8-资源环境信息系统案例分析
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第八章 资源环境信息系统案例分析
3S技术导论 3S技术应用于环境保护与监测 3S技术应用于资源开发与管理 3S技术应用于生态研究与保护
8.1 3S技术导论
GIS是指在计算机软硬件支持下，对空 间信息进行输入、存储、查询、运算、分 析和表达的技术系统。
GIS的优势在于强大的空间分析功能。 地理信息系统是3S技术的中枢模块。
8.2.2 3S技术应用于资源开发与管理
矿产勘查与预测 资源信息系统 自然资源开发 生物资源调查 物种遗传资源
矿产勘查与预测
以当代新的成矿理论为指导，辅以高新技术 手段，和RS-GPS-GIS（即3S）集成技术，综 合研究地质、地理遥感、物化探等成果，进行 多元示矿信息提取，促进新一轮国土资源大调 查，定量定位预测矿产，以期增加储量，使矿 业可持续发展。
资源信息系统
建立具有有限目标和专业特点的地理信息 系统，为特定的专门目的服务，如森林动态 监测信息系统、水资源管理信息系统、矿产 资源信息系统、农作物估产信息系统、草场 资源管理信息系统、水土流失信息系统等。
Fra Baidu bibliotek
自然资源开发
用GIS方法进行野生药用植物资源调查，可 以方便地进行药用植物的查询、量算、分析、 评价、决策和制图。如中草药资源地图有地区 性资源地图、单种资源地图、综合因子地图等。
3S 技术的优势
● 3S技术的集成形成了一个数据实时获取、处理、分析和 决策的快速、高精度、可视化系统。在环境监测与管理、 资源调查与开发、生态研究与保护等方面取得巨大。
●提供全球、大区域精确定位的高频度宏观资源与环境影像， 有助于揭示岩石圈、水圈、大气圈和生物圈的相互关系与 相互作用。 ● 从可见光发展到红外、微波等范围，扩展了人的视野， 加深对生态环境的了解。 ●促进科学研究从定量描述发展到定量分析。 ●在空间上从野外转入室内，在时间上从过去、现在的研 究发展到在三维空间中定量预测未来 。
城乡环境规划
以GIS技术为代表的3S技术以及 CAD等新技术在城市规划领域的综合 应用，从根本上改变了传统城市规划 编制及管理的方法。
环境质量评价
在环境质量评价中，可将地理信息与大气、土壤、 水、噪声等环境要素的监测数据结合在一起，利用 GIS软件的空间分析模块，对整个区域的环境质量 现状进行客观、全面的评价，以反映出区域中受污 染的程度以及空间分布情况。如通过叠加分析，可 以提取该区域内大气污染布图、噪声分布图；通过 缓冲区分析，可显示污染源影响范围等。
8.1.1 遥感(RS)
遥感（RS）是在与目标不直接接触的 情况下，利用电磁波等判定、量测并分析 目标的技术。包括地面遥感、航空遥感和 航天遥感。
主要提供全天候、全时域、全空间和定 量化的时空数据源，如大范围、高精度的 地球空间信息和图像。
台北市中心地段高清晰度照片（4米）
北京天安门和天坛公园附近地区
生态工程与技术
基于3S技术的有机结合和常规手段,通过一系 列遥感数据和实测数据的处理分析,建立解译标 志, 对生态建设工程实施前后两年遥感图像进 行解译,利用地理信息系统矢量化解译的图斑, 经统计分析,得到生态建设工程的治理区域和工 程质量数据,为有关生态建设的决策提供科学依 据。另外,还可以分析气候条件与生态工程树草 成活率的关系。
生物资源调查
利用遥感技术建立覆盖全国、体系健全、遥 感与地面结合、能长期稳定运行的资源动态监 测系统。利用3S的技术优势，并与以往的调查 方法结合，快速了解生物资源的分布区域及分 布面积。有效地管理具有空间属性的各种生物 资源信息，对各种生物资源分布进行快速和重 复的分析测试，便于指导各种资源的调查与保 护，明显地提高工作效率和经济效益。
8.2 3S技术应用于环境保护与监测
环境污染监测 城乡环境规划 全球气候变化 环境质量评价 环境管理与决策
8.2.1 环境污染监测
基于3S技术的环境监测能对大气环境污染、 水域流域污染、生态环境破坏、生物多样性状 况、重大环境事故、全球环境变化等信息进行 准确、及时、科学的处理和评价，从而能够实 现真正意义上的环保管理实时办公自动化与实 时辅助决策。
土壤侵蚀调查
GIS技术有利于土壤侵蚀的动态监测,与其它监测 方式相比,成本相对较低。基于GIS技术建立的土壤 侵蚀预测模型包容了土壤侵蚀的各个因素，减少人 为定级的主观性。
GIS、RS一体化在土壤侵蚀中的应用使得图像、 图形和编辑软件得到有机结合，对土壤侵蚀演变过 程进行快速监测，有利于从宏观上把握土壤侵蚀演 变与分布情况.。
物种遗传资源
在宏观上，采用计算机技术对保种的理论问 题如遗传漂变、选择、迁移、近交等进行计算 机模拟，分析保种的长期效应，同时引入地理 信息系统和图像分析系统对遗传资源作动态的 管理。应用地理信息系统（GIS）、遥感（RS） 及全球定位系统（GPS）技术，监测种质资源 的生物多样性的变化趋势。
8.3 3S技术应用于生态研究与保护
香港特区和维多利亚港
上海浦东新区金茂大厦附近地区
8.1.2 全球定位系统（GPS）
全球定位系统泛指利用卫星技术，实时提供全 球地理坐标的技术。
GPS可以提供全天候、连续、实时、高精度的 三维位置、三维速度以及时间数据。现在定位精 度可以达到米级、厘米级。
定位数据可以直接输入或者加工后输入计算机， 用于数据和遥感影像的校正。
植被资源管理
可以建立区域生物地理信息系统，用于区域植被 资源和病虫害综合管理。结合数据库技术和网络技 术，可以建立区域生物地理信息系统网络，作为数 字地球的有机组成部分，实现区域资源共享。结合 实时遥感数据和实地数据，这个网络可用于病虫草 害的预报、及时发现和防治，生物多样性保护，植 被资源的动态监测和可持续利用。
荒漠化土地治理 生态工程与技术
土壤侵蚀调查 农业产量估测 区域可持续发展
荒漠化土地治理
在RS、GIS、VR等技术的支持下,采集区域 地质、地貌、水文、土壤、植被以及社会 经济要素，建立荒漠化资料数据库，；同 时建立荒漠化动态变化数据库，分析土地 荒漠化的成因、发生过程及发展趋势，建 立土地荒漠化监测评价及预警系统，实现 对土地荒漠化及其灾害的综合研究。
3S技术导论 3S技术应用于环境保护与监测 3S技术应用于资源开发与管理 3S技术应用于生态研究与保护
8.1 3S技术导论
GIS是指在计算机软硬件支持下，对空 间信息进行输入、存储、查询、运算、分 析和表达的技术系统。
GIS的优势在于强大的空间分析功能。 地理信息系统是3S技术的中枢模块。
8.2.2 3S技术应用于资源开发与管理
矿产勘查与预测 资源信息系统 自然资源开发 生物资源调查 物种遗传资源
矿产勘查与预测
以当代新的成矿理论为指导，辅以高新技术 手段，和RS-GPS-GIS（即3S）集成技术，综 合研究地质、地理遥感、物化探等成果，进行 多元示矿信息提取，促进新一轮国土资源大调 查，定量定位预测矿产，以期增加储量，使矿 业可持续发展。
资源信息系统
建立具有有限目标和专业特点的地理信息 系统，为特定的专门目的服务，如森林动态 监测信息系统、水资源管理信息系统、矿产 资源信息系统、农作物估产信息系统、草场 资源管理信息系统、水土流失信息系统等。
Fra Baidu bibliotek
自然资源开发
用GIS方法进行野生药用植物资源调查，可 以方便地进行药用植物的查询、量算、分析、 评价、决策和制图。如中草药资源地图有地区 性资源地图、单种资源地图、综合因子地图等。
3S 技术的优势
● 3S技术的集成形成了一个数据实时获取、处理、分析和 决策的快速、高精度、可视化系统。在环境监测与管理、 资源调查与开发、生态研究与保护等方面取得巨大。
●提供全球、大区域精确定位的高频度宏观资源与环境影像， 有助于揭示岩石圈、水圈、大气圈和生物圈的相互关系与 相互作用。 ● 从可见光发展到红外、微波等范围，扩展了人的视野， 加深对生态环境的了解。 ●促进科学研究从定量描述发展到定量分析。 ●在空间上从野外转入室内，在时间上从过去、现在的研 究发展到在三维空间中定量预测未来 。
城乡环境规划
以GIS技术为代表的3S技术以及 CAD等新技术在城市规划领域的综合 应用，从根本上改变了传统城市规划 编制及管理的方法。
环境质量评价
在环境质量评价中，可将地理信息与大气、土壤、 水、噪声等环境要素的监测数据结合在一起，利用 GIS软件的空间分析模块，对整个区域的环境质量 现状进行客观、全面的评价，以反映出区域中受污 染的程度以及空间分布情况。如通过叠加分析，可 以提取该区域内大气污染布图、噪声分布图；通过 缓冲区分析，可显示污染源影响范围等。
8.1.1 遥感(RS)
遥感（RS）是在与目标不直接接触的 情况下，利用电磁波等判定、量测并分析 目标的技术。包括地面遥感、航空遥感和 航天遥感。
主要提供全天候、全时域、全空间和定 量化的时空数据源，如大范围、高精度的 地球空间信息和图像。
台北市中心地段高清晰度照片（4米）
北京天安门和天坛公园附近地区
生态工程与技术
基于3S技术的有机结合和常规手段,通过一系 列遥感数据和实测数据的处理分析,建立解译标 志, 对生态建设工程实施前后两年遥感图像进 行解译,利用地理信息系统矢量化解译的图斑, 经统计分析,得到生态建设工程的治理区域和工 程质量数据,为有关生态建设的决策提供科学依 据。另外,还可以分析气候条件与生态工程树草 成活率的关系。
生物资源调查
利用遥感技术建立覆盖全国、体系健全、遥 感与地面结合、能长期稳定运行的资源动态监 测系统。利用3S的技术优势，并与以往的调查 方法结合，快速了解生物资源的分布区域及分 布面积。有效地管理具有空间属性的各种生物 资源信息，对各种生物资源分布进行快速和重 复的分析测试，便于指导各种资源的调查与保 护，明显地提高工作效率和经济效益。
8.2 3S技术应用于环境保护与监测
环境污染监测 城乡环境规划 全球气候变化 环境质量评价 环境管理与决策
8.2.1 环境污染监测
基于3S技术的环境监测能对大气环境污染、 水域流域污染、生态环境破坏、生物多样性状 况、重大环境事故、全球环境变化等信息进行 准确、及时、科学的处理和评价，从而能够实 现真正意义上的环保管理实时办公自动化与实 时辅助决策。
土壤侵蚀调查
GIS技术有利于土壤侵蚀的动态监测,与其它监测 方式相比,成本相对较低。基于GIS技术建立的土壤 侵蚀预测模型包容了土壤侵蚀的各个因素，减少人 为定级的主观性。
GIS、RS一体化在土壤侵蚀中的应用使得图像、 图形和编辑软件得到有机结合，对土壤侵蚀演变过 程进行快速监测，有利于从宏观上把握土壤侵蚀演 变与分布情况.。
物种遗传资源
在宏观上，采用计算机技术对保种的理论问 题如遗传漂变、选择、迁移、近交等进行计算 机模拟，分析保种的长期效应，同时引入地理 信息系统和图像分析系统对遗传资源作动态的 管理。应用地理信息系统（GIS）、遥感（RS） 及全球定位系统（GPS）技术，监测种质资源 的生物多样性的变化趋势。
8.3 3S技术应用于生态研究与保护
香港特区和维多利亚港
上海浦东新区金茂大厦附近地区
8.1.2 全球定位系统（GPS）
全球定位系统泛指利用卫星技术，实时提供全 球地理坐标的技术。
GPS可以提供全天候、连续、实时、高精度的 三维位置、三维速度以及时间数据。现在定位精 度可以达到米级、厘米级。
定位数据可以直接输入或者加工后输入计算机， 用于数据和遥感影像的校正。
植被资源管理
可以建立区域生物地理信息系统，用于区域植被 资源和病虫害综合管理。结合数据库技术和网络技 术，可以建立区域生物地理信息系统网络，作为数 字地球的有机组成部分，实现区域资源共享。结合 实时遥感数据和实地数据，这个网络可用于病虫草 害的预报、及时发现和防治，生物多样性保护，植 被资源的动态监测和可持续利用。
荒漠化土地治理 生态工程与技术
土壤侵蚀调查 农业产量估测 区域可持续发展
荒漠化土地治理
在RS、GIS、VR等技术的支持下,采集区域 地质、地貌、水文、土壤、植被以及社会 经济要素，建立荒漠化资料数据库，；同 时建立荒漠化动态变化数据库，分析土地 荒漠化的成因、发生过程及发展趋势，建 立土地荒漠化监测评价及预警系统，实现 对土地荒漠化及其灾害的综合研究。