基于GIS的汽车产业集群信息服务系统的设计与实现
1 引言
汽车产业的集群化，对推动汽车产业发展和区域经济增跃作出了重要贡献，但我国汽车产业集群信息化发展相对滞后，导致相关产业信息形成了众多“信息孤岛”，信息资源利用效率较低、不能充分支撑产业集群健康、协调发展。因此，本文在汽车产业集群信息服务需求分析的基础上，根据集群组织主体自身具有的显著地理属性这一特点，借助地理信息系统(Geographic Information system，简称GIs)这一快速发展的空间信息技术，探讨了基于GIs的汽车产业信息化建设方案，建立了汽车产业集群信息系统[1]，并以江淮汽车产业集群为例，设计开发了汽车产业集群信息服务系统，为集群内部和外部制造商、进出口商、销售、材料提供商和各类中介服务机构提供地理方位、设备，技术工艺、产品等方面的公共信息服务。
2 汽车产业集群信息服务需求分析
2.1 汽车产业集群支撑技术信息需求分类
通过对国内外汽车产业集群发展调研及对国内外典型产业集群的发展历程、现状和趋势进行分析，集群企业目前最迫切需要的信息依次是市场信息、技术信息、国家产业政策信息、新产品及发明创造信息、人才信息、融资信息及会议、培训及认证信息。本文认为：针对汽车产业集群在地理上的集中特性及其信息需求，汽车产业集群支撑技术信息分类如下，如图1所示。
图1 汽车产业集群支撑技术信息需求分类
2.2 汽车产业集群支撑信息的技术需求
1)数据库建设需求，空间数据和属性数据是集群信息系统的基础，建立好集群及相关设施数据库是系统有效运行的前提条件。根据本系统数据的特征和分类，需分别建立空间数据库和属性数据库。
2)系统功能需求，本系统的功能，可以划分为以下三个部分：
可视化显示部分：可视化显示主要实现数据的浏览、查询定位、专题图与统计报表制作输出等功能；
空间分析部分：空间分析是本系统的核心部分，主要是处理与分析各种数据，如空间关系查询、量算、缓冲区分析、统计分析等，以挖掘集群相关潜在信息，满足相关企业的决策需求；
系统管理部分：为了保证数据的时效性、准确性、安全性，系统提供系统管理功能。
3)软件环境需求分析
系统将发布到互联网，充分利用网络提供的资源共享优势，为不同的用户提供及时准确的信息。其软件需求：（1）操作系统：Windows 2003 Server；（2）系统软件：Oracle 10g，Microsoft IIS 6.0；（3）GIS平台：ArcGIS Server；（4）开发工具：VS2008 .NET，C#。
3 系统总体设计
江淮汽车产业集群信息系统的总体框架如图2所示，系统分为客户层、Web层、业务逻辑层和数据层[3]。
图2 系统框架
1） 客户层，客户层指Web浏览器接收来自Web服务器返回的HTML文件并在浏览器中展现给用户。
2） Web层，Web层提供统一的命令请求与响应功能。首先，Web层接收客户浏览器通过Internet与Web服务器通讯发送的请求，根据需要做初步处理，并将处理后请求发送到业务逻辑层。其次，Web层接收来自业务逻辑层针对客户请求的处理结果，组织成HTML文件返回到客户层。
3） 业务逻辑层，业务逻辑层是系统的核心。空间信息的处理请求由ArcGIS Server服务器来实现，并将处理结果经Web服务器返回到客户端。数据访问是ArcGIS Server服务器在接受请求后，立即通过空间数据库引擎——ArcSDE从Oracle 数据库中获取对应的空间数据和属性数据返回客户端。服务器在本地执行所有的空间搜索和数据提取工作，将满足搜索条件的数据在服务器端缓冲存放，然后将整个缓冲区中的数据发往客户端应用[4]。在服务器端处理并缓冲的方法大大提高了效率，降低了网上运行荷载。
4） 数据层，数据层主要负责数据加载、数据更新和数据库维护等工作。
4 系统功能模块设计
根据系统的需求和目的，整个系统由可视化显示模块、空间分析模块、系统管理模块等3个功能模块组成，系统功能结构如图3所示。
图3 系统功能结构
4.1 可视化显示模块
3.1.1 查询定位
查询定位是可视化显示的一个基本功能，主要是对空间和属性数据进行方便、灵活、准确的查询与定位。用户可根据需要从图形查询其属性，也可输入查询条件查询相应的图形。
4.1.2 数据浏览
数据浏览给用户提供了对地图窗口进行操作的工具，包括放大、缩小、前后视图、漫游、全图、刷新、测距、鹰眼、打印等，通过这些工具，使系统简单易用，用户可以轻松实现对空间数据的全方位浏览。
4.1.3 数据输出
数据输出是将用户查询或分析的结果以专题地图、统计图表等形式输出。
4.2 空间分析模块
3.2.1 缓冲区分析
缓冲区分析是对点线面实体，自动建立其周围一定宽度范围以内的缓冲区多边形，并对多边形内的空间数据按一定的数学模型进行计算分析，进而产生相应的结果。如任意一点，设定一定的距离（如100米）和需要分析的对象（如玻璃厂），分析后在地图上高亮显示相应的对象，用户可直接获取目标实体周围的相关信息。
4.2.2 统计分析
统计分析是在某一区域范围内，对相关目标进行统计分析，如同一时期不同目标对象、不同时期同一目标对象的统计分析，以专题图、统计报表等形式把相关信息直观、形象的展现出来，供用户参考、以便做出相应的规划与决策。
4.2.3 趋势分析
通过对安徽汽车产业集群内产业链的完整性、企业间产品技术的配套、集群内产学研结合等方面的调查研究，建立对产业集群发展进行评价的3个因子即要素指标、结构指标、能力指标，并采用主成分分析法对3项指标进行量化分析，得出各项指标值。对集群发展的3项指标值进行分析，并把其变化趋势与其他集群发展的历史指标作对比，结合层次分析法、专家判断法确定各指标的权重，建立集群分析评价模型。
根据模型对集群的发展趋势进行预测，评估集群的发展状态、预测集群发展走向，从而为集群企业和政府提供辅助决策依据。
4.3系统管理模块
系统管理模块实现对整个系统的更新和维护，包括用户管理、数据管理和安全管理。
4.3.1 用户管理
用户管理主要是创建、编辑、删除系统用户，并定义用户权限。应用系统按功能分类，针对不同层次的用户，设置不同的用户权限。
4.3.2 数据管理
数据管理是为了保证数据库中图形和属性数据的时效性和准确性，它包括数据导入、数据更新以及数据库维护。数据导入指属性数据的录入、空间数据转换及导入。数据更新提供各种图形和属性数据的更新，包括增加、修改、删除图形或属性数据。数据库维护指数据备份、数据库恢复及操作日志维护。
4.3.3 安全管理
安全管理主要是监控在线用户、记录用户重要操作、监控病毒等，确保系统的安全运行。
5 系统实现
系统利用面向对象和组件技术，采用了C/S、B/S混合结构模式，在后台服务器采用ArcGIS Server，采用Oracle数据库与空间数据引擎ArcSDE管理空间数据与属性数据，基于.NET开发环境，以C#语言作为开发工具，通过调用动态链接文件(DLL)的方式实现GIS与应用程序之间的数据传递[7]，完成系统开发。以Internet浏览器作为客户端访问系统，把客户请求传到Web服务器，Web服务器初步处理后传到ArcGIS Server服务器，由ArcGIS Server集中进行分析处理，并将处理的结果传回客户端[8]，即在地图上高亮显示相应的信息。用户还可以根据需要进行放大、缩小查看效果，也可以将需要的信息打印输出。系统相关功能实现效果图4所示：
图4 统计分析效果图
6 结束语
基于GIS的江淮汽车产业集群信息系统，能够实现集群相关信息数据的及时、准确发布，不仅为集群内企业之间的协作交互提供地理方位、设备、技术、工艺、产品等信息资源的公共服务，同时也为集群外的企业、中介机构和政府部门等提供可靠的信息服务。这有利于新知识、新技术、新创意在集群企业之间传播和应用，利于提升集群创新能力、加快地区经济发展，提升地区竞争能力，实现跨越式发展。本系统的成功建设与运行将为我国汽车业以及其他制造领域信息化平台的建设提供可行的方案参考。
