地理信息系统导论作业。
周莹 51102601006 自然地理学。
海岸带是海洋与陆地交互作用的交接、过渡地带。海岸带范围的形象定义可以描述为以海岸线为基线向海向陆两侧延伸拓展一定距离的海陆交互地带。海岸带作为海洋与陆地相接的地带,是自然界水圈、岩石圈、大气圈和生物圈相互作用最频繁、最活跃之处,具有独特的兼有海、陆两种不同属性的环境特征。
随着社会的不断发展,海岸带逐渐成为当今世界的经济、文化和科学荟萃之地。因此,海岸带已成为一个复杂的人—地系统,即海岸系统。海岸系统一方面有异常复杂的自然动力条件,另一方面又有密集的人类活动,是一个国家经济社会发展最有潜力、最有希望的地带,在信息化时代要求的背景下,海岸带的管理和开发必须应用信息技术为主体的高新技术进行全面参与。
目前中国海岸带管理中的突出地带河口海岸地带作为地学研究的特定对象,其研究方法已从原来的以定性描述为主发展到以定量、半定量为主。传统研究制约于数据存储技术,只能从已有数据和简单的数据模型出发进行局限性的静止研究,而河口海岸研究对象是一个时间和空间相互作用的过程,如果从研究对象的实际出发,我们需要研究的是一个动态过程,这个过程不仅表现为空间上的特性,更需体现出时间特性,是一个时间和空间三维构成的四维过程。借助于计算机的数据存储和处理技术,河口海岸带管理研究将进入一个快速发展的阶段,尤其gis技术的广泛应用,更加强了对研究数据的收集、获取、处理、显示和分析等功能。
概括起来gis技术对海岸带管理研究的应用主要表现在空间数据管理、空间分析、应用模型集成、建立专题信息系统以及空间数据发布等几个方面。以下着重介绍gis空间数据库,可视化和应用模型集成三个功能。
1.空间数据获取与管理,建立数据库系统。
海岸带管理研究内容众多繁杂,涉及范围广,数据量庞大,研究对象和内容通常需要大规模、长时间、大范围、系统化的实地观测。并且所采集的数据往往是不同学科,不同格式、类型、尺度、类型的。各类数据的获取遵循不同学科的研究需求,这直接导致了获取过程和数据**的不同,使得长江河口的研究数据有着各自不同的存储方式。
目前大部分研究数据是基于文件管理的,地形和地质数据就有arcinfo、mapinfo、cad、coreldraw等多种格式,其他数据的存储格式更多,excel格式、word格式、文本格式或者各自直接定义的二进制文件格式。数据类型多、数据结构复杂和数据量大,时态数据的时间序列,以及由于时间维的加入,无限变化造成的历史数据同步积累,形成海量数据。而gis中数据库管理系统在对地理空间数据的管理有以下优势:
一是空间实体定义与高效存储,二是空间关系查寻能力,三是研究对象的时空属性。因此,将gis技术中的数据库管理功能应用到海量数据处理中,将使数据的管理和存储变得简单又方便。gis空间数据库是以空间目标为存储对象,空间目标的表述包括空间数据和属性数据,这两种数据是很明显的异质数据。
同时对两种异质的数据进行存储和分析处理是gis空间数据库区别于其他数据库的主要特征。空间数据库技术在整个地理信息系统中具有举足轻重的地位,它是gis的核心和基础,是gis发展的技术支柱。时空数据库技术方面的任何突破对于推动空间数据的获取与管理都有重要意义,对海岸带管理中所涉及到的数据管理、更新、维护方面的内容操作起来也更加高效便捷。
2.空间分析、可视化表达等。
gis技术具有强大的数据处理与空间分析能力,利用gis的空间可视化技术来表达统计数据包含的信息是海岸带管理近期研究的新趋势,特别是在环境监测,海岸带规划方面这一技术已得到广泛应用。
在gis中,地理信息可视化的内容主要包括:
1)地图数据的可视化表示。其最今本的含义是地图数据的屏幕显示。我们可以根据数字地图数据分类、分级特点,选择相应的视觉变量,制作全要素或分要素表示的课阅读的地图。
2)地理信息的可视化表示。这是利用各种数学模型,把各类统计数据,实验数据、观察数据和地理调查资料等进行分级处理,然后选择适当的视觉变量以专题地图的形式表示出来,如分级统计图、分区统计图和直方图等。
3)空间分析结果的可视化表示。地理信息系统的一个很重要的功能就是空间分析,包括网络分析、缓冲区分析、叠加分析等,分析的结果往往以专题地图的形式来描述。
在海岸带管理中,在涉及**评价海岸带生存环境方面的研究中,通过gis软件,将分析结果直观动态的展示在用户面前,方便用户进行查询和阅读,是研究的重要目的之一。
3.应用模型集成。
利用gis工具获取和管理数据,并能得到初步处理数据后,再与专业研究模型集成,将处理数据应用到专业模型中,实现专业模型的功能。这是gis在专业领域的拓展应用。gis不仅可以对地理空间数据进行编码、存储和提取,而且建立现实世界模型,可以将现实世界各个侧面的思维评价结果作用其上,得到综合分析评价结果,也可以将自然过程、决策和倾向的发展结果以命令、函数和分析模拟程序的方式处理这些数据,模拟出这些过程的发生发展及趋势,对未来的结果作出定量的趋势**,从而预知自然过程的结果,对比不同决策方案的效果以及特殊倾向可能产生的后果,以作出最优决策,避免和预防不良后果的发生。
如将海岸带生态环境实测数据通过有线或者无线方式传输集成,发到中枢控制台,输入到应用模型中,将各种类型的数据分类管理、统一显示,可以实时监测环境变化的动态,节省了大量人力物力,并且数据有很高连续性,更容易发现变化规律。
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