地理信息技術輔助的廣播電視頻率規劃

吳昊聰

摘要：當前，隨著我國電視廣播行業的日漸繁榮，利用地理信息技術對有限的廣播電視無線電波頻率資源進行管理具有重要的意義。在現有平臺和電波傳播模型的基礎上，對地理信息技術在頻率規劃軟件中的應用做進一步研完。最后給出頻率規劃應用軟件的設計方法，實現廣播電視電波信號的最優的人口和面積夜蓋。

關鍵詞：頻率規劃；空間分析；數據整合；輔助決策

引言

針對廣播電視頻率規劃無法直觀展示且耗時耗力的問題，該文提出將地理信息系統的理論與方法應用在廣播電視頻率規劃領域，通過利用地理信息空間數據庫輔助廣播電視部門進行臺站數據管理，有效提高數據管理水平；利用地理信息技術構建電波空間傳播模型，直觀展示電波在真實世界中的傳播及覆蓋情況。結果表明，基于地理信息技術構建的廣播電視頻率規劃軟件直觀展示了頻率之間的相互關系和對未來規劃的影響。該文可為節約頻譜資源，科學地規劃廣播電視頻率提供決策支持。

1概述

針對廣播電視頻率規劃無法直觀展示且耗時耗力的問題，該文提出將地理信息系統的理論與方法應用在廣播電視頻率規劃領域，通過利用地理信息空間數據庫輔助廣播電視部門進行臺站數據管理，有效提高數據管理水平；利用地理信息技術構建電波空間傳播模型，直觀展示電波在真實世界中的傳播及覆蓋情況。結果表明，基于地理信息技術構建的廣播電視頻率規劃軟件直觀展示了頻率之間的相互關系和對未來規劃的影響。該文可為節約頻譜資源，科學地規劃廣播電視頻率提供決策支持。

2廣播電視專題數據整合管理

廣播電視專題空間數據包含兩部分屬性，空間屬性和專題屬性。空間屬性指發射臺所在的空間地理坐標和高程數據等，空間屬性實現臺站的空間一致性檢測，防止出現冗余的臺站數據；專題屬性包括臺站所屬的行政區劃、設臺單位、傳輸節目、天線高度、頻道、波段、天線增益、饋線損耗等屬性。

臺站的空間化編碼是實現臺站數據高效管理的重要手段。臺站的空間編碼由6位標識代碼組成，包括省碼、行政等級和序碼。其中序碼屬于識別碼，對臺站數據進行唯一性標識。臺站所屬發射機編碼由9位代碼組成，包括發射臺編碼、類型和序碼。其中，類型編碼表示調頻F、中波M、電視T、短波S、中央直屬C，序碼編碼表示頻道號。發射機編碼的前6位是所屬臺站的編碼，后3位為發射機標識碼。將空間化的廣電專題數據和基礎地理信息數據整合入庫，構建廣播電視綜合信息數據庫。其中基礎地理信息數據表征了區域的地理要素、空間關系和地形地貌情況，是對地理環境特定的抽象和概括。在現代空間數據庫設計中，為了充分適度地反映空間地理信息，常采用多種比例尺共存的方式，建立多級比例尺銜接的空間數據庫來滿足需求。在已有的基礎地理信息數據庫的基礎上，利用廣電專題數據的空間屬性將兩者整合連接在一起，形成廣播電視綜合信息數據庫。綜合信息數據庫的建立，能有效對眾多繁雜的臺站數據進行分類管理，保證臺站數據的唯一性，消除錯誤、冗余信息。

3地圖數據需求分析

3.1地圖比例尺的選擇

地圖比例尺的大小直接決定著地圖上內容的詳細程度與地形、地質要素的精度。當然，比例尺越大，其詳細程度越高，對應的精度也越高。但所需投入的費用也就越多，而且在信息系統中，數據量也就越大，這在一定程序會影響系統運行的速度。比較理想的情況是，根據云南省廣播電視地理信息系統建立的要求，選擇合適比例尺的地圖，使其既能滿足系統開發建設的要求，又不至于造成經濟上的浪費。根據廣電總局制定的廣播電視覆蓋網規劃方法提出的具體要求，我省廣播電視覆蓋網規劃與管理的系統應當采用的地圖比例尺和內容如下：（1）全省1∶25萬地形圖，該圖應包含行政區劃邊界（詳細到鄉或村界）、主要道路、主要水系、植被、居民點、村或鄉以上行政單位駐地的位置與地名、等高線等。（2）全省1∶100萬地形圖，該圖應包含行政區劃邊界（詳細到縣或鄉）、地（市、州）和縣級行政單位駐地的位置與地名等。（3）指定范圍內各種功率、類型發射臺（發射機）的分布圖。（4）在指定范圍內建立數字地面模型和三維數據模型。

3.2屬性數據與地圖數據的連接

屬性數據與地圖數據的連接有多種方式，歸納起來有如下幾種：（1）直接采用軟件所提供的數據格式實現屬性數據與地圖數據的連接，象MapInfo中的*.tab、*.map、*.dat、*.id，ArcView中的*.shp，*.dbf等；（2）采用ODBC方式將地圖數據與屬性數據庫連接起來；（3）利用新一代的支持空間數據的數據庫系統直接將空間數據與屬性數據存放在同一個數據庫中。根據本項目的要求，在系統中屬性數據與空間數據的存放與連接方式可采用兩個層次，即MapInfo通用的圖形與屬性數據格式和數據庫存放方式。

3.3地圖分層

根據云南省廣播電視覆蓋網規劃與管理信息系統的需求分析可以看出，系統對圖形分層要求較高。將地圖分層存放的好處是可以方便地查詢專題信息和快速制作專題地圖，同時為決策支持提供專題信息。地圖分層的方法主要基于兩個方面的需要：其一是根據地圖要素分層，可按幾何要素中的點、線、面分層，或按地形、地物要素分層，如把地圖內容分為等高線、居民點、道路、水系等層；另一種方法是根據建立地理信息系統的特殊要求分層，如根據云南省廣播電視覆蓋網規劃與管理信息系統的要求，需要建立云南省各種功率、類型發射臺（發射機）的分布圖等。

3.4地圖量算與空間分析

廣播電視覆蓋網規劃與管理信息系統應具有強大和方便的地圖量算功能，當然這也是一個系統必須具備的功能。地圖量算與空間分析的內容包括：任意區域面積量算，任意兩點間距離量算，緩沖區分析，疊加分析，鄰域分析等。

4實際應用

4.1覆蓋區域分析

發射機信號傳播受到地形和介質等干擾，場強覆蓋范圍不能達到理想狀態，要依據實際地理情況對其覆蓋區域進行科學分析。首先要將發射機基本信息通過錄入界面導入系統數據庫，包括發射臺所屬行政區劃、位置、高度、天線極化方式和發射機的波段、功率等級、頻道、天線高度、標準頻道、天線增益、天饋增益、饋線損耗等。通過選擇行政區劃，可在數據視圖中查看某一省發射臺的空間分布情況及發射臺的基本信息。選擇某一發射臺，按照電波傳播模型以及規劃參數、傳播參數和目標函數等系統參數設置，可計算發射機場強的標準覆蓋范圍。

4.2覆蓋干擾分析

由于發射臺站之間存在一定程度的相互干擾，導致其標準覆蓋范圍有重疊區域，因此每個發射機存在一個實際的覆蓋范圍。干擾情況分為3種：干擾欲收發射機的發射機、雙方互相干擾的發射機和受欲收發射機干擾的發射機。干擾類型分為同頻干擾、鄰頻干擾和鏡頻干擾。

結語

由于廣播電視覆蓋網規劃與管理信息系統是一個比較大型的地理信息系統，因此，在項目開發實施時要根據工作需要、技術條件及經費情況制訂合理的開發實施步驟，利用技術首先實現對調頻廣播覆蓋網規劃的設計和計算功能。在系統開發建設過程中要特別注意空間數據與屬性數據庫的建設，尤其在精度、質量上嚴格控制和把關。

參考文獻

[1]呂文斌，龔岳松，李佼.基于網絡地理信息服務的水務綜合管理應用[J].水利信息化，2011（3）：30-34.

[2]孫紅云，等.技術在無線電波場強分析中的應用研究.第十屆中國測繪學會學術年會，2006.

（作者單位：丹東市國土資源信息中心）