貴州喀斯特洞穴旅游資源信息化服務(wù)平臺框架構(gòu)建設(shè)計

1引言洞穴是大自然賜給人類的寶貴財富[1],是地球自然景觀的一個重要組成部分,亦是一種具有多方面價值的、不可再生的國土資源。洞穴形成之后便是一個環(huán)境相對穩(wěn)定的地下空間,它與地面存在著特殊的物質(zhì)與能量交換關(guān)系,由于洞穴特殊的環(huán)境條件,洞內(nèi)保存有大量的洞外環(huán)境中難以保存的多種信息,是研究巖溶發(fā)育史、環(huán)境變遷、氣候變化、人類文化和生物進化的重要場所。有些洞穴內(nèi)發(fā)育有各種次生化學(xué)沉積物,具有旅游開發(fā)價值。此外,洞穴還有儲藏、軍事、醫(yī)療等用途。與許多學(xué)科的發(fā)展不同,洞穴研究的深入主要是由地下洞穴探險活動推動的。洞穴探險實踐與洞穴科學(xué)研究相結(jié)合,一般的洞穴愛好者與洞穴科學(xué)家相結(jié)合的關(guān)系,有力地推動著洞穴學(xué)的發(fā)展。作為一門綜合性的自然科學(xué),洞穴學(xué)在60多年來迅猛發(fā)展,現(xiàn)已發(fā)展到包括洞穴水文地質(zhì)[2~4]、洞穴形成與演化[5~7]、洞穴次生化學(xué)沉積物[8]、洞穴氣候、洞穴環(huán)境[9]、洞穴考古、洞穴生物[10]、洞穴開發(fā)與資源保護[11]以及洞穴探測與制圖[12~16]等相當(dāng)豐富的研究內(nèi)容和學(xué)科分支[17]。洞穴的研究不僅具有重要的科學(xué)意義,而且在國民經(jīng)濟中具有重要的實用價值?？λ固囟囱ㄒ云淞岘囂尥浮⑶ё税賾B(tài)的鐘乳石類沉積景觀和幽靜深遠的洞穴環(huán)境,在全世界范圍內(nèi)已成為一種極其重要的旅游資源等。中國不論在洞穴分布的面積上、發(fā)育的數(shù)量上、洞穴系統(tǒng)的規(guī)模及形成歷史的時間長度上,還是在洞穴次生化學(xué)沉積物的形態(tài)種類和洞穴景觀的旅游價值上,均處于世界洞穴大國的地位,但也是探測程度較低的國家之一[18]。特別是以貴州高原為中心的中國南方喀斯特地區(qū),廣布的碳酸鹽巖和濕熱的季風(fēng)氣候,為洞穴發(fā)育提供了優(yōu)越的物質(zhì)基礎(chǔ)和水動力條件,其喀斯特洞穴的演化發(fā)育過程具有較好的典型性與代表性,但洞穴旅游發(fā)展程度相對較低,知名度不高,貴州“洞穴王國”這一優(yōu)勢在旅游業(yè)中并未充分體現(xiàn)出來。同時洞穴的神秘性為冒險者提供了在黑暗未知的地下世界爬行的體驗,正受到越來越多的追捧。洞穴探險若要在我國民間普及,貴州具備良好的技術(shù)基礎(chǔ)條件,洞穴探險與洞穴潛水兩項旅游運動的開發(fā),將成為貴州旅游的新特色,勢必成為貴州旅游經(jīng)濟中的新增長點。在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,網(wǎng)絡(luò)作為新的旅游信息平臺,為旅游業(yè)的發(fā)展提供了新的契機,利用信息化對傳統(tǒng)旅游業(yè)加以改造提升已經(jīng)刻不容緩。洞穴旅游作為一種面向世界的朝陽經(jīng)濟產(chǎn)業(yè),迫切需要一種公共的技術(shù)及信息服務(wù)平臺,來整合優(yōu)化配置地表、地下的旅游景觀,為景區(qū)和游客之間架起一座資源共享的橋梁。同時,運用信息技術(shù)協(xié)調(diào)洞穴旅游開發(fā)與保護之間的關(guān)系,簡化洞穴管理和保護工作,為洞穴科學(xué)研究提供必要的輔助已成為大勢所趨。結(jié)合以上需求以及現(xiàn)有工作基礎(chǔ),研究擬通過制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)來規(guī)范喀斯特洞穴調(diào)查與編錄,構(gòu)建喀斯特洞穴信息數(shù)據(jù)庫,結(jié)合貴州省大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)與智慧旅游發(fā)展的契機,建設(shè)貴州喀斯特洞穴旅游資源信息化服務(wù)平臺,實現(xiàn)資源信息共享并提供應(yīng)用服務(wù),是貫徹落實“國發(fā)2號文件”和貴州省“5個100工程”的重要途徑,是實現(xiàn)貴州喀斯特旅游資源國際影響力快速提升的重要步驟,將有利于促進洞穴資源科學(xué)和合理的開發(fā)利用,整合聚集國內(nèi)外喀斯特洞穴研究人才,進一步提高我國洞穴科學(xué)研究在國際上的地位。2貴州喀斯特洞穴探測歷史及現(xiàn)狀貴州喀斯特洞穴的探測歷史,最早可追溯到360多年前中國明末著名的旅行家、地理學(xué)家、喀斯特地貌和洞穴學(xué)家徐霞客。1638年3月起,徐霞客從廣西南丹進入貴州,歷時一個多月,考察了貴州的喀斯特地貌及風(fēng)土人情,其中,洞穴的考察尤其詳細[19]。而解放前從清朝到20世紀(jì)40年代,除了貴州各縣志對洞穴有資料性的記載外,對已洞穴為專題的研究報道幾乎未見。新中國成立后,貴州的洞穴探險與生產(chǎn)建設(shè)和科學(xué)研究緊密結(jié)合在一起,主要集中在水利水電建設(shè)、交通建設(shè)、水文水資源開發(fā)利用、農(nóng)業(yè)地理調(diào)查以及考古研究中洞穴的考察研究。自1985年起,貴州省山地資源研究所、貴州師范大學(xué)以及中國科學(xué)院地質(zhì)研究所先后與國際洞穴組織在貴州聯(lián)合開展了大規(guī)模的洞穴科考,拉開了國際合作的序幕,并取得了豐富的成果[20~23],相繼在貴州發(fā)現(xiàn)了一些深長大洞穴系統(tǒng),為所在區(qū)域的地質(zhì)科學(xué)研究、旅游資源開發(fā)提供了十分寶貴的資料。同時有力的推動了貴州洞穴資源的調(diào)查與測繪工作,提高了貴州洞穴的調(diào)查研究程度[24]。其中,綏陽雙河洞就是貴州省山地資源研究所先后和日本洞窟學(xué)會、法國洞穴聯(lián)盟青年洞穴潛水協(xié)會歷經(jīng)26年的成果,并于2004年成功申報國家地質(zhì)公園,截至2014年12月,雙河洞系統(tǒng)以161.788km繼續(xù)領(lǐng)跑中國第一長洞;1987年探測的織金洞(打雞洞)被《中國國家地理》雜志評為中國最美洞穴,2015年成功申報世界地質(zhì)公園,如今洞內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋,為洞穴智慧旅游做好了鋪墊;1985年探測的龍宮,已然和黃果樹瀑布組成了貴州喀斯特旅游的一張名片;1989年在紫云格必河發(fā)現(xiàn)的苗廳譽為“中國第一大洞廳”,2014年中、英科學(xué)家?guī)暇艿?D激光掃描儀再次前往測量,苗廳最終被確認(rèn)為“世界上容積最大的洞室”,考察報告刊登在《美國國家地理》雜志上。現(xiàn)代洞穴探險國際合作不僅逐漸揭開了貴州地下神秘世界的面紗,并且使世界上的洞穴研究者和探洞愛好者認(rèn)識了貴州,提高了貴州洞穴的知名度,其中不少洞穴被開發(fā)為旅游景點,成為貴州經(jīng)濟社會發(fā)展新的增長點。但貴州省至今還未形成一整套喀斯特洞穴資源數(shù)據(jù)的共享平臺,缺乏對外宣傳的窗口,成為阻滯貴州省洞穴資源合理開發(fā)與保護利用的瓶頸。3貴州喀斯特洞穴旅游資源信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的契機當(dāng)前貴州旅游業(yè)發(fā)展正處于優(yōu)越的政策環(huán)境之下:國務(wù)院《關(guān)于進一步促進貴州經(jīng)濟社會又好又快發(fā)展的若干意見》(國發(fā)[2012]2號)明確了把貴州省建設(shè)成為全國“旅游發(fā)展創(chuàng)新區(qū)”作為貴州發(fā)展的重大戰(zhàn)略之一;2013年省委省政府決定實施“5個100工程”作為實現(xiàn)貴州又好又快發(fā)展的主要抓手,其中重點“打造100個旅游景區(qū)”成為貴州省實施“5個100工程”的主要內(nèi)容之一;《中共貴州省委貴州省人民政府關(guān)于加強科技創(chuàng)新促進經(jīng)濟社會更好更快發(fā)展的決定》(黔黨發(fā)[2011]27號)指出要大力發(fā)展我省特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),圍繞我省煙、酒、茶、藥、旅游等特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),整合科技資源,以突破關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)、關(guān)聯(lián)技術(shù)為重點,推動特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新成果應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級。這一系列利好政策既明確了貴州省旅游的主體地位,又在科技創(chuàng)新方面提出了更高的要求?，F(xiàn)代社會網(wǎng)絡(luò)化、科技化的發(fā)展程度越來越高,信息技術(shù)已經(jīng)被運用到旅游產(chǎn)業(yè)的很多環(huán)節(jié),如雨后春筍般建立起來的各大旅游咨詢網(wǎng)站、智能手機移動終端的旅游應(yīng)用、二維碼電子門票、酒店預(yù)訂、機票預(yù)訂、線路規(guī)劃、電子導(dǎo)游等都是典型的代表,可見信息科技成為了旅游產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要力量。國家旅游局在《中國旅游業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃綱要》中就提出“以旅游信息化建設(shè)為引領(lǐng),加強現(xiàn)代科技技術(shù)特別是信息技術(shù)在旅游業(yè)中的廣泛應(yīng)用,推進旅游產(chǎn)品和服務(wù)的升級,滿足多樣化的現(xiàn)代需求”。旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)成為貴州省級發(fā)展戰(zhàn)略,貴州省正在全力落實全省旅游規(guī)劃工作,3萬億元投資助力“國家公園省”建設(shè),全省旅游行業(yè)智慧旅游建設(shè)蓬勃開展。喀斯特洞穴作為貴州最重要的特色旅游資源之一,是未來信息化旅游發(fā)展的重要載體。4貴州喀斯特洞穴旅游資源信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的契機結(jié)合貴州近30年來中外聯(lián)合科考積累下來的寶貴經(jīng)驗,集成喀斯特洞穴探測、數(shù)據(jù)存儲及挖據(jù)關(guān)鍵技術(shù),規(guī)范洞穴調(diào)查與編錄工作,構(gòu)建喀斯特洞穴信息數(shù)據(jù)庫,并充分運用現(xiàn)代空間技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),搭建貴州喀斯特洞穴旅游資源信息化服務(wù)平臺,根據(jù)公眾需要提供相應(yīng)的技術(shù)服務(wù),從而實現(xiàn)將現(xiàn)代信息技術(shù)與旅游業(yè)相結(jié)合,給傳統(tǒng)的洞穴游覽增添新的動力。4.1喀斯特洞穴數(shù)據(jù)采集及圖形表達技術(shù)規(guī)范洞穴勘測所得的數(shù)據(jù)和圖形是調(diào)查和探險活動被公認(rèn)的基礎(chǔ)和依據(jù)。國外許多國家和地區(qū)都十分重視對洞穴資源的調(diào)查和編錄工作,但貴州洞穴資源的綜合調(diào)查研究、歸類匯總、建庫[25]等工作滯后,洞穴資料分散而凌亂,整個洞穴資源“家底”仍然不清楚,探洞技術(shù)和方法有待提高和規(guī)范,洞穴數(shù)據(jù)采集與圖形表達規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,一系列技術(shù)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)有待研發(fā)和制訂。因此,首先要總結(jié)或改進世界喀斯特洞穴資源探測先進技術(shù),研制喀斯特洞穴數(shù)據(jù)采集及圖形表達技術(shù)規(guī)范,促進洞穴勘測規(guī)范化操作以及數(shù)據(jù)共享,規(guī)范貴州乃至全國其它喀斯特地區(qū)洞穴調(diào)查與編錄工作。4.2不同來源、不同軟件平臺下洞穴圖繪制數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換研究長期以來,喀斯特洞穴資源調(diào)查內(nèi)容分散而凌亂,并多重復(fù)性工作,成果不利于合理共享。因此首先要廣泛收集各種資料,包括論文、專著、報告、網(wǎng)絡(luò)、媒體等,然后統(tǒng)一分類整理,并研究它們?nèi)绾无D(zhuǎn)換到Skyline平臺將是構(gòu)建數(shù)據(jù)庫工作的基礎(chǔ)。4.3洞穴資源空間信息數(shù)據(jù)庫規(guī)范構(gòu)建以喀斯特洞穴空間分布為基礎(chǔ),以巖溶洞穴學(xué)先進理論為指導(dǎo),以地質(zhì)觀察研究為基礎(chǔ),采用GIS技術(shù)支持,利用廣泛搜集的資料,合理選取洞穴資源特征屬性信息,依托Skyline平臺,規(guī)范構(gòu)建喀斯特洞穴信息數(shù)據(jù)庫。記錄內(nèi)容包括洞穴位置、地貌部位、地質(zhì)背景、規(guī)模特征、景觀特征、科學(xué)研究、文獻資料和照片等。4.4喀斯特洞穴數(shù)據(jù)庫管理應(yīng)用與數(shù)據(jù)挖掘運用構(gòu)建的洞穴空間信息數(shù)據(jù)庫進行有效、快捷的信息查詢,同時疊加地形圖、水文地質(zhì)圖、遙感影像圖和交通圖等進行空間分析,可宏觀分析洞穴空間分布規(guī)律、水資源開發(fā)利用價值、旅游開發(fā)與保護途徑、資源優(yōu)化配置方案等。4.5貴州喀斯特洞穴旅游資源信息化服務(wù)平臺建設(shè)充分利用現(xiàn)代空間技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),結(jié)合貴州省“洞穴王國”的省情及資源開發(fā)利用的實際需求,建立一套面向公眾的貴州喀斯特洞穴資源信息化服務(wù)平臺,向客戶端提供技術(shù)服務(wù),滿足大眾科普、洞穴科學(xué)研究、資源合理開發(fā)利用與優(yōu)化配置等各類工作需要(圖1)。5結(jié)語喀斯特洞穴是貴州特色旅游最重要的名片之一,在國內(nèi)外享有較高的知名度,成為世界喀斯特旅游的重要目的地。傳統(tǒng)的洞穴旅游顯