旅游地理信息系统概述

第一节　旅游地理信息系统概述

一、地理信息系统和旅游信息系统

地理信息系统（GIS）是集地理学、计算机科学、数学、统计学、管理学、测绘学于一体的新兴科学。它以地理空间数据为基础，在计算机软硬件支持下，对空间数据进行采集、输入、管理、编辑、查询、模拟和显示，并采用空间模型分析方法，适时提供多种空间和动态信息，为地理研究和决策进行服务而建立起来的计算机技术系统，一般由硬件系统和软件系统组成，如图10-1所示。

图10-1　GIS示意图

地理信息系统作为多门学科综合起来的一门边缘性学科，其发展与其他学科密切相关。地理信息系统起源于20世纪60年代对空间数据的地学处理，至20世纪90年代进入用户时期。近年来，地理信息系统技术迅速发展，其原动力来自日益广泛的应用领域对地理信息系统不断提高的要求。如今地理信息已成为现代社会最主要的信息资源之一。地理信息系统的应用领域不断扩大，GIS成为一门重要的自然科学分支。随着PC机性能的提高与普及，地理信息系统已深入到生活的方方面面。地理信息系统是融计算机图形学与数据库技术于一体，将图形与数据有机地结合在一起、存储和处理空间信息的高新技术。它把地理位置与相关属性有机地结合起来，根据实际需要准确、真实、图文并茂地输出给用户，满足系统建设、管理及系统对空间信息的要求，并实现了数据的可视化，同时借助于地理信息系统独有的空间分析功能和可视化表达，可进行各种辅助分析决策。

旅游信息系统（TIS）是利用计算机对旅游信息，即旅游地图，交通图，景点分布图，旅游线路图，旅店、购物中心分布图，旅游景点景观图片，旅店、服务设施图片，当地工业、商业、农业、交通运输、邮电运输等基本情况，当地气候、风土人情、名胜古迹介绍等，进行采集、存储、处理、分析和应用的空间信息系统。它是随着计算机技术、信息技术、地理信息系统和旅游业的发展而发展的。但是，传统的TIS还存在着许多问题。

①传统的TIS重在对景区的介绍和对旅游产品的宣传促销。当今的旅游市场，散客市场份额越来越大，游客的自主性不断增强，因而提供便捷的旅游服务系统，如客房预定系统、票务预定系统，已是势之所趋。

②没有一个TIS采用了图形系统、多媒体系统或其他多重媒介系统。对游客来说，直观的、动态的画面更具有吸引力。

③无论是地区性的或国家性的TIS，都有其区域的局限性，而旅游业作为信息时代的高成长性行业，以跨洲、跨国、跨区流动为产业基础，要求它跨越区域的局限，与国际互联网相融。

④TIS的用户不仅包括游客，还包括旅游规划与管理人员，因此，旅游数据的统计分析、景区环境的动态监测，都应成为TIS功能的一部分。

目前，旅游信息系统主要有两大类型：一种是以管理信息系统（MIS）为代表的旅游地理信息系统，其主要功能是为旅游企业和行政部门提供管理服务；另一种是以旅游为目的的地理信息系统（DIS），即客观地介绍当地旅游资源、产品、设施，便于旅游者和旅行商获得他们所关心的信息。该系统主要提供目的地旅游相关知识和资料的查询、检索，为旅游者的决策与计划提供参考。

随着我国旅游业的不断成熟和发展，人们对于旅游的选择和安排已经不再像以前那样的盲从。越来越多的游客在出行之前，都要首先搜集各种旅游信息，从而根据自己的主观和客观需要做出决定，其中最主要的就是关于旅游景点的相关信息。游客要满足的就是自身食、住、行、游、购、娱的需要，在有限资金和闲暇时间内追求最大旅游效益，即最小的旅游时间比和最大的信息获取量。

随着计算机技术的迅速发展，GIS技术日趋成熟，应用领域不断扩大和深入，凡使用到地图和需要处理空间数据的领域，都可以借助GIS技术，迅速、及时和准确地处理大量空间信息，并进行多要素的综合分析和决策。产品的性质、旅游活动的组织和旅游者的行为过程都具有很强的时空特征，涉及社会、人文、经济等多方面要素，具有区域性、多层次性和动态变化性，不仅需要用几何图形（区域行政地图、旅游地图、交通线路图）表示空间位置和移动路径，而且还要用属性方式表示它们的各类意义。一般意义上的管理系统虽然也具有储存、处理、管理和分析数据的功能，但它不包括空间数据和特征，对旅游数据进行处理分析就显得无能为力。把地理信息系统运用到旅游业管理中，不仅能够为旅游管理提供相当的技术保证，还使得有效提高旅游管理的科学化、规范化水平，极大地方便人们的旅行成为可能，因此，建立旅游地理信息系统势在必行。

旅游地理信息系统（TGIS）是上述两种系统的有机结合，是对旅游者相关信息进行采集、管理、分析、可视化的计算机技术系统。旅游地理信息系统是以旅游地理信息数据库为基础，在计算机硬软件支持下，运用系统工程和信息科学的理论和方法，综合地、动态地获取、存储、管理、分析和应用旅游地理信息的多媒体信息系统。一切与旅游地理信息和数据关联的信息和数据，如景点、交通、住宿、娱乐、购物、文化特征、特色及提示等都是TGIS的研究对象。

GIS的基本功能能解决旅游活动中相应问题（表10-1），并可为旅游规划管理问题提供分析决策方案（表10-2）。

表10-1　GIS功能及其在旅游活动中的应用

表10-2　GIS旅游规划管理

建立旅游地理信息系统的目的就是解决以上问题，帮助旅游者迅速、全面获得目的地旅游信息，以便制定决策。借助于地理信息系统的强大数据管理和空间分析能力，TGIS可以实现多种数据的统一查询、分析、规划等，为游客提供直观的决策支持。

旅游地理信息系统是旅游科学、计算机科学相结合的边缘学科。旅游是对于环境资源高度依赖的活动，GIS技术的应用对于旅游资源的高效管理、合理布局、可持续的发展规划十分重要，GIS可被当做是增强旅游规划管理的工具箱。目前，旅游地理信息系统主要应用在旅游资源调查评价、旅游规划管理、景区景点信息查询、旅游信息发布等几个方面。

二、旅游地理信息系统优势

1.无图幅限制

普通的旅游地图由于图幅的限制，使用很不方便，而在旅游地理信息系统环境下可以实现无图幅限制的漫游、缩放地图，进行多尺度的图形显示。

2.现时性好

普通旅游地图的更新周期较长，一般在半年左右，而旅游地理信息系统能够随时把获取的信息添加到数据库中，删除、更改过时的信息，始终保持数据的现时性。这种特性实现时方便，快捷，成本低廉，具有普通旅游地图无法比拟的优点。

3.表现形式多样化

普通旅游地图一般仅具有图形表示效果，表现形式单一，提供的信息容量有限，且要求用户有一定的读图素养。而旅游地理信息系统的表现形式多样化，集图形、图片、文字、音频、视频等各种表现形式于一体，让用户感到使用旅游地理信息系统时沉浸在艺术氛围中，不仅是获得旅游信息，而且是一种艺术享受。

4.独有的查询、分析功能

旅游地理信息系统可以提供强大的查询、分析功能，这是普通旅游地图所不具有的。旅游者利用旅游地理信息系统的查询和分析功能进行最佳路径分析、查询某一目标地点的旅游信息等。查询和分析功能是旅游地理信息系统最基本、最重要的功能。

三、旅游地理信息系统应用趋势

1.旅游资源管理信息系统

GIS在旅游业中的应用表现为直接采用通用GIS软件进行旅游制图、旅游规划与管理和旅游建模等。这种方法相对于传统的旅游研究方法而言，有具体表现直观、成图美观、分析准确、高效等特点，在旅游研究和旅游活动中起到了很大的辅助作用。这种方法的应用对于旅游开发人员的GIS技术水平要求较高。但通用GIS产品价格较高，并且附带许多其他模块，造成许多科研和生产项目的资金浪费。

随着我国经济飞速发展，物质生活水平日益提高，旅游业迅速发展，旅游业在社会经济中的地位有了前所未有的高度。基于3S的旅游资源管理信息系统，是在旅游资源普查的基础上，实现对现有的旅游资源的查询和管理。不论是制定旅游资源开发保护的方针政策，还是协调人口、资源和环境的关系，以及制定综合性、区域性和专题性的旅游发展规划等，都可在旅游资源管理信息系统中找到科学依据，并可促进有关研究的进一步深入，为各地区经济和社会的可持续发展、国土资源综合开发整治规划提供需要的信息支持和决策支持服务。

旅游资源管理信息系统的开发需要GIS、软件工程、旅游学、遥感、数据库设计、项目人员管理和计算机技术等多方面知识和专业技术，是跨领域和跨学科的综合集成。

2.虚拟旅游系统

虚拟实现技术（VR）是指利用计算机硬件和软件资源的集成技术，提供一种实时的、三维的虚拟环境，使用者进入到这个虚拟的环境中，可以观看到逼真的景观及听到逼真的声音，还可以在虚拟环境中交互操作，有真实的感觉，可以讲话，嗅到气味等。

虚拟操作系统作为一种崭新的人际交互界面形式，能为用户提供身临其境的感觉和多种的沟通渠道。它有三个基本特征，即3I（immersion，interaction，imagination）。通过虚拟旅游系统，人们从过去只能从计算机系统的外部去观测计算机的处理结果，到人能够沉浸到计算机系统所制造的环境之中；从过去只能通过键盘、鼠标与计算环境中的单维数字化信息发生交互作用，到人能用多种传感器与多维信息化信息环境发生交互作用；从过去的人只能从以定量计算为主的结果中得到启发到人有可能从定性和定量综合集成环境中得到感性和理性的认识。

基于实景图像虚拟现实技术开发虚拟旅游系统现有四种方式，如图10-2所示。

图10-2　虚拟旅游类型图

其一，突破现实空间局限的虚拟旅游。这种方式不仅可以起到对旅游景点的宣传、增强旅游吸引力等作用，而且还能够在一定程度上满足没有条件到达旅游景点的游客的游览和审美的需求，如故宫虚拟旅游、黄山虚拟旅游、异国风情游等。

其二，突破客观时间局限（过去）的虚拟旅游，饱览现在已经不存在（或是即将不复存在）的自然与人文景观。重现失去的人类文明和文化遗产，在它们不复存在的岁月里，满足人们的某种好奇心理，甚至给人们的怀旧心理以某种程度上的抚慰。例如，对于原三峡风景区的虚拟旅游（图10-3），利用原有的航空图片/卫星图片资料和实测数据建成地形地貌模型库，再复合以人文景观信息。在三峡坝区建成之后，通过数码城市GIS技术使得原有雄壮美丽的库区自然、人文景观得以另一种方式的保存。而且使后人能够在其实境已不复存在的情况下，通过虚拟旅游的方式能够重新游览这一奇异旅游景观，去亲身领略瞿塘峡的雄壮、巫峡的秀丽、西陵峡的险要，去亲身体验“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”的美好感觉。

其三，突破客观时间局限（未来）的虚拟旅游。这是针对正在建设中但还没有建成的旅游景点的，可预览规划建设中（将来的）的人为景观。这种方式的虚拟旅游同第一种方式的虚拟旅游一样，主要是起到一种先期宣传和吸引游客的作用，待这些景点建成后，再正式接待游客的游览观光，如2010年上海世界博览会挪威馆和大明宫的先期设计图（图10-4、图10-5）。

图10-3　长江三峡被淹虚拟景观

图10-4　上海世博园挪威馆效果图

其四，突破空间和尺度局限的虚拟旅游。可满足人的好奇心和对于不可能达到的区域的向往，领略常人难以获得的各种空间感受。例如，乘坐宇宙飞船登陆月球与火星之旅、地核旅游、深海旅游等。同时，越来越多的各种分辨率卫星图像为我们纵览一个城市、一个国家乃至全球风光提供了可能。

图10-5　上海世博园大明宫效果图

实现一个虚拟旅游系统涉及三个方面的技术：一是利用WebGIS的电子地图支持功能实现地图的生成、管理、显示和网络共享；二是利用基于实景图像的虚拟现实技术生成全景图像；三是利用Java Applet与WebGIS相结合完成全景图像的网络漫游，再辅以友好的用户界面，使用户能以真实的感觉“进入”地图观赏美景。

基于实景图像的虚拟现实技术所构建起来的虚拟旅游系统，开辟了复杂的场景建模与绘制，实现了自然风景的虚拟观光旅游。它在工作量、网络宽带、计算机硬件等各方面降低了要求，从而为虚拟现实技术的实际应用创造了条件，结合时下发展起来的旅游电子商务业务，其应用十分广阔。

四、旅游地理信息系统在旅游业相关领域的应用

旅游地理信息系统在旅游业相关领域的应用，是指经过所组建的旅游地理信息系统将所存储的数据进行系统处理和分析后，直接为旅游者和专业旅游规划人员或决策人员提供各种地图、图表、影音图像、数据报表或文字说明等旅游地理信息系统输出的产品。由于对该系统的应用模式是以数据操作和管理为基本导向，因此，在信息化高度发展的今天，这一系统的开发将在旅游业发展的各个领域产生广泛而深远的影响。

1.旅游资源普查

旅游资源普查是利用旅游地理信息系统将各种来源的旅游资源数据汇集在一起，利用系统开发时建立的统计和覆盖分析功能，按多种边界和属性条件，提供各个旅游区域多种条件组合形式的资源统计和进行原始数据的快速再现。由于旅游地理信息系统的开发采用数据导向的方法解决问题，因此，可以有效地利用这一系统能以很高的运算速度处理大量空间数据的能力来解决旅游资源普查中旅游资源数量清查、分类、分布等一些耗时、工作量大的工作。

2.区域旅游业规划

利用旅游地理信息系统中存储的大量旅游资源、旅游交通、旅游经济、旅游客流，以及环境、人口、金融、文化等旅游专题数据和综合性数据，通过系统强大的综合分析处理和模拟功能可以有效地进行旅游资源的评价与开发、保护等工作，可以为旅游业发展规划设计出合理的决策方案，有效避免旅游业开发建设过程中的重复建设、破坏性建设等问题。同时，利用旅游地理信息系统作为区域旅游业规划的辅助性工具，还可以促进旅游资源以市场为导向合理地向旅游产品转化，从而改变传统的旅游规划开发模式过程中的主观性、经验性及人为判断分析的局限性。

3.旅游地图制图

借助计算机技术开发形成的旅游地理信息系统，具有强大的存储、分析、显示和传输功能，旅游地理数据获取和存储的数字化特征，使旅游地理信息系统的模块和组件嵌入到计算机系统开发的一些可视化应用程序，以及图形处理和输出的应用程序中成为可能，从而为计算机辅助制图提供了相应的技术支持。利用这种技术可以开发旅游数字地图和电子地图。

与传统旅游地图相比，旅游数字地图和电子地图有许多优势：①声音、图文和数据多媒体集成；②双向交互式查询和检索功能，如旅游景点和区位互相映射，两者可以实现交互查询；③图形要素动态编辑功能，如缩放、移动、浏览、动画模拟等；④精确的空间定位功能，如随鼠标的移动显示地理坐标；⑤多级比例尺之间的相互转换；⑥良好的用户界面。更高级、更专业的旅游数字地图和电子地图还可以增加空间量算（方位、距离、面积）功能，路径选择和分析功能等。同时，还可以在一些专题旅游数字地图和电子地图中增加专题属性的动态显示，如在旅游交通数字地图和电子地图中实时反映某一区域交通流量的变化等信息，从而多层次、全方位地满足游客和旅游从业人员进行旅游和管理活动。

4.旅游业宏观调控

旅游地理信息系统强大的系统分析功能和动态模拟功能，可以直接提高旅游业宏观管理的科学化、标准化和现代化水平。例如，利用旅游地理信息系统开发的比较分析应用模型，可以进行不同环境条件下的区域旅游业资源开发、市场开发、投资环境开发等方面的政策研究；利用系统的动态模拟功能可演示不同因素构成的虚拟环境影响下的旅游业发展变化的规律和结果，如虚拟客流量对旅游交通和景区环境容量的影响，可以根据输出结果进行客流的宏观分流管理。