地理計算語言,為大眾賦能地理智慧。
——DAS Team
DAS系統自2019年5月正式推出以來,受到很多人關注,有50多所高校、100多家單位使用。2020年8月清華大學建築學院在建築測量學實習中,將DAS作為GIS實操軟體進行GIS實踐教學,取得很好的教學效果,學生對DAS系統提出很多寶貴意見,如系統安裝等問題。為此,DAS團隊對系統進行了調整,並將系統分為【DAS基礎包】、【Python定製包】與【DAS工程包】三部分。為方便系統應用,現將更新有關事項說明如下。
DAS是清華DAS團隊於2019年初針對目前GIS應用存在的問題所提出的一種全新的GIS應用模式——「文檔即系統」(Document As a System,簡稱DAS),其核心思想是在MS Word或金山 WPS文檔處理環境下由業務人員利用地理計算語言對地理計算過程進行規範化描述,形成計算機可以理解的智能文檔,之後由智能文檔驅動後臺系統完成地理計算。
在新型地理計算模式中,地理計算語言(GeoComputationLangage,簡稱G語言)是其中的核心技術,該語言是一種業務人員易於理解和掌握,計算機可識別並執行的一套地理計算的指令集,與具體的程式語言無關,與具體的GIS平臺無關。在這裡所定義的G語言一套針對地理計算任務的類似自然語言的程式語言,普通沒有編程能力的業務人員無需花費很多精力即可掌握。同時,該語言所定義的地理計算關鍵詞與GIS平臺無關,這就意味著,業務人員無需掌握GIS平臺(如ESRI的ArcGIS,超圖的SuperMap)的操作,也可利用G語言進行複雜的地理計算。這樣,在DAS地理計算模式下,GIS的應用就從GIS平臺級應用跨入了語言級應用。
作為一種全新的GIS應用模式,DAS與傳統GIS應用系統不同,它提供了一種簡潔、方便的基於Word文檔構建地理分析模型的方式,普通不懂編程、對GIS軟體不熟悉的用戶也可通過我們提供的應用案例,搭建適合自己學習、工作的GIS地理分析系統。
目前,DAS已形成了從理論研究、平臺開發到應用實踐較為完整的體系架構,其中,理論研究部分的內容已出版專著(周文生,新型地理計算模式及其在雙評價中的應用,測繪出版社,2019);系統開發部分已完成G語言解釋器DAS2020的開發,並對外發布;應用實踐部分已先後完成「國土空間規劃雙評價智能數據處理與分析系統」、「全球新冠肺炎疫情時空分析系統」、「時空大數據爬取與分析系統」以及「清華GIS實踐教學系統」的開發,其中「國土空間規劃雙評價智能數據處理與分析系統」已在全國正在開展的國土空間規劃雙評價中發揮作用,「清華GIS實踐教學系統」也已在清華大學GIS教學中使用。
本系統是參照《資源環境承載能力和國土空間開發適宜性評價指南》(2019年6月版,2020年1月正式版)採用DAS模式所開發的支持當前國土空間規劃雙評價工作的GIS應用系統,其功能涵蓋了雙評價的所有計算,主要包括:單項評價(生態評價,土地資源評價,水資源評價,氣候評價,環境評價,災害評價和綜合優勢度評價)、集成評價(生態保護重要性,農業生產適宜性,城鎮建設適宜性,農業生產承載規模和城鎮建設承載規模)、綜合分析(資源環境稟賦分析,問題和風險識別,農業潛力分析,城鎮潛力分析和情景分析)、可選評價(海洋開發利用適宜性,文化保護重要性和礦產資源開發適宜性)、對比分析(現狀對比,三線對比,省市對比和其他對比)、地圖分析(專題圖集,疑點圖譜和評價成果)。同時,該系統也具有可擴展性,可滿足後續國土空間規劃數據分析、數據處理工作的要求。
在全球新冠病毒疫情嚴峻時,大家對於疫情的實時動態都非常關注。為此,清華DAS團隊採用DAS模式構建了「全球新冠病毒疫情分析系統」,用戶每天花300多秒在Word中運行該系統,就能生成一系列的疫情專題地圖、統計圖、預測圖,通過圖說的形式向大家展示全球疫情最新變化。此外,用戶也可用簡單、易學的G語言在Word中定製自己所需的的專題圖和統計圖,方便研究和交流。
時空大數據是指與時空位置相關的一類大數據,是時空信息與大數據的融合,具有時間維度與空間維度的特性。軌跡數據、社交媒體的位置籤到數據、手機信令數據、網際網路電子地圖、公交刷卡數據等均為時空大數據的代表,這些數據已在居民時空行為研究、城市交通現狀研究、城市功能分區研究、城市增長邊界劃分、規劃評估、城市體檢等領域取得了較好的應用效果。
網絡地圖數據是時空大數據的一大類別,主要來源於谷歌、百度、騰訊、高德等網際網路電子地圖,如POI、熱力圖、實時定位數據。這些網際網路公司目前在其開放平臺通過API向社會提供了時空大數據,這些數據具有覆蓋面廣、更新快、錯誤少等重要特徵,使得時空大數據的廣泛應用成為現實。
為方便更多用戶進行時空大數據的發掘,DAS團隊採用DAS模式構建了時空大數據爬取與分析系統,該系統採用DAS技術將繁雜的大數據抓取過程進行高效封裝,形成爬取瓦片地圖、興趣點、興趣線、興趣面、街景圖片、人口遷徙等一系列關鍵詞,這些關鍵詞與其他空間分析關鍵詞配合,形成了集數據爬取、數據分析以及成果輸出等於一體的高效時空大數據分析平臺,使不熟悉編程、不熟悉GIS的用戶也能輕鬆進行大數據的研究。
隨著GIS技術的日益成熟以及大數據、智能時代的到來,GIS難學、難用(與CAD比較)的問題日益突出,這無疑會影響GIS的普及。作為一項實用技術,GIS已從研究、探索期走進實用期,GIS不再僅僅停留在理論、概念層面,而需要走向社會,為社會、大眾提供服務(手機導航,空間信息查詢,人口熱力圖)。傳統GIS學習模式中,學生通常要花費很多時間和精力去學習軟體的操作(如ArcGIS,SuperMap,MapGIS,QGIS),學生普遍反映傳統GIS軟體體量龐大、工具眾多、操作複雜,這無疑增加了GIS學習的難度。作為教師應該清楚,學習GIS的目的主要是培養學生的地理思維能力,能通過空間分析方法去解決空間問題,而非僅僅是熟悉GIS軟體的操作。
有鑑於此,DAS團隊構建了「DAS.清華GIS實踐教學系統」,該系統通過簡單的地理計算語言(G語言)來描述GIS空間分析模型,著力培養學生地理思維能力,使學生能夠快速掌握GIS空間分析方法並應用於實踐。本系統中的每個實驗均由模型的描述、G語言實現過程以及由專題圖、統計圖和統計表組成的分析結果構成,這些實驗案例來源於國內應用較多的GIS實驗教材,如《ARCGIS地理信息系統空間分析實驗教程》(湯國安,楊昕等,科學出版社,2016),《城市規劃GIS技術應用指南》(牛強,中國建築工業出版社,2012)。所選實驗主要有:住區選址分析、學校選址分析、複雜地形選址分析、空間插值與密度分析、地形分析、服務強度分析、可達性分析、容積率統計分析、城市用地適宜性評價、景觀視域分析、空間格局分析等。
當然,根據教學的實際需要,實驗內容也會不斷擴充,以期通過本系統向用戶提供更多實用的案例,直接用於今後的學習和工作。
在公眾號所提供的下載地址中提供了一個DAS基礎包,一個Python定製庫包(包括8個與ArcGIS10.1至ArcGIS10.8對應的壓縮包,用戶可根據自己電腦中的ArcGIS版本下載),一個DAS工程包(包括雙評價智能數據處理與分析系統、時空大數據爬取與分析以及GIS教學系統3個壓縮包)。
下載地址:https://pan.baidu.com/s/1U1I5bmH8RKKAQGJGtYOc7w
提取碼:rox7
DAS系統包括【DAS基礎包】、【python定製包】及【DAS工程包】三部分。其中【DAS基礎包】為DAS的核心部分,包括地理計算語言(G語言)的解釋器以及G語言集成開發環境;【python定製包】為G語言解釋器的支持庫,該庫預裝了第三方python庫的用戶;【DAS工程包】為基於G語言所開發的各種應用系統。
是地理計算語言(G語言)的解釋器,包括【system】、【setup】、【Python27】以及【Log】4個目錄。【system】包括一個主系統執行文件QHSPJ.exe及其一系列支持文件;【setup】包括G語言IDE配置文件以及第三方Python庫;【Python27】為Python定製庫包的存放位置;【Log】包括系統每次執行時的日誌文件。
是預先安裝了第三方庫的Python包,以防止用戶電腦安裝時對原有系統的影響或不能正常安裝問題,包括ArcGIS10.1至ArcGIS10.8所對應8個壓縮包,用戶可根據自己電腦中的ArcGIS版本下載,下載後解壓至G語言解釋器的【Python27】目錄。
是基於G語言所開發的各種應用系統,目前包括「國土空間規劃雙評價智能數據處理與分析系統」(DASProjectSPJ)、「全球新冠肺炎疫情時空分析系統」 (DASProjectYQ)、「時空大數據爬取與分析系統」(DASProjectDSJ)以及「清華GIS實踐教學系統」 (DASProjectJX)4個壓縮包,後續會根據情況添加新的應用或對已有的應用進行更新。除此之外,為方便用戶定製自建的地理計算模型或系統,【DAS工程包】中還包含一個「用戶定製系統」(DASProjectN),用戶可在了解DAS系統的構建規則基礎上,利用該工程構建自己的地理分析系統。
DAS工程是利用G語言構建的各種應用系統,一個DAS工程包括一個或多個DAS文檔(智能Word文檔)、一個標題文件title.txt、一個菜單文件menu.txt和一個或多個數據目錄。
▲ DAS工程包中包含的文件
DAS文檔:一個由G語言描述的地理分析模型Word文檔,包括各模型的描述、輸入數據、處理過程以及處理結果等內容。
標題文件:用於在運行窗口展示系統標題,用戶可自行編輯。
▲ DAS工程包中的標題文件
菜單文件:用於定製【G語言IDE】卡中【單項評價】、【集成評價】、【綜合評價】等菜單的具體操作項,用戶可自行編輯。
▲ DAS工程包中可編輯的菜單文件
數據目錄:每個【DAS文檔】對應一個【數據目錄】,在【DAS文檔】【基本參數表】中的【基本工作空間】設置。
▲ DAS文檔中的數據目錄
作業系統:可運行ArcGIS10.0以上的Window系統(WIN7,WIN8,WIN10)。
文檔系統:Microsoft Word2011以上,若有問題,建議Word2013。
GIS系統:ArcGIS10.1以上,若有問題,建議ArcGIS10.2。
具體操作:打開【DAS工程】中的Word文檔(密碼為QHSPJ),根據文檔中說明在Word中設置【G語言IDE】工具卡,依次選擇【文件】→【選項】→【自定義功能區】→【導入/導出】→【導入自定義文件】,在文件對話框中導航至系統安裝目錄,選擇【setup】目錄下的【G語言1104.exportedUI】文件。
▲ 設置【G語言IDE】工具卡
具體操作:選擇【G語言IDE】→【環境設置】,在對話框中設置【DAS目錄】、【Python庫目錄】和【創建基本工作空間】。
【DAS目錄】是DAS系統包所在目錄,設置需注意以下兩點:一是【DAS目錄】應設置為軟體包解壓目錄,如d:\QHSPJ2019S1(注意該目錄中應包括system和setup目錄);二是軟體包解壓路徑不能包含漢字、空格和點號。
【Python庫目錄】為ArcGIS的Python庫所在目錄,預設為【DAS目錄】中的Python27/ArcGIS10.X子目錄,該目錄可根據用戶所使用的ArcGIS版本,在公眾號「雙評價DAS」的軟體下載中心下載。用戶也可指定安裝ArcGIS的Python目錄,如ArcGIS10.2的Python庫目錄為c:\Python27\ArcGIS10.2,此時,用戶在執行地理計算任務時會安裝所需的第三方Python庫,而採用第一種方式,則無需安裝第三方庫。
【創建基本工作空間】可根據模板構建項目工作目錄結構,創建後可在文檔【基本信息表】中指定為【基本工作空間】。
▲ 設置運行環境
DAS系統的運行需要外部功能庫的支持,但這些庫只有被首次調用時才需要進行安裝。如執行【單項評價】評價時,需要根據系統提示自動安裝【pywin32】。如果電腦中已安裝該庫,則不會再安裝該庫。
DAS系統中執行【G語言ID】→【基本評價】→【單項評價】中的任意操作時,若之前沒有註冊,系統會提示,退出系統並重新進入後,會給出註冊提示。
▲ 系統註冊提示
當用戶按要求發送信息後,會得到註冊碼簡訊,輸入註冊碼後系統即可繼續運行。
更新日期: 2020年9月28日
更新內容:
1、採用Python定製庫機制,避免因安裝第三方庫所引起的各種問題。
2、各DAS應用工程在首次執行時需在【G語言IDE】通過【環境設置】功能設置【DAS目錄】和【python庫目錄】。
更新日期: 2020年9月28日
更新內容:8個版本Python定製包都預先安裝了以下第三方庫
更新日期:2020年10月9日
更新內容:
1、增加以下單項評價的地理計算模型(用戶需準備自己的數據)。
2、為提高統計分析精確性,增加對柵格捕捉的支持。
3、為提升數據分析的可視性,增加對統計圖輸出支持。
4、生態保護重要性評價中若評價地區地形、地貌差異較大,提供對分區處理的支持。
5、增加三調數據編碼轉換的支持。
更新日期:2020年9月28日
更新內容:
更新了最近一星期的數據。
更新日期:2020年9月28日
更新內容:本次提供如下功能:
1、興趣點數據採集與分析
2、興趣線數據採集與分析
3、興趣面數據採集與分析
4、街景圖片採集與分析
5、人口數據採集與分析
6、坐標轉換
7、瓦片地圖
8、城市選房分析集成應用
後續將陸續提供:社會感知、情感計算、騰訊位置等。
更新日期:2020年9月28日
更新內容:本次提供如下實驗:
1、市區選房分析(矢量)
2、學校選址分析(柵格)
3、市區選房分析(柵格)
4、複雜選址分析(柵格)
5、空間插值與密度分析
6、地形分析
後續將陸續提供:服務強度分析、可達性分析、容積率統計分析、城市用地適宜性評價、景觀視域分析、空間格局分析等。
1、程序閃退問題標識:DAS0101
問題描述:執行計算操作時,程序閃退。
解決方案:運行setup文件夾下的Microsoft.NET.exe,安裝支持文件。
2、 由於宏安全設置,無法找到宏或宏已被禁用問題標識:DAS0102
問題描述:
解決方案:
(1)檢查當前操作文檔是否為DAS文檔(DAS工程中的Word文檔),若無,調入。
(2)加載DAS文件時,文檔上方出現如下的黃色的提示,單擊「啟用內容」即可。
(3)DAS文檔中的宏被殺毒軟體刪除,此時需重新解壓DAS工程包,使用其中DAS文檔即可。
(4)宏被Word禁止,此時需 在Word設置宏,允許宏操作。
3、 ERROR999999亂碼問題標識:DAS0103
問題描述:
解決方案:該情況是由於安裝了ArcGIS漢化版產生的,此時,安裝ArcGIS英文版即可。
1、無法啟動此程序,因為計算機中丟失AfCore.dll
問題標識:DAS0201
問題描述:在ArcGIS10.7、10.8版本下,出現下圖錯誤提示:
當獨立運行ArcMap時,出現下圖錯誤提示:
解決方案:通過殺毒軟體恢復並添加到信任區。
2、基本工作空間目錄不存在
問題標識:DAS0202
問題描述:在【基本參數表】中所設定的【基本工作空間】不存在。
解決方案:在【基本參數表】重新設置即可。
3、無效地圖開發密鑰問題標識:DAS0203
問題描述:ERROR:MapKey[fc832fe4b573b92b743401d105de91**]is invalid,please apply on the website!
解決方案:此處的開發密鑰是開發者的,為防止濫用,後面兩位用**代替。用戶在利用DAS系統訪問百度、高德地圖時,請先去訪問百度、高德地圖官網,申請自己的開發密鑰,然後把密鑰複製在項目下的MapKey.txt文件內,並保存。
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