學(xué)位論文—基于gis的南海環(huán)境管理信息系統(tǒng)的研究

1、1基于GIS的南海環(huán)境管理信息系統(tǒng)的研究目錄0前言1概述1.1GIS的基本概念及其應(yīng)用1.1.1GIS簡介1.1.2GIS發(fā)展技術(shù)階段1.1.3GIS在海洋環(huán)境管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用1.2國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢1.2.1國外研究狀況1.2.2國內(nèi)研究狀況1.2.3GIS在海洋領(lǐng)域未來的發(fā)展方向2基于GIS的南海環(huán)境管理信息系統(tǒng)2.1環(huán)境管理需求分析2.1.1在南海海洋領(lǐng)域主要的系統(tǒng)集成需求2.1.2禍合南海海洋環(huán)境模型需求2.1.3南海

2、海洋公開化環(huán)境信息共享需求2.1.4南海海洋環(huán)境管理功能需求2.2環(huán)境管理GIS總體設(shè)計2.2.1系統(tǒng)的軟、硬件環(huán)境2.2.2環(huán)境管理地理信息系統(tǒng)的基本組成2.2.3系統(tǒng)目標(biāo)2.2.4系統(tǒng)功能需求2.2.5擬解決的技術(shù)難點2.2.6系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計2.2.7環(huán)境管理系統(tǒng)開發(fā)的流程2.2.8海洋環(huán)境管理信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)過程2.2.9需要注意的一些問題2.2.10主要技術(shù)問題的解決3在海域管理信息系統(tǒng)課題中的設(shè)計應(yīng)用實例3.1總體思路和預(yù)期目標(biāo)3

3、.1.1總體思路3.1.2預(yù)期目標(biāo)3.2主要設(shè)計內(nèi)容和實現(xiàn)方法3.2.1開發(fā)平臺的選擇3.2.2海域使用管理信息數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建3.2.3系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計3.2.4界面設(shè)計4結(jié)論和建議隨著計算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，GIS的應(yīng)用已遍及環(huán)境保護(hù)、資源保護(hù)、災(zāi)害預(yù)測、投資評價、城市規(guī)劃、軍事戰(zhàn)略、政府管理等眾多領(lǐng)域。近年來，隨我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，加速了地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的進(jìn)程，在城市規(guī)劃管理、交通運(yùn)輸、測繪、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、制圖等領(lǐng)域發(fā)揮了革命性

4、的重要作用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在海洋環(huán)境科學(xué)上的應(yīng)用前景同樣是光明的，“數(shù)字海洋”將是一個可及的未來。因此，利用成熟的GIS手段管理海洋環(huán)境信息，實現(xiàn)海洋環(huán)境管理的科學(xué)化、數(shù)字化，美好前景是可以預(yù)期的。建立南海近岸海域環(huán)境海洋環(huán)境地理信息系統(tǒng)，對于該區(qū)域的海洋環(huán)境保護(hù)、海域使用管理、防災(zāi)減災(zāi)等的現(xiàn)代化建設(shè)是必不可少的，也是勢在必行的。360年代初，計算機(jī)技術(shù)開始用于地圖量算、分析和制作，計算機(jī)輔助制圖由于具有快速、靈活、易

5、于更新、質(zhì)量可靠、便于存貯、量測、分類、合并和覆蓋分析等優(yōu)點而迅速發(fā)展起來。到60年代中期，由于大量空間環(huán)境數(shù)據(jù)存貯、分析和顯示技術(shù)方法的改進(jìn)，及計算機(jī)技術(shù)在自然資源和環(huán)境數(shù)據(jù)處理中應(yīng)用的迅速發(fā)展，使計算機(jī)輔助制圖和空間數(shù)據(jù)分析在數(shù)據(jù)自動采集、數(shù)據(jù)分析和顯示技術(shù)等幾個相互聯(lián)系的領(lǐng)域內(nèi)得到極大的發(fā)展。而這些分支領(lǐng)域都傾向于發(fā)展有效的手段，用以從現(xiàn)實世界中按特殊的應(yīng)用目的采集、存貯、檢索、分析、傳輸可顯示的空間數(shù)據(jù)，最終導(dǎo)致了地理信息系統(tǒng)技

6、術(shù)的產(chǎn)生。地理信息系統(tǒng)是對空間數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)，它是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在提供多種空間和動態(tài)的地理信息上，為數(shù)據(jù)的分析提供新的手段，主要有如下特占(1)強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)?，F(xiàn)實世界經(jīng)過模型處理后各種數(shù)據(jù)(包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù))輸入到系統(tǒng)中，系統(tǒng)可有機(jī)地組織、管理并顯示這些數(shù)據(jù)。(2)形象直觀的應(yīng)用界面。系統(tǒng)用電子地圖和用戶交互，使用者可依靠人類固有的對自然界的認(rèn)識和邏輯操作數(shù)據(jù)。(3)強(qiáng)大的空間分析能力。數(shù)據(jù)是空間對象的一種屬性

7、，并可通過地理對象的相關(guān)性進(jìn)行連接、分割、總計等操作，使空間問題的處理簡單迅速。GIS技術(shù)是環(huán)境管理領(lǐng)域廣泛得到應(yīng)用的信息技術(shù)。在環(huán)境管理信息系統(tǒng)中，利用GIS的數(shù)據(jù)可視化優(yōu)點，直觀地表達(dá)環(huán)境管理要素，能夠為環(huán)境管理與決策提供良好服務(wù)InterIntra技術(shù)的迅猛發(fā)展，給GIS技術(shù)的普及和信息社會化共享提供了可能。環(huán)境信息的科學(xué)化、系統(tǒng)化是實現(xiàn)環(huán)境管理科學(xué)化的前提和基礎(chǔ)開發(fā)利用環(huán)境信息的程度，直接影響環(huán)境保護(hù)部門的辦事效率和決策能力。環(huán)

8、境管理信息系統(tǒng)是以GIS和現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)為核心，將環(huán)境信息存貯于電子計算機(jī)中，在計算機(jī)軟硬件的支持下，能夠?qū)?現(xiàn)對環(huán)境信息的管理、查詢、統(tǒng)計、優(yōu)化處理和輸出，或者能夠結(jié)合各種模型和模式進(jìn)行預(yù)測、規(guī)劃、評價和決策，為環(huán)境管理和決策服務(wù)的技術(shù)過程系統(tǒng)[69]。建立環(huán)境管理信息系統(tǒng)最主要的目的之一，是提高環(huán)境管理的效率，直接提供環(huán)境信息服務(wù)和輔助決策支持。用于環(huán)境管理的信息大體來自污染源情況，環(huán)境質(zhì)量，與環(huán)境質(zhì)量相關(guān)的自然環(huán)境，政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)

9、，以及社會、經(jīng)濟(jì)信息等。環(huán)境管理信息系統(tǒng)負(fù)責(zé)將這些信息組織、整理、更新，同時利用各種數(shù)學(xué)方法或環(huán)境模型來分析信息與信息之間聯(lián)系和區(qū)別，挖掘蘊(yùn)藏在環(huán)境事件和現(xiàn)象中的內(nèi)涵和規(guī)律，為環(huán)境管理和決策服務(wù)[10川。環(huán)境問題與地理因素緊密相關(guān)，通常帶有很強(qiáng)的地理或地理分布特征。地理信息系統(tǒng)是在過去30多年內(nèi)發(fā)展起來的一個基于計算機(jī)系統(tǒng)的用于查詢、輸出、管理、分析、操作與表達(dá)地理信息的系統(tǒng)。它可以對在地球上存在的東西和發(fā)生的事件進(jìn)行成圖和分析，把地圖

10、這種獨特的視覺化效果和地理分析功能同一般的數(shù)據(jù)庫操作集成在一起，強(qiáng)調(diào)空間實體及其關(guān)系，注重空間分析與模擬。海洋地理信息系統(tǒng)(MGIS)是GIS在海洋領(lǐng)域中的應(yīng)用，在計算機(jī)軟硬件平臺支持下，將一定海域內(nèi)的信息輸入、存儲、檢索、運(yùn)算、顯示、更新和綜合分析的應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)。其強(qiáng)大的空間分析能力使其有別于電子海圖及海洋數(shù)據(jù)庫，它以海洋地理信息為基礎(chǔ)，能夠?qū)Ｑ筚Y源進(jìn)行管理與分析，在水產(chǎn)養(yǎng)殖、生態(tài)平衡、海域管理、災(zāi)情預(yù)報、污染治理等方面發(fā)揮重大作用

11、。近年來，海洋經(jīng)濟(jì)、海洋政治、海洋科學(xué)等新問題的出現(xiàn)，促使政府、管理部門及學(xué)術(shù)界盡快地、系統(tǒng)地掌握海洋信息，在客觀上促進(jìn)了MGIS的發(fā)展。由于海洋地理信息的上述特點，MGIS亦有其特殊性(1)對全球定位系統(tǒng)(GPS)的依賴性更強(qiáng)，以便更精確地定位(2)與遙感(RS)配合更加緊密，通過RS全天候、大范圍、長周期的觀測，及時更新系統(tǒng)數(shù)據(jù)，了解海洋動態(tài)變化(3)是一種時序的信息系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的動態(tài)模擬功能，通過觀測海水的動態(tài)變化，來反映信息的

12、時空變化。伴隨計算機(jī)以及GIS技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，刺激著地理信息系統(tǒng)在海洋環(huán)境領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，包括海洋環(huán)境管理、環(huán)境影響評價、面源污染分析、污染監(jiān)測、環(huán)境制圖等[l4ls]o1995年，世界銀行B1項目(即建立中國27個省、自治區(qū)級環(huán)境信息系統(tǒng))選用AreInfo作為GIS的開發(fā)平臺，促使了GIS在，我國海洋環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用和發(fā)展。在此后建立的海洋環(huán)境信息系統(tǒng)或管理系統(tǒng)中，或多或少都涉及到了GIS。這些實踐和經(jīng)驗為GIS引進(jìn)到海洋環(huán)