GIS在资源环境领域中的应用

地理信息系统(GIS) 是一种兼容存储、管理、分析、显示与应用的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术。GIS 以其强大的空间数据管理系统、形象直观的应用界面、强大的空间分析能力等特点,能为现实地理空间上的物质和能量运动规律的研究提供方便、准确的管理和空间分析手段。因此, GIS与环境科学的结合运用有着巨大的发展潜力。GIS与环境科学在研究对象和研究方法上所具有的相似性和互补性,使二者的结合孕育着巨大的发展潜力,预期在环境管理、环境监测、环境规划、环境影响评价、环境工程及环境地球化学等领域拥有广泛的应用前景。   

我国从20世纪80年代中期开始,GIS技术就被应用于农业领域,从国土资源决策管理、农业资源信息、区域农业规划、粮食流通管理与粮食生产辅助决策到农业生产潜力研究、农作物估产研究、区域农业可持续发展研究、农用土地适宜性评价、农业生态环境监测、以及基于GPS和GIS的精细农业信息处理系统研究等,都取得了很大的成绩,一些研究成果直接应用于农业生产,取得了很大的经济效益。随着GIS理论的产生发展以及方法和技术的成熟,在农业领域的应用也逐步深入。以下是几个领域的应用:

一、GIS在农业资源的应用

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1、作为农业资源调查的工具。建立了农业资源地理数据库,实现空间数据库的浏览、检索等,利用GIS绘制农业资源分布图和产生正规的报表;  

2、作为农业资源分析的工具。GIS技术已不限于制图和空间数据库的简单查询,而是以图形及数据的重新处理等分析工作为特征,用于各种目标的分析和重新导出新的信息,产生专题地图和进行地图数据的叠加分析等; 

3、作为农业生产管理的工具。主要是建立了各种模型和拟订各种决策方案,直接用于农业生产;   

4、作为农业管理的辅助决策工具。利用了GIS的模型功能和空间动态分析以及预测能力,并与专家系统、决策支持系统及其它的现代技术(如RS和GPS)有机结合,便于我国农业生产的管理和辅助决策。

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图2:GIS支持农业资源分析

二、GIS在林业资源中的应用  

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1、林业生产领域的管理决策人员面对着各种数据,如林地使用状况、植被分布特征、立地条件、社会经济等许多因子的数据,这些数据既有空间数据又有属性数据,对这些数据进行综合分析并及时找出解决问题的合理方案,借用传统方法不是一件容易的事,而利用GIS方法却轻松自如。   

2、社会经济在迅速发展,森林资源的开发、利用和保护需要随时跟上经济发展的步伐,掌握资源动态变化,及时做出决策就显得异常的重要。常规的森林资源监测,从资源清查到数据整理成册,最后制定经营方案,需要时间长,造成经营方案和现实情况不相符。这种滞后现象势必出现管理方案的不合理,甚至无法接受。利用GIS就可以完全解决这一问题,及时掌握森林资源及有关因子的空间时序的变化特征,从而对症下药。   

3、林业GIS就是将林业生产管理的方式和特点溶入GIS之中,形成一套为林业生产管理服务的信息管理系统。以减少林业信息处理的劳动强度,节省经费开支,提高管理效率。   

4、GIS在林业上的应用过程大致分为三个阶段,即:   

(1)作为森林调查的工具:主要特点是建立地理信息库,利用GIS绘制森林分布图及产生正规报表。GIS的应用主要限于制图和简单查询。   

(2)作为资源分析的工具:已不再限于制图和简单查询,而是以图形及数据的重新处理等分析工作为特征,用于各种目标的分析和推导出新的信息。  

(3)作为森林经营管理的工具:主要在于建立各种模型和拟定经营方案等,直接用于决策过程。三个阶段反映了林业工作者对GIS认识的逐步深入。

5、目前GIS在林业上的应用主要有:   

(1)环境与森林灾害监测与管理方面中的应用,包括:林火、病虫害、荒漠化等管理,如在防火管理中,其主要内容有:林火信息管理、林火扑救指挥和时实监测、林火的预测预报、林火设施的布局分析等。  

(2)在森林调查方面的应用,包括:森林资源清查和数据管理,这是GIS最初应用于林业的主要方面、制定森林经营决策方案、林业制图。   

(3)森林资源分析和评价方面,包括:林业土地利用变化监测与管理、用于分析林分、树种、林种、蓄积等因子的空间分布、森林资源动态管理、林权。   

(4)森林结构调整方面,包括:林种结构调整、龄组结构调整。  

(5)森林经营方面,包括:采伐、抚育间伐、造林规划、速生丰产林、基地培育、封山育林等。  

(6)野生动物、植物监测与管理。  

1993~1997年,由联合国开发计划署(UNDP)援助的“中国森林资源调查技术现代化”项目顺利执行。以全国林业监测站点数据和遥感数据为主要信息源,进行全国林地生态类型数据库的建设工作,在空间上和时间序列上完整、系统的反映林地区域不同的生态系统特点、林种、群落特征及其林(树)龄。

三、GIS在土地资源中的应用

GIS技术最初在土地资源开发与管理上的应用主要是土地利用现状调查和城镇地籍调查图件和属性数据的存储、查询等管理工作等,基本上没有数据的空间分析及其它决策功能。随着技术的不断发展,目前在土地科学中的应用主要包括了土地评价工作(土地的适宜性或多宜性评价、土地的生产潜力评价、土地持续利用评价、城市地价评估、耕地地价评价等),土地利用规划(包括土地利用总体规划、土地利用多目标规划),土地利用与土地覆被现状分类与制图,以及土地利用与土地覆被动态监测。     

四、结论与展望

GIS在资源环境领域的应用方兴未艾,从技术、地理信息、经济社会的需求等方面分析,在该领域有以下趋势:(一)结合国家信息化推进工作,以电子政务相关工程为基础,推动GIS在资源环境管理中的推广应用。信息化建设已成为我国各级政府及企业的重要任务,GIS在以资源、能源、生产、资金等空间综合配置、优化组合为目的的信息化建设中,可以发挥应有的作用。(二)结合相应的应用工程,推动GIS的发展。用于专业化方向发展,功能由通用管理功能转向资源评估、监督、跟踪分析等专业功能方向发展。

随着经济社会的发展,经济社会与资源环境之间的各方面的矛盾及问题逐渐暴露出来,这些问题在时间和空间上具有诸多的关联性,分析这些问题、提出合理的解决方案建议,需要功能更专业化的GIS软件系统支持。

 

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