包钢地理信息系统的开发与发展建议

参考中国报告网发布的《2017-2022年中国钢铁行业发展态势及十三五投资方向分析报告》

         包钢大型企业地理信息系统开发和应用属于首次，在以下几个方面进行探讨。

         一、包钢大型企业地理信息系统开发和应用的意义

         包钢作为特大型钢铁企业，提升企业的综合管理水平是应有之义，对地理信息系统开发和应用，对包钢提升企业管理水平具有更重要的现实意义。

         第一，GIS是处理大数据的工具

         互联网的完善，大数据时代已经来临。空间数据就是大数据、海量数据，它包括地图、影像、数字高程模型、属性数据，通过GIS软件处理，为使用者提供空间分析、网络分析、地统计分析、水文分析、三维分析等便于决策，提供专题图便于使用，提供视图便于直观了解。

         第二，GIS是提升企业管理水平的技术系统

         目前，企业管理还停留在静态和平面的基础上，对于动态和空间三维的管理还缺乏有效的管理，例如厂区的地上地下管网，都还是平面图，即使是电子图也是平面图，要了解空间位置比较困难，给管理带来极大不便，利用GIS技术系统可以解决动态和空间三维的问题，为提升企业管理上一个大台阶GIS是一个非常实用、有效的工具。

         第三，GIS是企业数字化、智能化的重要组成部分

         GIS解决了在空间数据处理方面的问题，GIS与GPS和遥感技术的结合并辅以传感器，就可以为企业提供的动态的、定位的影像的现势性数据，这些数据又是数字化和智能化重要数据，应用这些数据信息服务企业管理，将大幅提升企业的管理水平。

         第四，GIS是包钢管网管理必需的日常管理工具

         包钢地上地下管网本身就是空间地物，但它是线状地物又由不同材料制成且具有特殊用途，空间位置在地上也有地下，有架空高又有埋深，有的管线上下重叠，有的管线由左右并行。这样复杂的空间地物，也必须用空间数据和大量的属性数据才能描述清楚。GIS系统恰恰就是适合这样复杂的空间地理的管理。

         引进GIS系统，能够快速提供真实准确的管网信息，实现快速查询、专业分析，为管网日常管理、设计施工、分析统计、发展预测、规划决策提供全面、准确的基础材料和决策依据。建立公共数据交换服务平台，实现包钢整体对管网的数据共享，提供多层次、多元化的管网基础资料的信息服务，满足不同部门对管网管理的需求。

         二、地理信息系统的全景介绍

         GIS系统是通过测量、摄影、遥感、GPS和现有的地图来获取空间数据以及属性数据，经过GIS系统的存储、搜索、查询、分析等功能，为用户提供所需的专题图、3D、各种列表等产品。这些产品也可以通过互联网等网络系统提供给远方的用户。

         三、包钢地理信息系统开发与设计的建设性思路

         1.硬件系统方面

         GIS的硬件系统应建立在包钢原有的计算机系统的基础上。以现有的包钢机站作为中心服务器，增加存储大容量的空间数据的磁盘阵列或光盘塔，存储包钢空间数据库相关的空间数据和属性数据以及专业数据。添加大屏幕显示器，满足地理图件二维以及三维的显示。据相关用户需要，增加相应的数字化仪、扫描仪、绘图仪等硬设备。

         包钢网络服务器通过Internet互联网连接包钢各矿山计算机终端，提供包钢空间数据的服务。

         包钢厂区和厂区周边的各包钢辅助单位通过包钢内部的企业网应用服务器提供空间数据服务和业务管理数据服务。

         包钢应成立应急中心设立GIS应急终端，把消防、信访、安全、保卫纳入其中，通过利用空间数据和空间属性数据，为可能发生的突发事件进行及时的处置。

         2.软件系统方面

         地理信息系统应用软件，从国外来讲，首推ArcGIS软件，从国内来讲首推MAPGIS。这两款软件也是目前国内使用最多的软件。

         MAPGIS是武汉中地信息工程有限公司研制的具有自主版权的大型基础地理信息软件平台。在国内GIS业界名列第一。它的重要特点是实用、简单，是工具式GIS。针对市场需求，开发了贴近应用的若干解决具体行业的GIS软件，应用广泛，加之处于中国这样的大环境，政府推荐，发展迅速。客观地讲，它同世界顶级GIS软件ArcGIS相比仍有较大差距。从系统的整体设计来看，ArcGIS设计全面、可伸缩，ArcGIS提供200多种地理工具，空间数据处理分析功能强大，界面设计美观漂亮，空间数据数据模型先进合理，数据库管理领先，三维可视功能强大，栅格数据处理先进。这些都是国内GIS业界需要学习、借鉴、提高的地方。

         基于上述分析，MAPGIS和ArcGIS并用，凡是MAPGIS能够解决的GIS问题由其解决，不能解决的GIS问题由ArcGIS解决，在这里主要解决数据格式的转换问题。本文重点推荐引进和使用ArcGIS软件。ArcGIS桌面系统采用级别高ArcInfo，ServerGIS三种服务端产品ArcSDE、ArcIMS和ArcGIS Server都应引进，满足空间数据服务、GIS地图、数据和元数据发布还有应用服务等。Mobile GIS则是满足测量队的野外作业并与室内联网做内业，提高测绘效率和数据的现势性，也为测量作业的现代化走出一条新路。如果有条件的话，也可引进Embedded。

         3.空间数据库方面

         空间数据库是GIS运行的基础，GIS应用的好与坏、GIS功能发挥作用强与弱，空间数据库建设是极其关键的。统计表明，GIS应用的工作量70%是花费空间数据库建设上，因此，空间数据库设计、开发与管理是包钢地理信息系统信息系统应用的关键。下图是设计的包钢空间数据库的管理系统。

         本文推荐关系数据库管理空间数据库及寄生在关系数据库管理系统之上的空间数据引擎SDE。为了实现“空间-属性数据一体化”、“矢量-栅格数据一体化”、“空间信息-业务信息一体化”管理，在基于特征的空间数据模型的支持下，利用成熟的商用扩展关系数据库管理系统(ORDBMS)来存储和管理海量数据，成为大型空间数据库的管理方式。空间数据库采用关系数据库来组织管理空间地理数据和属性数据，提供对这些有效的存储查询和分析，以支持各种空间地理数据的应用。空间数据库引擎就是用传统的关系数据库对空间数据加以管理和处理，提供必要的空间关系运算和空间分析功能。通过空间数据库引擎实现客户/服务器的分布计算模式，从而建立真正意义上的分布式空间地理数据库。

         本文同时推荐使用面向对象的GeoDatabase空间数据模型，采用面向对象技术将现实世界抽象为包含空间信息的要素类(点、线、面)和不包含空间信息的对象类。每个要素类和对象类都具有属性、方法和访问规则，要素之间有可以通过关系类、几何网络等对象进行关联。面向对象的GeoDatabase空间数据模型是未来的发展方向。

         四、在包钢现有条件下如何建设包钢的地理信息系统

         包钢集团公司办公厅的信息处，是包钢信息管理的最高管理机构，负责包钢整体信息化的组织、领导工作，并负责空间管理信息系统的设计、实施、管理的监督工作。

         地理信息系统建在包钢地质勘察测绘研究院，由包钢地质勘察测绘研究院来具体实施。相关单位协助，如包钢设计院、厂区各厂矿、各矿山等。

         根据包钢的企业组织体系的特点，系统设立三级体系，即集团公司为一级，钢联公司、稀土高科、西创为二级，其下属单位为三级。

         在包钢地质勘察测绘研究院增加存储大容量的空间数据的磁盘阵列或光盘塔，存储包钢空间数据库相关的空间数据和属性数据以及专业数，增加网络接口，形成分布式GIS应用系统。从虚拟角度来讲，包钢管理信息系统与包钢的地理信息系统是整体设计、整体实施、整体应用，但通过分布式GIS系统，分散了空间数据的存储空间，分散了数据的采集空间、分散了空间数据的维护空间，有利于充分利用人力、数据存储、采集的资源。

         为了使采集空间数据的多样化，提供遥控飞行器，用来获取遥感图像；雷达扫描仪，用来获取三维数据；地下管网探测仪，用来探明地下管网；野外Mobile、ArcPad，用来获取动态空间数据。为了充分利用以前的图纸，提供大幅面扫描仪，用来获取矢量化地图；高精度航摄像片扫描仪，用来获取航空底片信息。

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