黄基于“3S”技术的钦州市生态环境调查与研究

钦州学院专科毕业论文（设计）钦州学院专科毕业论文（设计）基于“3S”技术的钦州市生态环境调查与研究——以钦州湾海域为例院系资源与环境学院专业地理信息系统与制图制作技术学生班级2009级姓名黄寿逸学号0907303126指导教师单位资源与环境学院指导教师姓名欧业宁指导教师职称助教2012年2月钦州学院专科毕业论文（设计）I基于“3S”技术的钦州市生态环境调查与研究--以钦州湾海域为例地理科学（地理信息系统与地图制作技术）2009级黄寿逸指导教师欧业宁摘要随着信息技术的发展，3S技术在生态环境调查研究中发挥了巨大的作用。文章主要调查研究钦州市钦州湾海域的生态环境，在本次的生态环境调查与研究中，主要运用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)等技术手段，来实现时空变化信息的实时、动态调查、监测以及信息的提取、分析和处理。在不同的时间与空间尺度下对钦州湾海域的生态环境进行调查与研究。经过调查研究发现钦州湾海域的生态环境的变化趋势为海洋转为陆地。此次的转变将会改变原始的海域生态环境，海洋生物生存和发展受到严重制约，生态系统受到严重破坏。关键词：遥感，地理信息系统，全球定位系统，生态环境黄寿逸基于“3S”的钦州市生态环境调查与研究—以钦州湾海域为例IITheinvestigationandresearchofecologicalenvironmentofQinZhouCityBasedon3Stechnology--takeQinZhouBayasexampleThegeographyscience(geographicinformationsystemandmapmanufacturetechnology)2009Huang-Shou-yiInstructor:Ou-Ye-ningAbstractWiththedevelopmentofIT,3Stechnologyplayedahugeroleintheecologicalenvironmentresearch.ThearticleismainlyinvestigatedtheecologicalenvironmentinQinZhouCity,QinZhouBay,Intheecologicalenvironmentofthisinvestigationandresearch,Usingremotesensing(RS),geographicinformationsystems(GIS),GlobalPositioningSystem(GPS)andothertechnicalmeans,Toachievespatialandtemporalchangesinreal-timeinformation,dynamicsurveys,monitoring,andinformationextraction,analysisandprocessing.TheinvestigationandresearchofecologicalenvironmentinadifferenttimeandspatialscalesofQinZhouBay.AfterinvestigationfoundthatthetrendofecologicalenvironmentoftheQinZhouBayoceantoland.Thechangeswillchangetheoriginalmarineecologicalenvironment,Survivalanddevelopmentofmarinelifeareseverelyconstrained,Ecosystemsandcausingseriousdamage.Keyword:RemoteSensing;GeographicInformationSystems;GlobalPositioningSystem;EcologicalEnvironment钦州学院专科毕业论文（设计）III目录1概述………………………………………………………………………………11.1生态环境……………………………………………………………………11.2“3S”技术…………………………………………………………………11.2.1“3S”技术的定义…………………………………………………11.2.2遥感（RS）…………………………………………………………21.2.3地理信息系统(GIS)………………………………………………21.2.4全球定位系统(GPS)………………………………………………21.2.5“3S”技术应用于生态环境的优越性主要体现…………………22前期准备…………………………………………………………………………32.1研究范围的概况…………………………………………………………32.2资料准备…………………………………………………………………43“3S”技术在生态环境的调查与研究方法…………………………………43.1工作流程…………………………………………………………………43.2数据处理…………………………………………………………………53.2.1RS的具体应用……………………………………………………53.2.2生态环境信息的提取……………………………………………73.2.3野外数据调查……………………………………………………74结论与展望………………………………………………………………………84.1结论………………………………………………………………………84.2展望………………………………………………………………………8参考文献…………………………………………………………………………9钦州学院专科毕业论文（设计）11.概述1.1.生态环境生态环境（EcologicalEnvironment）就是“由生态关系组成的环境”的简称，是指影响人类生存与发展的水资源、土地资源、生物资源以及气候资源数量与质量的总称，是关系到社会和经济持续发展的复合生态系统。生态环境问题（EcologicalEnvironmentProblem）是指人类为其自身生存和发展，在利用和改造自然的过程中，对自然环境破坏和污染所产生的危害人类生存的各种负反馈效应。海洋生态环境（OceanEcologicalEnvironment）是海洋生物生存和发展的基本条件，生态环境的任何改变都有可能导致生态系统和生物资源的变化，海水的有机统一性及其流动交换等物理、化学、生物、地质的有机联系，使海洋的整体性和组成要素之间密切相关，任何海域某一要素的变化（包括自然的和人为的），都不可能仅仅局限在产生的具体地点上，都有可能对邻近海域或者其他要素产生直接或者间接的影响和作用。生物依赖于环境，环境影响生物的生存和繁衍。当外界环境变化量超过生物群落的忍受限度，就要直接影响生态系统的良性循环，从而造成生态系统的破坏。1.2.“3S”技术1.2.1.“3S”技术的定义3S技术是指遥感(RemoteSensing，RS)、地理信息系统(GeographicInformationSystem，GIS)和全球卫星定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)的统称，是将空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。3S技术是一个综合的概念，RS、GIS和GPS都是作为单独的技术被提出来的，又经研究成熟后应用到实际当中，三者之间相互依赖、相互补充，只有把三者作为一个统一的整体来研究和应用，才能充分发挥各自的作用，才能运用自如。随着社会的发展，生态环境研究技术的进步，以及可持续发展对生态环境要求的提黄寿逸基于“3S”的钦州市生态环境调查与研究—以钦州湾海域为例2高，3S必然会成为生态环境研究中不可或缺的重要支撑。1.2.2.遥感（RS）遥感是指使用某种遥感器，不直接接触被研究的物体而感测目标的特征信息(一般是电磁波的反射辐射或发射辐射)，经过传输、处理，从中提取人们所需信息的过程。遥感可分为航空遥感、航天遥感等。遥感技术具有探测范围大、技术新颖、成图迅速、收集资料不受地形限制等特点，是获取批量数据快速、高效的现代技术手段，已广泛用于气象气候观测、资源调查与探测、灾害预测预报、土地利用、资源环境监测及其动态更新等的领域。1.2.3.地理信息系统(GIS)地理信息系统是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地表层(包括在大气层)空间中的有关地理分布数据，进行采集、存储、查询、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。由于它将空间位置概念的引入，使原来抽象、枯燥的数据变得生动、直观和易于理解。作为一种综合、优秀的数据采集、分析处理技术，GIS现已广泛运用于测绘、国土、环保、交通及城市规划等领域。1.2.4.全球定位系统(GPS)全球定位系统是建立在无线电定位系统基础之上的空间导航系统，由空间卫星、地面控制站、用户设备三部分组成，利用卫星信号来准确测定待定点的位置，具有全球性、全天候的连续定时定位能力。主要用于实时、快速地提供目标的空间位置，为所获取的空间及属性信息提供准时或准实时的空间定位及地面高程模式。GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效率等显著特点，广泛应用于军事、民用交通(船舶、飞机、汽车等)导航、大地测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查、精确农业技术以及日常生活（跟踪、休闲娱乐)等领域。1.2.5.“3S”技术应用于生态环境的优越性主要体现(1)可以克服传统生态环境研究技术与方法的范围小、现势性差、信息不足等缺点，充分利用3S技术实现对生态环境各要素的综合、动态、实时监测，获取全面、丰富的信息。钦州学院专科毕业论文（设计）3(2)利用GIS对生态环境数据处理与空间分析，可以克服分析方法的不足，实现生态环境信息分析的空间与属性信息一体化分析与综合处理的功能，提高生态环境分析与评价的精度，同时还可以实现对生态环境演变的模拟和预测.(3)3S技术对生态环境的调查与研究的效率高、成本低、精度高、用途广，较传统方法在各方面都有较大的优越性。长期以来，人们对于生态环境调查与研究主要是采用常规的手段和方法，这些手段和方法也解决了人们现实中的许多生态环境研究问题，但随着各种技术的发展，常规的手段也暴露出许多问题，例如：生态环境信息的获取效率低，并且往往因耗时过长而达不到及时、准确和快速的目的;生态环境情况调查需要到现场去操作，尤其在数据动态采样时难以实时、快速、准确地定位，监测结果与实际存在较大误差;对于大范围、宏观的生态环境变化情况难以准确掌握等较难克服的缺点。但是随着遥感技术的发展，遥感技术与常规手段相比，在满足生态环境动态研究的长期性、实时性、综合性和周期性等特点上越来越显示出自身的优势。主要表现在：遥感图像可迅速、重复、动态获取大区域的各种信息，从而为大范围、动态、周期性的生态环境动态监测提供技术支持和成果精度保证;遥感技术能进行高分辨率、多角度、多时相的对地观测，遥感信息处理技术也同步发展，功能由静态分析发展到了动态监测，己能对环境信息进行定量分析、自动成图;随着虚拟现实技术的不断发展，应用三维可视化技术，可实现动态仿真，减少野外调查的周期和经费，提高监测的精度，为环境工作者和决策人员提供可视化的成果载体，特别是对一些有高山、沙漠、海洋等人迹难至的地方，更具有现实意义。2.前期准备2.1.研究范围的概况前期工作首先就是确定研究的范围，本例以钦州湾海域为例。该海域位于钦州市沿海，地理位置位于北纬21°35′05″～21°43′35″，东经108°34′05″～108°42′40″之间，属亚热带海洋性季风气候区，热量丰富，年平均气温21.5～22℃，雨量充沛。2002年前为10平方公里左右的海域，由于国家批准实施《广西北部湾经济区发展规划》，保税港区规划在该海域上，主要布局码头黄寿逸基于“3S”的钦州