法规要在国家已有的法律和法规的框架下进行。但是这并不意味着地方就无所作为。地方也需要研究国际上的经验教训和现有法规,需要研究中央已有的法规和法律,对照本地的实际情况,加以落实或补充。

四、大力推动信息化的标准化和规范化

历史证明,没有标准化就没有工业化。因为,没有标准化不可能形成工业化大批量生产的经济规模,也就不可能有工业化的实现。对于信息化而言,标准化也同样十分重要。中国的信息化,必须走“工业化的信息化”,而不是“手工作坊式的信息化”的道路。换句话说,不是每一个政府部门,每一个企业,每一个学校都要“量体裁衣”地开发他们自己的信息化“系统”;而是将每一个这类系统的“要素”标准化,规范化,从而使得这类系统可以大规模地批量生产,以标准化、批量化的软件包推向市场。这不仅将为信息化节省“天文数字”的投资,极大地加快信息化的进程,而且,还可以铸就中国自己的软件产业。

信息化的标准化还可以促进信息的共享和系统的兼容性。因此,标准化在信息化中的重要性决不亚于其在工业化中的重要性。信息化中的标准化主要包括数据/信息标准,技术标准,以及安全标准。下面,可以就政府信息化为例来做一个说明。

数据/信息标准主要是明确的定义和规定政府信息的标准和采集与应用的规范,此外,还应对政府信息的生命周期以及在其生命周期的每一个阶段的管理问题作出规定。一切形式的政府信息,包括印刷品,音像制品,电子文件等都是国家和政府的一种战略资源,在其整个生命周期都应该妥善管理。此外,关于政府工作过程的信息,关于信息的信息,以及关于各种应用和技术的信息,也是一种信息资源,应该和政府信息本身一样按相同的原则制定标准进行管理。在中央和地方各级政府,政府管理的业务流,如财务管理,人事管理,文档管理等,也必须逐渐地走向规范化和标准化,从而使其所伴随的信息流也趋于标准化和规范化。只有在这样的基础之上,政府管理信息系统的各个“要素”才有可能标准化和规范化。

技术标准是对政府信息化过程中所使用的计算机与通讯系统的软、硬件制定统一的标准,以便于政府内信息的交流和共享。例如操作系统的标准,通讯协议的标准,计算机的标准,服务器的标准,浏览器的标准,电子邮件的标准,字处理软件的标准,以及数据库的标准等等。技术标准还应包括方法学的标准,软件工程管理的标准。

安全标准是系统安全管理的一个重要阶段。对哪一级,哪一类的信息系统必须实行哪一级的安全管理,需要通过标准来加以规范。安全标准应首先明确信息的所有权和隶属关系,明确信息安全的责任者。安全标准包括物理安全标准和技术安全标准。物理安全指对系统、设备、工作环境等在物理上采取的保护措施,如ID卡制度,防火系统,安全门管理,温度控制等等。技术安全则包括口令和密钥,数据加密标准,防病毒,防黑客,“防火墙”以及各种加密措施等等。

中国有句老话,“没有规矩,不成方园”,所谓规矩,就是标准,标准化工作必需走在信息化工程项目的前面,至少也要同步,决不能滞后,否则,信息化工程项目的推进将十分困难,也可能造成许多无法弥补的灾难性后果。

五、抓紧信息化的干部培训

信息化已经形成为一个需要专门知识,包括管理知识和经验的技术领域。正确地领导信息化并不是任何领导或者个人与生俱来的一种能力。在中央“以信息化带动工业化”的方针指引下,许多干部,特别是各级领导干部,虽然认识到了信息化的重要意义及其在我国现代化进程中所扮演的角色,但对于信息化应该从何处入手,究竟怎么搞,信息化怎样带动工业化,确保信息化取得成功的关键因素是什么,等等重要问题并不是十分清楚,或者不完全清楚。因此,抓紧开展信息化的干部培训,特别是对各级领导干部的培训,是确保我国信息化顺利进行并取得成功的重要工作之一。对于不同级别和不同岗位的领导干部,应该根据不同的培训目标设计不同的信息化培训课程,以帮助他们正确地领导信息化。

从许多国家政府和企业的经验来看,各级政府和各个部门的领导不仅应该真正理解信息化的要义,还必须具有评估和鉴别各种最新的信息技术的能力,能够直觉地感知其对信息化的意义----重要或不重要,是过渡性技术或是革命性技术。领导干部需要在不同程度上了解现代信息技术的最新成果和趋势,掌握信息化的新的应用发展和实际效果,以便辨识新技术给信息化带来的新的机会和可能出现的问题,避免失误和提高信息化的决策水平。“鄙薄技术”或“单纯技术观点”都是不能领导信息化走向成功的。

地理信息可视化方法篇4

关键词：可视化管理认知心理选择方法原则

中图分类号：G420文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）05（a）-0150-04

可视化管理，亦称“看得见的管理”，其是管理与IT系统的结合，旨在解决企业信息量过多、信息传递存在失真性和不及时性、管理者认知决策存在局限性等问题，提高企业处理问题的效率，实现企业全部业务线、生产线的透明化管理。

1可视化管理的范围和应用（定位）

1.1可视化管理研究范围

可视化管理的研究大体上是由现场目视管理的过程过渡到现场结合IT可视化技术管理的过程。其中，对于可视化管理的研究东方专家以现场管理和目视管理为主，即注重于用眼睛观察生产过程的管理，体现了主动性和有意识性[1]。现场可视化管理表现为看板管理、目视管理、可视力、现场管理等，主要方法工具有5M标准管理、5S管理、看板管理。其中5M即man（人）、machine（机器）、material（材料）、methord（方法）、measurement（衡量）的管理，而5S管理即整理、整顿、清扫、清洁和素养的管理[2]。而目视管理是以红牌、看板、信号灯等方法为主导趋势[3]。

西方学者在可视化管理的基础上，首先提出研究如何利用IT系统是现场的信息得到充分的收集、有效整合、加强关联性等使得管理决策更为科学有效。其可视化管理中运用的技术发展过程为科学计算可视化技术、数据可视化技术、信息可视化技术、知识可视化技术。如图1所示

针对上述东西方学者的研究方向，可视化管理的研究主要范围三个方向：（1）对于海量信息的数据挖掘和智能处理；（2）可视化管理界面组织结构、图像渲染、模块分类等的技术研究；（3）基于上述两个方面的系统开发应用[7]。

1.2可视化管理的应用概述

伴随着企业信息资源的指数方式上升，形成了信息大爆炸现象。企业如何在利用有效的信息决策和管理是企业生存的第一要素，第一，如果依靠手工输入、人工统计发觉有效信息，那么企业的业务效率将会随着信息的增多而逐渐降低，而且海量信息反应的重大问题人难以立即清晰识别，特别是对企业内部的生产事务处理、财务事务处理、运输事务处理、销售事务处理、安保事务处理等等多事务多信息的处理人工显得有心无力；第二，大多数企业存在多种内部信息系统的应用，如OA系统、财务管理系统、电力系统等等，这些系统由于开发厂家采用不同的数据结构和编码技术，导致信息资源综合利用率差，信息之间没有交互使用；第三，企业每日业务繁重，形式变化快，如何有效跟踪信息潜在关系依靠企业管理人员人力资源难以实现，精神成本也很高；第四，信息传递存在已丢失性，特别在层级比较多的企业，基层问题信息反馈到高层领导决策时不仅信息真实性有所贬低，而且时间丢失严重；第五，现有办公没有针对员工认知心理的设计，导致员工易于疲惫寻找信息，疲于界面设计不够人性化而工作效率难以提高。

针对以上问题，可视化管理综合管理学、电子信息技术学、神经科学、心理学等学科，通过数学建模、系统建模、软件开发，硬件设备的研究，信息的可视化管理克服了传统的图像、字符、统计分析等手段的弊端，帮助人们从海量数据困扰中解救出来，并探索无法目视的物体结构和特性，从而实现“分析客观数据、认知自然规律、解密大自然”的目标。

2可视化管理的判定标准与方式选择

通过对可视化管理研究范围的了解以及可视化管理的实际应用领域的研究，本部分针对可视化管理中“以人为本”的选择原则进行阐述，结合认知心理学相关理论旨在解决企业各层次领导的不同可视化方式的需求。

2.1认知心理有限资源理论

心理资源是人类信息加工过程所消耗的资源和能量，外界刺激信息指进入认知范围内的信息（被感觉器官接收到的信息），信息处理效率指单位时间内处理信息的量和信息反应、处理的准确率，心理素质是人类处理信息时的基本技能和心理状态。那么心理资源可用公式表示R：R=f（i，p）[8]。

R为心理资源；

i为外界信息；

p为信息加工、处理；

f为心理资源函数。

物质世界的信息是多彩多样的，而资源是稀缺的。在稀缺的资源条件下，西蒙认为一切管理行为都有一个内在约束——可用资源的稀缺性，这种约束可能是生物生理、心理的限度，而人类理性是在这个限度之内起作用的[9]。如此，f将不是i、p无限制的投入转变为无限制的R产出。人类的有限度的资源（心理能力），给理性的发挥和利用划定了界限，且仅仅是在有限性的领地里，才存在着组织与管理理论生长的真正土壤。这就决定了人的心理活动或精神现象必定是节约的，人类需要有效的配置心理资源。这些“有限、稀缺”的约束是通过对进入“人脑”的信息进行感知、识别、选择和过滤，以及注意、思维、记忆、决策等稀缺心理资源来实现的[10]。认知心理学相关的实验研究表明，大脑信息加工过程确实存在着心理资源“有限”Simon（1988，1989）认为心理资源有限主要分为感知能力资源有限、注意力资源有限、信息加工过程资源有限、记忆能力有限。

本文作者根据上述理论以及函数进行相应扩展，建造认知心理学函数如下：

R=F1（I）/F2（P）×[F3（S）+F4（E）]

R为心理资源，即人类信息加工过程所消耗的资源和能量；

I为外界信息，即进入人认知范围的信息；

P为信息加工、处理；

S为信息展现方式，如文字表示、图画表示、图表表示等；

E为受教育程度；

F为函数。

该理论主要观点就是人的眼睛接受信息有极限、大脑的信息处理加工过程存在极限。而可视化的设计就需要避免心理资源的无效配置，过滤掉干扰数据和无效信息，并且利用可视化技术深度探索、挖掘数据背后的信息。及时将有效信息呈现给管理者做出决策，同时使管理者最大限度而又“心情愉悦”的接受信息。

该函数旨在表示人类接受信息并处理的极限基本限制函数，具体解释如下。

通过人类基本信息加工效率F1（I）与进入人认知范围信息函数F2（P）来表示两个信息，一方面为人类认知的信息范围并不是无穷大，处理信息的速度同样不具无限性；另一方面表示当基本加工信息效率F1（I）与进入人认知范围信息函数F2（P）比值寻求最优时候人类信息加工过程所消耗资源和能量才能减少。其次在[F3（S）+F4（E）]函数中选取信息展现方式和受教育程度最为次要影响因素，主要因为这两个方面是影响人类当时处理当下信息的主要因素，不过不是人类处理信息的绝对因素。这一点是基于人类最为高等生物本身具备处理问题能力，即使F4（E）=0，但是信息展现方式的等级评分也不会为零（因为只要是信息的存在，必然有它呈现的方式），这样这个R函数就不可能为无效函数出现为零现象。

综上所述，本函数综合人类认知心理学与人类本能生物学，得出人的认知存在极限，并称述了主要影响其极限的因素。

3可视化方式设计

可视化方式作为可视化管理的研究分支，本文作者以认知心理有限理论作为理论支撑，结合可视化管理的各层次管理者需求进行可视化方式的选择研究，并提出了可视化方式选择模式以及具体应用。

3.1可视化方式设计准则

根据认知心理学的理论函数，在可视化管理的方式选择上以“以人为本”的设计理念，即设计准则侧重于用户的使用界面、由受教育程度决定的信息接受能力等，使采用可视化管理的管理者和参与的工作人员在心情愉快前提下高效工作。（如表1）

因此，可视化方式首先应符合工作人员的认知规律，这样不仅能有效提高工作效率，使工作人员最快接受新的信息并及时处理。其次，应符合工作人员的工作习惯，每一个行业拥有不同的职业特性，比如会计对于数据的排列方式、电气自动化研究者对三维图像建造都有固有的使用习惯，可视化方式选择贴合他们的使用习惯可使工作人员尽快熟练可视化管理使用方式。第三，应注意符合管理对象的现场场景。

3.2可视化方式的种类

一般而言，企业信息可视化方式很多，如结构化文档、表格、公式符号、启发式草图、概念图、可视化隐喻、知识地图、模拟图像等。总的来说可分为5种：概念图、草图、可视化隐喻、知识地图、模拟动画和视频。

（1）概念图。

概念图是主题的概念及其关系，其通常将某一主题至于各种图形中，用曲线将相关的关系连接，并表明概念的关系、内容和意义。常用概念图有Pichart、Venn、Pyramid、Circles、Bares、Network、Synergy、3D简图等。概念图有助于明确各信息的关系，降低信息的复杂程度，并使抽象的信息容易理解，辅助认知。概念图在煤炭企业可视化管理较常用。

（2）草图。

草图是对信息和知识的特殊描述，是粗略的信息图画，或者是信息加工过程更精确的细节。常用的草图工具有tablet-PCs、思维导图、windows和office图形设计软件等。草图描述了信息加工过程和知识处理的关键特征，快速有效的使信息形象化；其形式灵活多样，便于理解，并吸引工作人员的注意。

（3）可视化隐喻。

可视化隐喻指用图形化方式展示具体现象，并通过形象的视觉特征将抽象的信息、知识与特定域关联，并传达抽象的概念、知识的信息。其常使用自然物体、现象、行为、概念和人造物体，描述结构化信息，也可传达信息中隐含的知识。

（4）知识地图。

知识地图是企业内部知识导航图，显示不同知识之间的动态关系，一般其由知识节点、知识关联、知识链接和知识描述四部分组成。知识地图一般分为资源层、描述层、图表层，其中图表层描述知识资源的整体状态，描述层描述单个知识对象的信息，图表层、描述层是知识资源层的可视化映射。

（5）模拟动画与视频。

模拟动画和视频是用以IT支持的具有交互方式的信息可视化方式，让工作人员控制、交互并操纵的不同类型的信息，并通过模拟和识别技术促进信息发现、知识的传播和创新。其作用是通过信息交互，帮助在各种背景下问题的发现、解释、讨论，促进工作人员之间的协作和交流，以及获得新的知识。

3.3可视化方式的选择流程

通过全文前部分对可视化管理的设计原则以及可视化方式的设计准则的研究，并且结合认知心理学有限资源理论的扩充和发展，本文作者构造了可视化方式的选择模型，根据模型选择企业各层领导的可视化方式的权限以及信息数据挖掘程度等。设计如图2所示。

上述模型通过提出问题、结合工具初步解决、利用判断方法解决问题、反馈修正解决方案的流程建造。

首先，根据目标对象如煤炭企业的管理对象的属性（生产环节、销售环节、人力资源）、管理类型（纵向金字塔管理、横向扁平式管理等）以及管理职能（高层全局战略管理、中层各部门业务生产线管理、基层技术控制）的数据，进行数据的整理挖掘，并依照现有的可视化方式，对比不同的数据得出不同的可视化方式与数据挖掘结合考虑的方案。如针对人力资源部经理（中层管理人员）对人力资源的管理采取纵向金字塔式管理类型，搜集经理管理过程中需要搜集的各部门职工工作信息、性格信息、喜好信息等，通过数据挖掘的软件处理初步进行数据关联，初步提取有效信息并为下一步最准备。

其次，根据认知心理学有限资源理论，初步栓选出第一步方案中不最优的方案，并适当根据认知心理学函数调整方案。如某一部门采取横向扁平式管理方式，由于部门信息过大，管理人员几乎难以按时浏览全部信息或者有效及时处理信息，这就需要根据认知心理学函数调整方案，可以采取F4（E）函数表达的受教育程度更换就职人员，雇佣更适合这个职位的人，也可以依照F3（S）函数表达的信息展现方式引进ERP等系统进一步处理信息，使信息达到管理人员更为及时，更加精炼。

再次，将初步方案的数据利用AHP层次分析法、模糊评价法计算，利用数据比较各方案优劣，得出暂行方案。

最后以实际可视化工作的反馈信息再次调整可视化方式的选择。

3.4可视化方式选择模型应用

依据可视化方式的选择模型，结合认知心理学的理论以及模糊综合评价法的计算，初步得出各层次管理者对可视化方式的需求如下。

（1）高层管理：战略管理具有预测性、综合性、关联性强的特点，所以高层管理人员需要将中层管理人员反应的问题及时的处理、将各部门隐藏的各种信息以及外部环境综合考虑，这就需要以实时的、及时的各部门上报报告进行数据挖掘，通过简洁明了的图表、文字反应，并能及时了解各部门系统的工作情况，迅速给予指导和意见。比如对待外部新的竞争者的进入，高层管理人员需要根据技术部门提供的现有专利发明以及与其他企业的对比数据、销售部门的销售现状以及外部环境的销售平均水平、财务部门的资金运用状况进行数据挖掘，通过可视化方式建立的应用界面迅速获得信息并综合各方面因素及时作出决策。

（2）中层管理：中层管理人员具有承上启下的重要作用，不仅要对基层管理人员做好指导工作，也需要合理为高层领导提出建设性意见。所以中层管理的可视化方式主要以综合基层管理反馈信息为主，指导性的解决基层管理人员反映问题，并且远瞻性的提出部门发展计划，切实了解基层管理人员动向，了解公司整体发展规划。比如财务部门对于会计、出纳、盘查人员等每天的工作汇报可以及时收集并且处理，同时根据公司发展规划进行财务杠杆应用并将财务状况及时反应给高层领导，使高层领导对公司财务有准确理解并能为公司争取闲置资金灵活运用。

（3）基层管理：基层管理主要面对是正在发生的、频发发生的、具体的特性，需要针对生产、销售、财务等细小的问题及时作出反应，所以基层管理人员的可视化方式以及时、准确为主，通过及时反应现场工作出现的各种问题特别是突发安全等事件作出反应，防止使问题出现蔓延才发现。比如对煤矿的井下天然气浓度不仅需要安装警报器，而且需将现场视频以及警报器数据及时传输到基层管理人员操作界面上，并相应以醒目红色闪烁图形进行警告。（如表2）

4结论

可视化技术通过东方、西方各专家的发展已经进入较为成熟的阶段，此时通过将可视化技术与管理的结合，首先对企业生产、销售等环节的信息处理，然后经过认知心理学理论将信息有效展示，最后呈现给管理者进行高效决策。因此，可视化管理方式以认知心理学有限理论为基础，IT技术数据挖掘和APH层次分析法、模糊评价法为方式选择可视化管理方案，可以有效准确解决企业对可视化管理的要求，为企业管理注入更强活力。

参考文献

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[2]门田安弘，著.丰田现场管理方式：丰田巨额利润的秘密[M].李伟，李晴，译.东方出版社，2005：42-78.

[3]吴明星，王生平.目视管理[M].广东经济出版社，2006：21-85.

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[6]EpPler，M.J.&Burkard，RA.KnowledgeVisualization：TowardsaNewDisciPlineanditsfieldsofApplication.ICAWorkingPaper#2/2004，UniversityofLugano，Lugano2004.

[7]史后波.基于认知理论的煤炭企业可视化管理与应用研究[D].北京：中国矿业大学，2012.4

[8]李森.管理工效学[M].北京交通大学出版社，2009：108-110.

地理信息可视化方法篇5

【关键词】GIS，交通监控，信息可视化

中图分类号：C913文献标识码：A

一、前言

为了加强对交通的可视化监控，增强监控系统的实时性。基于GIS的交通监控信息可视化处理系统就是典型的可视化应用。

二、GIS的定义

GIS（GeographicInformationSystem）是地理信息系统的简称。陈述彭认为地理信息系统是以定位数据库为基础，具有多层次数据结构，多功能分析能力的空间型信息系统，李德仁从多级格网理论的角度出发，认为GIS数据存储的形式为不同尺度的空间数据库。综上所述，GIS是以计算机软硬件为基础，结合地理学、测绘学、地图学、计算机科学、运筹学等多门学科的，以获取、存储、管理、展示、分析地理空间数据为主的计算机系统，可以用于区域规划、决策分析等。

三、信息可视化技术概述

从实质上看信息可视化是信息与人可视化界面，是研究人机交互的技术。通过信息可视化技术可实现多学科的有效融合，是抽象的信息更加直观的体现处理，是使用者对抽象信息的认知度更强，是研究人与计算机交互影响的技术。信息可视化技术是数据发掘、图像处理、人机交互及科学可视化的有机整合，是使人们利用直观感知和视觉观察研究信息的方法。信息可视化技术以图形设计学和认知心理学为基础。其中图形设计重点解决可视化表现的艺术性问题，以实际操作经验为具体导向。认知心理学则以人类感知过程为主要研究课题，重点解决人类感知理论问题和认知过程。信息可视化是数据的直观化映射过程，可将信息特征通过整合、映射、转换等形式，通过图画、图像以及动画的形式对信息内容进行表达，图像、文字和语音均可称为信息可视化的信息源，其可视化过程可通过不同的模式完成和实现。

四、交通监控信息的特点

在交通监控工程应用中，主要是对实时的交通监控信息进行处理。其中交通监控信息属于交通信息中的主要类型。常见的交通监控信息主要表现为如下几方面特征。

1、信息来源广、种类多、信息量大

在智能交通系统中，由于充分利用了当前迅速发展的信息技术，信息来源渠道和种类很多。如流量、车速、违章信息，交通事故信息等，这些信息表现形式可为数据、图像、声音、视频等。而且这些信息都是实时获取的，在短时间内能成几何倍数迅速膨胀。

2、时空相关性

智能交通系统所提供的信息，大多数是时间相关和空间相关，如车流量数据，只有在与一定的时刻及路口相联系时才有具体意义，否则不能为人们所理解和利用。而这些信息的时间和空间相关性又为进行交通监控信息的控制、预测、研究等提供强大的支持。

3、主题相关性

交通监控信息可以按照主题划分为交通流量信息、交通违章信息、交通事故信息等，根据不同的主题，可以方便地对采集和处理到的信息分类组织。以优化对信息的查询或进一步处理。

五、GIS的可视化交通管理系统的概念及其意义

基于GIS的可视化交通管理系统以交通地理信息系统（GIS-T）为集成平台，通过交换式以太网将交通信号控制系统、交通电视监视系统、交通信息诱导系统、GPS警车定位系统、投影拼接大屏幕显示系统和已有的通信系统、122交通事故报警系统等有机地结合为一个整体，实现信息资源共享，充分发挥系统的整体效益，形成具有数据采集、处理能力、决策能力、组织协调以及指挥能力的科学、高效的交通指挥运行机制。

该系统的建设，可以促进交通管理科学化、提高交通管理水平，使各个智能化交通管理系统协调工作，实现保障城市交通通畅无阻，并预防和减少交通拥堵事件的发生，当交通拥堵事件发生时能够及时发现并处理。同时，若有意外及紧急事件发生时能够及时发现并处理，并加强行驶中车辆的管理及时发现各种违章违规等需查处的车辆。在此基础上利用科技手段加强交通宏观管理，总结出城市公路交通的总体规律，为交通宏观管理提供决策依据。

六、GIS在交通监控中的可视化应用

交通监控的主要业务是进行实时报警、快速查询、车辆跟踪、路况显示等。结合交通监控信息的特征和监控系统的业务特点，利用GIS技术来表现交通监控信息已成为主流。

GIS是地理信息系统的简称，它是20世纪60年展起来的对空间信息进行分析与研究的一门新技术。GIS以地理空间数据库为基础，采用空间模型分析方法，提供动态的空间信息，用于综合开发、区域发展规划、环境保护、灾害预防、投资环境评价和决策分析等方面。目前，GIS已经在诸多领域中得到广泛的应用，正逐渐渗透到交通监控领域。他能够对空间地理信息进行直观、高效的管理，可以很好地解决交通监测应用中的空间数据管理问题，为决策者提供可视化的支持。GIS技术在交通监控工程中主要的应用表现为：

1、专题图制作

可根据某特定时间内车流量数据绘制出城市道路拥塞或畅通的专题图。专题图制作能很好地

反映出交通监控信息的主题相关性特征，针对不同的主题进行分类和不同处理。

2、多媒体表达

GIS系统能够与其他系统兼容，从而能够满足对数据进行多媒体表达的需要。比如，它可以

结合其他开发工具同时表达图形、文本、图表和视频信息。又由于GIS本身是地理空间数据库的技术，结合地图信息能将交通监控信息直观表示在地图的正确位置，满足时空相关性的特点。采用GIS技术对交通监控信息进行管理，有利于直观形象、全面地反映城区交通路况信息的现状，结合GIS中电子地图来对流量、违章报警等交通监控信息进行可视化处理，能实时、动态地表现出信息的变化。

七、在聚类算法下对监控系统的可视化分析

1、可监视系统聚算类法的设计

NJUVOD可以在数据分析模板中通过聚类算法将任一个客户端节点与其他客户的端节点进行对比，还可以按照远近距离把对比结果进行排序。一般情况下，客户经常看的电影就是客户喜欢的电影，这时，监控系统就可以在客户端为客户安排一些客户喜欢类型的电影。NJUVOD应该根据实际情况采用可K均值算法，先在算法接受中输入k，再将n个数据对象划分为k个聚类，这样获得的聚类满足“不同聚类中的对象相似度较小；同一聚类中的对象相似度较高”的要求。

2、可监视系统的可视化算法

将特征X映射到低维空间，保证观察点的距离一定是多维缩放的思想，采用多维缩放法可以指示出不同客户端对应的点，可以在二维空间内表示出数据集的聚类情况。多维缩放法有很多优点，它能够明确数据的几何意义，能够计算任意距离的函数，能够对距离矩阵进行针对计算，还可以明确的表明数据映射后的相似程度。具体来说，多维缩放的具体计算流程如下：1）确定目标距离，目标距离为各数据项之间的距离。2）工作人员应该随机地将各数据放在二维图上，并采用适当的方法计算出数据项在图上的实际距离。3）对比数据项的当前距离和目标距离，通过计算得出当前距离与目标距离的误差值。4）根据误差值的大小，按照一定的比例移动数据项的位置。5）对中心对象的均值进行新一轮的计算。6）移动相关的节点，减少总体上存在的误差。

3、可视化监视系统的通信协议

在WindowsXP系统下，应该使用MSC软件进行串行通信，这样，能够方便的修改串行通信的参数。通信协议应该采用与整个网络的应用层协议一致的CAN应用层协议，这样能够实现CAN总线网络与监控结点的无缝连接。完成CAN协议与RS-232协议之间的转变可以让PC机对整个网络进行故障诊断工作和监控工作。

八、可监控系统的实现

缩放算法和聚类算法属于协作的过滤机制，管理人员通过分析NJUVOD系统中的系统状态、用户行为、拓扑结构，可以实现对Web可视化系统的监控。

九、结束语

GIS能够将数据进行整合，从而提高交通监控系统的实时性。在交通系统中引入GIS技术可以使信息的表达更加直观，提高交通管理工作的效率。

参考文献

[1]张汝华，杨晓光，严海.智能交通信息特征分析与处理系统设计[J].交通运输系统工程与信息，2010，3（4）：27―33

地理信息可视化方法篇6

介绍了土地基础数据的核心内容及其关联关系，分析了土地基础数据的多维(结构维、时间维、空间维)特征。在对可视化技术分类方法进行阐述的基础上，通过综合研究、试验验证，形成了适用于土地基础数据的可视化表达方法的过程，为更好地发挥土地基础数据在国土资源管理乃至经济、社会发展过程中的作用提供技术支撑。

关键词:

土地基础数据;可视化;多维特征

土地资源孕育着人类文明的起源与发展，为人类提供了赖以生存和发展的物质资料［1］，影响着人口规模、总量以及相应的产业经济结构等问题。目前，我国可利用的土地基础数据(包括土地利用现状数据、土地利用总体规划数据、耕地后备资源数据、基本农田数据等)的数据量已达200TB，及时掌握土地资源的分布情况、耕地总量、人均耕地面积、耕地质量、人均耕地需求、产业及经济指标等信息，对合理地利用土地资源、指定发展计划、优化产业结构具有重要的现实意义。21世纪以来，以计算机图形图像技术为基础形成的可视化技术已广泛地应用于社会科学的各个领域，借助于可视化技术生成刺激视觉的图像，便于用户更加清晰地理解并掌握海量数据中包含的信息。采用可视化技术，可以有效地解决传统采用文字、数字形式进行描述性表达的缺陷，使人、地、粮、经济、产业关系更为直观、清晰易懂，有利于管理者及时准确、直观地掌握相关信息，也更利于耕地保护政策的推广与执行。

1土地基础数据体系

1)土地基础数据内容土地数据主要包括土地基础数据、土地管理数据以及土地综合研究数据。通过土地资源调查和土地规划编制等方法得到的数据叫做土地基础数据，它包括土地利用现状数据、基本农田数据、土地利用总体规划数据等，这些数据既是进行国土资源综合研究的基础，也是国土资源业务办理的重要依据。研究表明，各种土地基础数据与人口经济发展之间均存在着紧密联系。深入分析多种土地基础数据之间的关系(如图1所示)有利于更好地研究土地基础数据的可视化表达。

2)土地利用现状数据通过土地调查得到的土地利用类型和土地权属等信息的数据称为土地利用现状数据。土地利用现状数据具有很强的时效性，其数据库主要包括地类图斑、线状地物、地物之间的界限等内容。

3)土地利用总体规划数据土地利用总体规划数据是用来反映土地利用未来预期和控制目标的纲领性数据，是实施土地用途管制的基础，主要用于对耕地规模的面积、建设用地面积以及基本农田保护面积等指标加以控制。

4)耕地后备资源数据耕地后备资源数据是在一定的经济技术条件下(综合考虑区位、交通等开发条件，可开垦土地、可复垦采矿用地的宜耕性条件等)，通过土地改良、土地整理和土地开发等方法，形成的在未来一段时期内可开垦为耕地的非耕地资源的空间布局数据。耕地后备资源数据为及时掌握我国耕地储备及耕地潜力、保障我国耕地数量与质量提供依据，其数据库主要包括耕地后备资源图斑、不稳定耕地图斑、新增耕地图斑等内容。

5)基本农田数据基本农田数据用于保障国家基本农田总量，主要通过基本农田调查以及基本农田划区定界等方法进行获得，得到的数据反映基本农田保护信息和其空间布局情况。基本农田数据库主要包括基本农田样块、基本农田保护区的大小位置等信息、基本农田保护区的边界范围以及基本农田质量等级信息等。

6)土地基础数据多维特征土地基础数据以行政区划为单位进行提交，综合涵盖了土地资源的状态、性质、空间分布和发展演化过程。总体上，可以将土地基础数据视为一类具有时间维度、空间维度和结构维度的多维特征数据(如图2所示)，同样的，在描述数据特征时，建立在数据之上的统计数据也必须具有时间维度、空间维度和结构维度的特点。

7)时间维度时间维度反映了空间对象随时间产生状态的改变，对于土地基础数据而言，时间维度主要包括年度、季度、月度等，不同数据具有不同的时间维度。在实际工作中，每年都会有新采集土地利用变更的数据，这些数据具有时间维度。

8)空间维度空间维度主要反映了土地基础数据的位置、距离等信息，对于不同的数据，其空间维度更是不同。例如，以县为单位提交的土地利用现状数据，通过汇总统计可以得到村、乡镇、县、市、省、国家等依次从低到高的不同空间维度数据;采用自上而下分级编制得到的土地利用总体规划数据，在不同的行政级别上均具有相应不同的空间维度。

9)结构维度结构维度代表了空间对象客观存在的性质和属性特征，不同数据具有不同的结构维度。例如，全国耕地的质量等级可分为一至十等不同的结构特性;土地权属性质具有国家所有和集体所有两种结构特性。

2可视化技术分类

可视化技术是利用计算机图形图像技术原理，直观地对数据以图形或图像的形式在屏幕上显示并进行交互处理，这种技术最初仅应用于科学计算中涉及的数据和工程测量数据，目前已广泛应用于建筑学、医学、生物分子学、地质勘测等领域。随着数据来源的不断增多、数据量日益增长，处理数据的要求逐渐深入与复杂，可视化技术的应用范围也在不断地扩大。现阶段，该方法将可视化技术划分为4类:科学计算可视化(ScientificComputa-tionVisualization)、数据可视化(DataVisualization)、信息可视化(InformationVisualization)和知识可视化(Knowl-edgeVisualization)，以上的各个方案分别从不同角度出发、研究的侧重点也不尽相同［2］。

1)科学计算可视化科学计算可视化主要用于处理科学计算过程中所产生和用到的海量数据集。这些数据集的来源较广，组织形式、时间特性各不相同，包含丰富的规律和现象。科学计算可视化被用于探索与分析数据的自然规律，并侧重于构建三维可视化过程。科学计算可视化的主要表现形式包括等值线(ContourRendering)、面绘制(SurfaceRen-dering)、体绘制(VolumeRendering)和流场显示(FluidDisplay)［3－4］，其中，面绘制效果如图3所示。

2)数据可视化数据可视化是将大型数据库或数据仓库中的数据在多个维度上构建成图形的形式展现出来，在非空间领域应用此方法的效果十分显著。该方法打破了仅通过数据表分析数据信息的局限性，为更直观地掌握数据及其内部结构关系提供了技术支撑。数据可视化技术主要表现形式有平行坐标的方式、直观的枝形图方式(StickFig-ures)［5］以及树图方式(Treemap)［6］。

3)信息可视化信息可视化综合了图像处理、数据挖掘、人机交互等技术，主要应用于非数值型抽象信息(非结构化文本、不具有固定的二维或三维几何空间结构的点)之间的相互关系和发展趋势的表达，挖掘数据中隐含的重要信息(显性知识)，着重于对信息的认知过程。信息可视化的主要表现形式包括轮廓图、网状结构、锥形图(ConeTrees)、双曲树(Hyperbolictree)［7］等。

4)知识可视化知识可视化是结合人工智能、知识库、机器自动学习等方式来实现的可视化技术方法［8］。它通过对数据进行分析挖掘来发现新的知识，将数据中隐含的知识(显性知识和隐性知识)和规律表现出来。知识可视化在传输知识的同时，更加注重于知识的重构、记忆和应用，常见的表达方式包括概念图(ConceptMap)［9］、思维导图(MindMap)、认知地图(Congnitivemapping)、语义网络(SemanticNetworks)、思维地图(ThinkingMaps)［10］等。

3空间数据可视化技术

可视化技术帮助用户在空间数据分析和发现过程中熟练地掌握和理解数据。目前，应用于空间数据的可视化的方法在当前应用最为广泛的是基于地理信息可视化、数学建模可视化、多媒体和虚拟现实技术。主要原理是利用计算机将图像与数学方式结合进行处理。地理信息系统(GIS)利用图形信息与属性信息结合的方式，直观地来探索对象的规律与变化。随着可视化技术的发展，地理信息可视化技术逐渐由静态转化为动态，它能够处理时间因素，可跟踪并解析空间信息随时间所发生的变化。时空数据的表达方法非常丰富，目前主要包括图形对比法、统计图表法、演示动画法等。对于不同类型的时空数据，需要采用不同的可视化表达方法，才能更加清晰地表达出时空连续信息，便于用户进一步理解并进行后续分析。

1)土地基础数据的可视化表达土地基础数据可视化表达是以大数据技术、可视化技术、图形生成技术、图像处理技术、空间统计学、空间演进等技术方法为支撑，通过对土地基础数据的关系进行整理与分析，将综合研究和试验验证等方法相结合，形成适用于土地基础数据的可视化表达方法的过程。该过程主要包括数据采集与分析挖掘、动态图表和空间模板设计、可视化展示与应用3方面内容，如图4所示。

2)数据采集与分析挖掘采用大数据存储、管理、分析技术对土地基础数据的采集、整理、质检、入库、存储、管理、共享应用等过程进行处理与分析。理清土地基础数据之间以及土地基础数据与其他行业领域之间的关系，并以此为核心开展进一步的数据可视化技术研究。

3)动态图表和控件模板设计以土地基础数据之间以及土地基础数据与其他行业领域之间的关系为依据，采用空间数据可视化技术，设计相应的动态图表模板和控件模板。其中，动态图表模板包括地图模板、表格模板、统计图表模板、文字报告模板、专题图模板等;控件模板主要是基于GIS的数据访问、统计、分析模板，具体包括GIS控件模板、表格控件模板、统计图表控件模板、文字报告控件模板等。按照数据的应用目的，土地基础数据可视化过程可分为关联数据可视化、统计数据可视化和分析数据可视化。关联数据可视化是按照数据之间的逻辑关系，通过GIS数据访问组件读取相关联的数据，再选择合适的动态图表模板，使用可视化控件展示查询结果;统计数据可视化是按照指标统计需求，通过GIS数据统计组件进行分析，分析结果可视化是通过地理信息数据分析组件对查询结果进行统计和插值分析后，选择合适的可视化图表模板，再利用可视化控件展示地图分析的结果。

4)可视化展示与应用鉴于土地基础数据的多维特征，该模块对包含土地基础数据总量、结构、时序、布局等多个维度信息的一维数据、二维数据、三维数据等3个方面可视化技术方法进行分类研究，力图解决土地资源在时间、空间、结构上的变化情况的展示问题，最终得到不同土地基础数据类型的可视化方法见表1。通过对上述数据关系的梳理分析、可视化表达方法的制定，形成围绕土地基础数据及统计分析结果的各类统计图表、专题图、等值线图、文字报告等，如图5所示。这些可视化成果可在平板、手机、电脑、大屏幕等各种终端上进行展示，为土地资源监测管理、业务办理、辅助决策、应急处理提供依据。

4结束语

本文通过对土地基础数据关系进行梳理，采用多种研究方法相结合，形成适用于土地基础数据的可视化表达方法，提高了土地基础数据的表达效果，为探究隐含在土地基础数据背后的信息与知识提供了技术依据。然而，本文提出的土地基础数据可视化表达方法更多侧重于数据可视化和信息可视化方面，较少涉及知识可视化内容，缺少对数据中潜在的隐藏知识进行挖掘与应用的过程。因此，深入挖掘和发现土地基础数据中的知识和规律，将人工智能、数据挖掘技术更多地应用于土地基础数据的可视化过程将会是今后的研究方向。

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