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基于WebGIS和RS的随州市生态环境监测系统文献综述

 2020-04-14 07:04  

1.目的及意义
1.1 目的及意义
地理国情是一个国家基本国情的重要组成部分,它以地球表面自然、生态和人文现象的变化及相互关系、特征等为基本内容,是国家和地区科学发展、可持续发展、和谐发展的重要决策依据。根据生态环境可持续发展的要求进行城市生态环境评价是地理国情监测的重要内容,也是符合我国新发展理念的必然要求。
随州位于湖北省西北部,以“炎帝神农故里、编钟古乐之乡”而闻名海内外。近几年,随着随州市经济的快速发展,资源的不合理开发和人口的高度积聚,随州市的生态安全已处于明显的恶化过程,生态安全综合评价结果处于“不安全、不健康”状态,这已危及到区域经济的可持续发展。目前,在随州市市内基于生态安全的长期、实时监控、预警的研究和应用还非常薄弱,监测技术和网络尚未形成体系,信息资源也较为分散,无法对其生态环境健康风险做出迅速、及时、科学和有针对的判断和决策。因此,建立一个随州市生态环境综合监测体系和信息共享平台,对于维护区域生态环境健康和经济可持续发展具有重要意义。
遥感技术作为目前一种先进的信息采集方式,具有信息量大、成本低、快速等特点,也具备广视域、多波段、多时相等优势,现已成为生态环境监测中非常重要的技术手段。本文利用遥感技术准确提取生态环境因子,并进行生态因子分析,实现对随州市的生态环境的综合评价。同时,论文将使用webgis框架,建立一个能够动态监测生态环境质量的综合系统,为随州市今后的可持续发展与环境保护提供辅助决策。
1.2生态环境监测国内外研究现状
3S技术是宏观生态环境监测发展的方向,是其发展的主要技术基础,在今后较长的一个时期内,遥感手段将在生态环境监测中得到更广泛的应用。目前美国、欧洲、日本和我国都在制定新的观测计划,这些计划的实施将为区域环境监测提供重要的数据。传统监测手段,只能解决局部监测问题,而综合整体且准确完全的监测结果必须依赖3S技术。充分利用计算机技术把遥感、航照、卫星监测、地面定点监控有机结合起来,依靠专门的软硬件使生态监测智能化,利用WebGIS等技术做到信息资源共享,实现生态监测网络化,是目前以及今后相当长的一段时间里监测人员的重点工作内容。
目前,RS和WebGIS技术在国内外宏观生态监测方面的应用已经取得了很大的进展,如雷闪等(2014)利用Landsat7 ETM 遥感影像对山东威海市进行区域生态环境评价,蔡建楠等(2017)从水环境质量监测、水体信息提取、植被资源监测、城市土地覆盖识别、大气环境监测5个方面综述了高分一号 (GF-1)、高分二号 (GF-2) 卫星遥感数据在区域生态环境监测领域的应用,岳昕(2011)研究了基于WebGIS技术的小兴安岭红松林木保护信息系统,Grazia Caradon等(2016)应用WebGIS框架和RS技术对地中海区域的生态环境脆弱性进行评价,Yakubailik等(2016)应用地理空间服务和WebGIS软件解决了生态环境监测方面的问题。
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2. 研究的基本内容与方案

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2.1基本内容
在以上的研究环境和背景下,本课题将结合自然因素、生态环境等因素,建立生态环境评价体系,并结合landsat和DEM等数据完成对随州市生态环境的综合评价,最后建立起一个基于WebGIS的生态环境监测信息系统。
此外,结合其他各级相关部门对随州市生态环境的实时监测数据和信息、报告、文件等,形成随州市的准确、科学的数据信息发布和环保宣传。
2.2技术方案
(1)前期积累
结合本专业知识与论文的所需技术学习相关的WebGIS和RS技术,查阅和收集与生态环境监测相关的文献和资料。
(2)收集数据;
数据包括:遥感影像数据:覆盖整个随州市的 Landsat7 ETM 数据;数字高程模型:全球30m分辨率数字高程数据产品;其他数据:行政区划图,土地利用现状图等;
(3)数据处理;
预处理:Landsat7 ETM 的几何校正、图像增强、数据掩膜等;建立生态环境环境评价体系;根据生态环境评价体系,提取生态因子;
(4)构建随州市生态环境评价综合数据库;
(5)构建基于WebGIS的随州市生态环境动态监测信息平台;
(6)对系统进行分析和评价。

表1 随州市评价指标体系及权重

指数

生物丰度指数

植被覆盖指数

水网密度指数

土地退化指数

环境质量指数

权重

0.25

0.2

0.2

0.2

0.15


图1 WebGIS框架

图2 技术路线图


3. 参考文献

1.杨生田.基于Landsat数据的刚察县生态环境评价体系构建[J].青海大学学报,2018,36(04):41-47.
2、李锐,黄永刚,付东,胡筱敏 .基于WebGIS的流域水生态监测信息系统的研究[J].环境保护科学,2017,43(06):36-39.
3、雷闪,林宗坚,李高峰,姚辉文.应用Landsat7 ETM 遥感影像进行区域生态环境评价[J].北京测绘,2014(03):69-72.
4、岳军红,王涛,任英桥,王圆圆.基于WebGIS的地理信息系统开发应用[J].微型电脑应用,2018,34(12):40-42.
5、王瑛,李媛,张军林.对我国生态监测发展现状的探讨及几点建议[J].环境与发展,2017,29(07):157-158 160.
6、蔡建楠,何甜辉,黄明智.高分一、二号卫星遥感数据在生态环境监测中的应用[J].环境监控与预警,2018,10(06):12-18.
7、江诗琴. 基于WebGIS的森林生态健康评价系统[D].东北林业大学,2018.
8、刘文毫,卫建国,王春阳,徐静.基于B/S架构的植被覆盖度与生态监测系统的设计与实现[J].信息与电脑(理论版),2018(12):94-96.
9、束加稳,杨文培.杭州市生态环境质量综合评价研究[J].生态经济,2019,35(02):128-134.
10、朱蕾. 基于主成分分析法的扬州市生态环境质量评价[D].扬州大学,2013.
11、黄梦雄,朱勤东,赵跃.基于REST和AJAX的WebGIS设计与实现[J].测绘与空间地理信息,2013,36(07):57-59 63 66.
12、闫琰,董秀兰,李燕.基于ENVI的遥感图像监督分类方法比较研究[J].北京测绘,2011(03):14-16.
13、Caradonna, G., Novelli, A., Tarantino, E., Cefalo, R., amp; Fratino, U.. A Webgis Framework for Disseminating Processed Remotely Sensed on Land Cover Transformations[J], Reports on Geodesy and Geoinformatics, 2016.100(1), 27-38.
14、Xiaorong Xue ,Aimin Wang , Hongfu Wang , Fang Xiang.The Use of Remote Sensing Technology in Environmental Protecion[C] ,Wireless Communications Networking and Mobile Computing .2010.6.
15、Yakubailik, Oleg.GEOSPATIAL SERVICES amp; WEB GIS SOFTWARE FOR ENVIRONMENTAL MONITORING PROBLEMS[C],International Multidisciplinary Scientific GeoConference : SGEM : Surveying Geology amp; mining Ecology Management; Sofia Vol. 1, : 657-664. Sofia: Surveying Geology amp; Mining Ecology Management (SGEM).(2016).
16.Vikram .Negi,RaviPathak,Ranbeer,S.RawalIndra,D.Bhatt,SubratSharma.
Long-term ecological monitoring on forest ecosystems in Indian Himalayan Region:Criteria and indicator approach[J],Ecological Indicators Volume 102,July 2019, Pages 374-381.

1.目的及意义
1.1 目的及意义
地理国情是一个国家基本国情的重要组成部分,它以地球表面自然、生态和人文现象的变化及相互关系、特征等为基本内容,是国家和地区科学发展、可持续发展、和谐发展的重要决策依据。根据生态环境可持续发展的要求进行城市生态环境评价是地理国情监测的重要内容,也是符合我国新发展理念的必然要求。
随州位于湖北省西北部,以“炎帝神农故里、编钟古乐之乡”而闻名海内外。近几年,随着随州市经济的快速发展,资源的不合理开发和人口的高度积聚,随州市的生态安全已处于明显的恶化过程,生态安全综合评价结果处于“不安全、不健康”状态,这已危及到区域经济的可持续发展。目前,在随州市市内基于生态安全的长期、实时监控、预警的研究和应用还非常薄弱,监测技术和网络尚未形成体系,信息资源也较为分散,无法对其生态环境健康风险做出迅速、及时、科学和有针对的判断和决策。因此,建立一个随州市生态环境综合监测体系和信息共享平台,对于维护区域生态环境健康和经济可持续发展具有重要意义。
遥感技术作为目前一种先进的信息采集方式,具有信息量大、成本低、快速等特点,也具备广视域、多波段、多时相等优势,现已成为生态环境监测中非常重要的技术手段。本文利用遥感技术准确提取生态环境因子,并进行生态因子分析,实现对随州市的生态环境的综合评价。同时,论文将使用webgis框架,建立一个能够动态监测生态环境质量的综合系统,为随州市今后的可持续发展与环境保护提供辅助决策。
1.2生态环境监测国内外研究现状
3S技术是宏观生态环境监测发展的方向,是其发展的主要技术基础,在今后较长的一个时期内,遥感手段将在生态环境监测中得到更广泛的应用。目前美国、欧洲、日本和我国都在制定新的观测计划,这些计划的实施将为区域环境监测提供重要的数据。传统监测手段,只能解决局部监测问题,而综合整体且准确完全的监测结果必须依赖3S技术。充分利用计算机技术把遥感、航照、卫星监测、地面定点监控有机结合起来,依靠专门的软硬件使生态监测智能化,利用WebGIS等技术做到信息资源共享,实现生态监测网络化,是目前以及今后相当长的一段时间里监测人员的重点工作内容。
目前,RS和WebGIS技术在国内外宏观生态监测方面的应用已经取得了很大的进展,如雷闪等(2014)利用Landsat7 ETM 遥感影像对山东威海市进行区域生态环境评价,蔡建楠等(2017)从水环境质量监测、水体信息提取、植被资源监测、城市土地覆盖识别、大气环境监测5个方面综述了高分一号 (GF-1)、高分二号 (GF-2) 卫星遥感数据在区域生态环境监测领域的应用,岳昕(2011)研究了基于WebGIS技术的小兴安岭红松林木保护信息系统,Grazia Caradon等(2016)应用WebGIS框架和RS技术对地中海区域的生态环境脆弱性进行评价,Yakubailik等(2016)应用地理空间服务和WebGIS软件解决了生态环境监测方面的问题。
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2. 研究的基本内容与方案

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2.1基本内容
在以上的研究环境和背景下,本课题将结合自然因素、生态环境等因素,建立生态环境评价体系,并结合landsat和DEM等数据完成对随州市生态环境的综合评价,最后建立起一个基于WebGIS的生态环境监测信息系统。
此外,结合其他各级相关部门对随州市生态环境的实时监测数据和信息、报告、文件等,形成随州市的准确、科学的数据信息发布和环保宣传。
2.2技术方案
(1)前期积累
结合本专业知识与论文的所需技术学习相关的WebGIS和RS技术,查阅和收集与生态环境监测相关的文献和资料。
(2)收集数据;
数据包括:遥感影像数据:覆盖整个随州市的 Landsat7 ETM 数据;数字高程模型:全球30m分辨率数字高程数据产品;其他数据:行政区划图,土地利用现状图等;
(3)数据处理;
预处理:Landsat7 ETM 的几何校正、图像增强、数据掩膜等;建立生态环境环境评价体系;根据生态环境评价体系,提取生态因子;
(4)构建随州市生态环境评价综合数据库;
(5)构建基于WebGIS的随州市生态环境动态监测信息平台;
(6)对系统进行分析和评价。

表1 随州市评价指标体系及权重

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