RS和GIS在监测城市环境变化和环境质量评价中的应用

RS和GIS在监测城市环境变化和环境质量评价中的应用

陈怀珠[1]2004年在《RS和GIS在监测城市环境变化和环境质量评价中的应用》文中研究表明为了探索与研究遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术在城市环境监测中的应用前景,本研究项目采用多源遥感信息和相关资料,应用遥感信息处理技术和地理信息系统相结合的理论、技术方法,对监测区福州市1945年、1972年和2002年叁个年份的城市扩展、土地利用结构变化、植被覆盖变化、水域变化等进行了大跨度的动态监测与评价,并结合后期统计数据,对城市噪声变化、水体污染以及2002年福州市的热岛效应等环境变化问题进行了小跨度的动态监测与评价。 动态监测结果分析表明,从1945年到1972年,从1972年到2002年,福州市城区的面积在不断的扩大,后期扩展速度加快,土地利用方式和面积上均发生较大的变化,水域面积在不断减小,植被覆盖总量也在减小;近几年的城市噪声、水体污染的总趋势是下降后在上升,对于城市热岛效应的趋势看,在不断恶化。福州市的环境总体质量先不断的下降,后来得到遏制并逐步改善,现在福州市的环境总体质量是良好。 研究结果表明,遥感(RS)技术与地理信息系统(GIS)相结合,在城市建设用地扩张,绿地面积的消长,水体、噪声等环境的污染和热岛效应的程度等环境变化监测应用中,无论高分辨率遥感图像的土地利用现状的提取精度,还是RS和GIS结合具备的空间定位准确度、地域范围的广度、时间上的及时性和费用少等特点,使得遥感和地理信息系统技术具有良好的应用前景。

徐建军[2]2008年在《基于GIS和RS的生态环境影响评价研究》文中进行了进一步梳理随着人口的增长和社会工业化程度的提高,人类活动范围和强度空前扩大,自然界越来越多地打上人类活动的烙印,人口危机、能源危机、粮食危机、资源危机,特别是生态环境危机已引起了广大公众和政府的聚焦。与此同时生态学,环境科学作为解决生态危机的科学基础,正面临着理论和方法的完善和挑战。生态环境影响评价作为环境规划与管理的重要手段之一,已经成为世界环境研究的热点领域。本文以GIS/RS技术为支撑,依据2006年5月1日试行的《生态环境状况评价技术规范》(HJ/T192-2006)和《环境影响评价技术导则—非污染生态影响》(HJ/T19-1997),首先对比研究了《GUIDELINES FOR ECOLOGICAL IMPACT ASSESSMENTIN THE UNITED KINGDOM》(Approved Version:26 June 2006),可以看出中英两国在EcIA的理念与方法有着较大的差异:一、在评价程序方面还采用旧式的分析评价程序,二是生态的评价理念和实践有所滞后,生态环境影响评价的整体性考虑不够且定量化指标较少致使可操作性不强,接着结合生态环境评价理论及生态环境影响评价实践,针对现行的生态环境评价方法展开系统的分析与研究,并探讨EcIA中GIS,RS技术的应用,最后以鹤峰县坪江水电站EcIA和2000年湖北省生态环境现状评价为案例,评价过程中采用了导则推荐的生态环境影响评价方法之一—质量指标法对工程和区域生态环境影响和现状进行了定量评价,结果表明:质量指标法应用于生态环境影响综合评价简易方便,可操作性强,但需要注意不同的时间和空间尺度效应。同时可以注意到我国生态环境影响评价理论和方法虽然较已完备,但在具体应用当中,尤其是工程生态环境影响评价,较国际先进理念和技术尚有一定距离,GIS和RS作为生态环境评价提供数据源和提供了数据分析手段,为EcIA发展提供了广阔的前景,可以说GIS和RS技术应用将是生态环境影响评价一个重要的发展方向。

欧阳婷萍[3]2005年在《珠江叁角洲城市化发展的环境影响评价研究》文中研究说明城市化作为20世纪全球范围内的一个社会变迁现象,一直是社会科学家所关注和研究的重点领域之一,而自然科学界长期对此则缺乏足够的兴趣和应有的态度。人们对城市化过程中的社会变迁、人口迁移、生活方式转变、经济活动的规模聚集、生产经营方式的转变,以及社会结构、组织和文化的变迁等进行了较深入的研究。发达国家早在工业革命过程中就已经进入了城市化发展的高级阶段,因此,目前城市化研究的对象主要集中在一些发展中国家和新兴的工业化国家。 随着城市化的不断推进,城市人口急剧膨胀、城镇土地快速扩张,一些影响城市发展的问题也接踵而至。在城市可持续发展战略实施过程中,环境问题是一些城市迫切需要解决的重点。因此,城市化发展进程中的环境影响成为人们关注的焦点,城市化环境影响综合评价也就顺理成章地进入了有关专家学者的视野。 本论文在遥感、地理信息系统、全球定位系统技术的支持下,采用社会科学和自然科学(包括环境地球化学)相结合的方法,从人口、土地利用等方面研究了珠江叁角洲经济区20世纪70年代末以来的城市化进程。从经济、交通、城区环境、河水质量及其地球化学特征、人口素质等诸多方面分析了珠江叁角洲经济区城市化进程中的环境影响:并在热力学熵原理的基础上建立了城市化环境影响综合评价模型——城市环境熵模型,将其应用于珠江叁角洲经济区城市化环境影响的综合评价中。通过全面分析、讨论得出如下主要结论:到2000年,珠江叁角洲经济区人口城市化水平达70%以上,进入城市化进 程的高级阶段。但区域内各县市城市化发展极不平衡,大部分地区处在城 市化发展的中级阶段:有的县市人口城市化水平大大高于70%,而有的地 区城市化进程还停留城市化的初级阶段(城市化水平低于30%)。随着人口城市化进程的推进,城镇土地扩展也在不同时期表现出不同的空 间展布格局。70年代末,珠江叁角洲经济区城镇发展为以广州市为中心的 单一中心的具有较高首位度的空间格局;80年代末,深圳市成为珠江叁角 洲经济区的另一个城市扩张中心,形成了广州、深圳双中心的城市化格局; 到90年代末城镇用地空间的扩展演变为遍地开花的新态势。在珠江叁角洲 经济区范围内,90年代末城镇用地主要有叁种典型的空间格局,分别为: 广州-佛山一带密集的、层次分明的城镇群:深圳-东莞一带的蛛网状城 镇发展空间格局;在珠江叁角洲经济区的东西两翼,各县市城镇用地呈现 零星的孤岛状。

孟庆香[4]2006年在《基于遥感、GIS和模型的黄土高原生态环境质量综合评价》文中认为本研究针对黄土高原生态环境主要问题和国家生态环境建设的需要,总结已有研究,初步提出了生态环境质量综合评价思路框架,采用遥感和地理信息系统等手段,充分利用已有的调查和研究成果,在黄土高原生态环境单因子进行动态分析基础上,建立了黄土高原生态环境数据库。在确定生态环境质量综合评价指标体系和方法基础上,建立了基于主成分分析的复合评价模型,以县为单位,进行了黄土高原生态环境质量动态分析及其预测。由于针对黄土高原大范围、多因子、多时期的生态环境质量评价在我国鲜有研究,因而该研究对深化黄土高原生态环境的科学认识,制订科学的生态环境建设规划提供了理论参考;同时也为进一步研究黄土高原生态环境提供了先进的技术手段和科学的数据基础。本研究取得以下主要结论和成果:1.提出了生态环境质量综合评价的基本思路。在可持续发展理论、环境容载力理论和景观生态学理论指导下,分别从生态环境承载能力、生态环境发展能力、生态环境持续能力3个方面进行生态环境质量评价。根据综合评价模型,计算生态环境质量综合指数,主要由生态环境承载能力、生态环境发展能力和生态环境持续能力构成。2.建立黄土高原生态环境质量综合评价指标体系。根据评价的基本思路,通过对生态环境系统特征因子的变量分析,提出了比较完整的、多级别的评价指标体系,包括生态环境质量综合指数(目标层)、生态环境承载能力、生态环境发展能力和生态环境持续能力(准则层)和24个指标(指标层)。3.建立了较为完备的生态环境数据库并进行了系列制图。深入细致地研究黄土高原地形、土地利用、土壤侵蚀、植被覆盖、气候插值、土壤可蚀性因子、土地适宜性和限制性等自然因子以及社会经济要素,以100m栅格为单元,进行黄土高原生态环境单因子分析。在此基础上建立了黄土高原20世纪80年代中期和90年代中后期2期生态环境数据库,并进行了系列制图与分析,得到一些有意义的结论,如景观多样性指数增大,生态环境弹性度提高,水土流失强度指数下降,归一化植被指数上升等。生态环境单因子分析为深刻理解黄土高原及其生态环境建设提供了理论参考,数据库建设为进一步研究黄土高原生态环境提供了科学的数据基础。4.采用基于主成分分析的复合评价模型,以县为评价单元,分别计算了20世纪80年代中期和90年代中后期生态环境承载能力指数、生态环境发展能力指数、生态环

左伟[5]2002年在《基于RS、GIS和Models的区域生态环境系统安全综合评价研究》文中研究表明在全球区域特别是在我国,生态安全形势越来越严峻,局部地区生态的破坏已经威胁到社会经济与农业生产可持续发展的基础。基于这种状况,生态安全研究就显得极为重要。 本文研究以区域生态环境系统安全评价概念框架为理论基础,利用遥感、GIS和评价模型相结合的技术方法为手段,以长江叁峡库区典型区——重庆市忠县为实验区,对区域尺度(中尺度)的生态环境系统安全进行评价与制图,并分析实验区生态安全问题的成因机理和提出调控措施。主要研究内容如下: 建立了生态环境系统和生态环境系统安全的概念。通过文献调研和分析,以生态环境系统对人类社会经济系统的服务功能为理论支点,采用国际上先进的P-S-R(压力—状态—响应)模型和AHP(层次分析法)为技术方法支点,创建了区域生态环境系统安全综合评价的概念框架(理论基础),并扩展形成区域生态环境系统安全综合评价指标选取的概念框架。这一成果可为区域生态环境系统安全评价研究和生态环境管理实践提供理论依据。 在实验数据的基础上,对区域生态环境系统安全评价的区域尺度、制图尺度、成图视觉效果、数据精度、数据量负荷之间的辨证关系进行了系统的研究,并得出了区域尺度(中尺度)生态环境系统安全评价的数字研究环境框架。 在分析现有各个环境与生态评价模型方法优、缺点的基础上,建立了最优化的区域生态环境系统安全综合评价模型,即层次分析—变权—模糊—灰色关联复合评价模型。 根据本文的区域生态环境系统安全综合评价指标选取的概念框架,建立了叁峡库区重庆市忠县生态环境系统安全综合评价指标体系。采用遥感技术和GIS技术中的多种模型与方法,实现了指标体系各指标因子的数据采集和信息提取,形成了定量反映区域生态环境系统安全形状的研究成果:并对土地覆被、植被覆盖、水土流失等主要因子进行了遥感分析和GIS空间分析,获取一些具有新意的结论。 忠县的区域生态环境系统安全等级的最终评价结果表明,该县生态环境系统安全状况在总体上堪忧,只达到等级Ⅱ——即中警状态水平。经分析发现:(1)人口压力和经济发展落后是生态环境系统安全状态恶化的社会经济背景因素;(2)对自然资源的过度和不合理开发利用是生态环境恶化的直接人为因素;(3)脆弱的生态环境是生态环境恶化的自然环境背景因素。因此,必须采取包括生态移民、生态建设与生态保护等在内的忠县区域生态安全综合调控措施。 本文研究证明,基于科学正确的指标体系和合理的指标因子权重结构,以模型技术和遥感GIS技术相结合的技术应用为核心,开展区域生态环境系统安全综合评价研究,可以充分分析和表达区域生态环境系统安全性状的空间和时间特性,其评价结论更加具有空间针对性。因此,研究成果可为区域生态环境系统安全调控、为区域社会经济与农业可持续发展决策提供支持。

邓春光[6]2007年在《北京市生态环境遥感动态监测与评价》文中研究说明本文以整个北京市为研究区,以TM影像为主要信息源,利用遥感图像处理软件ERDAS IMAGINE和地理信息系统软件ARCGIS对北京地区1999-2002年的土地利用进行了动态监测。引入土地利用动态度和土地利用转移矩阵,基本查明了北京地区1999年到2002年的土地利用变化情况。在认真分析研究区实际情况和现有资料的基础上,提取了生物丰富度指数、植被覆盖指数、水网密度指数等五个指标,采用综合指数评价法,对2002年北京地区生态环境进行评价,研究结果表明叁年来北京市的城市绿地由0.063万hm~2增至0.4万hm~2,增幅达534.92%,在各地类中增速最快,平均年递增178.31%左右;农田由13.63万hm~2增至18.86万hm~2,99年耕地分布呈现块状分布;02年耕地分布较分散;林地由22.6万hm~2增至36.4万hm~2,水域由4.48万hm~2减少至2.069万hm~2;工业用地由22.21万hm~2增加到38.42万hm~2。北京地区生态环境质量处于一般水平,因此,客观、准确地认识和评价北京的生态环境质量现状,制定相应的生态环境保护对策,对于北京社会经济与生态环境的可持续发展是十分重要的。

刘丹丹[7]2005年在《3S技术在森林公园规划和管理中的应用研究》文中指出中国森林公园规划和管理工作从80年代初才逐渐展开,规划与管理的理论、方法和体制还存在不足之处。随着3S技术的发展和在相关领域的应用,有必要运用这项综合技术对森林公园规划和管理进行技术创新,以适应时代发展的需求。 本文通过对3S技术的探讨及其在各相关领域的应用现状研究,结合中国森林公园的发展趋势,对3S这项综合技术在森林公园规划和管理两个方面应用的可行性进行分析。遵循景观生态规划原则,借鉴3S技术在其他领域的成功经验,解决森林公园规划中复杂的地理研究、区域规划与决策问题的盲目性,完善森林公园的规划。同时通过森林公园管理中基于GIS的管理系统的建立,解决管理中遇到的诸多问题,使管理工作更为有效。为今后森林公园的规划和管理提供参考。 本文首先从3S技术的概念、技术特点及在相关领域的应用现状情况并结合中国森林公园的发展趋势进行讨论,为3S技术在森林公园的规划和管理中的应用奠定了坚实的理论基础。然后,通过借鉴3S技术在相关领域中的应用情况和方法,对3S技术在森林公园规划和管理中的应用的可行性进行分析。最后,通过分析得出结论:3S技术在森林公园领域的应用,对于森林公园健康有序的开发利用,促进森林公园及森林旅游的可持续发展起到了巨大的作用。 作者希望籍此为今后森林公园的规划和管理提供参考,并引发更多的讨论,以及对现代科技手段在规划和管理过程中更广泛运用的关注。

王荣军[8]2012年在《基于GIS和RS的张掖北郊湿地生态环境质量评价研究》文中提出黑河是我国第二大内陆河,全长928km,水量充沛,其中流经张掖境内299km。千百年来,黑河在我国西部张掖荒漠地区形成了大面积的河流湿地、湖泊湿地和沼泽湿地,在涵养水源、改善区域气候、防治土壤侵蚀和抵御沙尘暴等方面发挥了重要作用,是西部地区生态安全和经济社会可持续发展的命脉。然而,自60年代以来,受全球气候变化和不合理人类活动的影响,黑河流域湿地面积锐减,生物多样性受损,湿地生态环境恶化,生态服务功能下降,对区域生态安全构成重大威胁。面对如此严峻的形势,2009年至2011年期间,张掖市对黑河流域湿地实施了各项保护和恢复湿地工程,如“甘肃黑河流域中游湿地恢复与治理工程”、“张掖亚行贷款甘肃(张掖)城市基础设施建设及湿地保护工程”等,以促进区域生态环境改善。本文以受人为干扰影响较大的张掖北郊湿地保护区为研究区域,采用景观生态学方法,对比分析了湿地保护工程实施前后(2009年、2011年)生态环境质量的变化,以说明生态保护工程实施的环境效益,并给出了进一步改善湿地生态环境的建议和对策。本文首先介绍了湿地生态环境质量评价相关理论和方法,主要包括湿地的定义、湿地生态环境质量评价研究进展、RS和GIS在湿地生态环境质量评价中的应用等,该部分奠定本文研究的理论基础;其次介绍了生态环境质量指标体系的构建原则和方法,结合张掖北郊湿地的生态环境特征,利用联合国合作与发展组织(OCED)创立的“压力—状态—响应”(PSR)模型建立了一整套包括湿地压力指标、状态指标和响应指标的张掖北郊湿地生态环境质量评价指标体系;最后,利用地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术对湿地信息的提取,完成了湿地的生态环境质量评价。通过选取代表年份2009年和2011年这两年的数据来分析和评价张掖北郊湿地的生态环境质量在实施湿地保护、恢复工程前后的变化情况,以分析说明近年来对湿地保护和恢复工作的成效,并针对研究区目前的生态环境现状提出一些针对性的建议和对策,为今后更好、更有效的实施湿地保护、恢复治理工作提供参考和借鉴。

杜崇[9]2005年在《松娕平原土地荒漠化与生态环境变化研究》文中指出21 世纪,全球变化和社会可持续发展已经成为当今世界人们关注的焦点,其主要问题——生态环境问题是人类所共同面临的重大问题之一。在参加导师科研项目的研究过程中,发现了松嫩平原生态环境问题的复杂性、严重性,用单一学科、单一技术手段、单一方法很难对生态环境进行更准确的研究,需要进行多学科交叉与渗透、多技术手段的融合地集成研究复杂的生态环境问题。因此,本文针对松嫩平原的主要生态环境问题――土地荒漠化与生态环境问题,应用多学科理论集成、RS-GIS-GPS-EIS 多技术集成,采用多源遥感数据、非遥感数据,从多时间、多空间、多尺度对松嫩平原土地荒漠化与生态环境进行了动态研究;应用GIS 的空间分析功能,进行空间数据的广泛挖掘和提取,采用土地利用空间形态模型和土地利用类型动态转化模型,为生态环境研究提供丰富的微观的、定量的信息。本文对松嫩平原的环境变化、盐碱荒漠化的形成与发展进行了系统的研究,揭示了其变化规律,提出了合了利用土地资源和防治荒漠化的建议。本文具有一定的理论意义和参考应用价值。

刘洪岐[10]2008年在《基于RS和GIS的北京市生态环境评价研究》文中研究说明本文基于“北京市2000年到2005年和2006年生态环境评价项目”,运用RS和GIS技术进行北京市生态环境评价研究。对相关领域国内外相关研究的分析发现,传统生态环境评价工作的方式和方法存在弊端。传统的生态环境评价工作费时、费力且精度有限,使得评价周期相对较长,从而在效率与质量上不能够满足环境状况评价高效率、周期短、精度准等要求。针对这个问题,本研究提出了基于遥感和地理信息系统的生态环境信息提取技术,并应用在实际的评价工作中,提高了信息提取的效率、缩短了信息获取的周期、提高了数据的精度。另外,现行的生态环境评价工作存在诸多问题。由于生态环境是一个自然、社会、经济的复合系统,受到多种因素的影响,表现出复杂性和不确定性。生态环境评价存在诸多问题,如数据的获取、评价指标体系和模型的选取等。研究中根据国家环境保护总局发布的生态环境评价规范,采用生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数和环境质量指数加权计算对北京市及各个区县2000年到2006年的生态环境状况进行了评价和分析。计算得到2000和2006年北京市生态环境状况指数分布在“良”和“一般”两个等级,全市分别为59.800和59.707,未见明显变化,生态环境状况为“良”,即植被覆盖度较高,生态多样性较丰富。各个区县中,生态状况最好的是位于北部山区的密云县,最差的是位于城市建设发展快速的北京市市区,生态环境状况属于“一般”。为北京市生态环境改善和未来发展规划提供依据。北京市缺乏大的空间尺度上的生态环境评价工作。根据《中共北京市委北京市人民政府关于区县功能定位及评价指标的指导意见》,把全市从总体上划分为首都功能核心区、城市功能拓展区、城市发展新区和生态涵养发展区。以往的北京市生态环境评价是在区县级基础上进行的,对新的功能区划未来生态环境工作的指导性不强。针对这种情况,研究中对新的功能分区后的2005年和2006年生态环境状况进行了评价。评价结果和基于区县的评价基本吻合。针对传统评价工作费时、费力且精度不高的缺点,结合目前的生态环境评价的现实需求,利用GIS空间信息技术、RS遥感数据获取手段,深入研究目前生态环境质量评价流程,在此基础上利用Visual Studio 2003集成开发环境和ArcEngine组件技术,建立了基于GIS和RS的生态环境质量评价系统,将数据存储、数据处理、数据计算、环境评价分析、报表制作进行有效整合,嵌入到统一的评价系统中。以北京为例做示范应用,取得了不错的效果。本系统的建立改善了传统的评价手段,提高了评价的精度,缩短了评价周期,具有一定的应用价值。

参考文献:

[1]. RS和GIS在监测城市环境变化和环境质量评价中的应用[D]. 陈怀珠. 福建农林大学. 2004

[2]. 基于GIS和RS的生态环境影响评价研究[D]. 徐建军. 华中师范大学. 2008

[3]. 珠江叁角洲城市化发展的环境影响评价研究[D]. 欧阳婷萍. 中国科学院研究生院(广州地球化学研究所). 2005

[4]. 基于遥感、GIS和模型的黄土高原生态环境质量综合评价[D]. 孟庆香. 西北农林科技大学. 2006

[5]. 基于RS、GIS和Models的区域生态环境系统安全综合评价研究[D]. 左伟. 南京师范大学. 2002

[6]. 北京市生态环境遥感动态监测与评价[D]. 邓春光. 北京林业大学. 2007

[7]. 3S技术在森林公园规划和管理中的应用研究[D]. 刘丹丹. 北京林业大学. 2005

[8]. 基于GIS和RS的张掖北郊湿地生态环境质量评价研究[D]. 王荣军. 兰州大学. 2012

[9]. 松娕平原土地荒漠化与生态环境变化研究[D]. 杜崇. 吉林大学. 2005

[10]. 基于RS和GIS的北京市生态环境评价研究[D]. 刘洪岐. 首都师范大学. 2008

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