§5.1　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及問題

5.1.1　國外研究現(xiàn)狀

美國是對地質(zhì)遺跡保護(hù)得最早的國家，它通過成立國家公園（National Park）來保護(hù)地質(zhì)遺跡和自然環(huán)境?，F(xiàn)有的國家公園有300多處，有火山類國家公園（夏威夷）、溶洞類國家公園（Mitchel洞穴公園）、板塊構(gòu)造類公園（Sunset Crater，Great Valley）、地質(zhì)災(zāi)害類國家公園（Joshua Tree地震）等。自1995年以來，地理信息系統(tǒng)（GIS）在國家公園的應(yīng)用重點(diǎn)是放在獲取公園的地圖數(shù)據(jù)、GIS培訓(xùn)及對日益龐大的GIS和GPS數(shù)據(jù)的技術(shù)與管理支持上面。目前有250多個(gè)國家公園在使用GIS，其GIS的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括研究游客對公園的影響，以及協(xié)助歷史遺跡的重建等各個(gè)方面。

在美國，國家公園服務(wù)委員會(huì)（National Park Services，NPS）通過推動(dòng)國家級的GIS合作以實(shí)現(xiàn)自然資源共享。聯(lián)邦政府對NPS中的GIS分3個(gè)層次進(jìn)行管理，即國家項(xiàng)目辦公室、區(qū)域技術(shù)支持中心和公園GIS機(jī)構(gòu)。其中國家項(xiàng)目辦公室的任務(wù)是提供對外的和對內(nèi)的合作，并指導(dǎo)GIS應(yīng)用；區(qū)域技術(shù)支持中心的任務(wù)是建立和提供適合公園使用的GIS程序。他們提供公園間和國家項(xiàng)目間的協(xié)調(diào)與服務(wù)，他們?yōu)楣珗@提供每一級的GIS技術(shù)支持；公園GIS機(jī)構(gòu)的工作人員的職責(zé)是管理日常的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作、協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)收集和文檔，開發(fā)數(shù)據(jù)庫、集成、存檔和分發(fā)數(shù)據(jù)，進(jìn)行GIS應(yīng)用、分析，將所得結(jié)果提交給公園管理者，建議和協(xié)助公園其他工作人員和合作者進(jìn)行GIS應(yīng)用和數(shù)據(jù)開發(fā)，促進(jìn)和指導(dǎo)對公園工作人員與合作者的訓(xùn)練課程。

美國NPS中地理信息系統(tǒng)（GIS）的目的是提供可用的地理數(shù)據(jù)和信息。地理信息系統(tǒng)是公園資源和公園規(guī)劃的科學(xué)管理的基礎(chǔ)。20世紀(jì)70年代中期，當(dāng)Yosemite和Great Smoky山脈國家公園中開始進(jìn)行GIS項(xiàng)目時(shí)，NPS就開始使用GIS了。通過GIS這個(gè)強(qiáng)有力的工具，公園管理者可以解決資源管理方面的難題。GIS允許公園管理者將那些看似不相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)合起來，并找出其中的關(guān)系，這樣公園管理者就可以很容易地發(fā)現(xiàn)資源是否發(fā)生了變化以及變化的模式和趨勢。

在加拿大，公園地理信息系統(tǒng)研究比較普及，1972年就開展了最早的地理信息系統(tǒng)的建立工作，當(dāng)時(shí)主要在大型計(jì)算機(jī)上開展此類工作，20世紀(jì)80年代中期，個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及和功能提高，并已經(jīng)開始普及使用，如今已經(jīng)用于具體的野外分析工作。在加拿大國家公園管理局所屬的40個(gè)保護(hù)區(qū)中，1987年只有兩個(gè)保護(hù)區(qū)開始將地理信息系統(tǒng)用于管理，而到1996年，已經(jīng)有37個(gè)保護(hù)區(qū)將地理信息系統(tǒng)用于日常的管理工作，其利用最多的領(lǐng)域是在自然保護(hù)區(qū)土地利用的規(guī)劃管理、自然資源的利用和管理、特殊保護(hù)生物類群的管理和監(jiān)測、旅游區(qū)的規(guī)劃和管理等方面。

此外，國外目前已將GIS技術(shù)充分運(yùn)用到文化資源管理當(dāng)中去。為了實(shí)現(xiàn)保護(hù)文化遺產(chǎn)，聯(lián)合國教科文組織鼓勵(lì)使用計(jì)算機(jī)技術(shù)從事文化資源的管理，并開展各種培訓(xùn)活動(dòng)，以提高遺產(chǎn)管理人員掌握各種計(jì)算機(jī)輔助方法的能力。1992年，計(jì)算機(jī)輔助方法的應(yīng)用在田野考古管理中邁出了決定性的一步，當(dāng)時(shí)，聯(lián)合國教科文組織幫助柬埔寨新政府保護(hù)吳哥古跡，這一著名世界遺產(chǎn)在長達(dá)20年連綿不斷的內(nèi)戰(zhàn)中遭到重創(chuàng)。在吳哥，聯(lián)合國教科文組織開創(chuàng)性地使用計(jì)算機(jī)輔助信息管理系統(tǒng)，將來自不同方面的零星片斷的資料匯集起來，形成一個(gè)數(shù)據(jù)庫用以指導(dǎo)遺址修復(fù)工作，并編制有關(guān)發(fā)展規(guī)劃以協(xié)助周圍遭到破壞地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)的復(fù)興。吳哥地區(qū)的分區(qū)及環(huán)境管理規(guī)劃，即眾所周知的“ZEMP”采用了地理信息系統(tǒng)（GIS），整合了考古、地理、水文、氣候、環(huán)境科學(xué)和人口統(tǒng)計(jì)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上編制了農(nóng)業(yè)、水利、公路建設(shè)和旅游業(yè)的規(guī)劃。建立這一綜合數(shù)據(jù)庫，旨在促進(jìn)使各部門的工作在同一技術(shù)平臺(tái)上進(jìn)行各自的規(guī)劃和建設(shè)工作，從而保證吳哥古跡免受矛盾或不協(xié)調(diào)的行為之危害。繼吳哥窟以后，聯(lián)合國教科文組織又進(jìn)一步在其他一些實(shí)驗(yàn)性項(xiàng)目，如越南的順化、老撾的萬榮，以及歐洲、澳大利亞和北美等地的文化及自然遺址保護(hù)工作中驗(yàn)證了GIS的用途。事實(shí)證明，GIS是一項(xiàng)對全世界各地所有遺產(chǎn)管理都很有幫助的有力工具（胡明星、董衛(wèi)等，2001）。

5.1.2　國內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國國家公園（國家級風(fēng)景名勝區(qū)、國家級自然保護(hù)區(qū)、國家地質(zhì)公園、國家森林公園）的GIS建設(shè)和應(yīng)用近幾年進(jìn)入了開創(chuàng)階段。目前已有吉林長白山、云南西雙版納、四川九寨溝等國家公園建立了地理信息系統(tǒng)，并初步積累了一些經(jīng)驗(yàn)。

1992年，在世界自然保護(hù)基金會(huì)（WWF）、美國環(huán)境系統(tǒng)研究所（ESRI）和西雙版納保護(hù)區(qū)管理局的資助和配合下，使用ARC/INFO和ARC/VIEW軟件建立了西雙版納勐養(yǎng)保護(hù)區(qū)的地理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要目標(biāo)是用于保護(hù)區(qū)自然資源和保護(hù)區(qū)內(nèi)人為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測和管理，實(shí)現(xiàn)保護(hù)區(qū)管理的現(xiàn)代化；使保護(hù)區(qū)能對當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有赃M(jìn)行更有效的監(jiān)測、管理，以及得到更好的保護(hù)；同時(shí)可以對其他子系統(tǒng)，如保護(hù)區(qū)的發(fā)展規(guī)劃，地區(qū)的社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、傳統(tǒng)知識(shí)的分析和總結(jié)、經(jīng)濟(jì)作物的限制和發(fā)展等提供基礎(chǔ)信息；用于一些具體事例的分析和制圖，并用于具體發(fā)展項(xiàng)目的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

九寨溝風(fēng)景名勝區(qū)地理信息系統(tǒng)，是四川省地礦局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)與九寨溝管理局合作于2000年開發(fā)建成的，它是四川省首個(gè)國家公園的地理信息系統(tǒng)，也是全國目前為數(shù)不多的幾個(gè)國家公園的GIS之一。該系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫是基于1∶50 000生態(tài)地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容，針對九寨溝國家公園的需要，結(jié)合GIS建設(shè)的特點(diǎn)，將空間數(shù)據(jù)庫劃分為旅游、環(huán)境、地理、地質(zhì)、水文、物化探六大類約29個(gè)圖層。該系統(tǒng)將公園內(nèi)的所有科學(xué)基礎(chǔ)資料形成電子信息，有利于該區(qū)數(shù)據(jù)的科學(xué)管理、開發(fā)利用、社會(huì)共享；為九寨溝的科學(xué)管理、旅游資源保護(hù)開發(fā)、旅游規(guī)劃等提供物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)支持；為九寨溝自然保護(hù)區(qū)的管理者、研究者、旅游者提供科學(xué)資料和信息。另外根據(jù)九寨溝的實(shí)際需要，該系統(tǒng)還包括水資源量的動(dòng)態(tài)分析與預(yù)測、地下巖溶通道的分析和地質(zhì)災(zāi)害的分析評估與預(yù)警等專門的建模與空間分析工具。九寨溝地理信息系統(tǒng)的建成，不僅為九寨溝這一世界自然遺產(chǎn)的保護(hù)、開發(fā)和管理打下了很好的科學(xué)基礎(chǔ)，而且在初步的實(shí)際應(yīng)用中也取得了良好的效果。

王嵐、袁道凌、劉勝祥等在“湖北省自然保護(hù)區(qū)信息系統(tǒng)的研究”一文中，對建立湖北省自然保護(hù)區(qū)信息系統(tǒng)的目標(biāo)和功能、結(jié)構(gòu)和組成及軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定程度的研究和闡述。湖北省自然保護(hù)區(qū)信息系統(tǒng)以湖北省自然保護(hù)區(qū)數(shù)據(jù)庫為核心，把有關(guān)信息和數(shù)據(jù)存于計(jì)算機(jī)中，在計(jì)算機(jī)硬、軟件的支持下，實(shí)現(xiàn)對這些信息和數(shù)據(jù)的輸入、輸出、更新、傳輸、保密、檢索、統(tǒng)計(jì)、評價(jià)、預(yù)測、模擬和決策等功能，其結(jié)構(gòu)主要由湖北省自然保護(hù)區(qū)信息管理系統(tǒng)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、決策支持系統(tǒng)、信息源、用戶所組成。

張華國、周長寶和黃韋艮等對海洋自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)（MNRGIS）建設(shè)進(jìn)行了初步研究，通過對海洋自然保護(hù)區(qū)的特點(diǎn)和系統(tǒng)概念模型的分析研究，從系統(tǒng)的實(shí)用性和技術(shù)先進(jìn)性角度考慮，MNRGIS系統(tǒng)至少應(yīng)包括如下幾方面的內(nèi)容：遙感信息處理、數(shù)據(jù)庫管理（包括空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫）、空間決策分析，生態(tài)環(huán)境評價(jià)、多媒體演示和基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的運(yùn)行系統(tǒng)等。根據(jù)海洋自然保護(hù)區(qū)的特點(diǎn)和GIS數(shù)據(jù)庫建設(shè)的基本原則和要求，MNRGIS的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)主要包括遙感影像數(shù)據(jù)庫、地理空間數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫、相關(guān)政策法規(guī)文件庫、景觀圖像、聲音和VCD數(shù)據(jù)庫、突發(fā)事件數(shù)據(jù)庫、分析決策知識(shí)經(jīng)驗(yàn)庫、海洋自然保護(hù)區(qū)研究成果庫和共享數(shù)據(jù)庫等。

王永燕等用MapInfo作為二次開發(fā)工具，研制開發(fā)了旅游景區(qū)信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括旅游目的地信息、旅游咨詢系統(tǒng)和旅游管理系統(tǒng)3個(gè)功能模塊：旅游目的地信息包括景區(qū)（點(diǎn)）、歷史文化的背景介紹；旅游咨詢系統(tǒng)主要是為咨詢者提供任意景點(diǎn)問路查詢及景區(qū)圖中多個(gè)景點(diǎn)的最佳訪問路線查詢（可同時(shí)提供車行和步行路線查詢），咨詢者可得到最佳旅游線路，交通、食宿狀況的介紹（景區(qū)內(nèi)交通及到附近主要景點(diǎn)的交通狀況）；旅游管理系統(tǒng)主要提供專業(yè)分析工具，如空氣質(zhì)量分析、游客需求分析等為景區(qū)規(guī)劃管理人員提供決策依據(jù)。

與美國等國的國家公園GIS的建設(shè)和管理比較，我國國家公園的GIS工作還處于起步階段。對于我國數(shù)量龐大的國家公園而言，應(yīng)用GIS的國家公園還是鳳毛麟角，而且既缺乏統(tǒng)一的國家公園GIS管理協(xié)調(diào)和促進(jìn)機(jī)構(gòu)，又嚴(yán)重缺乏這方面的專業(yè)人才，致使已建成的GIS得不到很好的使用和更新。因此，可以說，我國國家公園的GIS的應(yīng)用和人才環(huán)境，都還處在相當(dāng)初級的階段，這與我國國家公園保護(hù)與開發(fā)的迫切需要是極不相稱的。

近幾年開始建立的國家地質(zhì)公園，特別強(qiáng)調(diào)提高保護(hù)、開發(fā)和管理的科學(xué)內(nèi)涵與科學(xué)層次。因此，應(yīng)該抓住這一時(shí)機(jī)，對地質(zhì)公園信息系統(tǒng)（Geopark Information System，簡稱GPIS）進(jìn)行理論研究和創(chuàng)新，選擇有條件的國家地質(zhì)公園，搞好信息系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用的示范，從而推動(dòng)我國國家公園在保護(hù)、建設(shè)和管理水平等方面的快速提高。

5.1.3　存在的主要問題

雖然目前國內(nèi)外在對風(fēng)景名勝區(qū)、森林公園、自然保護(hù)區(qū)等信息系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行了一定程度的研究，但由于地質(zhì)公園計(jì)劃最近幾年才被創(chuàng)立，目前主要集中在地質(zhì)公園的申報(bào)建設(shè)與規(guī)劃開發(fā)方面，其信息系統(tǒng)建設(shè)尚沒有真正開始，也就談不上對地質(zhì)公園信息系統(tǒng)建設(shè)的理論方法研究。由于地質(zhì)公園的特殊性，其信息系統(tǒng)建設(shè)不能完全照搬一般公園信息系統(tǒng)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)和模式，而要根據(jù)地質(zhì)遺跡資源的特性及地質(zhì)公園特色，在全面系統(tǒng)分析地質(zhì)公園的建設(shè)內(nèi)容及特征的基礎(chǔ)上，對地質(zhì)公園信息系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究。

目前對地質(zhì)公園信息系統(tǒng)建設(shè)的研究主要存在以下問題。

（1）目前國內(nèi)外還沒有系統(tǒng)地對地質(zhì)公園信息系統(tǒng)進(jìn)行研究。由于地質(zhì)公園是最近才興起的一個(gè)新興學(xué)科，目前主要停留在地質(zhì)公園的規(guī)劃與開發(fā)工作，而其信息系統(tǒng)建設(shè)研究尚沒有真正開始。本書主要基于這一點(diǎn)，想在這方面作些嘗試研究，為將來的信息系統(tǒng)建設(shè)提供一定的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

（2）雖然目前國內(nèi)外在將GIS技術(shù)用于國家公園（自然保護(hù)區(qū)、森林公園、風(fēng)景名勝區(qū)）建設(shè)管理工作中作了大量研究，但由于地質(zhì)公園的特殊性及地質(zhì)內(nèi)容的復(fù)雜性，傳統(tǒng)國家公園信息系統(tǒng)建設(shè)的理論方法不能很好地適應(yīng)地質(zhì)公園，因此很有必要專門對地質(zhì)公園信息系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的理論方法研究。

（3）目前在地質(zhì)公園的申報(bào)過程中，對地質(zhì)遺跡的系統(tǒng)分類和評價(jià)模型主要引用傳統(tǒng)的旅游資源分類方案和評價(jià)原理，由于地質(zhì)公園的特殊性，其應(yīng)用效果不是十分合理，因此很有必要對適用于地質(zhì)公園建設(shè)的地質(zhì)遺跡分類和評價(jià)方法模型進(jìn)行系統(tǒng)研究。

（4）目前尚沒有對地質(zhì)遺跡數(shù)據(jù)庫建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行系統(tǒng)研究。對于數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，如果沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，其建成的庫將是一個(gè)死庫，不能通用與共享，因此很有必要對這一內(nèi)容進(jìn)行具體研究。