基于GIS的河南旅游信息可视化与个性化分析研究

◇鹤壁职业技术学院 周 琳

河南位于中原地区，是中华文明的发源地，历史悠久，旅游资源丰富，且现代旅游业已经成为一个地区重要的支柱产业，因此对旅游数据的可视化及旅游路线的个性化定制进行研究，使旅游信息更直观，同时促进旅游文化的宣传。本文以河南省1：25万地形数据、1：25万DEM及著名景点Landsat-7 ETM+30米分辨率多光谱遥感影像等为数据源，利用ArcEngine、SQL Server和Geodatabase等软件，在Visual Studio编程环境中，运用C#语言，建立基于GIS的河南省旅游信息可视化系统。根据旅游信息空间属性，采用GIS理论实现河南焦作云台山景区旅游信息的三维可视化，以及自主旅游路线的个性化分析，为游客提供一个有利的小帮手，研究旅游数据的可视化和个性化分析在旅游景点中的应用。

1 引言

地理信息的三维可视化技术与旅游业相结合，会对旅游业发展起到重大推动作用，同时三维可视化也是智慧城市的实现过程中重要内容之一[1-4]。利用GIS实现三维可视化对河南省旅游发展空间关系进行分析，并制定相应的个性化旅游方案，在理论上和实践上都有十分重要的意义。

2 旅游数据特性分析

2.1 旅游数据来源分析

在旅游信息管理系统的设计中，游客的需求决定了数据的内容。基于GIS的旅游信息管理系统的用户是游客和景区的管理者[5-6]，以及景区的自然风光和人文历史。旅游数据的分类和选取主要有以下几个方面。

（1）旅游属性数据。旅游属性数据主要是游客的食、住、行、购等要素，包括景区周边数据及宾馆酒店数据、兴趣点等相关配套设施数据。

（2）旅游地理空间数据。本研究采用的地理空间数据有多种，其中包括景区遥感影像图、数字高程模型数据、地形数据等。数据来源主要有：遥感影像取自Landsat-7 ETM+30米分辨率多光谱数据，基础地理数据是1：25万数字地图，DEM为SRTM DEM 3arcsec数据。

（3）旅游相关数据。旅游相关数据主要有景区旅游纪念产品、当地的旅游文化信息等非空间数据。

2.2 GeoDataBase空间数据库

地理空间数据可分为空间对象数据和场对象数据。一是空间对象数据具有几何特征和离散特点的点、线、面等地理要素[7]。二是场对象数据在一定空间范围内连续变化的如数字高程模型、栅格数据等地理对象。本研究是运用GeoDataBase空间数据库建立以焦作云台山景点为例的旅游信息空间数据库。

GeoDataBase是一种采用标准关系数据库技术建立存储和管理地理信息的数据模型[8]。GeoDataBase按照层次模型管理数据，对象类、要素类和要素数据集是Geodatabase中的基本组成项[9-10]。创建数据库，建立索引、创建拓扑关系和子类等。

2.3 属性数据库设计

SQL Server数据库是一种关系数据库管理平台，可满足少量用户，也可以支持大型企业，易于安装，在属性信息管理方面，比GeoDataBase具有很好的兼容性。本研究采用SQL Server数据库管理属性数据，其中旅游信息表字段与数据类型，如表1所示。

表1 旅游信息可视化信息表

2.4 技术路线

本研究查阅大量地理信息系统应用于旅游景点和目前景点发展现状的文献资料，总结目前旅游信息化管理中存在缺点，制定了本技术路线。本研究技术路线如图1所示：

图1 研究技术路线

3 GIS的旅游信息管理系统实现

3.1 旅游数据的采集及处理

本研究涉及多种数据，包括遥感影像图、数字高程模型、景区地形数据、交通路线图、景区简介资料、历史文化背景等多种数据。

（1）框架数据处理。框架数据处理采用统一坐标系统和投影，处理数据步骤如下：基础数据提取，数据无缝拼接：将不同来源且比例尺也不相同的数据，按照统一数据的属性结构和编码方式进行无缝拼接；数据分层处理：根据系统功能应用需求，将提取好的基础数据分层管理；数据建库：首先要检查数据，再分层、提取数据，然后将处理好的数据转换成建库需要的格式，再入库；数据检验：主要是针对数据完整性和一致性进行检查。

（2）遥感影像制作。遥感影像的制作主要包括：遥感影像的几何精校正和配准两个内容。遥感影像的几何精校正即根据大地水准面和投影系统，确定遥感影像中地物的位置，遥感影像数据需要重新排列，生成一幅符合地图表达要求新图像。遥感影像的配准是指通过几何变换将同名影像实现地理坐标及像元空间分辨率上的统一[11]。

（3）图幅拼接。图幅拼接是地理信息数据处理重要内容之一。使用ENVI软件，提取卫星遥感影像数字高程模型数据，导入GeoDataBase数据库，提取河南省行政区划图，导入GeoDataBase数据库，再提取相应的DEM灰度图，进行栅格拼接，根据河南省的范围对栅格数据进行裁剪，得到河南省数字高程模型灰度图，生成不规则三角网数据，结合遥感影像，进行可视化叠加分析。

（4）地形数据与遥感影像叠加。数字高程模型与遥感影像图是真实再现地表形态的重要数据源。将其导入到三维可视化平台中，完成叠加即可逼真再现该区域的三维地形特征。由于遥感影像图、DOM所含数据信息量比普通地形图所含信息量高很多，因此地表模型比传统地形图对地形的描绘更加详细逼真。

景点旅游三维立体效果图的空间数据来源为地形图矢量数据、遥感影像。通过离散等高线，加密离散点，利用ArcGIS软件构建地形表面的不规则三角网模型。将不规则三角网模型转化为栅格模型。将生成的栅格模型转入ArcGIS的三维显示模块（ArcScene）按高程进行分层设色，与生成三维地形模型进行叠加。最后对其进行三维立体显示。

3.2 系统的功能

基于GIS的旅游信息管理系统是在Geodatabase空间数据库和SQL Server数据库的基础上，运用ArcEngine，使用C#语言在Visual Studio编程环境中实现三维可视化和查询分析功能的系统。系统实现了查询和分析旅游景点信息的相关功能，具体如下所示。

（1）数据管理功能：主要用于管理旅游信息数据，包括数据的新增、删除、存储和管理等。

（2）旅游查询功能：游客可以利用此功能进行景点、停车场、周边美食、宾馆、购物等查询功能。

（3）旅游定制功能：主要是为游客自助旅游提供旅游方案，游客可以借助该功能制定旅游路线。旅游定制功能包括添加旅游目的地、行程路线、旅游路线、道路阻断处、清空旅游点、清空阻断点、清空旅游路线等工具。

（4）地图浏览功能，包括景点的选择、放大缩小、漫游、显示、量距，是用来灵活地操作地图，查询地图等。

（5）景区简介功能：介绍主要景区的情况，包括景区内景点的分布，景区内路线分布，景点的起源、位置、历史、自然风光等诸多与景点有关的信息。

图2 系统功能模块

3.3 旅游信息三维可视化

以河南省的旅游景点为研究区域，通过研究景点的空间数据、遥感数据、地形数据、旅游信息等，对其进行处理，并显示旅游信息、地形数据与遥感影像叠加实现三维效果图。本系统主要选择河南省著名景区三维可视化进行研究。

3.4 旅游信息查询

旅游信息查询是基于GIS的查询分析、叠加分析、网络分析及可视化分析等空间分析功能，借助旅行商问题等相关理论，来进行信息的空间分析。游客可以通过旅游空间分析功能，结合自身的需求，如时间和花费，进行查询分析，选择出适合信息。本研究以云台山为例说明，用户利用住宿查询功能，可以查询得到云台山附近的住宿信息；利用景点查询功能，可获取所选范围内的所需信息。

3.5 旅游出行规划个性化查询

旅游出行规划个性化定制，利用Dijkstra算法求解最短路线问题，并能够根据旅游者的个性化需求快速制定出旅游线路，并对各旅游要素（吃、住、行、购等）进行合理配置，借助GIS平台，制定详细行之有效的旅游出行计划，为旅游者提供更为精细化的决策服务。

本研究以假设游客需要去焦作云台山景区为例，加以验证系统的实用性，自助旅游的游客需要到以上景区，目标是时间最短，需要选择旅行路线。

4 结论

面对数据格式不同、结构不同、复杂的旅游信息空间数据，本文展开大量的数据处理工作，应用ArcGIS、ENVI、Global Mapper等多种系统工具实现空间数据转换，实现数据裁剪、数据拼接、数据校正等功能。利用ArcEngine、SQL Server和Geodatabase等软件，在Visual Studio编程环境中，运用C#语言，建立了基于GIS的河南省旅游信息可视化系统，实现了旅游信息的三维显示、查询，为用户提供丰富的查询结果，包括文字、表格、图片等，实现方便、直观的旅游资源查询，以网络分析为基础，帮助游客选择最优旅游路线。基于GIS的旅游信息可视化和个性化分析研究为游客提供了一个有利的帮手，并以河南焦作云台山景区为例，进行实践设计和理论总结，探讨信息可视化和个性化分析在旅游景区中的可应用性。为研究旅游信息可视化提供了数据处理经验，对实现智慧旅游具有一定的意义。但旅游信息可视化系统是一个庞大的系统，涉及众多相关知识及众多相关部门的协调工作，所需的数据来源有限，数据库中的历史数据及数据更新方面需要进一步研究。本研究采用Dijkstra算法进行最优路径选择，但在图论等相关领域深入不够，可以尝试其他先进技术实现最优路径的选择，获得更好的效果。特别是多媒体技术在旅游信息系统中起到重要，通过深入研究以实现声、像、GIS综合处理的信息系统，本系统仍有许多深入研究有待完善。