国内外研究现状及问题

§5.1　国内外研究现状及问题

5.1.1　国外研究现状

美国是对地质遗迹保护得最早的国家，它通过成立国家公园（National Park）来保护地质遗迹和自然环境。现有的国家公园有300多处，有火山类国家公园（夏威夷）、溶洞类国家公园（Mitchel洞穴公园）、板块构造类公园（Sunset Crater，Great Valley）、地质灾害类国家公园（Joshua Tree地震）等。自1995年以来，地理信息系统（GIS）在国家公园的应用重点是放在获取公园的地图数据、GIS培训及对日益庞大的GIS和GPS数据的技术与管理支持上面。目前有250多个国家公园在使用GIS，其GIS的应用领域主要包括研究游客对公园的影响，以及协助历史遗迹的重建等各个方面。

在美国，国家公园服务委员会（National Park Services，NPS）通过推动国家级的GIS合作以实现自然资源共享。联邦政府对NPS中的GIS分3个层次进行管理，即国家项目办公室、区域技术支持中心和公园GIS机构。其中国家项目办公室的任务是提供对外的和对内的合作，并指导GIS应用；区域技术支持中心的任务是建立和提供适合公园使用的GIS程序。他们提供公园间和国家项目间的协调与服务，他们为公园提供每一级的GIS技术支持；公园GIS机构的工作人员的职责是管理日常的计算机系统操作、协调数据收集和文档，开发数据库、集成、存档和分发数据，进行GIS应用、分析，将所得结果提交给公园管理者，建议和协助公园其他工作人员和合作者进行GIS应用和数据开发，促进和指导对公园工作人员与合作者的训练课程。

美国NPS中地理信息系统（GIS）的目的是提供可用的地理数据和信息。地理信息系统是公园资源和公园规划的科学管理的基础。20世纪70年代中期，当Yosemite和Great Smoky山脉国家公园中开始进行GIS项目时，NPS就开始使用GIS了。通过GIS这个强有力的工具，公园管理者可以解决资源管理方面的难题。GIS允许公园管理者将那些看似不相关的数据结合起来，并找出其中的关系，这样公园管理者就可以很容易地发现资源是否发生了变化以及变化的模式和趋势。

在加拿大，公园地理信息系统研究比较普及，1972年就开展了最早的地理信息系统的建立工作，当时主要在大型计算机上开展此类工作，20世纪80年代中期，个人计算机的普及和功能提高，并已经开始普及使用，如今已经用于具体的野外分析工作。在加拿大国家公园管理局所属的40个保护区中，1987年只有两个保护区开始将地理信息系统用于管理，而到1996年，已经有37个保护区将地理信息系统用于日常的管理工作，其利用最多的领域是在自然保护区土地利用的规划管理、自然资源的利用和管理、特殊保护生物类群的管理和监测、旅游区的规划和管理等方面。

此外，国外目前已将GIS技术充分运用到文化资源管理当中去。为了实现保护文化遗产，联合国教科文组织鼓励使用计算机技术从事文化资源的管理，并开展各种培训活动，以提高遗产管理人员掌握各种计算机辅助方法的能力。1992年，计算机辅助方法的应用在田野考古管理中迈出了决定性的一步，当时，联合国教科文组织帮助柬埔寨新政府保护吴哥古迹，这一著名世界遗产在长达20年连绵不断的内战中遭到重创。在吴哥，联合国教科文组织开创性地使用计算机辅助信息管理系统，将来自不同方面的零星片断的资料汇集起来，形成一个数据库用以指导遗址修复工作，并编制有关发展规划以协助周围遭到破坏地区的社会经济的复兴。吴哥地区的分区及环境管理规划，即众所周知的“ZEMP”采用了地理信息系统（GIS），整合了考古、地理、水文、气候、环境科学和人口统计学等各个领域的数据，在此基础上编制了农业、水利、公路建设和旅游业的规划。建立这一综合数据库，旨在促进使各部门的工作在同一技术平台上进行各自的规划和建设工作，从而保证吴哥古迹免受矛盾或不协调的行为之危害。继吴哥窟以后，联合国教科文组织又进一步在其他一些实验性项目，如越南的顺化、老挝的万荣，以及欧洲、澳大利亚和北美等地的文化及自然遗址保护工作中验证了GIS的用途。事实证明，GIS是一项对全世界各地所有遗产管理都很有帮助的有力工具（胡明星、董卫等，2001）。

5.1.2　国内研究现状

我国国家公园（国家级风景名胜区、国家级自然保护区、国家地质公园、国家森林公园）的GIS建设和应用近几年进入了开创阶段。目前已有吉林长白山、云南西双版纳、四川九寨沟等国家公园建立了地理信息系统，并初步积累了一些经验。

1992年，在世界自然保护基金会（WWF）、美国环境系统研究所（ESRI）和西双版纳保护区管理局的资助和配合下，使用ARC/INFO和ARC/VIEW软件建立了西双版纳勐养保护区的地理信息系统。该系统的主要目标是用于保护区自然资源和保护区内人为社会和经济活动的动态监测和管理，实现保护区管理的现代化；使保护区能对当地的生物多样性进行更有效的监测、管理，以及得到更好的保护；同时可以对其他子系统，如保护区的发展规划，地区的社会发展、经济建设、传统知识的分析和总结、经济作物的限制和发展等提供基础信息；用于一些具体事例的分析和制图，并用于具体发展项目的规划和设计。

九寨沟风景名胜区地理信息系统，是四川省地矿局区域地质调查队与九寨沟管理局合作于2000年开发建成的，它是四川省首个国家公园的地理信息系统，也是全国目前为数不多的几个国家公园的GIS之一。该系统的空间数据库是基于1∶50 000生态地质调查内容，针对九寨沟国家公园的需要，结合GIS建设的特点，将空间数据库划分为旅游、环境、地理、地质、水文、物化探六大类约29个图层。该系统将公园内的所有科学基础资料形成电子信息，有利于该区数据的科学管理、开发利用、社会共享；为九寨沟的科学管理、旅游资源保护开发、旅游规划等提供物质基础和技术支持；为九寨沟自然保护区的管理者、研究者、旅游者提供科学资料和信息。另外根据九寨沟的实际需要，该系统还包括水资源量的动态分析与预测、地下岩溶通道的分析和地质灾害的分析评估与预警等专门的建模与空间分析工具。九寨沟地理信息系统的建成，不仅为九寨沟这一世界自然遗产的保护、开发和管理打下了很好的科学基础，而且在初步的实际应用中也取得了良好的效果。

王岚、袁道凌、刘胜祥等在“湖北省自然保护区信息系统的研究”一文中，对建立湖北省自然保护区信息系统的目标和功能、结构和组成及软件设计进行了一定程度的研究和阐述。湖北省自然保护区信息系统以湖北省自然保护区数据库为核心，把有关信息和数据存于计算机中，在计算机硬、软件的支持下，实现对这些信息和数据的输入、输出、更新、传输、保密、检索、统计、评价、预测、模拟和决策等功能，其结构主要由湖北省自然保护区信息管理系统、基础数据库、决策支持系统、信息源、用户所组成。

张华国、周长宝和黄韦艮等对海洋自然保护区地理信息系统（MNRGIS）建设进行了初步研究，通过对海洋自然保护区的特点和系统概念模型的分析研究，从系统的实用性和技术先进性角度考虑，MNRGIS系统至少应包括如下几方面的内容：遥感信息处理、数据库管理（包括空间数据库和属性数据库）、空间决策分析，生态环境评价、多媒体演示和基于网络环境的运行系统等。根据海洋自然保护区的特点和GIS数据库建设的基本原则和要求，MNRGIS的数据库结构主要包括遥感影像数据库、地理空间数据库、统计数据库、相关政策法规文件库、景观图像、声音和VCD数据库、突发事件数据库、分析决策知识经验库、海洋自然保护区研究成果库和共享数据库等。

王永燕等用MapInfo作为二次开发工具，研制开发了旅游景区信息系统，该系统包括旅游目的地信息、旅游咨询系统和旅游管理系统3个功能模块：旅游目的地信息包括景区（点）、历史文化的背景介绍；旅游咨询系统主要是为咨询者提供任意景点问路查询及景区图中多个景点的最佳访问路线查询（可同时提供车行和步行路线查询），咨询者可得到最佳旅游线路，交通、食宿状况的介绍（景区内交通及到附近主要景点的交通状况）；旅游管理系统主要提供专业分析工具，如空气质量分析、游客需求分析等为景区规划管理人员提供决策依据。

与美国等国的国家公园GIS的建设和管理比较，我国国家公园的GIS工作还处于起步阶段。对于我国数量庞大的国家公园而言，应用GIS的国家公园还是凤毛麟角，而且既缺乏统一的国家公园GIS管理协调和促进机构，又严重缺乏这方面的专业人才，致使已建成的GIS得不到很好的使用和更新。因此，可以说，我国国家公园的GIS的应用和人才环境，都还处在相当初级的阶段，这与我国国家公园保护与开发的迫切需要是极不相称的。

近几年开始建立的国家地质公园，特别强调提高保护、开发和管理的科学内涵与科学层次。因此，应该抓住这一时机，对地质公园信息系统（Geopark Information System，简称GPIS）进行理论研究和创新，选择有条件的国家地质公园，搞好信息系统建设与应用的示范，从而推动我国国家公园在保护、建设和管理水平等方面的快速提高。

5.1.3　存在的主要问题

虽然目前国内外在对风景名胜区、森林公园、自然保护区等信息系统建设进行了一定程度的研究，但由于地质公园计划最近几年才被创立，目前主要集中在地质公园的申报建设与规划开发方面，其信息系统建设尚没有真正开始，也就谈不上对地质公园信息系统建设的理论方法研究。由于地质公园的特殊性，其信息系统建设不能完全照搬一般公园信息系统建设的经验和模式，而要根据地质遗迹资源的特性及地质公园特色，在全面系统分析地质公园的建设内容及特征的基础上，对地质公园信息系统建设进行系统设计研究。

目前对地质公园信息系统建设的研究主要存在以下问题。

（1）目前国内外还没有系统地对地质公园信息系统进行研究。由于地质公园是最近才兴起的一个新兴学科，目前主要停留在地质公园的规划与开发工作，而其信息系统建设研究尚没有真正开始。本书主要基于这一点，想在这方面作些尝试研究，为将来的信息系统建设提供一定的理论基础和技术支撑。

（2）虽然目前国内外在将GIS技术用于国家公园（自然保护区、森林公园、风景名胜区）建设管理工作中作了大量研究，但由于地质公园的特殊性及地质内容的复杂性，传统国家公园信息系统建设的理论方法不能很好地适应地质公园，因此很有必要专门对地质公园信息系统进行系统的理论方法研究。

（3）目前在地质公园的申报过程中，对地质遗迹的系统分类和评价模型主要引用传统的旅游资源分类方案和评价原理，由于地质公园的特殊性，其应用效果不是十分合理，因此很有必要对适用于地质公园建设的地质遗迹分类和评价方法模型进行系统研究。

（4）目前尚没有对地质遗迹数据库建设的标准规范进行系统研究。对于数据库的建设，如果没有统一的标准规范，其建成的库将是一个死库，不能通用与共享，因此很有必要对这一内容进行具体研究。