遥感和地理信息体系支持土水资源分类.评价及预测研讨

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论文字数:115000 论文编号:sb2014091712282510455 日期:2014-09-19 来源:硕博论文网

 

第一章绪论
 
第一节人类所面临的土水资源危机1土壤资源:
人类只拥有一个地球,并且主要依赖地球的陆地居栖和进行生产活动。全世界共有土地1.30789亿平方公里。随着人口和经济的发展,人类利用的土地比例在不断增加,自然地域在逐渐减少。1964年全球耕地和牧场占土地总面积的100/0,199。年已上升到110/0;同期,森林面积由占地球陆地32%下降到31%。人类开发利用的耕地和牧场也在不断地减少或退化,人均占有的土地资源迅速下降,这对人类的生存构成严重威胁。从1975年到2000年,世界上将有3亿公顷耕地受到人为退化,还有3亿公顷将被压在新的城镇和公路之下。土地资源损失尤其是可耕地资源损失已成为全球性的资源环境问题,发展中国家所面临的问题尤为严重。我国人均土地资源占有量相对较低。现有耕地约20亿亩,人均耕地为1.42亩,不到世界人均的1/3。南方红黄壤区人均耕地仅约0.93亩,长扛下游及三角洲则不足0.7亩。后备可耕地资源极其有限,质量又差。此外,近30年来,全国耕地年平均减少2000多万亩,森林破坏和土地过垦引起水土流失、盐碱化、荒漠化、环境污染和肥力下降等土地退化,使土地生产力下降。而到2000年我国人口将突破13亿,人地矛盾将更加尖锐。
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第二节土水资源研究的沿革
土壤和水是人类棘以生存的自然资源,二者相互联系、相互影响、密不可分,是土地综合体中极其重要的构成要素。亦是人类的生息地和生存空间,许多食物、纤维和生产资料都出自土地,因此,土、水资源的研究历来受到各国政府和有关科学家们的重视。传统的土水资源研究主要从微观上探讨土水资源的物质组成、及其物理、化学和生物学特性;形成、演变机理和在生态系统中的物质循环等领域,在土水资源利用、开发与保护和国民经济建设与社会发展中发挥了具大的作用。近几十年来随着人口增多,人类面临的水土流失、荒漠化、土壤板结、养分缺乏、盐溃化、潜育化、土壤与丛污染等土地退业正在威胁着人类的生存和发展。面对资源环境错综复杂的时空变化,土水资源研究既要为资源管理和环境规划作出快速反应,提供综合性的辅助决策信息,又要为地学工程提供微观辅助设计的具体数据。为适应新的形势,土壤学和参资源科学家们的研究重心开始发生变化。研究内容由物质组成,晶体结构的微观研究过渡到景观和全球系统的微观与宏观相结合,从揭露物质起源、形成演变的本质特征到探索土水资源的数量与质量、时间与空间、变化机理及其与生态环境和人类生存与发展的关系;研究范围由点到面或点面结合延伸到尽域、地区乃至全球范围;研究方法与手段从经典的理化分析技术到光谱仪、显微镜、射线衍射仪等精密仪器发展到研究全球变化的遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)等高新技术〔工“’。为适应这些转变,土壤和水资源科学应该向环境科学、地理学、信息科学、数学、遥感学、生态学等学科渗透。吸收其他学科的精华为我所用,土水资源学家也就是环境地学家。近年来现代科学方法—系统论、信息论、控制论的形成与现代高新技术—计算机技术、空间技术和自动化技术的应用给土水资源研究带来了前所未有的机遇,使它进入一个崭新的阶段。
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第二章遥感与地理信息系统概述
 
第一节遥感概述
物体在绝对温度零度以上都会反射或辐射不同波长的电磁波。人眼或普通照像机,只能感受其中的可见光谱段,遥感仪器却能把紫外、红外或微波的信息强弱及其空间差异记录下来,经过电子计算机和光电设备加工处理,再现这些物体的影像,变成人眼可以识别的图像。遥感技术可通过图像分析,研究各种自然环境要素,达到定性、定量分析和识别研究对象的目的并在资源环境中发挥作用。建立各种判读标志是这一工作中的重要步骤。RS图像是地面物体反射或发射电磁波特征的记录,及地面景象真实的瞬时写照又是地表面按一定比例尺缩小了的自然景观综合影像图,能较准确、客观、全面地反映地表面的自然综合景观。图像判读研究的是地物性质、电磁波性质及影像特征三者的关系,并主要从影像特征来判断电磁波性质,确定地物的属性,即从影像特征来识别地物。地物电磁波特征的差异在影像上的反映就是各种各样的色、形信息。RS图像的影像要素或特征大体上分“色”和“形”两大类,色:色调、颜色、阴影、反差;形:形状、大小、空间分布、纹理等。“色夕,只有依附在“形”上来判读才有意义。
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第二节地理信息系统概述1地理信息系统基本概念
地理信息系统(geograPhieinfor二ationSystem,简称“GIS"),是整个地理或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影;反映人们赖以生存的世界(资源与环境)的现势变化、变迁的各类空间数据和描述这些空间数据特征的属性,在计算机软件和硬件支持下,以一定的格式输入、存贮、检索、显示和综合分析应佣的技术系统。因此GIS在我国也称“资源与环境信息系统",(resoureesandenvironmentinforoationsystem简称REIS)
2地理信息系统的特点
地理信息系统的主要目的是实现土地资源空间资料的收集、贮存、检索、变换与显示。土地资料的空间信息主要包括实体的位置、属性与二者的关系。地理信息系统不同于一般的计算机绘图系统,因为计算机绘图系统在极大程度上只涉及到可见的实体,而不涉及到实体的属性,与二者之间的关系。它是现代地理信息系统所必须的,但不能代替地理信息系统。
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第三章土壤分类与土壤信息系统.............17
第一节土壤分类概述.............17
第二节土壤信息系统.............19
第三节土壤分类与土壤信息系统的关系.............19
第四节我国土壤分类与土壤信息系统研究存在的间题.............23
第四章农用土地评价概述.............23
第一节农用土地评价的内容.............23
第二节农用土地评价的方法.............24
第三节土地资源信息系统.............27
第四节我国土地评价中的问题.............29
 
第八章RS和GIS技术支持的东湖水质评价与预测研究
 
第一节引言
东湖地区与武汉市的武昌区、青山区和洪山区接界,现有人口55.7万人,其中农业人口3万人,流动人口10万,人口平均密度8742人/kmZ。区内地域经济作用明显,是行政、商业、工农业等结构组成的综合体,属典型的城郊结合部。周围有武汉钢铁公司、武汉重型机械厂和武汉锅炉厂等数十家厂矿企业,南侧的国家级东湖新技术开发区正在兴起。作为武汉市最重要的湖泊之一,它集饮用水源、旅游、疗养、气候调节、水产养殖和水上运动等功能于一体,在武汉市国民经济建设和社会发展中起着越来越重要的作用。由于人口急剧增长,城市化的快速发展,城市生活污水和工厂废水排放量日益增加,加上地表径流的影响,湖面逐渐缩小、湖盆变浅,富营养化进程加快,水体受到不同程度的污染,水质不断恶化,影响武汉市国民经济建设和城市面貌。治理东湖水体污染,改善生态环境,进一步发挥其地域优势受到各级社会的普遍关注。
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第九章.急结与展望
 
本文利用遥感和地理信息系统及其集成技术,通过系统所具有的多目标的数据库、分析软件和应用模型对土水资源分类、评价与预测进行了研究。主要表现在以下几个方面:
1.开发了湖北省土壤系统分类据库系统,初拟了湖北省土壤系统分类,为湖北省土壤信息系统的建立和土壤研究成果的交流与应用提供了方法与模式。
2.应用RS、GIS和数据库技术进行土地利用与土壤肥力动态分析与评价,与传统方法相比速度快、工作量大大减少,且将数据库与区域信息系统连接或被调用,既可通过数值变化,研究区域土地资源变化特征,又可从图形上体现土地资源空间分布规律;同时建立起土地资源数据库,还可对RS资料和监测数据及时进行数据更新,获得变化了的土地资源信息。
3.提出了将土系与土地利用相结合作为土地评价单元进行土地资源分析评价的新途径,并将土地利用与土地评价指标体系的划分标准结合地区实际与国家、省级标准相匹配,为研究成果的交流与共享提供了方便。
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参考文献(略)

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