智慧景區資源保護決策支援系統建設研究論文

近年來，旅遊業的發展帶動了貴州區域經濟的發展，增強了區域經濟實力。與此同時，旅遊開發過程中不加保護的隨意開發造成了景區資源環境的破壞，資源和環境問題的日益突出直接影響了貴州旅遊資源的可持續利用和旅遊業的可持續發展（ 孫婷，2008; 鍾霞等，2012） .

目前，隨着資訊技術的發展及其在各行各業的應用，以資訊技術爲代表的科技革命不斷取得突破，利用現代資訊技術與旅遊業景區管理工作有機地結合對景區資源環境保護是一種有效的技術手段，是景區資訊化與數字化建設中的重要組成部分，是提升旅遊服務質量的有效途徑，是建設"數字景區"及"智慧景區"發展的必然趨勢（ 黨安榮等，2011） .旅遊強省是貴州省在"十二五"期間的一個重要發展目標，旅遊業也將被培育成國民經濟的戰略性支柱產業和人民羣衆更加滿意的現代服務業（ 貴州省發改委，2013） .

如何利用資訊技術實現"旅遊強省"重要發展目標的同時解決環境和資源日益突出的問題、確保貴州旅遊資源的可持續利用與旅遊業的可持續發展，抓好資源環境保護尤爲關鍵。針對上述問題，本文提出智慧貴州景區資源保護決策支援系統的研究。

決策支援系統（ 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（ 劉博元等，2011） 是在管理科學、運籌學、控制學和行爲科學等基礎上發展起來的，以計算機技術、仿真技術和資訊技術爲手段，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。如今，隨着各種決策分析方法的研究以及人工智能技術、資訊處理技術、網絡技術等與 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; 杭豔秀等，2010; 劉博元等，2011; 蔣棟等，2011） .決策支援系統是智慧景區的核心組成部分，與一般的景區業務系統相比，能實現更高效的管理與服務，爲景區資源保護、提升旅遊服務總體目標提供資訊技術保障。景區資源保護問題涉及資訊量大，主要涉及地圖數據、普查數據、遙感數據、調查數據和其他數據，採用決策支援系統對景區資源保護是一種有效的技術手段，能有效解決目前發展旅遊業的同時保護資源環境的問題。對於景區資源保護，決策支援系統可以提供以下 4 個方面的決策參考：1） 景區特徵的可視化，包括資訊獲取及存儲，使之轉化爲數字化的資訊；2） 景區特徵數據分析，包括景區生態環境承載力分析、景區石漠化、水土流失概況分析等等；3） 景區資源環境保護方案分析，包括景區資源環境保護決策方案生成、分析、選擇與優化；4） 經濟成本與效益分析。

1 決策支援系統的結構與特點

1. 1 決策支援系統的結構

目前，被當前大多數 DSS 所採用結構是 5 個部件四庫結構的交互式計算機軟件系統，其由 Sprague提出的由兩庫結構逐漸發展而來（ Sprague,1980） .5 個部件分別爲： 人機接口、數據庫、知識庫、模型庫和方法庫。其基本結構如圖 1 所示。

2. 1 決策支援系統的特點

DSS 作爲一門交叉學科，有着完整的理論框架。

近年來隨着 DSS 在發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 具有一定的智能行爲，但系統本身並不是自己做出決策，而必須結合決策者的知識和經驗同決策者一起做出決策。此外，由於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覆研究，這就要求系統必須提供用戶介面友好、人機交互性強的用戶介面，便於對決策結果不滿意的用戶，提供介面接口修改相關的模型和參數，重新設計方法和決策方案。

2） 技術集成性

決策是根據客觀的可能性，在佔有一定資訊和經驗的基礎上，藉助一定的工具、技術和方法，對影響目標實現的諸因素進行分析、計算和判斷選優後，對未來行動做出決定。決策是一個複雜的問題，涉及的學科衆多。

3） 決策有效性

決策的有效性主要體現在決策支援系統能夠綜合相關領域數據和模型等知識解決實際問題，爲政府、企業、科研機構或個人提供相關的'數據圖表、報告等輔助參考資訊，幫助決策者進行某些綜合性、戰略性的輔助決策。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，併產生一定的社會效益和經濟效益。

4） 系統開放性

DSS 是一個開放的系統，其強調決策者能夠針對不斷變化的標準、條件和環境，增加、修改或刪除系統模型庫中的模型或數據庫中的數據，以確保系統結構的靈活，便於針對新的標準規範或需求進行擴展。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重複開發的成本。

2 總體框架與技術路線

集成 GIS、數據倉庫、仿真等技術能夠爲景區資源保護決策支援系統提供有效的技術途徑。GIS 具有空間數據管理、空間分析和三維可視化表達等功能。數據倉庫技術與決策支援系統的集成，能夠對海量數據合理規範的存儲組織，抽取或整合需要的數據分析達到決策支援的目的。仿真技術與 DSS集成則是指透過建立模型並利用其來模擬系統的執行，得到被仿真系統的基本特性，最終對用戶的決策提供支援。透過集成以上技術，系統可以提供給用戶可以空間分析、數據存儲、數據精確分析、可視化表達等功能，使景區管理者或決策者及時、準確的掌握景區資源概況等資訊，進而爲景區資源保護提供輔助決策。

2. 1 總體框架

根據智慧貴州景區資源環境保護和旅遊業發展的需求，構建如圖 2 所示的"智慧貴州景區資源環境保護決策支援系統框架".如圖 2 所示，縱向上看，決策支援系統 5 個部件的四庫結構能夠直觀、具體、鮮明的體現。橫向上看，智慧貴州景區資源保護決策支援系統的構建主要包括以下幾個功能模組：1） 數據庫管理模組；2） 地理資訊空間分析模組；3） 環境承載力評價模組；4） 資源保護模組等。

首先，系統根據資源環境保護決策需求，利用數據倉庫技術對景區空間基礎數據、多專題數據和其他數據進行規範化存儲，透過對所需數據進行抽取，加強資源與環境資訊的集成與整合。其次，在模型庫、知識庫的支援下，運用數據挖掘（ Data Min-ing,簡稱 DM） 技術，對各種資訊進行復合疊加等處理，進而對景區環境承載力、生態環境脆弱性、敏感性等進行評估。最後，基於景區多源數據，結合環境承載力評價模型和資源保護模型等對景區資源環境進行監測，當監測景區的生態環境有退化的趨勢，就啓動方法庫中的環境保護方案，科學有效的地控制景區遊客容量與資源利用，實現貴州旅遊資源的可持續利用和旅遊業的可持續發展，使景區發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援系統（ Synthetic DecisionSupport System,SDSS） 對智慧貴州景區資源環境保護決策支援系統進行構建（ 彭霞等，2011） .綜合決策支援系統是由 20 世紀 80 年代中期發展的智能決策支 持 系 統 （ Intelligent Decision Support System,IDSS） 與 20 世紀 90 年代出現的數據倉庫 （ DataWarehouse,DW） 、聯機分析處理 （ On-Line AnalysisProcessing,OLAP） 和數據挖掘（ Data Mining,DM） 等新系列技術相融合的技術路線組成（ 如圖 2） .

智能決策支援系統是傳統決策支援系統與人工智能（ Artificial Intelligence,AI） 結合組成（ 劉博元等，2011） .

數據倉庫是指面向主題的、時變的、集成的永久性數據集合（ Inmon WH,1996） .數據倉庫最初的提出是爲了支援經營、管理中的決策，而將多個數據庫中的數據加以融合、提取、整理的解決方案。

目前，數據倉庫主要用於按決策者需求對傳統數據庫數據進行抽取、轉換和重新組織。OLAP 是基於數據倉庫環境的資訊分析處理過程，是數據倉庫最典型的應用。數據倉庫側重於對多維數據的存儲和管理，而 OLAP 側重於多維數據的分析（ 曹曉靜等，2006） .典型的 OLAP 操作包括上卷、下鑽、切塊和切片、旋轉等操作，上卷和下鑽就如同二叉樹中的父子節點關係一樣，即上卷是透過子節點獲得父節點資訊，下鑽是透過父節點獲得所有的子節點資訊。切塊是透過對有關維設定一個查詢條件，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，成爲行屬性，或者相反。總之，OLAP這一系列的操作目的是將數據轉換成輔助決策資訊。數據挖掘又稱爲知識發現（ Knowledge Discoveryin Database,KDD） （ 吉根林等，2000; 鄭瑾等，2004） ,是指透過一系列的人工智能和統計方法，從數據倉庫中提取隱含的、有潛在應用價值的資訊進行更精確的分析。該技術解決了決策支援系統中知識庫知識貧乏的問題。

智慧貴州景區資源環境保護決策支援系統透過綜合決策支援系統的技術路線，使系統具備以下3 個主要特性： 一、具備傳統決策支援系統以模型計算爲核心的解決定量分析問題的能力； 二、傳統決策支援系統與人工智能的結合，形成以規則式、數據集、決策樹等類型的知識庫，使系統具備了以知識推理形式解決定性分析問題的能力，三、系統不僅能利用模型和知識輔助決策，而且能夠透過數據挖掘（ DM） 和聯機分析處理（ OLAP） 從數據中獲取輔助決策資訊和知識。因此，智慧貴州景區資源環境保護決策支援系統能夠分別發揮傳統決策支援系統、智能決策支援系統及數據倉庫等新技術的輔助決策優勢，實現更有效的綜合輔助決策。

3 結束語

本研究基於貴州旅遊業發展和資源環境問題日益突出的現狀，提出採用決策支援系統並集成GIS、數據倉庫、數據挖掘等技術對景區資源環境進行保護。在此基礎上，分析決策支援系統的結構與特點，設計了智慧貴州資源保護決策支援系統框架。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更有效的綜合輔助決策。隨着資訊技術的發展，單純的 DDS 技術已滿足不了資源環境保護等方面應用的需求，爲了提供有關的決策模型、決策資訊和決策方案，DSS 需要集成數據庫技術、數據挖掘技術、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。