GIS在旅游线路设计中的应用(定稿)

1绪论

1.1 研究背景

作为朝阳型的世界第一大产业，旅游业越来越受到人们的亲睐，数十年来全球旅游业实现了持续发展。来自世贸组织的预测，在21世纪初中国将成为世界上最大的旅游国。而到2020年，中国入境旅游的人数就将达1.37亿人次，对如此巨大的旅游流的研究也显得具有极大的紧迫性和必要性。其实科技的不断发展，也使得地理学研究的各个方面都需要有新技术融入，尤其是如此蓬勃的旅游业。旅游流研究中海量的数据反映出的丰富信息以及各景区景点间的联系和动态变化资料需要GIS技术的支撑和协调。建立一个专门研究中国旅游景区整体规划的地理信息系统能从定量、动态等方面进行综合分析处理，把各种地理信息数据转换成支持决策的科学根据。

人类用来纪录各种空间现象的主要工具之一，地图对于人类的生产生活实在是不可忽视。经过长时间的经验累积，人类都是按照惯用的使用方法及使用型态来使用地图；不再是用纸张来而是电子讯号来传递信息的电子地图，有着许多传统地图无法达到的优势，例如：查询分析，路径规划等。再次基础上结合计算机的发展，地理信息系统（GIS）即应运而生。

虽然早在50年前加拿大地理信息系统（CGIS）就已经开始运作，但在早期，其主要的工作平台也都是价钱昂贵的工作站计算机，极高的软硬件价位也使得小老百姓望而却步，只有政府或大型研究机构才能负担，这使得多年来GIS始终定位在专业用途上；就连操作人员，也必须经过多年训练的专业人才才能胜任各项工作。可叹的是近十年来的发展，使用者计算机接口及软硬件功能的进步使得地理信息系统已经可以很方便地在个人计算机上安装，经过短期训练的人员也可以加以操作。

1.2 国内外研究现状

信息技术在第一届信息技术与旅游国际会议上被认为是现代旅游业发展与提高竞争力的一个决定性的因素。例如分布式旅游目的地数据库会对

旅游产生现实旅游无法匹敌的影响；要将旅游产品的电子化和全球化作为旅游营销的重要手段；相对于传统导游，日益发展的电子导游使旅游者拥有了更多的决策选择。这些时代性的变革促使旅游理论研究更加迅速得加以完善。GIS作为信息技术的重要组成部分，在旅游上的应用显得水到渠成，无论是旅游路线的选择、旅游流的空间分布，还是旅游资源的保护、旅游规划等都在GIS的辅助下变得方便严谨。不仅如此，GIS在其它领域的应用中所取得的成就和经验也能对旅游地理信息系统(TGIS)的发展起到一定的推动作用。独特的旅游资源对旅游业的发展固然重要，但更重要的是相关优质服务的宣传。一个好的区域旅游形象包装对旅游宣传至关重要，只有通过多种形式和不同渠道的宣传，旅游资源的知名度才能得以提高，从而打造优秀旅游单位的品牌。要实现此目的，需要综合分析游客的吃、住、行、玩、购物等活动，这样大量的信息只有借助先进的计算机技术、数据库技术和空间分析技术建立的旅游地理信息系统来处理，实现旅游业的数字化。

1.2.1 国内研究现状

GIS在一个国家内的应用和普及，其实是一个技术传播的过程，即GIS 技术从无到有，从少到多，从少数部门到多个部门，最终普及到一定的组织管理、科学研究和社会活动中。GIS在早期应用中比较容易失败，政府在GIS应用中扮演重要的作用。其在发展中国家的应用基本上是一个技术积累和跟随过程，在实施和应用的过程中受到制度和组织管理的影响很大。同时，GIS在具体行业内的实现和应用是一个复杂的技术转移的过程，将技术融入组织管理的过程，具有一定的难度。这就使得多数的GIS传播时主要关注GIS技术与组织管理间的关系。目前，我国的GIS在风景名胜区规划中的应用还局限于一些普通的地形建模、坡度坡向和水文分析等，在游路系统规划中的应用上只有少数学者针对这个领域做过一些研究和尝试性应用。运用GIS建立数字高程模型，在景区中寻找最佳线路的研究较少，这个领域的学者多数也以得到一个适合于案例的选线结果为目标，极少探讨出一种具有共性的旅游道路规划系统模型，也就是说GIS在风景名胜区的规划中的应用始终处于一种不成体系的状态，所以很难实现其普及应用。

1.2.2 国外研究现状

本就比国内起步早很多的地理信息系统经过了40多年的发展，今天在国外特别是发达国家的应用普及程度更是远远超过国内目前的发展现状，各行各业的高层决策早己把GIS作为必不可少的有效管理和辅助性决策工具，只要涉及到复杂决策或者管理问题的领域几乎都会借助GIS平台解决。

1.3 理论介绍

本节会将论文中涉及到的基本理论加以介绍，为后面的操作提供一定的理论依据。

1.3.1 地理信息系统

地理信息系统（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）,有时也称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是管理和分析空间数据的应用工程技术，同时又是跨越地球科学、信息科学和空间科学的应用基础学科。GIS的技术系统由计算机硬件、软件和相关的方法过程所组成，用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便于解决复杂的规划和管理问题。

GIS技术包含了处理信息的各种高级功能，而它的基本功能却是数据的采集、管理、处理、分析和输出。GIS以这些基本功能为依托，通过利用空间分析技术、模型分析技术、网络技术、数据库和数据集成技术、二次开发环境等等，延伸出许多丰富多彩的系统应用功能，被广泛地应用到资源管理、区域规划等领域，以满足用户的广泛需求。

本文中应用较多的空间分析模块 (Spatial Analyst)就是这样一个目前在规划设计领域有着巨大潜力的应用方向，规划师可以快速地从GIS数据中整理出规划所需的各种对象信息，只要拥有了地形、水文、植被分布、降雨量以及土壤分布类型等等，即可基于这些数据通过多种方式进行分析操作，包括距离制图、表面生成、三维空间分析、统计和重分类、栅格计算以及可视化建模等。(汤国安，杨听《 ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》2006)本论文中用到的主要分析如下:

(1)表面分析

通过高程数据集或者数字高程模型(DEM)，即可获得一系列地形分析和仿真模拟结果，如等高线、坡度、坡向、地表起伏度、地面粗糙度、山体阴影等，可以更加客观地了解场地状况和山体的地形走势，并根据这些数据进一步得到合理、科学的决策。

(2)网络分析

网络分析是对地理网络(如交通网络)、城市基础设施网络(如各种网线、电缆线、给排水管网等)进行地理分析和模型化管理的过程，通过研究网络的状态、模拟和分析资源在网络栅格的流动和分配情况，实现对网络结构及其资源的优化问题。(汤国安，杨晰《 ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》2006)网络分析广泛应用于现实生活中一些涉及到网络拓扑性质的领域，它的分析理念是从运筹学的角度来统筹各个要素的运行，以达到使各个要素都能正常发挥作用，或每个虚拟的要素都可以达到预先设定的目标的目的，比如资源的分配问题、最佳路径的查找、查询匹配等等；随着GIS应用的推广，网络分析己经为人们的生活带来越来越多的便利，也使得其在GIS分析中占有着很重要的地位。

1.3.2 数字高程模型（DEM）

数字高程模型（Digital Elevation Model，缩写DEM）是指在一定范围内规则格网点的平面坐标（X，Y）及其高程（Z）的数据集，它主要用来描述区域地貌形态的空间分布，通过等高线或相似立体模型进行数据采集（包括采样和量测），再进行数据内插而形成的。DEM是对地貌形态的虚拟表示，由它可派生出等高线、坡度图等信息，也可与DOM或其它专题数据叠加，用于与地形相关的分析应用，同时它本身也是制作DOM的基础数据。

DEM 的用途有很多，例如：在民用或军用的工程项目(如道路设计)中计算挖填土石方量；为武器的精确制导进行地形匹配；为军事目的提供地形景观；进行越野通视情况分析；道路设计的路线、地址选择；不同地形的比较和统计分析；计算坡度和坡向，绘制坡度图、晕渲图等；地貌分析，计算浸蚀和径流等；与专题数据进行组合分析；当用其它特征(如气温等)代替高程后，同样可以进行人口、地下水位等的分析。