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地质遗迹是地球46亿年演化过程中遗留下来的记录和自然遗产,地质遗迹及其所构成的地质环境,是地球的自然资源和自然环境的基础和极其重要的组成部分,对地球上生物的分布以及人类社会和文明都有深刻的影响。
许多重要的地质遗迹和地质景观往往代表了一个地区的地质历史、事件或演化过程,也是国家级乃至世界级风景旅游地的资源基础。1991年6月13日,在法国迪涅召开的“第一届国际地质遗产保护学术会议”上,来自30多个国家的100多位代表共同签发了《国际地球记录保护宣言》,该宣言指出,地球的过去,其重要性决不亚于人类自身的历史,现在是保护我们的地质遗产的时候了。
作为对《国际地球记录保护宣言》的响应,联合国教科文组织(UNESCO)于1999年2月,正式提出了“创建具有独特地质特征的地质遗址全球网络,将重要地质环境作为各地区可持续发展战略不可分割的一部分予以保护”的地质公园计划,并创立了Geopark(geologicalpark)—地质公园这一名称。联合国教科文组织的地质公园计划强调了要专门提高地质遗产的价值,该计划是对“世界遗产公约”和“人与生物圈计划”的一个重要补充。“地质公园(Geoparks)”是由国际教科文组织在开发“地质公园计划”可行性研究中创立的新名称。国土资源部发(2000)77号文件给它下的定义是:“地质公园(Geoparks)是以具有特殊的科学意义,稀有的自然属性,优雅的美学观赏价值,具有一定规模和分布范围的地质遗迹景观为主体;融合自然景观与人文景观并具有生态、历史和文化价值;以地质遗迹保护,支持当地经济、文化教育和环境的可持续发展为宗旨,为人们提供具有较高科学品位的观光游览、度假休闲、保健疗养、科学教育、文化娱乐的场所,同时也是地质遗迹景观和生态环境的重点保护区,地质研究与普及的基地。”
地质公园牵涉的面相当广泛,如果没有系统论思想,就难以实现有效的阐述和理解。
地质公园作为一个开放复杂的整体,它是由地质系统、保护系统和旅游系统三个子系统构成。地质系统是指保护对象,包括地质遗迹景观(具有特殊的科学意义、稀有的自然属性和优雅的美学观赏价值)和生长、生活在地球上的动植物景观。保护系统是指保护地质遗迹的法律、法规和具体措施。旅游系统是开发系统,包括目的地系统、市场系统和服务系统三大次系统,其中目的地系统包括景观因子(自然资源、人文资源、主题公园和活动)、基础设施和购物娱乐设施;市场系统包括客源市场(本地市场、国内市场和国际市场)和产品市场;服务系统包括出行小系统(交通设施和旅行服务信息)和支持小系统(政策法规、旅游环境和人力资源)。
由于地质公园是在最近几年才兴起的一个热点问题,其信息系统建设目前在国内外尚处于空白阶段。但作为与地质公园性质类似的国家自然保护区、国家森林公园、国家风景名胜区等一系列国家公园,其信息系统建设目前已做了很多的研究与开发工作。
美国是对地质遗迹保护得最早的国家,在美国通过成立国家公园(Nationalpark)来保护地质遗迹和自然环境。现有的国家公园有300多处,有火山类国家公园(夏威夷),溶洞类国家公园(Mitchel洞穴公园),板块构造类公园(SunsetCrater,Greatvalley),地质灾害类国家公园(JoshuaTree地震)等。自1995年以来,地理信息系统(GIS)在国家公园的应用重点是放在获取公园的地图数据、GIS培训及对日益庞大的GIS和GPS数据的技术与管理支持上面。目前有250多个国家公园在使用GIS。其GIS的应用领域主要包括研究游客对公园的影响,以及协助历史遗迹的重建成等各个方面。
与美国等国的国家公园GIS的建设和管理比较,我国国家公园的GIS工作还处于起步阶段。对于我国数量庞大的国家公园而言,应用GIS的国家公园还是凤毛麟角,而且既缺乏统一的国家公园GIS管理协调和促进机构,又严重缺乏这方面的专业人才,致使已建成的GIS得不到很好的使用和更新。因此,可以说,我国的国家公园GIS建设在不同层次的管理和人才环境方面,都还处在相当初级的阶段,这与我国国家公园保护与开发的迫切需要是极不相称的。
近几年开始建立的国家地质公园,特别强调提高保护、开发和管理的科学内涵与科学层次。因此,应该抓住这一时机,对地质公园信息系统(GeoparkInformationSystem,简称GPIS)进行理论研究和创新,选择有条件的国家地质公园,搞好信息系统建设与应用的示范,从而推动我国国家公园在保护、建设和管理水平等方面的快速提高。
本文在对地质公园信息系统建设的国内外现状进行充分调研和分析的基础上,对地质公园信息系统建设的理论方法基础、系统分析与设计、系统数据库建设、地质遗迹资源调查与评价及其信息系统建设、地质公园规划及其信息系统建设等内容进行详细研究。
本论文在研究过程中主要取得了以下一些新的认识和创新:(1)对地质公园信息系统建设的理论方法基础进行了系统研究,指出建设地质公园信息系统建设应以“数字地球”、“地矿点源信息系统”等理论思想为指导,以地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)等3S技术为依托,以数据仓库与数据挖掘技术、计算机网络技术、面向对象技术、虚拟现实技术及元数据等核心技术方法为基础,这为日后的地质公园信息系统建设提供了很好的理论技术指导。
(2)对地质公园信息系统建设进行了系统详细的分析与设计。在对地质公园的特征、空间层次结构、地质公园系统、地质公园建设内容、地质公园系统工作流程等内容进行详细研究和分析的基础上,对地质公园信息系统建设的目标与原则、功能模块设计、系统数据库设计、系统网络设计及软硬件平台配置等内容进行详细分析与研究,为地质公园信息系统建设提供了良好的理论基础与模型。
(3)对地质公园空间数据库建设进行了详细研究。地质公园空间数据库的建设作为地质公园作息系统建设的基础和重要组成部分,其设计的好坏直接影响到整个信息系统的应用水平,因此,本文在对地质遗迹资源分类及方案进行系统分析的基础上,对地质公园空间数据库的建设进行系统研究,其内容主要包括数据库的图层划分及属性表的结构设计、空间数据库的建设流程等内容。指出地质公园空间数据主要包括地理、基础地质、环境、地质遗迹资源等方面,并对地质遗迹资源图层进行了详细研究与划分,将其划分为地质遗迹资源、旅游路线、旅游辅助设施、公园总体布局和环境保护等大类,其中地质遗迹资源图层又主要包括典型地质剖面、古生物景观、地质地貌、水体景观、地质灾害、地质工程景观、典型矿床及采矿遗迹景观等图层。
(4)地质遗迹资源作为地质公园建设的核心,其规模及价值大小直接决定了地质公园的性质及品位,因此对地质遗迹资源的调查与评价是地质公园建设的一项重要内容。由于目前国内还没有对地质遗迹资源的调查理论与方法进行系统研究,对地质遗迹资源的评价也基本是引用传统旅游资源评价的方法,不能很好地体现地质遗迹资源与传统旅游资源的区别,因此,本文对地质遗迹资源的调查方法与评价模型进行了系统研究,提出了一套针对地质遗迹资源评价的指标体系。将地质遗迹资源评价指标体系划分为资源景观价值评价和资源开发利用条件评价两大类,其中资源景观价值评价主要包括科学价值、美学价值、历史文化价值、稀有性、自然完整性、经济价值等具体指标;资源开发利用条件评价主要包括区域经济水平、与中心城市距离、可进入性、基础服务设施、环境容量、地域类型组合等具体指标。并利用层次分析法确定各评价指标的权重,从而得到地质遗迹资源评价指标体系因素权重分配表。另外还对地质遗迹资源调查评价子系统进行了系统设计与功能模块划分。
(5)对地质公园规划及其信息系统进行系统研究。地质公园规划作为地质公园建设的重要组成部分,规划结果的合理性直接关系到地质公园建设的水平,因此对地质公园规划的分析将直接影响到地质公园规划信息系统的建设。对于地质公园的规划理论,目前国内还没有对其进行系统研究,作者在结合参加几个地质公园规划项目的基础上,对地质公园规划的概念、作用、特点、类型、内容、原则及地质公园规划与风景区名胜区规划的差异等内容进行了系统总结与分析研究,并对地质公园规划信息系统的总体设计与功能模块划分等进行了详细研究。
由于地质公园信息系统建设是一个新领域,目前很少有人对其进行系统研究,因此本文主要对地质公园信息系统建设的理论方法做一些基础性的尝试研究和探讨,加上地质公园本身的复杂性及涉及面广,地质公园信息系统建设还有很多方面有特进一步完善与提高,具体表现在以下几个方面:
(1)由于地质公园涉及地质遗迹资源的保护、旅游开发、科普教育等方面,因此其信息系统建设也应包括地质遗迹资源保护子系统、旅游开发子系统及科普教育子系统等内容,因此,应进一步对这些方面进行系统研究与完善。
(2)本文基本上是对地质公园信息系统建设进行理论方法的探索研究,在条件允许的情况下,应结合某一个具体地质公园,进行其信息系统建设的具体研究,这样就更具有针对性和适用性。