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

1引言洞穴是大自然賜給人類(lèi)的寶貴財(cái)富[1],是地球自然景觀的一個(gè)重要組成部分,亦是一種具有多方面價(jià)值的、不可再生的國(guó)土資源。洞穴形成之后便是一個(gè)環(huán)境相對(duì)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(lèi)文化和生物進(jìn)化的重要場(chǎng)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(kāi)發(fā)價(jià)值。此外,洞穴還有儲(chǔ)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(xiǎn)活動(dòng)推動(dòng)的。洞穴探險(xiǎn)實(shí)踐與洞穴科學(xué)研究相結(jié)合,一般的洞穴愛(ài)好者與洞穴科學(xué)家相結(jié)合的關(guān)系,有力地推動(dòng)著洞穴學(xué)的發(fā)展。作為一門(mén)綜合性的自然科學(xué),洞穴學(xué)在60多年來(lái)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(kāi)發(fā)與資源保護(hù)[11]以及洞穴探測(cè)與制圖[12~16]等相當(dāng)豐富的研究?jī)?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(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要的實(shí)用價(jià)值?？λ固囟囱ㄒ云淞岘囂尥浮⑶ё税賾B(tài)的鐘乳石類(lèi)沉積景觀和幽靜深遠(yuǎn)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(guó)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(shí)間長(zhǎng)度上,還是在洞穴次生化學(xué)沉積物的形態(tài)種類(lèi)和洞穴景觀的旅游價(jià)值上,均處于世界洞穴大國(guó)的地位,但也是探測(cè)程度較低的國(guó)家之一[18]。特別是以貴州高原為中心的中國(guó)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(dòng)力條件,其喀斯特洞穴的演化發(fā)育過(guò)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(duì)較低,知名度不高,貴州“洞穴王國(guó)”這一優(yōu)勢(shì)在旅游業(yè)中并未充分體現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)洞穴的神秘性為冒險(xiǎn)者提供了在黑暗未知的地下世界爬行的體驗(yàn),正受到越來(lái)越多的追捧。洞穴探險(xiǎn)若要在我國(guó)民間普及,貴州具備良好的技術(shù)基礎(chǔ)條件,洞穴探險(xiǎn)與洞穴潛水兩項(xiàng)旅游運(yùn)動(dòng)的開(kāi)發(fā),將成為貴州旅游的新特色,勢(shì)必成為貴州旅游經(jīng)濟(jì)中的新增長(zhǎng)點(diǎn)。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(tái),為旅游業(yè)的發(fā)展提供了新的契機(jī),利用信息化對(duì)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(yáng)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè),迫切需要一種公共的技術(shù)及信息服務(wù)平臺(tái),來(lái)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(shí),運(yùn)用信息技術(shù)協(xié)調(diào)洞穴旅游開(kāi)發(fā)與保護(hù)之間的關(guān)系,簡(jiǎn)化洞穴管理和保護(hù)工作,為洞穴科學(xué)研究提供必要的輔助已成為大勢(shì)所趨。結(jié)合以上需求以及現(xiàn)有工作基礎(chǔ),研究擬通過(guò)制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)來(lái)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(kù),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(jī),建設(shè)貴州喀斯特洞穴旅游資源信息化服務(wù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)資源信息共享并提供應(yīng)用服務(wù),是貫徹落實(shí)“國(guó)發(fā)2號(hào)文件”和貴州省“5個(gè)100工程”的重要途徑,是實(shí)現(xiàn)貴州喀斯特旅游資源國(guó)際影響力快速提升的重要步驟,將有利于促進(jìn)洞穴資源科學(xué)和合理的開(kāi)發(fā)利用,整合聚集國(guó)內(nèi)外喀斯特洞穴研究人才,進(jìn)一步提高我國(guó)洞穴科學(xué)研究在國(guó)際上的地位。2貴州喀斯特洞穴探測(cè)歷史及現(xiàn)狀貴州喀斯特洞穴的探測(cè)歷史,最早可追溯到360多年前中國(guó)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(jìn)入貴州,歷時(shí)一個(gè)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(xì)[19]。而解放前從清朝到20世紀(jì)40年代,除了貴州各縣志對(duì)洞穴有資料性的記載外,對(duì)已洞穴為專(zhuān)題的研究報(bào)道幾乎未見(jiàn)。新中國(guó)成立后,貴州的洞穴探險(xiǎn)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(kāi)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(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所先后與國(guó)際洞穴組織在貴州聯(lián)合開(kāi)展了大規(guī)模的洞穴科考,拉開(kāi)了國(guó)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(zhǎng)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(kāi)發(fā)提供了十分寶貴的資料。同時(shí)有力的推動(dòng)了貴州洞穴資源的調(diào)查與測(cè)繪工作,提高了貴州洞穴的調(diào)查研究程度[24]。其中,綏陽(yáng)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(huì)、法國(guó)洞穴聯(lián)盟青年洞穴潛水協(xié)會(huì)歷經(jīng)26年的成果,并于2004年成功申報(bào)國(guó)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(guó)第一長(zhǎng)洞;1987年探測(cè)的織金洞(打雞洞)被《中國(guó)國(guó)家地理》雜志評(píng)為中國(guó)最美洞穴,2015年成功申報(bào)世界地質(zhì)公園,如今洞內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋,為洞穴智慧旅游做好了鋪墊;1985年探測(cè)的龍宮,已然和黃果樹(shù)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(yù)為“中國(guó)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(cè)量,苗廳最終被確認(rèn)為“世界上容積最大的洞室”,考察報(bào)告刊登在《美國(guó)國(guó)家地理》雜志上。現(xiàn)代洞穴探險(xiǎn)國(guó)際合作不僅逐漸揭開(kāi)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(ài)好者認(rèn)識(shí)了貴州,提高了貴州洞穴的知名度,其中不少洞穴被開(kāi)發(fā)為旅游景點(diǎn),成為貴州經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新的增長(zhǎng)點(diǎn)。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(tái),缺乏對(duì)外宣傳的窗口,成為阻滯貴州省洞穴資源合理開(kāi)發(fā)與保護(hù)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(jī)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(guó)務(wù)院《關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)貴州經(jīng)濟(jì)社會(huì)又好又快發(fā)展的若干意見(jiàn)》(國(guó)發(fā)[2012]2號(hào))明確了把貴州省建設(shè)成為全國(guó)“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(shí)施“5個(gè)100工程”作為實(shí)現(xiàn)貴州又好又快發(fā)展的主要抓手,其中重點(diǎn)“打造100個(gè)旅游景區(qū)”成為貴州省實(shí)施“5個(gè)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(qiáng)科技創(chuàng)新促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)更好更快發(fā)展的決定》(黔黨發(fā)[2011]27號(hào))指出要大力發(fā)展我省特色優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),圍繞我省煙、酒、茶、藥、旅游等特色優(yōu)勢(shì)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(diǎn),推動(dòng)特色優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新成果應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)。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。現(xiàn)代社會(huì)網(wǎng)絡(luò)化、科技化的發(fā)展程度越來(lái)越高,信息技術(shù)已經(jīng)被運(yùn)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(lái)的各大旅游咨詢(xún)網(wǎng)站、智能手機(jī)移動(dòng)終端的旅游應(yīng)用、二維碼電子門(mén)票、酒店預(yù)訂、機(jī)票預(yù)訂、線路規(guī)劃、電子導(dǎo)游等都是典型的代表,可見(jiàn)信息科技成為了旅游產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要力量。國(guó)家旅游局在《中國(guó)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(qiáng)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(jìn)旅游產(chǎn)品和服務(wù)的升級(jí),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(jí)發(fā)展戰(zhàn)略,貴州省正在全力落實(shí)全省旅游規(guī)劃工作,3萬(wàn)億元投資助力“國(guó)家公園省”建設(shè),全省旅游行業(yè)智慧旅游建設(shè)蓬勃開(kāi)展?？λ固囟囱ㄗ鳛橘F州最重要的特色旅游資源之一,是未來(lái)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(jī)結(jié)合貴州近30年來(lái)中外聯(lián)合科考積累下來(lái)的寶貴經(jīng)驗(yàn),集成喀斯特洞穴探測(cè)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(kù),并充分運(yùn)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(tái),根據(jù)公眾需要提供相應(yīng)的技術(shù)服務(wù),從而實(shí)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(dòng)力。4.1喀斯特洞穴數(shù)據(jù)采集及圖形表達(dá)技術(shù)規(guī)范洞穴勘測(cè)所得的數(shù)據(jù)和圖形是調(diào)查和探險(xiǎn)活動(dòng)被公認(rèn)的基礎(chǔ)和依據(jù)。國(guó)外許多國(guó)家和地區(qū)都十分重視對(duì)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(lèi)匯總、建庫(kù)[25]等工作滯后,洞穴資料分散而凌亂,整個(gè)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(dá)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(jìn)世界喀斯特洞穴資源探測(cè)先進(jìn)技術(shù),研制喀斯特洞穴數(shù)據(jù)采集及圖形表達(dá)技術(shù)規(guī)范,促進(jìn)洞穴勘測(cè)規(guī)范化操作以及數(shù)據(jù)共享,規(guī)范貴州乃至全國(guó)其它喀斯特地區(qū)洞穴調(diào)查與編錄工作。4.2不同來(lái)源、不同軟件平臺(tái)下洞穴圖繪制數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換研究長(zhǎng)期以來(lái),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(zhuān)著、報(bào)告、網(wǎng)絡(luò)、媒體等,然后統(tǒng)一分類(lèi)整理,并研究它們?nèi)绾无D(zhuǎn)換到Skyline平臺(tái)將是構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)工作的基礎(chǔ)。4.3洞穴資源空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)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(jìn)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(tái),規(guī)范構(gòu)建喀斯特洞穴信息數(shù)據(jù)庫(kù)。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(xiàn)資料和照片等。4.4喀斯特洞穴數(shù)據(jù)庫(kù)管理應(yīng)用與數(shù)據(jù)挖掘運(yùn)用構(gòu)建的洞穴空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行有效、快捷的信息查詢(xún),同時(shí)疊加地形圖、水文地質(zhì)圖、遙感影像圖和交通圖等進(jìn)行空間分析,可宏觀分析洞穴空間分布規(guī)律、水資源開(kāi)發(fā)利用價(jià)值、旅游開(kāi)發(fā)與保護(hù)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(tái)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(guó)”的省情及資源開(kāi)發(fā)利用的實(shí)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(tái),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(kāi)發(fā)利用與優(yōu)化配置等各類(lèi)工作需要(圖1)。5結(jié)語(yǔ)喀斯特洞穴是貴州特色旅游最重要的名片之一,在國(guó)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