智慧景區(qū)資源保護決策支持系統(tǒng)建設研究論文
近年來，旅游業(yè)的發(fā)展帶動了貴州區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展，增強了區(qū)域經(jīng)濟實力。與此同時，旅游開發(fā)過程中不加保護的隨意開發(fā)造成了景區(qū)資源環(huán)境的破壞，資源和環(huán)境問題的日益突出直接影響了貴州旅游資源的可持續(xù)利用和旅游業(yè)的可持續(xù)發(fā)展（ 孫婷，2008; 鐘霞等，2012） .
目前，隨著信息技術的發(fā)展及其在各行各業(yè)的應用，以信息技術為代表的科技革命不斷取得突破，利用現(xiàn)代信息技術與旅游業(yè)景區(qū)管理工作有機地結合對景區(qū)資源環(huán)境保護是一種有效的技術手段，是景區(qū)信息化與數(shù)字化建設中的重要組成部分，是提升旅游服務質量的有效途徑，是建設"數(shù)字景區(qū)"及"智慧景區(qū)"發(fā)展的必然趨勢（ 黨安榮等，2011） .旅游強省是貴州省在"十二五"期間的一個重要發(fā)展目標，旅游業(yè)也將被培育成國民經(jīng)濟的戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)和人民群眾更加滿意的現(xiàn)代服務業(yè)（ 貴州省發(fā)改委，2013） .
如何利用信息技術實現(xiàn)"旅游強省"重要發(fā)展目標的同時解決環(huán)境和資源日益突出的問題、確保貴州旅游資源的可持續(xù)利用與旅游業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，抓好資源環(huán)境保護尤為關鍵。針對上述問題，本文提出智慧貴州景區(qū)資源保護決策支持系統(tǒng)的研究。
決策支持系統(tǒng)（ Decision Support System,DSS）是具有一定智能作用的人機交互的計算機應用系統(tǒng)（ 劉博元等，2011） .DSS 是在管理科學、運籌學、控制學和行為科學等基礎上發(fā)展起來的，以計算機技術、仿真技術和信息技術為手段，輔助決策者以人機交互方式進行半結構化或非結構化決策的人機系統(tǒng)。如今，隨著各種決策分析方法的研究以及人工智能技術、信息處理技術、網(wǎng)絡技術等與 DSS的結合，DSS 已在資源管理、災害預測、重大決策評價、政策決策和各種分析等方面得到廣泛應用（ 王家輝等，2003; 黃解軍等，2009; 杭艷秀等，2010; 劉博元等，2011; 蔣棟等，2011） .決策支持系統(tǒng)是智慧景區(qū)的核心組成部分，與一般的景區(qū)業(yè)務系統(tǒng)相比，能實現(xiàn)更高效的管理與服務，為景區(qū)資源保護、提升旅游服務總體目標提供信息技術保障。景區(qū)資源保護問題涉及信息量大，主要涉及地圖數(shù)據(jù)、普查數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、調查數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)，采用決策支持系統(tǒng)對景區(qū)資源保護是一種有效的技術手段，能有效解決目前發(fā)展旅游業(yè)的'同時保護資源環(huán)境的問題。對于景區(qū)資源保護，決策支持系統(tǒng)可以提供以下 4 個方面的決策參考：1） 景區(qū)特征的可視化，包括信息獲取及存儲，使之轉化為數(shù)字化的信息；2） 景區(qū)特征數(shù)據(jù)分析，包括景區(qū)生態(tài)環(huán)境承載力分析、景區(qū)石漠化、水土流失概況分析等等；3） 景區(qū)資源環(huán)境保護方案分析，包括景區(qū)資源環(huán)境保護決策方案生成、分析、選擇與優(yōu)化；4） 經(jīng)濟成本與效益分析。
1 決策支持系統(tǒng)的結構與特點
1. 1 決策支持系統(tǒng)的結構
目前，被當前大多數(shù) DSS 所采用結構是 5 個部件四庫結構的交互式計算機軟件系統(tǒng)，其由 Sprague提出的由兩庫結構逐漸發(fā)展而來（ Sprague,1980） .5 個部件分別為： 人機接口、數(shù)據(jù)庫、知識庫、模型庫和方法庫。其基本結構如圖 1 所示。
2. 1 決策支持系統(tǒng)的特點
DSS 作為一門交叉學科，有著完整的理論框架。
近年來隨著 DSS 在發(fā)展過程中不斷的與新技術融合，促成了其在具有人機交互性、技術集成性、決策有效性和系統(tǒng)開放性 4 個方面的特點（ 黃解軍等，2009） .
1） 人機交互性
DSS 是輔助決策者以人機交互方式進行半結構化或非結構化決策的輔助決策工具。DSS 具有一定的智能行為，但系統(tǒng)本身并不是自己做出決策，而必須結合決策者的知識和經(jīng)驗同決策者一起做出決策。此外，由于解決半結構化或者非結構化決策問題，存在許多不確定因素，需要對決策過程進行反復研究，這就要求系統(tǒng)必須提供用戶界面友好、人機交互性強的用戶界面，便于對決策結果不滿意的用戶，提供界面接口修改相關的模型和參數(shù)，重新設計方法和決策方案。
2） 技術集成性
決策是根據(jù)客觀的可能性，在占有一定信息和經(jīng)驗的基礎上，借助一定的工具、技術和方法，對影響目標實現(xiàn)的諸因素進行分析、計算和判斷選優(yōu)后，對未來行動做出決定。決策是一個復雜的問題，涉及的學科眾多。
3） 決策有效性
決策的有效性主要體現(xiàn)在決策支持系統(tǒng)能夠綜合相關領域數(shù)據(jù)和模型等知識解決實際問題，為政府、企業(yè)、科研機構或個人提供相關的數(shù)據(jù)圖表、報告等輔助參考信息，幫助決策者進行某些綜合性、戰(zhàn)略性的輔助決策。概而言之，DSS 的目標是提供合理性、可行性、適用性三者兼具的措施或解決方案，并產(chǎn)生一定的社會效益和經(jīng)濟效益。
4） 系統(tǒng)開放性
DSS 是一個開放的系統(tǒng)，其強調決策者能夠針對不斷變化的標準、條件和環(huán)境，增加、修改或刪除系統(tǒng)模型庫中的模型或數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，以確保系統(tǒng)結構的靈活，便于針對新的標準規(guī)范或需求進行擴展。此外，DSS 的開放性很大程度上減少了因標準變化或需求更改帶來的系統(tǒng)重復開發(fā)的成本。
2 總體框架與技術路線
集成 GIS、數(shù)據(jù)倉庫、仿真等技術能夠為景區(qū)資源保護決策支持系統(tǒng)提供有效的技術途徑。GIS 具有空間數(shù)據(jù)管理、空間分析和三維可視化表達等功能。數(shù)據(jù)倉庫技術與決策支持系統(tǒng)的集成，能夠對海量數(shù)據(jù)合理規(guī)范的存儲組織，抽取或整合需要的數(shù)據(jù)分析達到?jīng)Q策支持的目的。仿真技術與 DSS集成則是指通過建立模型并利用其來模擬系統(tǒng)的運行，得到被仿真系統(tǒng)的基本特性，最終對用戶的決策提供支持。通過集成以上技術，系統(tǒng)可以提供給用戶可以空間分析、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)精確分析、可視化表達等功能，使景區(qū)管理者或決策者及時、準確的掌握景區(qū)資源概況等信息，進而為景區(qū)資源保護提供輔助決策。
2. 1 總體框架
根據(jù)智慧貴州景區(qū)資源環(huán)境保護和旅游業(yè)發(fā)展的需求，構建如圖 2 所示的"智慧貴州景區(qū)資源環(huán)境保護決策支持系統(tǒng)框架".如圖 2 所示，縱向上看，決策支持系統(tǒng) 5 個部件的四庫結構能夠直觀、具體、鮮明的體現(xiàn)。橫向上看，智慧貴州景區(qū)資源保護決策支持系統(tǒng)的構建主要包括以下幾個功能模塊：1） 數(shù)據(jù)庫管理模塊；2） 地理信息空間分析模塊；3） 環(huán)境承載力評價模塊；4） 資源保護模塊等。
首先，系統(tǒng)根據(jù)資源環(huán)境保護決策需求，利用數(shù)據(jù)倉庫技術對景區(qū)空間基礎數(shù)據(jù)、多專題數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)進行規(guī)范化存儲，通過對所需數(shù)據(jù)進行抽取，加強資源與環(huán)境信息的集成與整合。其次，在模型庫、知識庫的支持下，運用數(shù)據(jù)挖掘（ Data Min-ing,簡稱 DM） 技術，對各種信息進行復合疊加等處理，進而對景區(qū)環(huán)境承載力、生態(tài)環(huán)境脆弱性、敏感性等進行評估。最后，基于景區(qū)多源數(shù)據(jù)，結合環(huán)境承載力評價模型和資源保護模型等對景區(qū)資源環(huán)境進行監(jiān)測，當監(jiān)測景區(qū)的生態(tài)環(huán)境有退化的趨勢，就啟動方法庫中的環(huán)境保護方案，科學有效的地控制景區(qū)游客容量與資源利用，實現(xiàn)貴州旅游資源的可持續(xù)利用和旅游業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，使景區(qū)發(fā)展達到保護與利益最大化。
2. 3 技術路線
本文采用綜合決策支持系統(tǒng)（ Synthetic DecisionSupport System,SDSS） 對智慧貴州景區(qū)資源環(huán)境保護決策支持系統(tǒng)進行構建（ 彭霞等，2011） .綜合決策支持系統(tǒng)是由 20 世紀 80 年代中期發(fā)展的智能決策支 持 系 統(tǒng) （ Intelligent Decision Support System,IDSS） 與 20 世紀 90 年代出現(xiàn)的數(shù)據(jù)倉庫 （ DataWarehouse,DW） 、聯(lián)機分析處理 （ On-Line AnalysisProcessing,OLAP） 和數(shù)據(jù)挖掘（ Data Mining,DM） 等新系列技術相融合的技術路線組成（ 如圖 2） .
智能決策支持系統(tǒng)是傳統(tǒng)決策支持系統(tǒng)與人工智能（ Artificial Intelligence,AI） 結合組成（ 劉博元等，2011） .
數(shù)據(jù)倉庫是指面向主題的、時變的、集成的永久性數(shù)據(jù)集合（ Inmon WH,1996） .數(shù)據(jù)倉庫最初的提出是為了支持經(jīng)營、管理中的決策，而將多個數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)加以融合、提取、整理的解決方案。
目前，數(shù)據(jù)倉庫主要用于按決策者需求對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行抽取、轉換和重新組織。OLAP 是基于數(shù)據(jù)倉庫環(huán)境的信息分析處理過程，是數(shù)據(jù)倉庫最典型的應用。數(shù)據(jù)倉庫側重于對多維數(shù)據(jù)的存儲和管理，而 OLAP 側重于多維數(shù)據(jù)的分析（ 曹曉靜等，2006） .典型的 OLAP 操作包括上卷、下鉆、切塊和切片、旋轉等操作，上卷和下鉆就如同二叉樹中的父子節(jié)點關系一樣，即上卷是通過子節(jié)點獲得父節(jié)點信息，下鉆是通過父節(jié)點獲得所有的子節(jié)點信息。切塊是通過對有關維設置一個查詢條件，獲取其部分屬性值，得到具有 2 個以上屬性的立方維結果。切片則指僅包含具體的某一條屬性，是切塊的組成單元。旋轉則是指將某個在列上顯示的維屬性換到行上，成為行屬性，或者相反�？傊琌LAP這一系列的操作目的是將數(shù)據(jù)轉換成輔助決策信息。數(shù)據(jù)挖掘又稱為知識發(fā)現(xiàn)（ Knowledge Discoveryin Database,KDD） （ 吉根林等，2000; 鄭瑾等，2004） ,是指通過一系列的人工智能和統(tǒng)計方法，從數(shù)據(jù)倉庫中提取隱含的、有潛在應用價值的信息進行更精確的分析。該技術解決了決策支持系統(tǒng)中知識庫知識貧乏的問題。
智慧貴州景區(qū)資源環(huán)境保護決策支持系統(tǒng)通過綜合決策支持系統(tǒng)的技術路線，使系統(tǒng)具備以下3 個主要特性： 一、具備傳統(tǒng)決策支持系統(tǒng)以模型計算為核心的解決定量分析問題的能力； 二、傳統(tǒng)決策支持系統(tǒng)與人工智能的結合，形成以規(guī)則式、數(shù)據(jù)集、決策樹等類型的知識庫，使系統(tǒng)具備了以知識推理形式解決定性分析問題的能力，三、系統(tǒng)不僅能利用模型和知識輔助決策，而且能夠通過數(shù)據(jù)挖掘（ DM） 和聯(lián)機分析處理（ OLAP） 從數(shù)據(jù)中獲取輔助決策信息和知識。因此，智慧貴州景區(qū)資源環(huán)境保護決策支持系統(tǒng)能夠分別發(fā)揮傳統(tǒng)決策支持系統(tǒng)、智能決策支持系統(tǒng)及數(shù)據(jù)倉庫等新技術的輔助決策優(yōu)勢，實現(xiàn)更有效的綜合輔助決策。
3 結束語
本研究基于貴州旅游業(yè)發(fā)展和資源環(huán)境問題日益突出的現(xiàn)狀，提出采用決策支持系統(tǒng)并集成GIS、數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘等技術對景區(qū)資源環(huán)境進行保護。在此基礎上，分析決策支持系統(tǒng)的結構與特點，設計了智慧貴州資源保護決策支持系統(tǒng)框架。探討了技術路線的主要特性與功能，得出該技術路線能夠實現(xiàn)更有效的綜合輔助決策。隨著信息技術的發(fā)展，單純的 DDS 技術已滿足不了資源環(huán)境保護等方面應用的需求，為了提供有關的決策模型、決策信息和決策方案，DSS 需要集成數(shù)據(jù)庫技術、數(shù)據(jù)挖掘技術、仿真技術、辦公自動化（ OfficeAutomation ,OA） ,GIS 等多種技術，才能更好地滿足實際工作的需要。
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