【摘要】： 近年來，隨著現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境研究和現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，3S技術(shù)正在不斷深入和廣泛地應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域，數(shù)字生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)成為重要的發(fā)展趨勢。但是目前國內(nèi)實(shí)際運(yùn)行的生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測系統(tǒng)還很少，技術(shù)手段還很不完善，遙感和GIS沒有實(shí)現(xiàn)有機(jī)的融合，生態(tài)信息的提取主要依靠目視解譯或人機(jī)交互的辦法，圖像處理和GIS商業(yè)軟件難于滿足大區(qū)域、復(fù)雜系統(tǒng)的需求，許多軟件不能有效集成，系統(tǒng)信息難以實(shí)現(xiàn)有效共享，導(dǎo)致在現(xiàn)階段還是難于全面、準(zhǔn)確、迅速地實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的實(shí)時動態(tài)監(jiān)測和預(yù)報，直接影響了保護(hù)措施和調(diào)控對策的實(shí)施效果。 塔里木河流域面積102×10~4km~2，是我國重要的少數(shù)民族聚居區(qū)，國家級棉花、石油化工基地和21世紀(jì)能源戰(zhàn)略接替區(qū)，，具有十分重要的政治、軍事和經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略地位，但近幾十年來，隨著人口增加，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，水資源的無序開發(fā)和低效利用，下游近400km河道斷流萎縮，尾閭臺特瑪湖干涸，中下游植被衰敗，并有向上游發(fā)展的趨勢，生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化。本論文根據(jù)塔里木河流域生態(tài)變化特征和生態(tài)保護(hù)治理與管理需求，在國家重大項(xiàng)目“塔里木河流域水量調(diào)度管理系統(tǒng)”支持下，利用組件式GIS技術(shù)進(jìn)行二次開發(fā)，為塔里木河流域設(shè)計、研發(fā)、建立了生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。通過對“塔里木河流域生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)”平臺理論、總體設(shè)計與開發(fā)的深入研究，取得了以下重要成果和結(jié)論。 1．在“數(shù)字流域”框架體系下，以生態(tài)環(huán)境遙感業(yè)務(wù)流程為主線，充分應(yīng)用并集成“3S”技術(shù)手段，開發(fā)建立了生態(tài)環(huán)境遙感數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲管理、動態(tài)監(jiān)測、分析與預(yù)警，及信息共享的大型綜合性、業(yè)務(wù)化運(yùn)行系統(tǒng)。系統(tǒng)操作簡單，使用方便，結(jié)構(gòu)合理，邏輯關(guān)系清楚，實(shí)用性強(qiáng)。采用“數(shù)據(jù)流集成式”的體系結(jié)構(gòu)，以數(shù)據(jù)集成為中心，以各子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)流動關(guān)系為紐帶，把整個系統(tǒng)集成為基于子系統(tǒng)數(shù)據(jù)間關(guān)系緊密、物理結(jié)構(gòu)松散的組件式系統(tǒng)，為數(shù)字塔里木河流域建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。 2．根據(jù)塔里木河流域生態(tài)環(huán)境及相關(guān)因素的數(shù)據(jù)現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢，采用數(shù)據(jù)倉庫管理技術(shù)，以及空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一體化、多源數(shù)據(jù)無縫集成、海量空間數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的建庫思想，設(shè)計了可以實(shí)現(xiàn)拓?fù)浜头峭負(fù)�、空間和屬性、矢量-柵格一體化的流域空間數(shù)據(jù)庫，科學(xué)地解決了如何在“計算機(jī)”中對流域的“復(fù)雜實(shí)體”和“海量空間數(shù)據(jù)”進(jìn)行有效組織和一體化管理問題，建立了塔里木河流域多源、多尺度、多類型、跨帶的無縫、海量空間數(shù)據(jù)庫。 3．采用不同尺度、不同時間分辨率的遙感影像數(shù)據(jù)，構(gòu)建了多層次、多目標(biāo)的流域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測運(yùn)行體系。根據(jù)塔里木河地物類型、地形等區(qū)域特征，采用分級分類的思想，研發(fā)了大區(qū)域生態(tài)環(huán)境遙感信息自動提取模塊，應(yīng)用于塔里木河流域內(nèi)的土地利用、荒漠化、植被、鹽漬化等專題信息提取，信息提取精度達(dá)到87％，校正后達(dá)到95％，建立了大規(guī)模信息提取技術(shù)應(yīng)用的方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 為方便信息自動提取和人機(jī)交互解譯，設(shè)計建立了全新、完善的知識庫系統(tǒng)，提高了信息提取、交互解譯和動態(tài)監(jiān)測的精度，實(shí)現(xiàn)了解譯標(biāo)志和參考信息系統(tǒng)化管理。 4．研究開發(fā)實(shí)現(xiàn)了遙感與GIS功能的有機(jī)融合。分別基于IDL語言和AO控件開發(fā)，在統(tǒng)一界面下實(shí)現(xiàn)了遙感影像數(shù)據(jù)處理、標(biāo)志建立、信息提取、編輯校正、動態(tài)監(jiān)測和分析統(tǒng)計的一體化工作流程；其次，在“數(shù)據(jù)流集成式”的體系結(jié)構(gòu)下，遙感監(jiān)測信息還可以利用生態(tài)分析子系統(tǒng)的強(qiáng)大空間分析能力進(jìn)行數(shù)據(jù)的深層分析和運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)生態(tài)預(yù)警和土地利用變化趨勢分析�？朔艘酝b感圖像處理軟件和GIS軟件各自的弱點(diǎn)，將遙感圖像處理、信息提取與GIS編輯分析功能有效地集成為實(shí)用性更強(qiáng)的系統(tǒng)。 5．將CA模型與GIS的專業(yè)分析有機(jī)地結(jié)合在一起，綜合考慮了多種影響因素，建立了大范圍的土地利用趨勢分析(GeoCA-Landuse)模型，開發(fā)了塔河流域“三源一干”土地利用趨勢分析模塊。為流域長遠(yuǎn)規(guī)劃提供了決策支持，極大地提升了系統(tǒng)的輔助決策能力。 論文研究在遙感信息自動提取，RS與GIS一體化，大型綜合性、運(yùn)行化生態(tài)遙感監(jiān)測系統(tǒng)研制等方面具有一定創(chuàng)新，對生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測系統(tǒng)研究具有重要的推動作用，對“數(shù)字流域”建設(shè)也具有參考價值。
【圖文】：

流域總面積為102xl0飯耐，其中位于我國境內(nèi)流域面積99.6x~一火\克公、_\什‘({廣、一~米)勺’爾一卜‘)圖2.‘西藏自治區(qū)研究區(qū)交通位里示意圖1了km，，境外流域面積 2.4X10飯擴(kuò)。區(qū)內(nèi)三面環(huán)山，西高東低，氣候干旱，降水稀

土壤鹽漬化監(jiān)測。根據(jù)上述原則和要求，系統(tǒng)從宏觀到精細(xì)、從全區(qū)到局部構(gòu)建了三個層次的監(jiān)測體系，見圖5.1、表5.1。采用低空間分辨率、高時間分辨率的MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行全流域(圖5.1中整體輪廓范圍)1:50萬比例尺宏觀監(jiān)測;采用中空間分辨率的Landsat一7的TM/ETM‘(ASTER)數(shù)據(jù)和CBERS數(shù)據(jù)進(jìn)行“四源一干”(圖5.1中棕色邊界范圍內(nèi))1:10萬比例尺監(jiān)測;采用高空間分辨率的SPOT一5數(shù)據(jù)和QU工CKB工RD數(shù)據(jù)對干流中下游重點(diǎn)地區(qū)(圖5.1中藍(lán)色方框范圍內(nèi))進(jìn)行1:l萬比例尺詳細(xì)監(jiān)測，從中游往下游依次為烏斯?jié)M、喀爾達(dá)依和臺特瑪湖三個重點(diǎn)監(jiān)測區(qū)，其中烏斯?jié)M和喀爾達(dá)依采用SPOT一5數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，臺特瑪湖采用 QuiCkbird數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測。從而既可以對流域進(jìn)行宏觀控制，又可以準(zhǔn)確掌握重點(diǎn)區(qū)域的生
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：X87

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 童云英;王宇;步永偉;;基于高分遙感影像的河道遙感普查——以紹興市本級為例[J];浙江水利科技;2016年04期

2 張鵬;;試論孔雀河流域中水量的監(jiān)測方案與實(shí)施[J];地下水;2015年03期

3 高凡;閆正龍;黃強(qiáng);;流域尺度海量生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)建庫關(guān)鍵技術(shù)——以塔里木河流域?yàn)槔齕J];生態(tài)學(xué)報;2011年21期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 牛婷;塔里木河下游植被恢復(fù)遙感定量評估研究[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

2 喬長錄;半干旱地區(qū)大型灌區(qū)水文生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)測與綜合評價研究[D];長安大學(xué);2012年

3 閆正龍;基于RS和GIS的塔里木河流域生態(tài)環(huán)境動態(tài)變化與生態(tài)需水研究[D];西安理工大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李炳意;黃土高原煤礦區(qū)土地生態(tài)環(huán)境評價與動態(tài)分析[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2016年

2 喬君;釜溪河流域生態(tài)環(huán)境要素數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用分析系統(tǒng)[D];電子科技大學(xué);2016年

3 齊予海;塔河生態(tài)輸水遙感監(jiān)測技術(shù)與軟件系統(tǒng)研發(fā)[D];鄭州大學(xué);2014年

4 李f

本文編號：2634529