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三江并流带旅游地质景观数据挖掘及旅游价值评价研究

庞淑英  
【摘要】: 论文以世界自然遗产地—三江并流带的旅游地质景观单元为研究对象,剖析、采集区域内旅游地质景观在特殊的地理地质环境所形成的观赏性、科学性、文化性以及可利用性等旅游价值资源属性数据,以地域特性、地质成景作用特点、结构类型特征为基础,分析多尺度、不同类型旅游地质景观所具有的域、形、色、质四个基本要素。 提出了旅游地质景观单元旅游价值定义的层次概念链式结构分析模型;构建基于旅游地质景观地理信息(Information of Tourism Geological Landscape)和遥感信息的层次管理模型和数据库结构的层状-星型分析模型;运用数据挖掘技术发掘隐含的旅游价值关联模式和知识,以判定树分类方法确立类型判别标志,以层次聚类方法优化旅游价值评价指标体系,并对评价因子进行了离散概念和逻辑概念校验;采用定性与定量方法优势互补的组合评价模式的研究思路和方法体系,将旅游价值的评价信息通过展示平台实现了多媒体可视化显示,据此形成本论文研究的核心内容和创新点。 分析表明,三江并流带自然遗产以新构造运动作用的地质遗迹为基础,标记了特殊地球演化事件的地质构造形迹,展示了重要的和丰富的地质现象。针对三江并流旅游地质奇观的地质一生态环境保护、旅游资源合理开发与利用、旅游资源的科学评价和旅游效应的充分发挥等系列研究课题,贯穿于全文的数据挖掘理论对旅游地质景观的特征属性归纳和隐含知识发现的研究,将成为旅游地质景观旅游价值评价信息的可视化展示的重要手段和途径。结合空间信息技术、计算机技术、可视化技术、旅游地质学、旅游地质景观学、旅游价值评价方法以及三江并流旅游地质景观研究方法等多学科理论的交叉知识,构建的旅游地质景观旅游价值评价信息和评价结果的多媒体集成功能展示平台,对三江并流旅游地质景观、旅游产品的数字化和网络化的开发研究具有开拓性的探索意义。 论文主要研究内容是:基于地理信息系统和遥感影像处理系统进行旅游地质景观特征信息采集与处理;以斑廊基结构元素的概念为分析基础,结合旅游地质景观成景作用,建立旅游地质景观空间特征分析模型;应用数据挖掘技术的决策树算法在旅游地质景观特征和旅游价值属性的数据库结构上,挖掘分类判定标志;通过旅游价值的概念分层链式结构模型完成旅游价值因子的界定和厘定分析;采用“层次—聚类分析法”优化评价指标体系;研发旅游价值评价信息的多媒体可视化展示平台。 通过对三江并流带典型旅游地质景观的旅游价值属性的系统性研究,了解并掌握该地域内旅游地质景观空间分布规则和旅游地质资源状况,挖掘深层面的旅游价值特征信息,从错综复杂的地质作用过程、地质条件,千差万别的地质现象、漫长的历史地质构造旋回和地质演化遗迹中,探索形态各异、历史悠久的地质奇观深厚的观赏价值、科学内涵,向人类展示三江并流区域神秘的、知识性的、奇特的种类多样的旅游地质景观,增强该地区的旅游吸引力,促进区域旅游经济效应,提升三江地区旅游地质景观品位以及合理地、科学地保护和利用三江并流带自然资源和旅游资源,具有重要的作用和积极的指导意义。 本论题研究提供的算法和模式,一方面可促使地质学科的专业化知识逐渐转化为科普、科教化、市场化、交叉学科互相渗透和应用研究的普及化;另一方面,结合多媒体数字化技术、网络技术、计算技术、地球科学技术以及虚拟可视化等前沿技术,可扩展本论题的研究成果的应用。随着多维景观可视化浏览器研制技术不断完善,大量无序的、非结构的旅游地质景观空间信息将方便地被转化为人们易于感知、认知的可视化信息。可消除旅游景区存在的时间限制和空间障碍,利用信息工具,以视频、音频、文字、图形、动画等多种媒体形式,推出让游客身临其境的并具有高品味、高享受、高愉悦性、知识性、科普性的丰富旅游价值的旅游产品和旅游线路服务,从而提高旅游业在旅游销售市场中的决策力和竞争力。 本论题研究所建立的分析方法和旅游地质景观空间信息数据库,应用于教学,资源环境监测,生态环境的利用、保护、开发、调查、评价、预测等方面也将具有较强的实用价值,特别是应用于不可再生旅游地质景观的可视化回顾、核心保护区内景观的可视化展示、历史景观模拟再现等都具有很好的应用前景和社会效益及经济效益。提供旅游规划研究领域一个可视化“规划效果图”展示的探索思路和讨论空间。 此外,论文研究成果可使更多的人在观赏、体验三江并流旅游地质奇观之后,深刻地去了解存在于三江并流带的旅游地质景观大都遵循“产生—发展—消亡”的成景生命周期规律,明白三江并流带奇特多样,具有深厚旅游文化的旅游地质景观是不可再造和不可再生的。论文研究的目的拟通过现代信息技术手段使那些重要的或者处于核心保护区域的或者稀有的或者即将消亡的旅游地质景观得以虚拟再现;在防止人为地对旅游资源和环境资源的掠夺与破坏,保证三江并流带世界自然遗产瑰宝在保持其原生态前提下发挥积极的效用。 论文主要研究的关键技术是:在旅游地质景观资源区划的基础上,完善旅游地质景观分类方法;构建旅游地质景观特征的知识性和描述性的空间数据模型;从成因关联分析的角度,探讨地质作用成因对旅游地质景观形成过程的影响程度;分析和探讨旅游地质景观的旅游价值内在的层次概念描述,景观结构与景观类型间的相似性和相关性,利用层次聚类算法动态优化旅游价值评价指标体系;类比定性和定量评价理论与方法的优劣,研发可视化评价模型和软件,寻求三江并流带旅游地质景观旅游价值的有效和科学性的评价效果。 研究的技术路线与实现方案是以旅游地质景观“斑廊基”结构概念为理论分析基点,探索研究三江并流带旅游地质景观的基础成景地质作用和主导成景地质作用及成景演化机制,充分发挥交叉学科间的技术优势为技术路线。基于GIS(地理信息系统)和RS(遥感信息系统)采集三江并流带旅游地质景观特征数据,利用数据挖掘相关理论、方法和技术实现旅游地质景观自动分类,旅游价值评价模式优化等数据处理;构建三江并流带旅游地质景观特征信息数据库,空间数据分析模型;应用定性与定量评价方法获得的旅游价值评价结果,赋予不同程度的知识含义或可理解的模式。最后,利用这些知识和模式实现旅游地质景观的旅游价值评价,并由可视化评价系统将其直观地进行展示和模拟。 研究工作的创新理念主要体现在:论题研究内容表现为交叉学科知识的相互渗透,涉及到的知识和技术层面广泛,创新理念和研究成果随着研究技术的复杂性和研究工作的深入而产生。创新主要集中在以下4个方面: 1.集成多学科理论与知识,开展了交叉学科的研究尝试; 2.结合空间信息技术,基于旅游地质景观空间数据的描述、表示、内在联系和可视化特征数据的分析,结合空间数据挖掘方法构建了旅游地质景观空间数据分析模型,提出旅游地质景观地理信息系统(GIS of Tourism GeologicalLandscap,简称TGL GIS)的概念和系统框架; 3.在前期研究工作的基础上,提出了适用于旅游地质景观空间数据分类与优化评价指标体系的方法。应用改进的自动搜索类别判定标志的判定树分类算法具有较快的收敛域,融合概念层次结构和动态层次模型聚类方法优化旅游价值评价指标体系,提高数据的可靠性和评价效率; 4.从旅游地质景观结构的斑廊基结构元素概念出发,利用试用的MapObjectsGIS组件,结合VB可视化开发语言环境作二次开发的学习与研究,提出了多媒体可视化评价模式,研制开发了与展示相关的功能,将基于数据挖掘的旅游地质景观的旅游价值评价结果(具有知识性意义的评价结果)进行直观地展示。 论文研究过程中,取得的主要研究成果为: 1.探索一套适合于旅游地质景观特征信息采集和处理的方法,构建一种有效的、具有描述性功能的空间数据分析模型; 2.针对旅游地质景观旅游价值定义的复杂性和特殊性,提出了旅游价值属性的链式层次概念结构分析模型; 3.利用数据挖掘中的决策树算法实现旅游地质景观的类型判别标志的建立,为实现旅游地质景观类型的自动分类奠定了理论和应用基础; 4.将数据挖掘技术中的层次—聚类算法应用于旅游价值评价指标体系的优化实验中,实现评价因子的动态筛选功能,拓展了提高旅游价值的评价效率的可操作途径; 5.研发的可视化评价展示平台,可实现从不同视觉角度和不同的方法去评价和观赏旅游地质景观的旅游潜力、旅游效应以及旅游功能。


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