鋼鐵企業(yè)中計(jì)算機(jī)技術(shù)與GIS業(yè)的發(fā)展

摘 要：GIS作為一個(gè)應(yīng)用工具，是建立在計(jì)算機(jī)之上的，能夠?qū)⒌貓D的視覺和空間地理分析功能和數(shù)據(jù)庫功能結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)智能化分析、綜合和查詢空間數(shù)據(jù)的功能。目前，在鋼鐵企業(yè)中隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，GIS的發(fā)展呈現(xiàn)多種趨勢(shì)，而GIS研究與發(fā)展的熱點(diǎn)是GIS軟件與控制及規(guī)劃設(shè)計(jì)、統(tǒng)計(jì)分析和CAD辦公自動(dòng)化等軟件系統(tǒng)的集成。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；GIS；數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：P208

GIS技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用工具，其主要功能包括對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、分析和應(yīng)用，對(duì)整個(gè)或部分地球表面與空間及其地理分布進(jìn)行描繪。GIS的發(fā)展一方面使得計(jì)算機(jī)知識(shí)得到了推廣和應(yīng)用，另一方面也提高了我國信息技術(shù)。對(duì)基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的GIS技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討，能夠有效的指導(dǎo)GIS研究工作的開展。

1 GIS發(fā)展趨勢(shì)

1.1 GIS的信息處理模式

傳統(tǒng)的GIS所采用的是集中式的信息處理模式，在鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場中，GIS應(yīng)用軟件由客戶機(jī)來處理，GIS數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及響應(yīng)客戶機(jī)對(duì)GIS應(yīng)用功能的服務(wù)請(qǐng)求都由服務(wù)器來完成。開發(fā)面向用戶、資源共享的，建立在現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、客戶/服務(wù)器技術(shù)、ODBC（開放數(shù)據(jù)庫互聯(lián)）技術(shù)基礎(chǔ)上的開放式GIS（Open GIS），使得系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性和易擴(kuò)充性得以保障。

1.2 GIS的集成化的智能化

就目前該技術(shù)的應(yīng)用而言，GIS與GPS相互結(jié)合，GIS空間數(shù)據(jù)庫的更新可以用GPS完成，而各種實(shí)時(shí)的車輛導(dǎo)航和自動(dòng)駕駛信息系統(tǒng)可以利用GPS接受機(jī)的實(shí)時(shí)差分定位技術(shù)和GIS中電子地圖，這種系統(tǒng)能夠在火警指揮、交通運(yùn)輸、醫(yī)療急救、生產(chǎn)指揮等方面進(jìn)行利用，通過利用DPS（數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)）和CCD立體攝影系統(tǒng)，建立的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)GIS系統(tǒng)，能夠在公路、鐵路和線路狀態(tài)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和管理方面，以及戰(zhàn)場的實(shí)時(shí)偵察和指揮方面進(jìn)行利用。將ES（專家系統(tǒng)）技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于GIS，能夠在地理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能式地分析和運(yùn)用，將科學(xué)的決策咨詢提供給用戶，以便解決用戶的復(fù)雜問題。

1.3 GIS軟硬件技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，大幅度的提高了CPU的處理速度，而日益成熟的計(jì)算機(jī)并行處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，讓GIS能夠?qū)⒏鼮閺?fù)雜、更為大量的計(jì)算任務(wù)完成，使其所處理的空間分析和圖形更加復(fù)雜；由于上千兆字節(jié)（GB）的大容量存儲(chǔ)裝置和光磁盤的采用和大容量低成本計(jì)算機(jī)內(nèi)存的出現(xiàn)，大大降低了GIS存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)的費(fèi)用，并且能夠在線而快速的對(duì)更大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行存取；圖形圖像的顯示和進(jìn)行空間分析所需的工作環(huán)境和用戶界面，是由帶有真彩色立體顯示的高分辨率顯示屏和高性能低價(jià)格的工作站。此外，努力改善開發(fā)平臺(tái)能力能夠決定GIS技術(shù)的發(fā)展，并能將軟件的可移植性增強(qiáng)和其所應(yīng)用的領(lǐng)域擴(kuò)大化，PCI是目前較好的GIS開發(fā)平臺(tái)；而國內(nèi)中國地質(zhì)大學(xué)的MAP/GIS和北大遙感所的CITYSTAR軟件也比較好。這些都是較為強(qiáng)大的二次開發(fā)功能；但在各個(gè)領(lǐng)域的開發(fā)利用的重點(diǎn)不一樣，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、集成化和智能化都有所不同，例如擴(kuò)展模塊ARCSTORM支持客戶/服務(wù)器模式，ARC/INFO支持矢量柵格一體化查詢，但是價(jià)格比較高；MAPINFO的三維功能較為弱；作為國家科委向全國推薦的唯一的GIS平臺(tái)軟件，MAP/GIS的功能相對(duì)較為全面；但是脫離硬件平臺(tái)后就無法運(yùn)行，使其開發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域的推廣受到了限制。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)與GIS的完美結(jié)合對(duì)鋼鐵企業(yè)發(fā)展的影響

2.1 Open GIS—開放式GIS

開放式地理信息系統(tǒng)（Open GIS）這一地理信息系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)和通信環(huán)境下，針對(duì)不同行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和接口建立起來的。在它的作用下，能夠在應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間使數(shù)據(jù)流動(dòng)起來。Open GIS能夠讓不同的地理信息系統(tǒng)軟件間產(chǎn)生良好的互操作性，并且實(shí)現(xiàn)異構(gòu)分布數(shù)據(jù)中的信息共享。開放地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)，簡稱OGC所制定的開放標(biāo)準(zhǔn)和接口就是Open GIS規(guī)范。而OGC的組成成員涉及到鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)中的各個(gè)部門，這樣就能夠最大限度的獲取地理信息處理市場的互操作。

2.2 VGIS—虛擬GIS

虛擬GIS指的是將GIS同虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合起來。當(dāng)代信息技術(shù)的快速發(fā)展以及相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，誕生了VR技術(shù)，它能夠在自然環(huán)境最為有效的對(duì)視聽動(dòng)等行為進(jìn)行模范，是一種人機(jī)交互技術(shù)。虛擬技術(shù)的特點(diǎn)之一就是發(fā)展了在傳統(tǒng)觀念中只能進(jìn)行數(shù)字處理的單維信息的計(jì)算機(jī)，使其能夠?qū)μ幚磉m合人的特性的多維信息。虛擬是目前虛擬GIS主要研究對(duì)象。

2.3 MGIS—多媒體GIS

多媒體技術(shù)能夠?qū)⒙?、像、圖、文和通訊等集合到一體，通過最為直觀的方式和感知信息，以及形象可感的、甚至能夠聲控對(duì)話的人機(jī)界面對(duì)信息處理進(jìn)行操縱。GIS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能及應(yīng)用模式的設(shè)計(jì)深受多媒體技術(shù)的影響，多媒體技術(shù)能夠讓呈現(xiàn)更為豐富、靈活、友好的表現(xiàn)形式。多媒體地理信息系統(tǒng)（MGIS）實(shí)現(xiàn)了文字、圖形（圖像）、色彩、聲音、色彩、動(dòng)畫等技術(shù)的融合，使得GIS應(yīng)用的市場和領(lǐng)域更為廣闊。它一方面能夠?qū)⑸鷦?dòng)直觀、高效快捷的信息服務(wù)提供給社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化教育、旅游、商業(yè)和決策管理等領(lǐng)域，另一方面能夠讓電腦技術(shù)真正滲入到人們生活當(dāng)中。多媒體技術(shù)在GIS領(lǐng)域的應(yīng)用以及具有良好集成能力的MGIS的出現(xiàn)，都是技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。

2.4 GIS軟件抗干擾處理

在計(jì)算機(jī)控制的同時(shí)進(jìn)入控制系統(tǒng)的干擾信號(hào)隨機(jī)性很強(qiáng)，頻段較寬。盡管采取了硬件措施，仍會(huì)有干擾信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)。GIS控制系統(tǒng)是依賴于對(duì)開關(guān)信號(hào)及模擬信號(hào)的采集來完成控制操作的，一個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)就可造成程序的紊亂或死機(jī)，給系統(tǒng)造成不可預(yù)料的嚴(yán)重后果。所以軟件抗干擾以其靈活多變、節(jié)省硬件資源、可靠性好的優(yōu)勢(shì)得以普遍采用。常用軟件抗干擾方法如下：

濾波算法：采用算數(shù)取平均值法、比較取舍、中值法等軟件算法濾掉由于干擾信號(hào)造成的錯(cuò)誤采樣。我的經(jīng)驗(yàn)?zāi)M量采樣32次或16次然后取平均值，這樣可有效的消除信號(hào)的波動(dòng)對(duì)采樣結(jié)果造成的影響。

冗余法：在軟件中關(guān)鍵多字節(jié)指令后加入NOP指令，可有效地防止因干擾造成的程序走錯(cuò)。

開關(guān)量多次判斷。一次判斷過后，經(jīng)一段延時(shí)（比如5ms），再進(jìn)行判斷一次，若兩次判斷一致，則認(rèn)為次信號(hào)有效。

3 結(jié)束語

當(dāng)今面對(duì)快速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)和充滿生機(jī)和活力的GIS，我們應(yīng)當(dāng)抓住機(jī)遇，不斷的研究探索，進(jìn)行創(chuàng)造性的開發(fā)，推進(jìn)GIS技術(shù)的發(fā)展?？梢钥吹降氖?，未來在日新月異的計(jì)算機(jī)技術(shù)和逐漸完善的信息高速公路的帶動(dòng)下，以地理信息系統(tǒng)作為平臺(tái)，以信息高速公路作為紐帶的數(shù)字地球，定會(huì)革新人類的信息交流和共享方式。

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作者單位：唐山唐鋼氣體有限公司，河北唐山 063000