基于GIS的滩涂围垦管理信息系统 精品
基于GIS技术的海洋保护区管理和监测
基于GIS技术的海洋保护区管理和监测海洋保护区的管理和监测一直是保护海洋生态环境的重要任务。
随着GIS技术的快速发展和广泛应用，它在海洋保护区管理和监测中也起到了重要作用。
本文将围绕基于GIS技术的海洋保护区管理和监测展开论述，从技术应用、数据管理和决策支持等方面进行详细阐述。
一、GIS技术在海洋保护区管理和监测中的应用GIS（地理信息系统）技术是一种将地理空间数据与属性数据相结合的技术，通过空间数据的采集、存储、处理和显示，可以实现对地理空间信息的可视化和分析。
在海洋保护区管理和监测中，GIS技术可以用于以下几个方面。
1. 空间规划与布局GIS技术可以对海洋保护区进行边界划定、分区规划和布局设计。
通过对海洋生态环境、物种分布、人类活动等数据进行分析和空间模拟，可以确定最佳的保护区划定方案，合理规划保护区的空间布局，从而提高保护效果。
2. 生物多样性监测与评估GIS技术可以整合和分析大量的生物多样性数据，包括物种分布、数量、生境利用等信息。
通过空间叠加和分析，可以评估和监测海洋保护区内的生物多样性状况，了解物种分布的变化和迁徙规律，为制定合理的保护措施提供科学依据。
3. 污染监测与应急响应GIS技术可以实时监测海洋中的污染物分布和扩散态势，通过多源数据集成和模型分析，预测和评估污染物对海洋生态环境的潜在影响。
同时，GIS技术还可以辅助决策者在紧急情况下进行应急响应和资源调配，提高应对海洋污染事件的能力。
4. 数据管理与共享GIS技术可以建立海洋保护区管理和监测的数据库，集成和管理各类空间数据和属性数据。
通过建立完善的数据结构和数据标准，可以实现数据的共享与共用，提高数据的可靠性和一致性。
同时，GIS技术还可以利用云计算和大数据技术，实现对数据的高速处理和存储，提高数据管理效率。
二、基于GIS技术的海洋保护区管理和监测的挑战与对策尽管GIS技术在海洋保护区管理和监测中具有广泛的应用前景，但也面临着一些挑战。
基于GIS的滩涂围垦管理信息系统
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滩 涂 与 围垦 资源 需要运 用先 进 的信息 管理 手段来 提
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基于遥感技术的滩涂围垦区土地开发利用方式演变分析-以浙江省上虞市为例
基于遥感技术的滩涂围垦区土地开发利用方式演变分析-以浙江省上虞市为例刘志伟;周慧娜;俞佳【摘要】以上虞市滩涂围垦区为研究对象，通过对1991—2014年多期遥感影像的处理与数据采集，提取出较长系列的数据集进行土地开发利用变化趋势的对比分析，为研究区域性土地开发利用提供了可借鉴的路径。
%Studying on Shangyu beach reclamation area ,this paper extracted a long series of data sets by the remote sensing image processing and data acquisition from 1991 to 2014 .A comparative analysis was made on the land development and utilization trends ,providing a reference to studying regional land development and utilization .【期刊名称】《浙江水利科技》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】5页(P49-52,67)【关键词】围垦;土地开发利用;遥感技术【作者】刘志伟;周慧娜;俞佳【作者单位】浙江省水利发展规划研究中心，浙江杭州 310012;浙江省水利发展规划研究中心，浙江杭州 310012;浙江省水利发展规划研究中心，浙江杭州310012【正文语种】中文【中图分类】P748浙江省地处我国东南沿海，陆域面积10.18万km2，2014年末常住人口5 508万人，人口密度541人/ km2，人多地少的矛盾长期以来一直是制约浙江省经济社会发展的主要因素之一[1]，这一矛盾在经济要素和人口高度集中的沿海地区尤为凸显，向海洋要土地成为浙江特别是沿海地区破解土地瓶颈、拓展发展空间的重要途径。
一种以GIS技术为核心的海岸带信息系统的构建及其应用
一种以GIS技术为核心的海岸带信息系统的构建及其应用金保民河海大学交通学院，南京 (210098)E-mail：tommthy@摘要：本文描述了一种可扩展的以GIS技术为核心的海岸带信息系统的构建和一些具体应用，认为在目前信息技术飞速发展和海岸带资源管理亟待更有效地实现方式和更先进的技术平台的构建的现实基础上，必须以已有的各类海岸带图文资料和数据为基础，依托目前已经成熟的GIS、GPS、RS等技术手段，构建一个可扩展的海岸带信息系统，在这个系统中，GIS技术由于其本身在多数问题的解决中所处的关键位置和其与各种技术较易实现比较好的结合的特性将作整个系统的技术核心，而其他技术将作为其必要的和可预期的扩展实现与之对接或嵌入。
GPS技术，RS技术以及相关的地理数据分析软件的系统整合从而构建起的这个海岸带信息系统能够为海岸带资源科学管理和协调发展提供重要现实参考和决策依据，并且带来重大的现实的经济效益和社会效益。
关键词：可扩展，海岸带资源管理，地理信息系统，信息化系统1.引言海岸带资源管理信息化的迫切性重要性和其在现实条件目前现状下其与以gis为核心的信息化系统构建的必然性和重要作用。
海岸带地区是一个无论在自然生态良性构筑和维护还是人类的各种经济活动都有着极其重要作用和特殊地位的地带，全球60%的人口和60%的大城市都位于近海岸带的沿海地带。
这些地带多成为经济最发达，最活跃的区域，全球65%以上的经济产值都由这些地区贡献，我国拥有1.8万多千米的大陆海岸线和1.4万多千米的岛屿海岸线，沿海岸线分布着众多的大中城市，构成了中国社会经济的黄金地带，这里是我国目前经济最发达的区域，而且在显见的未来将是最具潜力与活力的地带。
随着海岸带各类数据的大量积累和汇总，数据的科学管理和有效运用以机器为决策服务的重要性日益显现，而目前高效的海岸带信息系统的缺乏于对信息的大量准确的获取存储和管理成为了一个显见的迫切要解决的矛盾。
基于GIS的广东省海域使用管理信息系统的构建方法
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工 程 技 术
基于 ＧＩ Ｓ 的广 东 省海域 使用 管 理信 息 系统 的构 建 方法
姚琴 周厚诚 （ 广 东省海洋 资源研究发展 中心 广东广州 ５ １ ０ ２ ２ ０ ）
３ 海 域 系统 功 能结 构
海域 系统 基于 ＭＡＰ Ｉ ＮＦＯ平台 ， Ｖｉ ｓ ｕａ ｌ Ｂａ ｓ ｉ ｃ 语言＊ Ｉ ： Ｉ Ｍａ ｐ Ｂａ ｓ ｉ ｃ 语 言 进行 二 次 开发
图２海域使 用系统 生成宗海图示意图
５ 结 语
实践 证 明， 该 系统 易于实 现 海域 使 用 管 理 操作 ， 并具 备 海 洋 功 能 区 划 、 海域 使 用 法
中华人 民共 和 国海 域 使 用管 理 法 》 第
一
图 中 的 空 间 图 层 数 据 库 是 基 于 斯 平 面 坐 标 的 情 况 ， 海 域 系统 提 供 高 斯 平
章第五 条明确规 定， 国家 建 立 海 域 使 用 Ｍ ａ ｐ ｉ ｎ ｆ ｏ 的 数 据 架 构设 计 实 现 ， 内 建 基 础 面 坐 标 与 大 地 坐标 的 转 换 工 具 。（ ２ ） 海 域 数据 包 括 居 民地 ， 公路 ， 河流， 等高线， 行 政 系 统 还 专 为用 海 单 位 提 供 客 户 端 “ 管 理信 息系统 ， 对 海 域使 用状 况实 施 监 视 、 海 域 使
摘 要 ： 海域使 用管理信息系统是海洋行政 主管部 门依法行使海域使 用 管理职 能的现 代化管理 工具。 该文针对海域使 用管理信息秉统的建设 目
标， 介 绍了广东省海域使 用管理信息系统的技 术结构、 功能结构及主要特点。 关键 词 ： 海域 管理 信息 系统 广东省 Ｇ Ｉ Ｓ 中图分类号： Ｐ ７ ６ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ４ －０ ９ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ）０ ３（ ｃ ）－ －０ １ １ ８ －０ １
基于GIS的南海环境管理信息系统的研究论文 精品
基于GIS的南海环境管理信息系统的研究目录0前言1概述1.1 GIS的基本概念及其应用1.1.1 GIS简介1.1.2 GIS发展技术阶段1.1.3 GIS在海洋环境管理信息系统中的应用1.2国内外研究状况和发展趋势1.2.1国外研究状况1.2.2国内研究状况1.2.3 GIS在海洋领域未来的发展方向2基于GIS的南海环境管理信息系统2.1环境管理需求分析2.1.1在南海海洋领域主要的系统集成需求2.1.2祸合南海海洋环境模型需求2.1.3南海海洋公开化环境信息共享需求2.1.4南海海洋环境管理功能需求2.2环境管理GIS总体设计2.2.1系统的软、硬件环境2.2.2环境管理地理信息系统的基本组成2.2.3系统目标2.2.4系统功能需求2.2.5拟解决的技术难点2.2.6系统结构设计2.2.7环境管理系统开发的流程2.2.8海洋环境管理信息系统的业务过程2.2.9需要注意的一些问题2.2.10主要技术问题的解决3在海域管理信息系统课题中的设计应用实例3.1总体思路和预期目标3.1.1总体思路3.1.2预期目标3.2主要设计内容和实现方法3.2.1开发平台的选择3.2.2海域使用管理信息数据库的构建3.2.3系统功能模块的设计3.2.4界面设计4结论和建议随着计算机及其网络技术的发展，GIS的应用已遍及环境保护、资源保护、灾害预测、投资评价、城市规划、军事战略、政府管理等众多领域。
近年来，随我国经济建设的迅速发展，加速了地理信息系统应用的进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了革命性的重要作用，取得了良好的经济效益和社会效益。
在海洋环境科学上的应用前景同样是光明的，“数字海洋”将是一个可及的未来。
因此，利用成熟的GIS手段管理海洋环境信息，实现海洋环境管理的科学化、数字化，美好前景是可以预期的。
建立南海近岸海域环境海洋环境地理信息系统，对于该区域的海洋环境保护、海域使用管理、防灾减灾等的现代化建设是必不可少的，也是势在必行的。
滩涂围垦生态适宜性评估体系构建及应用
滩涂围垦生态适宜性评估体系构建及应用◎ 聂会1 黄赛花1 陈浩1 吕宇峰2 项淑怡31.浙江水利水电学院；2.浙江海洋大学；3.三峡大学摘 要：近几十年高强度的滩涂开发使得河口海岸滩槽动力地貌格局发生变化，造成沿海生态与资源环境等诸多问题。
研究通过识别围垦工程实施对生态影响的主要因素、方式、途径和程度等，选择直接反映围垦工程对生态造成影响的因子，形成综合因子。
提出滨海栖息地指数、滩涂湿地健康指数和生态建设指数三项评价指标，并构建评价体系和标准。
以杭州湾慈溪典型围垦区域为研究对象，通过分析海域水质、生态环境以及沿海岸线形态、景观生态格局和生物资源等要素变化情况，进行了围区的生态适宜性评估。
结果显示生态评估综合指数为0.711，滩涂围垦后生态适宜性为较好且与实际符合，评价结论与实际较符合。
该体系可为滩涂资源保护与可持续利用提供生态适应性评估的参考和指导。
关键词：滩涂资源；围垦工程；生态适宜性；评估体系1.引言过度和缺乏科学指导的围填海工程会对原始岸滩地形地貌造成改变，从而损害海域生态系统。
国内外学者从不同角度展开研究，以探讨围垦对近岸海域生态系统的影响。
围填海造成河口和海湾的潮流动力减弱，导致附近海域浮游生物多样性下降以及群落结构发生变化[1]。
围垦改变了滩涂水动力、悬浮物、沉积物等多种环境因子，导致生物数量、组成、及多样性均发生变化[2-3]。
天津沿海湿地和莱州湾滩涂湿地的调查表明，围垦活动损害了水生和底栖环境健康状况[4]；青堆子湾滩涂围垦后形成不同类型小型栖息场所，物种数目、栖息密度及总体数量都显著下降，重要的鱼类也受到了极大损失[5]；乐清湾和杭州湾等围区发现不同类型野生动植物演替与鸟类群落多样性发生变化，其栖息、觅食的场所遭到破坏[6-7]；韩国新万金工程造成水体缺氧和水资源质量恶化、引发赤潮，导致底栖生物减少甚至消失[8]。
在评价体系构建方面，多从生态型围垦角度、海洋环境、海域开发等方面构建相应的评价指标体系[9-10]；目前研究多集中于分析单个围垦工程或者从单一因子出发，综合多个围垦工程群的累积影响研究较少。
基于插件技术的滩涂资源遥感监测系统的研究与应用
基于插件技术的滩涂资源遥感监测系统的研究与应用作者：孔得雨林伟波来源：《湖南大学学报·自然科学版》2022年第04期摘要：可視化滩涂资源遥感监测系统有利于科学监测和保护滩涂资源.针对目前的滩涂资源遥感监测系统存在空间和属性信息关联不足、系统复用性和可扩展性不高等问题，本文结合滩涂资源的可视化展示需求，对系统进行优化：在GIS实体管理方面，提出了基于GML的映射设计思想和面向对象的设计原则，实现了GIS对象及属性的动态管理;在图层管理方面，提出了基于MapObject组件的GIS实体展现，实现了多种矢量数据和栅格数据的转换;在系统设计方面，采用插件技术，实现了系统功能的封装和复用.系统较好地实现了对江苏沿海滩涂资源的动态监测和可视化展示，对于海洋滩涂资源的保护和服务海洋高质量发展都具有重要的意义.关键词：GML;MapObject;插件技术;滩涂资源;遥感监测中图分类号：TP311文献标志码：AResearch and Application of Remote Sensing Monitoring System for Tidal Flat Resources Based on Plug-in TechnologyKONG Deyu，LIN Weibo（Tidal Flat Research Center of Jiangsu，Nanjing 210036，China）Abstract：The visual remote sensing monitoring system of tidal flat resources is conductive to their scientific monitoring and protection. However，the current remote sensing monitoring system of tidal flat resources has some problems，such as insufficient correlation of spatial and attribute information，low system reusability and scalability. Combined with the visual display requirements of tidal flat resources，this study optimizes the system. In the aspect of GIS entity management，this paper puts forward the mapping design idea and object-oriented design principle based on GML，which realizes the dynamic management of GIS objects and attributes. In the aspect of layer management，a GIS entity presentation based on MapObject component is proposed to realize the conversion of various vector data and grid data. In the aspect of system design，the plug-in technology is used to realize the encapsulation and reuse of system functions. The dynamic monitoring and visual display of Jiangsu coastal tidal flat resources are well realized，which is of great significance for the protection and the high-quality development of marine tidal flat resources.Key words：GML;MapObject;plug-in technology;tidal flat resources;remote sensing monitoring江苏省沿海蕴藏着丰富的滩涂资源，其面积约占全国总滩涂面积的25%，且有不断淤涨的特征[1]，主要包括土地资源、海洋能源、生物资源、港口航运资源、海盐资源、旅游资源等[2].滩涂资源是海岸带的重要组成部分，沿海滩涂是海洋开发的前沿阵地.近年来，受气候变化和低管控效率等因素的影响，滩涂海域的生态环境被破坏，生态系统功能退化，如何高效地监测和保护滩涂资源、实现科学管控和可持续发展成为研究的热点.目前，将滩涂资源遥感监测与可视化技术结合的研究较多.在图层方面，唐云等实现了三维复杂图层，然而绘制的是栅格图像，不能实现图层属性数据的空间查询功能[3];在实体管理方面，杨一鹏等利用GIS技术实现了属性和图的互查，但在空间信息和属性信息关联以及动态拓扑重构方面，还有改进的空间[4];在系统设计方面，张毅等阐述了插件式GIS应用框架具备结构清晰简洁、支持复用、可扩展性强、功能模块间良好协作和易于维护等优点，但针对滩涂资源遥感监测的行业应用型地理信息系统软件仍存在软件开发效率不高和复用性较低等问题[5].所以，攻克滩涂资源遥感监测系统中的关键技术，建立高效的滩涂资源遥感监测系统[6]，对于实现滩涂资源准确、高效的动态监测以及相关决策的制定具有十分重要的意义.鉴于此，本研究利用GIS技术、数据库技术和插件技术，构建了一个对江苏滩涂资源中的滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量、海岸线等因素进行可视化的遥感监测系统.该系统以分层的形式表达各种所需要的展示信息，基于地理标识语言的GIS实体关系映射设计，实现了GIS实体的动态维护与展现，以MapObject作为基本GIS地图展现工具，提出了系统的总体结构和功能模块，实现了基于插件技术的滩涂资源遥感监测系统，在江苏滩涂资源遥感监测和资源保护中得到了广泛应用.1关键技术1.1Geography Markup LanguageGeography Markup Language（GML）是一种XML 编码语言，主要用于建立模型、地理及其相关信息的传输及储存，包含地理要素和层的空间与非空间特征[7].根据W3C系列标准，GML通过网络共享实现地理信息的具体表达，同时也是在GIS界首次被广泛认可的元标记语言[8].为了让地理信息能在不同领域进行语义共享，GML使用XML技术，为开发商和用户搭建了一个不依赖于任何厂商的具有开放性质的地理数据建模框架[9].1.2MapObjectMapObject简称MO，由美国的ESRI （Environment System Research Institute）开发，是流行的组件式GIS开发软件.MO地图应用组件在COM技术基础上开发而来，由称为Map的ActiveX控件和大概45个自动化对象组成.MO是客户端应用业务常使用的地图开发环境，因此，在标准编程环境下混合使用MO和其他多媒体、图形、数据库开发技术可以搭建成熟的应用软件[10].1.3插件技术随着面向对象程序设计技术的发展，为提高软件的灵活性与可扩展性，提出了基于“框架+插件”的软件设计模型[11]，它按照功能进行封装，通过即插即用实现不同开发成果的快速构建和复用，缩短了软件开发周期，节约了开发成本.GIS应用框架完全实现了GIS技术在全行业应用领域通用的底层服务.2系统框架设计2.1总体架构基于插件技术的滩涂资源遥感监测系统能够对沿海的滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量、海岸线遥感监测等数据进行入库、分析和可视化展示，并以分层的形式表达滩涂资源遥感监测信息.系统建立在C/S结构上，利用插件技术对系统模块进行封装和统一管理.系统总体结构由应用表现层、中间逻辑层和数据服务层组成，具体如图1所示.应用表现层为用户操作平台，其功能分为GIS实体基本展示、滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量、海岸线遥感监测等滩涂资源信息的管理及可视化展示.中间逻辑层封装了数据知识挖掘、空间分析等模块的业务逻辑，其中计算机实现及动态GIS实体逻辑是核心问题.数据服务层为中间逻辑层提供方法源和数据源，包括由实体信息库、元数据库等构成的GIS知识库.2.2功能模块设计滩涂资源遥感监测系统主要是为海涂资源研究和管理人员提供滩涂湿地及海岸线遥感监测等基础信息的产品.其核心功能包括：基于GIS可视化的沿海滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量、海岸线遥感监测等基础数据.该系统由四个模块组成：地图管理模块、滩涂湿地遥感监测模块、海岸线管理模块、系统管理模块.系统功能图如图2所示.地图管理模块主要完成对GIS地图的基本操作，核心是利用基于GML的GIS实体动态映射方法，实现GIS实体类、类属性等的完全自定义;滩涂湿地遥感监测模块对江苏滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量等遥感监测信息进行存储管理、查询、专题制图以及可视化展示;海岸线管理模块主要实现对海岸线遥感监测结果的分析及可视化展示;系统管理模块包括数据异常处理、权限管理、用户管理模块.本系统采用MapObject作为基本GIS展现组件，是实现可视化展示的重要部分.2.3基于GML的GIS实体关系映射设计利用GML描述地理对象的非空间属性和空间属性数据，对GIS实体进行映射设计，有利于实现对GIS实体基本属性、基本信息的动态维护，进而提高实体维护的灵活性.采用GML设计思想，将滩涂湿地、海岸线、港口、码头等对象通过类型、对象、属性值进行存储，实现GIS对象实体、属性的动态维护具体如图3所示.2.4数据库设计系统数据库主要由基础地理信息数据库、空间数据库、属性数据库组成.1）基础地理信息数据库其包含用于可视化展示沿海滩涂遙感监测和沿海岸线提取结果的基础地理信息数据，主要包括江苏沿海湿地植被和土地利用状况的数字线划图（DLG）数据、数字高程模型（DEM）数据、数字正射影像（DOM）数据及相应元数据等.2）空间数据库其包含不同类型及比例尺型号的空间数据，组成要素包括江苏沿海滩涂的行政区、滩涂植被、水体流向、海岸线、港口、码头等.3）属性数据库其包含用户信息表、权限表、数据异常表等.2.5基于MO组件的GIS实体展现在GIS的展现上，充分利用的物理封装与动态链接相结合的方法[12]，结合MapObject强大的GIS地图表现功能，实现GIS实体的灵活展现.具体如图4所示.物理上的封装意味着将程序封装成若干个独立的物理组成部分，各部分之间通过动态链接共同完成系统的功能，有利于系统的维护和版本的升级.3系统插件设计在系统功能模块的设计上，采用插件技术，将系统划分为具有不同功能的模块插件，如GIS实体管理模块插件、滩涂湿地遥感监测模块插件、海岸线遥感监测模块插件等.系统通过相应的接口将具体的模块插件加入主程序中，系统模块管理示意图如图5所示.3.1插件设计原则平台与插件之间需要交互的接口需满足以下条件：第一，能够智能化识别插件.系统各功能模块的划分，需要插入很多插件，提供相应接口对要加载的插件进行自动化识别.接口需要先获取插件的信息并判断是否为目标插件，若确定为目标插件，需进一步分析插件所需信息资源并自动创建匹配的运行环境，使插件能正确地被调用并加入系统中.1关键技术1.1Geography Markup LanguageGeography Markup Language（GML）是一种XML 编码语言，主要用于建立模型、地理及其相关信息的传输及储存，包含地理要素和层的空间与非空间特征[7].根据W3C系列标准，GML通过网络共享实现地理信息的具体表达，同时也是在GIS界首次被广泛认可的元标记语言[8].为了让地理信息能在不同领域进行语义共享，GML使用XML技术，为开发商和用户搭建了一个不依赖于任何厂商的具有开放性质的地理数据建模框架[9].1.2MapObjectMapObject简称MO，由美国的ESRI （Environment System Research Institute）开发，是流行的组件式GIS开发软件.MO地图应用组件在COM技术基础上开发而来，由称为Map的ActiveX控件和大概45个自动化对象组成.MO是客户端应用业务常使用的地图开发环境，因此，在标准编程环境下混合使用MO和其他多媒体、图形、数据库开发技术可以搭建成熟的应用软件[10].1.3插件技术随着面向对象程序设计技术的发展，为提高软件的灵活性与可扩展性，提出了基于“框架+插件”的软件设计模型[11]，它按照功能进行封装，通过即插即用实现不同开发成果的快速构建和复用，缩短了软件开发周期，节约了開发成本.GIS应用框架完全实现了GIS技术在全行业应用领域通用的底层服务.2系统框架设计2.1总体架构基于插件技术的滩涂资源遥感监测系统能够对沿海的滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量、海岸线遥感监测等数据进行入库、分析和可视化展示，并以分层的形式表达滩涂资源遥感监测信息.系统建立在C/S结构上，利用插件技术对系统模块进行封装和统一管理.系统总体结构由应用表现层、中间逻辑层和数据服务层组成，具体如图1所示.应用表现层为用户操作平台，其功能分为GIS实体基本展示、滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量、海岸线遥感监测等滩涂资源信息的管理及可视化展示.中间逻辑层封装了数据知识挖掘、空间分析等模块的业务逻辑，其中计算机实现及动态GIS实体逻辑是核心问题.数据服务层为中间逻辑层提供方法源和数据源，包括由实体信息库、元数据库等构成的GIS知识库.2.2功能模块设计滩涂资源遥感监测系统主要是为海涂资源研究和管理人员提供滩涂湿地及海岸线遥感监测等基础信息的产品.其核心功能包括：基于GIS可视化的沿海滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量、海岸线遥感监测等基础数据.该系统由四个模块组成：地图管理模块、滩涂湿地遥感监测模块、海岸线管理模块、系统管理模块.系统功能图如图2所示.地图管理模块主要完成对GIS地图的基本操作，核心是利用基于GML的GIS实体动态映射方法，实现GIS实体类、类属性等的完全自定义;滩涂湿地遥感监测模块对江苏滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量等遥感监测信息进行存储管理、查询、专题制图以及可视化展示;海岸线管理模块主要实现对海岸线遥感监测结果的分析及可视化展示;系统管理模块包括数据异常处理、权限管理、用户管理模块.本系统采用MapObject作为基本GIS展现组件，是实现可视化展示的重要部分.2.3基于GML的GIS实体关系映射设计利用GML描述地理对象的非空间属性和空间属性数据，对GIS实体进行映射设计，有利于实现对GIS实体基本属性、基本信息的动态维护，进而提高实体维护的灵活性.采用GML设计思想，将滩涂湿地、海岸线、港口、码头等对象通过类型、对象、属性值进行存储，实现GIS对象实体、属性的动态维护具体如图3所示.2.4数据库设计系统数据库主要由基础地理信息数据库、空间数据库、属性数据库组成.1）基础地理信息数据库其包含用于可视化展示沿海滩涂遥感监测和沿海岸线提取结果的基础地理信息数据，主要包括江苏沿海湿地植被和土地利用状况的数字线划图（DLG）数据、数字高程模型（DEM）数据、数字正射影像（DOM）数据及相应元数据等.2）空间数据库其包含不同类型及比例尺型号的空间数据，组成要素包括江苏沿海滩涂的行政区、滩涂植被、水体流向、海岸线、港口、码头等.3）属性数据库其包含用户信息表、权限表、数据异常表等.2.5基于MO组件的GIS实体展现在GIS的展现上，充分利用的物理封装与动态链接相结合的方法[12]，结合MapObject强大的GIS地图表现功能，实现GIS实体的灵活展现.具体如图4所示.物理上的封装意味着将程序封装成若干个独立的物理组成部分，各部分之间通过动态链接共同完成系统的功能，有利于系统的维护和版本的升级.3系统插件设计在系统功能模块的设计上，采用插件技术，将系统划分为具有不同功能的模块插件，如GIS实体管理模块插件、滩涂湿地遥感监测模块插件、海岸线遥感监测模块插件等.系统通过相应的接口将具体的模块插件加入主程序中，系统模块管理示意图如图5所示.3.1插件设计原则平台与插件之间需要交互的接口需满足以下条件：第一，能够智能化识别插件.系统各功能模块的划分，需要插入很多插件，提供相应接口对要加载的插件进行自动化识别.接口需要先获取插件的信息并判断是否为目标插件，若确定为目标插件，需进一步分析插件所需信息资源并自动创建匹配的运行环境，使插件能正确地被调用并加入系统中.1关键技术1.1Geography Markup LanguageGeography Markup Language（GML）是一种XML 编码语言，主要用于建立模型、地理及其相关信息的传输及储存，包含地理要素和层的空间与非空间特征[7].根据W3C系列标准，GML通过网络共享实现地理信息的具体表达，同时也是在GIS界首次被广泛认可的元标记语言[8].为了让地理信息能在不同领域进行语义共享，GML使用XML技术，为开发商和用户搭建了一个不依赖于任何厂商的具有开放性质的地理数据建模框架[9].1.2MapObjectMapObject简称MO，由美国的ESRI （Environment System Research Institute）开发，是流行的组件式GIS开发软件.MO地图应用组件在COM技术基础上开发而来，由称为Map的ActiveX控件和大概45个自动化对象组成.MO是客户端应用业务常使用的地图开发环境，因此，在标准编程环境下混合使用MO和其他多媒体、图形、数据库开发技术可以搭建成熟的应用软件[10].1.3插件技术随着面向对象程序设计技术的发展，为提高软件的灵活性与可扩展性，提出了基于“框架+插件”的软件设计模型[11]，它按照功能进行封装，通过即插即用实现不同开发成果的快速构建和复用，缩短了软件开发周期，节约了开发成本.GIS应用框架完全实现了GIS技术在全行业应用领域通用的底层服务.2系统框架设计2.1总体架构基于插件技术的滩涂资源遥感监测系统能够对沿海的滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量、海岸线遥感监测等数据进行入库、分析和可视化展示，并以分层的形式表达滩涂资源遥感监测信息.系统建立在C/S结构上，利用插件技术对系统模块进行封装和统一管理.系统总体结构由应用表现层、中间逻辑层和数据服务层组成，具体如图1所示.应用表现层为用户操作平台，其功能分为GIS实体基本展示、滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量、海岸线遥感监测等滩涂资源信息的管理及可视化展示.中间逻辑层封装了数据知识挖掘、空间分析等模块的业务逻辑，其中计算机实现及动态GIS实体逻辑是核心问题.数据服务层为中间逻辑层提供方法源和数据源，包括由实体信息库、元数据库等构成的GIS知识库.2.2功能模块设计滩涂资源遥感监测系统主要是为海涂资源研究和管理人员提供滩涂湿地及海岸线遥感监测等基础信息的产品.其核心功能包括：基于GIS可视化的沿海滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量、海岸线遥感监测等基础数据.该系统由四个模块组成：地图管理模块、滩涂湿地遥感监测模块、海岸线管理模块、系统管理模块.系统功能图如图2所示.地图管理模块主要完成对GIS地图的基本操作，核心是利用基于GML的GIS实体动态映射方法，实现GIS实体类、类属性等的完全自定义;滩涂湿地遥感监测模块对江苏滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量等遥感监测信息进行存储管理、查询、专题制图以及可视化展示;海岸线管理模块主要实现对海岸线遥感监测结果的分析及可视化展示;系统管理模块包括数据异常处理、权限管理、用户管理模块.本系统采用MapObject作为基本GIS展现组件，是实现可视化展示的重要部分.2.3基于GML的GIS实体关系映射设计利用GML描述地理对象的非空间属性和空间属性数据，对GIS实体进行映射设计，有利于实现对GIS实体基本属性、基本信息的动态维护，进而提高实体维护的灵活性.采用GML设计思想，将滩涂湿地、海岸线、港口、码头等对象通过类型、对象、属性值进行存储，实现GIS对象实体、属性的动态维护具体如图3所示.2.4数据库设计系统数据库主要由基础地理信息数据库、空间数据库、属性数据库组成.1）基础地理信息数据库其包含用于可视化展示沿海滩涂遥感监测和沿海岸线提取结果的基础地理信息数据，主要包括江苏沿海湿地植被和土地利用状况的数字线划图（DLG）数据、数字高程模型（DEM）数据、数字正射影像（DOM）数据及相应元数据等.2）空间数据库其包含不同类型及比例尺型号的空间数据，组成要素包括江苏沿海滩涂的行政区、滩涂植被、水体流向、海岸线、港口、码头等.3）属性数据库其包含用户信息表、权限表、数据异常表等.2.5基于MO组件的GIS实体展现在GIS的展现上，充分利用的物理封装与动态链接相结合的方法[12]，结合MapObject强大的GIS地图表现功能，实现GIS实体的灵活展现.具体如图4所示.物理上的封装意味着将程序封装成若干个独立的物理组成部分，各部分之間通过动态链接共同完成系统的功能，有利于系统的维护和版本的升级.3系统插件设计在系统功能模块的设计上，采用插件技术，将系统划分为具有不同功能的模块插件，如GIS实体管理模块插件、滩涂湿地遥感监测模块插件、海岸线遥感监测模块插件等.系统通过相应的接口将具体的模块插件加入主程序中，系统模块管理示意图如图5所示.3.1插件设计原则平台与插件之间需要交互的接口需满足以下条件：第一，能够智能化识别插件.系统各功能模块的划分，需要插入很多插件，提供相应接口对要加载的插件进行自动化识别.接口需要先获取插件的信息并判断是否为目标插件，若确定为目标插件，需进一步分析插件所需信息资源并自动创建匹配的运行环境，使插件能正确地被调用并加入系统中.1关键技术1.1Geography Markup LanguageGeography Markup Language（GML）是一种XML 编码语言，主要用于建立模型、地理及其相关信息的传输及储存，包含地理要素和层的空间与非空间特征[7].根据W3C系列标准，GML通过网络共享实现地理信息的具体表达，同时也是在GIS界首次被广泛认可的元标记语言[8].为了让地理信息能在不同领域进行语义共享，GML使用XML技术，为开发商和用户搭建了一个不依赖于任何厂商的具有开放性质的地理数据建模框架[9].1.2MapObjectMapObject简称MO，由美国的ESRI （Environment System Research Institute）开发，是流行的组件式GIS开发软件.MO地图应用组件在COM技术基础上开发而来，由称为Map的ActiveX控件和大概45个自动化对象组成.MO是客户端应用业务常使用的地图开发环境，因此，在标准编程环境下混合使用MO和其他多媒体、图形、数据库开发技术可以搭建成熟的应用软件[10].1.3插件技术随着面向对象程序设计技术的发展，为提高软件的灵活性与可扩展性，提出了基于“框架+插件”的软件设计模型[11]，它按照功能进行封装，通过即插即用实现不同开发成果的快速构建和复用，缩短了软件开发周期，节约了开发成本.GIS应用框架完全实现了GIS技术在全行业应用领域通用的底层服务.2系统框架设计2.1总体架构基于插件技术的滩涂资源遥感监测系统能够对沿海的滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量、海岸线遥感监测等数据进行入库、分析和可视化展示，并以分层的形式表达滩涂资源遥感监测信息.系统建立在C/S结构上，利用插件技术对系统模块进行封装和统一管理.系统总体结构由应用表现层、中间逻辑层和数据服务层组成，具体如图1所示.应用表现层为用户操作平台，其功能分为GIS实体基本展示、滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量、海岸线遥感监测等滩涂资源信息的管理及可视化展示.中间逻辑层封装了数据知识挖掘、空间分析等模块的业务逻辑，其中计算机实现及动态GIS实体逻辑是核心问题.数据服务层为中间逻辑层提供方法源和数据源，包括由实体信息库、元数据库等构成的GIS知识库.2.2功能模块设计滩涂资源遥感监测系统主要是为海涂资源研究和管理人员提供滩涂湿地及海岸线遥感监测等基础信息的产品.其核心功能包括：基于GIS可视化的沿海滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量、海岸线遥感监测等基础数据.该系统由四个模块组成：地图管理模块、滩涂湿地遥感监测模块、海岸线管理模块、系统管理模块.系统功能图如图2所示.地图管理模块主要完成对GIS地图的基本操作，核心是利用基于GML的GIS实体动态映射方法，实现GIS实体类、类属性等的完全自定义;滩涂湿地遥感监测模块对江苏滩涂面积、滩涂地物分类、湿地植被覆盖度、湿地生物量、湿地碳储量等遥感监测信息进行存储管理、查询、专题制图以及可视化展示;海岸线管理模块主要实现对海岸线遥感监测结果的分析及可视化展示;系统管理模块包括数据异常处理、权限管理、用户管理模块.本系统采用MapObject作为基本GIS展现组件，是实现可视化展示的重要部分.2.3基于GML的GIS实体关系映射设计。
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第23卷第4期2007年7月水资源保护W ATER RES OURCES PROTECTI ON V ol.23N o.4Jul.2007 作者简介:胡海清(1962—),男,浙江龙游人,高级讲师,主要从事计算机教学与研究工作。
E 2mail :ccwithxs @ 基于GIS 的滩涂围垦管理信息系统胡海清1,胡明华2(1.浙江同济科技职业学院,浙江杭州 311231;2.浙江省围垦局,浙江杭州 310014)摘要:对基于GIS 的滩涂资源与围垦管理信息系统的体系结构、功能目标、空间信息数据库等的设计及系统的实现方案进行了分析与研究,阐述了利用GIS 具有的高效空间数据管理和灵活的空间数据综合分析能力的特点,进行基于C/S 和B/S 两种结构的浙江省滩涂资源与围垦管理信息系统开发和设计,实现滩涂资源信息查询、数据维护和可视化管理等多种功能。
关键词:GIS ;滩涂资源;管理信息系统中图分类号:TP315 文献标识码:B 文章编号:1004Ο6933(2007)04Ο0056Ο03R eclamation management information system on the basis of GISHU H ai 2qing 1,HU Ming 2hua 2(1.Zhejiang Tongji Vocational College o f Science and Technology ,Hangzhou 311231,China ;2.Reclamation Bureau o f Zhejiang Province ,Hangzhou 310014,China )Abstract :The frames ,functions ,design of spatial in formation database ,and the schemes of mud flat res ources about reclamation management information system on the basis of GIS were discussed.Based on the characteristics of efficient spatial data management and flexible spatial data com prehensive analysis of GIS ,the reclamation management information system in Zhejiang Province was established and designed by C/S and B/S ,thus realizing the multiple functions of in formation inquiry ,data maintenance and visual management.K ey w ords :GIS ;mud flat res ources ;management information system 浙江濒临东海,海岸线长达6400多km ,境内港湾众多,岛屿星罗棋布,滩涂资源十分丰富。
新中国成立后,浙江省对滩涂资源作的多次全面调查均在26167hm 2左右,但是历次调查仅有一个数字成果,并未形成系统的滩涂资源数据库,再加上滩涂具有的自然再生属性,原有的平面、统计管理已难以满足开发利用滩涂资源的动态、科学管理的要求。
GIS 是用于采集、存储、管理、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术。
G IS 通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析,生成并输出各种地理信息,从而为土地利用、资源评价与管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的技术,为工程设计和规划、管理决策服务。
地理信息是滩涂与围垦资源的重要基础信息之一,90%以上的滩涂与围垦信息都跟地理信息相关。
滩涂与围垦资源需要运用先进的信息管理手段来提高工作效率,解决滩涂资源存在着基本资料不详,信息采集与分析手段相对落后的问题。
地理信息系统(GIS )为滩涂与围垦资源信息管理提供行之有效的现代化管理手段,实现管理与决策的规范化、标准化、科学化[1]。
1 系统构建1.1 系统体系结构根据C/S 结构与B/S 结构的各自特点,结合滩涂资源与围垦管理信息系统的应用要求,系统总体结构采用客户机/服务器(C/S )和浏览器/服务器(B/S )相结合的体系结构。
总体结构框架设计分三个层次:表现层(客户端)、中间层(WE B 服务器与应・65・用服务器)和数据管理层(数据库服务器)。
该结构可以快捷、方便地实现集中管理维护、本地用户和远程用户浏览功能,而且系统应具有确切的稳定性和可靠性[2]。
系统体系结构见图1。
图1 系统体系结构1.2 服务器设计系统的服务器从逻辑上看有三个:数据库服务器(DBMS )、浏览服务器(Web )、应用服务器(AS )。
Web 服务器接受请求,并把应用服务器的处理结果返回给用户;应用服务器负责应用处理过程;数据服务器端只进行数据的管理工作。
所有的地图数据和应用程序都放在服务器端,客户端只是提出请求,所有的响应都在服务器端完成。
在物理上,应用服务器和Web 服务器可以安装在同一个服务器。
数据库服务器可单独安装,也可与应用服务器和Web 服务器安装在一起。
1.3 系统数据库设计数据库设计是信息系统建设的关键[3]。
滩涂资源与围垦数据库是极其复杂的,滩涂资源数据具有的时间维、空间维和主题域(海图及各种水深情状况)一起构成了滩涂多维数据。
为了更方便地查询和分析数据,需要对原始监测数据进行综合。
在滩涂资源信息系统中,涉及的数据可以分为空间数据和属性数据两大类。
1.3.1 属性数据库设计属性数据库是指对存放地理信息图层中各种空间对象的信息描述及其他相关数据。
属性数据库的设计主要是数据库表结构的设计,内容涉及滩涂信息的方方面面,如滩涂监测信息、滩涂统计数据等。
1.3.2 空间数据库设计空间数据库是指与空间位置相关的数据。
本系统中空间数据库有三大类:①基础地理数据。
作为背景显示信息,主要内容包括行政区边界、城市、居民点、河流、湖泊、水库、公路、铁路等,为滩涂资源专题数据的地图显示和分析提供辅助信息,采用浙江省现有的1∶250000系统数据的基础电子地图;②滩涂资源专题图层,包括滩涂监测站点分布图、滩涂资源功能区划图、滩涂成就图、滩涂现状图等;③图像数据,包含数字高程模型DE M 、数字正射影像DOM 等。
空间数据库依据数据来源、数据内容、数据格式和建库的规范标准划分为2个子库[4]。
a.矢量数据库。
基础电子地图和滩涂资源专题图层。
b.栅格数据库。
存储spot5全色影像和spot5融合影像及扫描图。
根据应用目的和查询浏览需求,该T M 影像存储了10m 、15m 等多种不同分辨率的数据。
1.3.3 空间参考系设计系统中所有空间数据图层的平面坐标系采用1980西安坐标系,高程基准采用1985年国家高程基准;深度基准采用1956国家深度基准-理论深度基准面;地理投影采用三度分带的高斯投影,整个数据库分成三个投影带,中央经线分别为:117°、120°、123°。
1.3.4 数据要素编码设计从提高数据库性能以及避免数据重复开发的角度出发,在设计滩涂资源空间数据库中包括的要素时,应在省基础数据库所包括的要素之中进行有选择的提取,形成有应用特色的滩涂资源空间数据库。
所提取的基础地理要素既要尽量满足本系统实际使用需要,又要尽量避免引入与本系统关系不大、会影响数据库运行速度、增加数据量及处理工作量的要素。
由于篇幅所限,所用到的要素不详细说明。
空间数据库内要素的分类编码采用测绘部门的基础地理要素编码与水利工程基础代码并存的方案,分别使用“分类代码”字段与“标识码”字段来存储。
建成后的数据库总体结构如图2所示。
图2 数据库总体结构2 功能目标设计a.完成信息系统的数据整合,完成原始数据入库。
b.建立全省滩涂资源与围垦数据库。
c.实现滩涂资源可视化和围垦情况可视化的查询。
・75・3 查询功能设计系统对数据可以实现如下查询:①定位查询,用户用鼠标在地图上点击,系统返回点击位置一定范围内空间属性信息。
②条件查询,用户通过与系统交互,向系统发送一系列S Q L 语句,系统返回满足条件的信息。
名称查询,用户指定某一名称,系统返回符合该名称的数据。
③综合定位查询,有1∶10000图号定位、图名定位、海图图号定位、港湾名称定位、岸段编号定位、输入坐标定位和综合要素定位等。
综合要素定位包括水系名称定位、交通名称定位和地理名点定位,可以在文本框里输入精确名称,也可以模糊查询。
单击“地图综合定位”按钮,出现“地图综合定位”对话框,如图3所示,如选择钱塘江,然后单击“定位”按钮,出现如图4所示的图面情况。
图3 “地图综合定位”对话框图4 钱塘江流域图面4 系统实现设计根据系统对海量数据以及空间数据的存贮与管理需求,数据库采用了MapInfo S patialWare 与面向对象的通用数据库Oracle9i ,利用MapIn fo S patialWare 数据管理软件把复杂的MapInfo 地图对象存入大型数据库ORAC LE9i 中,并为其建立空间数据索引,在数据库服务器上实现对空间数据与属性数据进行统一的存贮和管理。
在C/S 结构下,客户端采用MapIn fo Professional 和MapInfo MapX 作为桌面地图信息系统的平台。
在B/S 结构下,采用MapInfo 的基于Internet/Intranet 的地图应用服务器MapX treme 的作为信息发布平台。
开发软件:B/S 结构采用Micros oft Visual InterDev 、FrontPage 进行主页制作,ASP 程序编制,开发语言采用VB Script 。
C/S 结构采用MapBasic 在MapInfo Professional (Runtime )的基础上进行二次开发。
操作系统选用Windows Server2000。
滩涂资源与围垦管理信息系统主界面,如图5所示。
图5 C/S 结构的“滩涂资源与围垦管理信息系统”主界面参考文献:[1]魏家绮.Mapin fo 在水利系统应用[E B/O L ].[2003Ο6Ο13].http ://2004.chinawater.com.cn/newscenter/flx w/szsl/20030613/200306120174.asp.[2]胡钢,徐绪堪,沈波,等.基于mapin fo 三层结构水利地理信息系统设计[J ].计算机工程与设计,2006(22):4319Ο4321.[3]王世容.都江堰灌区基于GIS 的水资源管理信息系统[E B/O L ].[2004Ο8Ο7]http ://w w /2260/news/shownews.asp ?newsid =302.[4]黄健熙.基于B/S 的水土保持信息查询系统的设计和实现[J ].计算机应用研究,2006(7):138Ο141.[5]曹建成.GIS 在水资源空间分析与管理中的应用[J ].测绘技术装备,2002(4):18Ο20.[6]李胜乐,陆远忠.MapIn fo 地理信息系统二次开发实例[M].北京:电子工业出版社,2004.(收稿日期:2007Ο03Ο12 编辑:傅伟群)・85・。