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基于3S技术联合的便携式无线墒情监测仪

基于3S技术联合的便携式无线墒情监测仪
基于3S技术联合的便携式无线墒情监测仪

基于3S技术联合的便携式无线墒情监测仪

摘要:农田墒情信息是现代农业实施精准施肥、精确灌溉的重要科学依据。为了实现快速准确地采集墒情信息,研究开发了基于3S(GPS/GIS/GPRS)技术联合的便携式无线墒情监测仪。该便携式无线墒情监测仪主要由农田信息监测网络节点和远程服务器组成,在小范围内由传感器节点基于ZigBee通讯协议组成无线传感器网络,在大尺度上通过网关节点集成GPS网络,利用GSM/GPRS网络实现与Internet的信息交互,完成了墒情数据的自动采集、无线传输和准确定位。设计了太阳能自供电的长寿命无线传感器节点和网关节点,开发了服务器端农田墒情信息管理系统软件,实现了Web方式下的参数远程设置和信息实时监测。该系统的设计开发为农田墒情信息监测和分析决策提供了有效的工具。

关键词:土壤水分,无线传感器网络,监测,GPRS,ZigBec

0引言

中国传统粗放型农业生产中,肥水的盲目过量投入不仅造成水资源和化肥的巨大浪费,还严重地威胁到生态环境、食品安全和农业的可持续发展。解决这一问题的根本出路是大力发展以适时、适量和按需定位投放为核心的精准农业技术,以达到精准施肥、精确灌溉、节肥节水和降低污染的目的。

依托于信息技术的精准农业在世界范围内迅猛发展,而快速准确地采集和描述影响作物生长的空间环境变量信息,是开展精准农业的先决条件。其中,农田墒情也即农田土壤中的水分状况,直接关系到作物生长、肥料施用以及水资源配置,是实施精准施肥、精确灌溉的重要依据【1翻。因此,开展农田墒情监测技术的研究对现代精准农业的发展具有极为重要的意义。

近些年来,国内外学者对农田墒情监测技术进行了大量的研究。国外发达国家已将无线传感器网络等先进的网络信息技术应用于农田信息监测管理中【3.9】,而国内墒情监测在大尺度上依赖于遥感技术,难以实现墒情信息的精准监测;小范围内主要依靠人工定点测量,无法实现墒情数据的自动传输。虽然随着通信技术的发展,出现了一些将网络通讯技术应用于农田信息远程监测的案例[]o-ts],取得了~些成果,进行了有价值的探索和研究,但从应用现状来看,现有便携式无线墒情监测仪还存在明显不足:

1)大多数系统主要采用串行或现场总线等有线通信技术,对于无人值守、测

点分散、位置偏僻的监测对象,实施布线比较困难且投入较高。

2)部分系统采用了GSM、GPRS等无线网络通讯技术,具有速度快、信息量大、运行可靠、可远距离传输等特点,但通信费用高,不适于部署在分布密集、数量众多的每个墒情监测节点中。

3)系统整体功能较为简单,信息采集的自动化程度不高,信息共享和决策支持层次较低。

针对以上问题,本文研究开发了基于3S(GPS/GIS/GPRS)技术联合的农田墒情远程监测系统。在小范围内采用无线传感器网络技术,在大尺度上利用GSM /GPRS/GPS及Internet等公共网络,实现了多网络平台下墒情数据的自动采集、无线传输、实时监测、精确定位、网络发布和远程参数设置等功能,为墒情信息系统、地理信息系统(GIS)、气象信息系统以及决策支持系统等多系统的整合打下了基础。

1 系统总体架构及功能

如图1所示,系统总体由3层网络组成:底层为无线传感器网络,中层为GSM/GPRS/GPS网络,上层为Internet网络。底层和中层通过设置网关节点连接,中层和上层则利用公共电信网关连接。

底层无线传感器网络由各传感器节点基于ZigBee无线通讯协议构成。ZigBee技术作为一种新兴的无线通信技术,具有微功耗、低成本、自组网和节点布置灵活等特点,非常适合在多测点、无人值守的农田信息采集中的应用。

中层GSM/GPRS/GPS网络由各网关节点组成,完成传感器节点的信息交汇、数据存储、指令收发、节点定位以及参数远程设置等功能。

上层Internet网络由远程服务器和各客户端组成。服务器从各网关节点接收信息,完成数据解析、处理、存储、查询、统计、图表绘制、网络发布以及与GIS系统、决策支持等其他信息系统集成整合的功能,并可通过网关节点发送控制指令至底层传感器节点完成远程参数设置,使得客户端在任何时间地点只要登陆系统服务器,就可在线实时监测信息和远程设置参数,实现了Web方式下客户端对传感器节点的远程参数设置功能。

2系统功能模块设计

2.1 传感器节点硬件设计

传感器节点硬件结构如图2所示,主要由传感器模块、控制器模块、ZigBee 协议通讯模块以及太阳能自供电模块组成。

控制器模块负责信息处理、任务调度、电源监测、通信协议执行和网络节点调度管理等工作。控制器选用高性能、低功耗的ATmegal28L,通过AD转换接El 采集墒情数据,并通过SPI接口与ZigBee通讯模块连接,完成数据传输和指令收发等功能。

ZigBee通信模块负责传感器节点之间以及节点与网关之间的通信工作。选用低成本、低功耗、高集成度的工业用射频收发器件CC2420,该器件选择性和敏感性指数超过了IEEE802.15.4标准的要求,可确保短距离通信的有效性和可靠性,具有超低电流消耗和高接收灵敏度等特点。

需要监测的墒情信息参数包括:土壤水势、土壤含水率、气温、相对湿度和地下水位。所用到的传感器为四通道温湿度变送器,通过传感器测得的信号值,由经验公式可计算得到各信息参数。考虑到农田环境中充足的太阳能资源,设计了太阳能自供电模块为节点提供能源。该模块由两级能量存储器组成,其结构和实物分别如图3、4所示。

选择超级电容作为主级能量存储器,锂聚合物电池作为后备能量存储器。实际使用中,在长时间无光照时,使用锂聚合物电池供电;有光照时,使用超级电容储存的能量供电,并通过专用充电管理芯片BQ2057管理电池电量。传感器节点监视各级能量存储器电压,运行逻辑判断程序,通过电源切换芯片MAX4544选择供电电源。传统的太阳能供电组件,利用太阳能直接为可充电电池充电的方式在一定程度上延长了节点工作时间,但由于电池的频繁充放电造成其性能衰退

加快,在效率和使用寿命上存在很多缺陷,而采用超级电容和聚合物锂电池组成的两级能量存储器,通过节点控制器对能量存储器进行状态监测和主动选择,在保证能源持续供应的同时,尽可能多地使用超级电容,减少电池的充放电次数,实现了能量的智能化自治管理,有效地延长了节点的使用寿命。

2.2传感器节点软件设计

传感器节点软件设计主要包括传感器信号的采集处理程序和基于ZigBee协议的网络通讯程序。

传感器测得的电压信号经AD转换后,采用数字滤波处理以减少偶然因素的干扰,再通过经验公式计算得到需要监测的墒情信息参数。

ZigBee协议栈(Z.Stack)是开发ZigBee技术的关键软件和平台,用户需要按照IEEE 802.15.4标准进行一系列的初始化和高层调用来完成用户应用程序设计。调用ZigBee协议栈的API应用程序接121函数实现网络管理层的设备初始化、网络启动、网络配置以及路由等功能。

2.3网关节点硬件设计

网关节点硬件结构如图5所示,由控制器模块、ZigBee通讯模块、GSM/GPRS /GPS网络通讯模块、数据存储模块及太阳能自供电模块组成。GSM/GPRS/GPS 网络通讯模块选用集成了GSM/GPRS/GPS的低功耗三频接收器XT55,其内置TCP /IP协议,支持AT指令集。控制器选用超低功耗的MSP430F2418,具有较高的计算性能,通过SPI接口与CC2420连接,完成对底层传感器网络的数据汇聚功能;通过UART接口与XT55连接,完成数据传输、指令收发以及节点的精确定位等功能。网关节点仍采用太阳能自供电模块供电。

2.4网关节点软件设计

网关节点的软件设计主要包括基于ZigBee协议的网络通讯程序、与XT55的通讯程序以及信息汇集转发和指令接收发送等任务的协调管理程序。其主要程序流程为:控制器从XT55的GPS模块接收节点实时地理位置信息;将此位置信息与从底层传感器网络接收到的农田墒情信息整合,按照约定的编码封装成数据帧;再以~定的流程编辑AT指令,并将指令和数据帧发送至XT55的GSM/GPRS 模块,实现GPRS和Internet的网络连接和数据传输。

2.5远程服务器系统设计

基于Windows2000 Server操作系统和SQL Server2000数据库系统,开发了农田墒情信息管理系统软件,其功能模块如图6所示。1)数据管理模块:包括数据接收、解析、存储和处理等功能。数据接收程序采用VB 6.0基于Socket技术编写,通过监听服务器端口,创建控件数组可同时接受多个连接请求,将网关节点通过GPRS发来的数据按照自定义的数据帧协议解析后存入数据库。

2)远程信息服务模块:包括数据实时显示、信息查询、图表自动绘制发布及远程参数设置等功能。可以为用户提供信息浏览、数据查询及记录下载等服务。针对以往监测系统中信息采集参数不易更改,缺乏控制的情况,设计了远程参数设置模块。各传感器节点的工作模式、数据采样时间等系统参数的设置,都可通过客户端远程设置页面完成。服务器后台处理程序从数据库读取设置的参数值,通过GSM网络以短信方式发送至网关节点,再经底层传感器网络完成对传感器节点的参数设置。通过与服务器数据库的交互,实现了Web方式下客户端对传感器节点的远程参数设置功能。

3)系统管理模块:包括权限管理、系统维护以及系统集成等功能。系统将墒情信息系统与地理信息系统(GIS)集成,利用GPS获得网关节点的精确位置,再根据各传感器节点预先的位置部署,计算出各传感器节点的具体位置信息,生成传感器节点图层,进而得到其空间差异信息。基于GIS系统的农田墒情监测流程如图7所示。

3试验分析与应用

试验测试时,传感器网络节点设计为每10 S完成1次信号采集和数据发送,为加快试验测试进程,选择的聚合物锂电池的容量为300 mA·h,实际应用中可根据需求选择足够容量的电池。传感器节点连续工作I d的供电性能测试如图8

所示。

由试验结果推算,在现有测试条件下,每天3--一4 h光照即可保证节点持续工作约4~5 a(充电电池寿命一般为4--.5 a,如果电池到时仍可使用,则工作时间更长),还可以通过降低节点通讯频率等方式进一步延长节点工作时间。若光照时间不满足要求,则当电池容量不足时无法保证节点的连续工作,而只能间歇性工作。增大电池容量,则可以增加节点在无光照时的连续工作时间,保证节点持续稳定地工作。

该系统已在河南省新乡封丘县试运行,共设8个测站,每个测站布置4个无线传感器网络节点,可采集的墒情信息参数包括:土壤水势、土壤含水率、气温、相对湿度和地下水位。所用到的传感器为四通道温湿度变送器。通过传感器测得

的信号值,由经验公式可计算得到各信息参数。表1为变送器电压信号与测定值关系。

通过土壤水分传感器测得的电阻值,可计算出土壤水势值和土壤含水率值;通过两支温度传感器(气温传感器和湿球温度计)可计算出相对湿度值:通过地下水位传感器测得的地下水压值可计算出地下水位值,计算用到的关系式如下所示。

数据采样间隔设定为30 min。采集数据可经网关节点传送至远程服务器端。安装在服务器端的管理软件实现数据的存储、显示、统计分析、查询和打印等功能。系统客户端远程设置页面及监测点数据实时显示分别如图9、10所示。

4、便携式无线墒情监测仪简介

BWS-100型便携式无线墒情监测仪由浙江托普仪器有限公司依据《土壤墒情监测规范SL000-2005中华人民共和国水利行业标准》,根据土壤墒情监测规范要求设计。该仪器不仅可实时监测墒情的最主要参数——土壤水分,还可根据用户需求监测土壤温度等,配套的软件可根据用户需要灵活设定墒情参数的采样周期和存储周期、巡测和召测数据及分析数据等功能。系统进行不间断监测,对土壤墒情的发生、发展及变化进行实时的监视和分析,为开展排涝抗旱工作提供信息依据。

主机及传输部分

1、时钟设置:主机可设置北京时间;

2、数据采集:可以手动模式记录也可自动模式记录和上传

手动模式:手动按键保存数据,单独按发送键可直接通过GPRS或GSM上传至服务器。

自动模式:设置数据采集和上传时间间隔,定时储存数据并将数据通过GPRS 或GSM进行上传,实现实时获取所采集数据,也可利用U盘直接取出历史数据(标配已含)。

GSM短信模式:可将数据以短信的形式发送至指定手机号码;

GPRS网络模式:可利用GPRS传输模式将数据传输至网络中,用户可通过任何一台可上网的电脑查看数据并下载分析,也可以上传到国家指定的墒情IP站

点。

输入指定手机号码,可将仪器和手机绑定进行智能控制也可单独通过发送短信命令进行智能控制:可更改存储时间或采集间隔时间;可通过短信形式唤醒主机将数据发送至手机中。

3、低电压提示:长时间无操作自动进入待机省电模式。

4、信号强度显示:主机屏幕直接显示天线信号强度显示。

5、传感器通道设置:可按需要自行组合,传感器插入主机后自动搜索到多种不同类别的传感器(类似于U盘接电脑),要求以后可增加气象及土壤参数只购传感器即可,无需再配主机。

6、可增加GPS定位功能。

上位机软件

上位机软件要求:显示每种参数过程曲线趋势和最大值、最小值、平均值显示查看、放大、缩小功能,每种参数的报表、曲线图可选择时段查询。

每种参数的报表、曲线图均可选择时段查询查看,并可输出打印。

墒情评价:可以设置最低最高超限值,可自动进行墒情评价及旱情分析,软件可在线升级。

供电部分

仪器内置大容量锂电池,可随用随充。

技术参数

工作电压范围:7.5V~14.5V

工作及待机电流:待机电流19mA,最大工作电流:300mA

待机时长:标配电池(12V24AH)可用≥18天

通讯接口:RS-485、USB接口。

选配的气象要素

空气温度、空气湿度、露点、风向、风速、雨量、大气压、光照度、二氧化碳、土壤盐分、水分蒸发。

5、结论

针对快速准确地采集农田墒情信息的需求,本文在墒情信息的采集、处理、传输及发布等方面进行了深入探索,开发了基于3S技术联合的农田墒情远程监测系统,

具有以下特点:

1)采用无线传感器网络和GPRS网络相结合的数据 r21传输方式,只在网

关节点集成GPRS模块,既实现了数据的无线传输,又解决了因将GPRS 模块部署在众多墒情监测节点引起的成本过高问题。

2)两级能量存储器组成的太阳能自供电模块有效地延长了监测节点的使

用寿命。

3)通过与服务器数据库的交互,实现了Web方式下’。客户端对传感器节

点的远程参数设置功能。

4)成GIS系统,实现了具有空间属性的墒情数据的可视化管理。

本研究采用的技术原理具有高度的通用性,完全可以应用于其他相关领域的信息监测过程。尽管系统在诸如传感器节点通讯的可靠性、各节点能源供应的稳定性等方面还需完善,但本系统的实现对多种通讯技术在农田信息监测中的综合应用有很好的借鉴意义。随着农业现代化的发展,孤立的土壤墒情监测系统已不能满足要求,加强多系统之间的集成研究,发挥多系统综合优势才能为农业生产决策提供准确的科学依据,在这方面还

需要进行进一步的研究。

3S技术在生态环境监测中的应用

3S技术在生态环境监测中的应用 作者:潘辉 来源:《环境与发展》2020年第10期 摘要:首先对3S技术做出了介绍,然后对生态环境监测有关的内容展开了探析,最后对生态环境监测中3S技术的实际运用做出了论述,以供参考。 关键词:3S技术;生态环境监测;生态体系 中图分类号:X835 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2020)10-0-02 DOI:10.16647/https://www.doczj.com/doc/c09787403.html,15-1369/X.2020.10.061 Abstract:This article first introduces 3S technology,then explores the content related to ecological environment monitoring,and finally discusses the practical application of 3S technology in ecological environment monitoring for reference. Key words:3S technology;Ecological environment monitoring;Ecosystem 1 3S技术综述 1.1 RS技术 RS技术是指从很远的距离就能够感应到监测目标的反射,以及能够感应到电磁波、肉眼能够看到的光源等,在此基础上实行的监测和辨别技术。这项技术也可以被称为遥感技术,该技术的主要工作机理是借助于遥感卫星、精准程度高的拍摄设施来搜集地层表面上的地理数据信息,从而通过图片的形式上传到监测系统里面。这样便能够完成区域空间中大范围的地理数据信息的拍摄,同时还能够确保监测所得的地理数据信息拥有一定的时效性。除此之外,这项技术还具备了监测结果准确性高等特点,还能够对拍摄的地理数据信息实行智能化管控,从而可以自动地将地形图绘制出来。 1.2 GIS技术 GIS技术也可被为地理信息技术,同时这项技术中涵盖了很多学科的常识,运用这项技术可以搜集、剖析、处理地理区域空间范围之内全部的数据信息,然后可以将测量得出的数据信息结果在电脑中以数据信息模型的形式呈现出来,并且该模型中可以随时对数据信息做出调整和更新,所以,当前已经普遍将该技术运用在了许多领域里面。 1.3 GPS技术

3S技术的应用

3S技术的应用 1、遥感技术在关于气候变化、臭氧耗损监测及土地覆被监测、预测等影响地球生命支撑,系统的全球环境变化研究中发挥着不可替代的作用。卫星遥感技术在气象上的应用是目前遥感技术应用最成功、效益最显著的领域之一。美国用于整个业务气象卫星系统的费用每年6000万美元,而由于台风监测成功减少的损失就可达20亿美元。 海洋是水圈中最主要的水体,面积约为地球表面的70.8%。遥感在海洋调查中显示了它独特的大范围、多时相、高分辨率的特点,在河口泥沙规律研究、海水监测、海温监测、海况监测、海洋初级生产力及渔场监测、海洋污染监测等方面已发挥了重要作用,对空间规模宏大和时间变化迅速的厄尔尼诺效应、黑潮、赤潮、墨西哥湾流等的监测已取得较好的效果。 植被是地球环境中的重要组成部分,是反映地球环境的最好标志,也是遥感图像反映的最直接信息。植物又是动物包括人类赖以生存的基础,由于人口增加、超载过牧、不合理的开垦利用已造成水土流失,沙化和荒漠化土地不断扩大。因此对植被进行宏观监测不仅具有现实意义,也具有深远的历史意义,它关系到我们留给子孙后代将是什么样的地球。目前利用NOAA气象卫星AVHRR遥感数据通道1和通道2计算出的归一化差植被指数可以很 好地反映植被的生物量状况,植被生物量越高,植被指数值也越高。 地理信息处理软件已能进行多时相、多数据源的融合分析,可以对全球的环境演变进 行动态的监测,借助于高速计算机和专家系统的支持,通过多时相的遥感图像就能对过去历史过程进行近似的再现与模拟,温故知新,对未来的环境演变进程进行仿真模拟预测。环境演变的周期绵长,一旦环境失衡,很难复原,同时,造成的灾难也是致命的,因此监测环境的演变、模拟环境演变带来的后果,预警环境灾难的发生,防祸于未然具有非常现实的意义,3s技术在该领域的应用已体现了它的强大功能和实际价值。 2、RS+GPS在区域环境治理中的应用 RS+GPS所获得的遥感图像和数据,是极其重要的信息源。不仅为掌握区域的环境状况提供高精度的定位数据,还可实现环境状况的多时相信息及形象的图像图形显示。而GIS强大的对空间数据的综合处理能力,又可将RS+GPS所获得的海量的地理信息,从定量、动态和机制等方面进行综合集成,实现了图形、图像处理系统完全合一(统一的数据结构),可为解决具体问题提供有力的技术支持。借助地理信息系统手段建立区域环境的空间变化模型,具有

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为什么能进行遥远的感知呢?因为地球上所有物体都在不停地发射、反射、吸收电磁波,而且不同物体对电磁波的发射、反射、吸收的特性不同例如,植物的叶子看起来是绿色的,是因为叶子中的叶绿素对太阳光中蓝色和红色波长的光强烈反射的缘故。 物体的这种对电磁波固有的特性叫做光谱特性

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义和现阶段我国环境监测情况以及3 S 技术早环境监测中的应用进行粗浅的探讨。 2 环境监测的概念与意义 环境监测是环境生态建设的技术保证和支持体系。环境监测作为一种收集自然环境资源信息的方法,在20世纪60年代后期开始形成【2】。环境监测是指人们对影响人类和其他生物生存和发展的环境质量状况进行监视性测定的活动。它是通过对环境质量某些代表值进行长时间监视、测定,以确定环境质量水平,为环境管理、污染治理等工作提供基础和保证【3】。简单地说,了解环境水平,进行环境监测,是开展一切环境工作的前提。 环境监测就是运用现代科学技术方法定量地测定环境因子及其他有害于人体健康的环境变化,分析其环境影响过程与程度的科学活动。环境监测对于人类的社会发展具有重大意义:它是用科学的方法监视和检测代表环境质量和变化趋势的各种数据的全过程。环境监测是整个环境保护工作和环境科学研究的基础。制定国家和各级地方政府的环境政策、法律、环境管理规定和环境质量标准,必须要以环境监测获得的各类数据为科学依据。环境监测还可作为执行环境保护法的技术仲裁,为环境管理的决策环境规划、排污收费、环境指标考核、环境工程验收服务,发挥其监督职能。 3 环境监测的发展 3.1 起步阶段 1973年8月,国务院召开第一次全国环境保护会议,审定通过了环保32字方针和我国第一个环保文件“关于保护和改善环境的若干规定”,标志我国环保事业开始起步【4】。1973年11月17日,国家

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关键字: 3S技术,精准农业,遥感,信息处理 正文: 1.3S技术的概念: 3S 是全球定位系统( GPS)、地理信息系统( G IS)和遥感( RS)的统称。是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合,多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。 1.1.全球定位系统( Global Positioning System )技术是美国第二代卫星导航系统, 是美国从20世纪70年代开始研制,于1994年全面建成,具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS是由空间星座、地面控制和用户设备等三部分构成的。GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息,具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点,广泛应用于军事、民用交通(船舶、飞机、汽车等)导航、大地测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查、精确农业以及日常生活(人员跟踪、休闲娱乐)等不同领域。 1.2. 地理信息系统简称GIS( Geographical Information System) 就是一个专门管理地理信息的计算机软件系统,它不但能分门别类、分级分层地去管理各种地理信息;而且还能将它们进行各种组合、分

基于3S技术的森林防火道路规划研究

第34卷第3期20116测绘与空间地理信息 GEOMATICS &SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY Vol.34,No.3Jun.,2011 收稿日期:2010-10-25 作者简介:耿艳辉(1983-),女,云南宣威人,助理工程师,学士,主要从事地理信息系统应用等工作。 基于3S 技术的森林防火道路规划研究 耿艳辉,葛俊涛,李明哲 (河南省地质测绘总院,河南郑州450006) 摘 要:利用3S 技术得到林相图的空间数据,依据森林防火道路规划的标准要求,通过给定的约束条件、规划目 标以及评价条件,分析森林防火林道初始布局,考虑各种影响最优分布的指标,对森林道路进行优化分析与规划, 得出最优规划图,实证分析表明此方法在道路规划中有很大的优越性。关键词:森林防火;3S 技术;道路规划;林相图中图分类号:P208 文献标识码:B 文章编号:1672-5867(2011)03-0171-03 Study on Road Planning for Forest -fire Prevention by 3S Technique GENG Yan -hui ,GE Jun -tao ,LI Ming -zhe (Henan General Institute of Surveying and Mapping of Geology ,Zhengzhou 450006,China ) Abstract :Using the 3S technique to get the spatial data from stock map ,according to the criteria of road planning for forest -fire pre-vention ,through the constraint condition ,planning objective and valuation conditions ,this paper analyzed the initial geographical distri-bution of forest -road for forest -fire prevention.Considering all indicators affecting optimal distribution ,optimizing the analysis and planning of the forest road ,then it got the optimal planning map.And empirical analysis confirmed the superiority on road planning.Key words :forest -fire prevention ;3S technique ;road planning ;stock map 0引言 森林资源是人类生存的资源支持系统的重要组成成分。森林火灾是对森林资源危害最大的自然灾害之一,森林防火道路的规划工作是森林防火工作的基础。现行的森林防火林道规划方法,往往采用实地测量和小班调查相结合的方法,使用大量人力物力,效果却不太好[1-4] 。 3S 技术在森林资源防火,道路交通规划中的应用显然已 经十分广泛,技术上也比较成熟 [5,6] 。随着地理信息系统 (GIS )技术的发展与综合应用,以地理信息系统技术为基础的森林防火信息系统建设成为当今森林资源保护技术发展的主要方向。利用3S 技术结合少量地面调查,借助遥感图像分类进行森林资源规划和森林防火研究,已成为森林防火林道规划设计的主要方向。 1技术基础 随着计算机科学技术的发展,使用3S 技术规划森林 防火林道体系已成为可能。建立森林防火林道规划设计模型必须以计算机技术为依托。地理信息系统(GIS )不断发展促使可作为信息平台的软件的出现,建立森林资 源属性数据库和空间数据库(图形库)并进行彼此关联,并逐项分析各要素,输出最优路线解决方案,为森林防火林道规划创造了条件 [7] 。遥感(RS )技术得到不断发展, 为快速准确、大量获取森林资源空间和属性数据提供了方便条件。全球卫星定位系统(GPS )迅速发展,使空间定位精度大大提高, 这为快速准确地采集空间数据提供了有效工具。在使用3S 技术进行森林防火道路规划过程中,主要使用的技术有叠置分析、缓冲区分析、网络分析和3维空间分析。在进行上述分析后,建立森林防火道路选址模型,利用防火林道分布图(线状地物),森林类型分布图(面状), 森林水资源分布图(面状)等信息来求出森林防火林道最优候选地址。该过程的技术路线如图1所示。 2基于3S 技术的空间数据获取 利用“3S ”技术对森林防火林道规划设计易于克服传 统设计方法的缺陷, 可以综合分析森林资源的空间分布信息,不仅可以对大区域的森林资源进行宏观规划,还可对局部微观区域的森林资源变化进行监测;规划内容上,不仅对森林资源分布进行优化,还可以加强对方案实施

3S技术在生态环境监测中的应用

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/c09787403.html, 3S技术在生态环境监测中的应用 作者:伍良旭 来源:《科技创新与应用》2020年第14期 摘; 要:人民日益增长的美好生活对生态环境质量要求越来越高,生态环境监测系统的完善是我國经济发展的重点之一。文章结合国内外的相关文献资料,分别对RS、GIS、GPS技术和3S集成技术在生态环境监测方面的应用进行了探讨。最后提出3S技术应用过程中的一些问题,为其未来发展提供一些参考。 关键词:生态环境;3S技术;环境监测 中图分类号:P204 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2020)14-0029-02 Abstract: The people's ever-increasing and beautiful life has posed more higher requirements for the quality of the eco-environment, and the improvement in the eco-environment monitoring system is one of the focuses of China's economic development. This paper discusses the application of RS, GIS, and GPS technologies and 3S integration technology in eco-environment monitoring in conjunction with relevant domestic and foreign literature. Finally, some problems of the application process of 3S technology are proposed to provide some references for its future development. Keywords: eco-environment; 3S technologies; environmental monitoring 我国非常看重生态环境保护的发展,2017年习近平新时代中国特色社会主义思想特别强 调要提高生态环境质量推进生态文明建设。全面建成信息化生态环境监测系统、加强生态环境治理和完善生态文明制度体系已成为我国新时期的首要任务之一。 3S技术,即遥感(Remote Sensing,RS)、地理信息系统(Geography Information System,GIS)、全球定位系统Global Positioning System,GPS)逐渐发展成熟,北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)、无人机、大数据、互联网等新兴技术的高速发展共同为信息化生态环境监测系统建设提供了新的可能。 1 遥感技术在生态环境监测中的应用 RS技术是指在地面、空中和外层空间的各种平台上,用各种传感器获取反映地表特征的各种数据,通过传输、变换和处理等,提取有用的信息,实验研究地物的空间形状、位置、大小、性质、变化及其周围环境的相互关系的综合技术。 生态环境动态监测对基础信息的实时性、高效性有一定要求,遥感技术为其提供了基本保障。李粉玲等[1]和宋慧敏等[2]分别针对陕西省富县和陕西省渭河市基于两期中等分辨率的

3S技术及其在中学地理教学中的应用

3S技术及其在中学地理教学中的应用 刘江刘方成李保珠 摘要:本文首先简要介绍了3S技术,并对3S技术运用于中学地理教学的必要性进行了分析,最后以具体案例详细说明此应用及效果。 关键词:GIS;RS;GPS;中学;地理教学;应用 引言 “3S”技术是英文遥感(Remote Sensing RS)、地理信息系统(Geographical information System GIS)、全球定位系统(Global Positioning System GPS)这三种技术名词中最后一个单词字头的统称,这三者之间紧密联系在一起,遥感技术是信息采集(提取)的主力[1];全球定位系统是对遥感图像(像片)及从中提取的信息进行定位,赋予坐标,使其能和“电子地图”进行套合;地理信息系统是信息的“大管家”,为3S技术的核心[2]。目前3S技术是解决人口、资源、环境及经济发展等重大地理问题的重要手段和关健技术。因此,《普通高中地理课程标准》要求:新的高中地理课程在必修、选修模块中必须介绍有关3S的知识,这是课程内容本身的要求[3]。 另一方面,3S技术是地理课程独特的辅助教学技术。目前,中学生普遍不喜欢地理课,《普通高中新课程试验监测报告》显示:在七门学科当中,地理仅排在物理之后,居于第二难学课程,造成这一结果的一个重要原因是目前地理课程教学手段落后,在中学地理教学过程中,大多数教师仍然偏重如何辅助学生记忆,其手段仍然是以地理挂图和幻灯片等作为辅助工具,学生感到枯燥无味,因而教学效果不甚理想。因此地理教学改革的一个重要课题是使课堂教学整体优化,将信息技术引入地理教学,是改革教学方法和教学模式的重要途径之一,结合地理学科的特点,将信息技术中的高端3S技术用于地理教学,是地理教学发展的必然[4]。下面以一些具体实例说用3S技术在地理教学中的应用。 1.GIS技术及其在地理教学中的应用 地理信息系统是20世纪60年代中期才发展起来的新技术,至今已40多年,始终发展迅猛。国内外学者由于对GIS技术研究视角、应用目的的不同,所给出的定义也不尽相同,例如,美国学者Parker 认为“GIS是一种存储、管理、分析和显示有关地理现象信息的综合系统”;加拿大的Roger Tomlinson 博士认为“GIS是全方位分析和操作地理数据的数字系统”;我国著名GIS专家陈述彭院士认为“GIS是在计算机软硬件支持下,把各种地理信息按空间分布或地理坐标,以一定格式输入、存储、查询检索、显示和综合分析应用的技术系统”。虽然这些学者对GIS的定义不尽相同,但都认为GIS具有数据的采集、管理、处理、分析和输出等基本功能。目前,GIS广泛应用于国民经济的各行各业,如环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。 在中学地理教学中,GIS技术可将复杂的自然景观、地理现象的空间分布甚至抽象的概念用三维的、动态的、直观的方法方式表现出来,将地理教学中不易明察与掌握的内容通过虚拟场景来展现,提高教学效果,下面以地貌演变、地形分析和天体运动这三个教学内容为例进行应用分析。

3S技术及其在生态环境监测中的应用探析

3S技术及其在生态环境监测中的应用探析 徐昌王晓玉王斌 摘要:近年来,科学和信息技术以日新月异的速度飞快发展,推动了3S技术的不断进步。3S技术的应用范围也越来越广,其在生态环境监测领域中的应用切实提升了环境管理水平。文章对3S技术进行简要概述,并对其在城市、农业、森林和草原生态环境监测中的具体应用进行了分析。 关键词:3S技术;生态环境监测;环境管理;遥感技术;地理信息系统;全球定位系统文献标识码:A 中图分类号:X870 文章编号:1009-2374(2017)08-0120-02 DOI:10.13535/https://www.doczj.com/doc/c09787403.html,ki.11-4406/n.2017.08.058 资源和环境是人类赖以生存和发展的物质基础。近年来,由于城市的快速膨胀、资源的过度开发,环境不断恶化,生态环境遭到严重破坏,环境保护和资源可持续利用面临严峻挑战,生态环境监测工作的重要性日益凸显。随着信息技术的发展,由遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)集成的3S技术已成为空间信息获取、管理、分析和应用中的核心支撑技术,并广泛应用于资源与生态环境监测工作中。 1 3S技术概述 1.1 遥感技术 遥感技术(RS)是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器,在应用这一技术识别探测目标的过程中,受距离的限制性被减少。遥感技术发挥功能时所需的物质包括可见光和电磁波等。由于该技术受探测距离的限制性越来越小,因此开始被广泛应用于各个高科技领域。而其在军事领域中发挥的功能更是不容忽视的,它能够更加高效地收集、储存并分析各种数据;在气象分析以及侦查工作开展中的重要性也越来越大;在利用RS技术进行土地资源勘察的过程中,有助于相关工作人员更加科学的进行土地规划设计。 1.2 地理信息系统 地理信息系统(GIS)是在计算机支持下管理、处理、分析空间数据的信息系统。从应用的角度看,GIS最重要的应用对象是与地理空间分布密切相关的地球资源与环境信息,是为资源与环境的信息管理、定量分析、综合评价与辅助决策服务的重要技术手段。 1.3 全球定位系统 全球定位系统(GPS)是利用卫星星座、地面控制部分和信号接收机对监控对象进行动态定位和跟踪的系统。将相关的通讯技术同GPS进行有效结合,能够更加高效地进行时间、距离的测量,并进行空间定位,由此可见,该技术可以实现全天候的测试。并且精确度高是在应用该技术进行测量中的主要特点,这样一来,就极大地减少了工作人员的工作量,同时监测的质量和效率都有所提升。GPS可以在任何天气状态下发挥监测功能,还能够灵活地进行移动定位。在这种情况下,新时期该技术已经被广泛应用在了交通系统和农业勘查中。 2 3S技术在生态环境监测中的实际应用 2.1 城市生态环境监测 近年来,社会经济飞速发展,我国加大了城市规划和建设的力度,而科学的城市规划必须建立在有效保护城市生态环境的基础之上,因此积极加强城市生态环境监测工作势在必行。为了快速、准确地获取各种空间信息和环境信息,在开展城市规划时,利用3S技术可以从宏观上对城市土地利用现状有效测算,并对未来发展趋势进行预测评估,在考虑土地承载力的情况下,制定出有助于城市健康发展的规划和设计。3S技术在应用于城市大气污染监测时,可绘制城市大气污染源分布图,同时采用航空多光谱摄影手段监测主要大气污染物成分、颗粒组成以及空间分布,对城市热岛以及地面辐射之间的关系进行全面分析。在城市水污染监测中,通过3S技术可以获取地表水体悬浮泥沙、有机质、叶绿素等水质要素,并排查污染

浅谈3S技术在林业及林火管理中的应用

浅谈3S技术在林业及林火管理中的应用Ξ 岳金柱 冯仲科 (武警森林指挥部,北京 100089) (北京林业大学,北京 100083) 地理信息系统(GIS)是空间科学、计算机科学等现代科学技术与地学相关学科(如地质学、农学、林学、矿业学、建筑工程学、土地资源学、道路工程学、土木工程学等)的统一结合体,运用地理信息系统能从整体上解决相关专业的问题。GIS、G PS(全球定位系统)、RS(遥感)及其集成技术(即3S,G eo2 mantics)则把地理信息科学与技术推向了前所未有的新高度,实现了地理空间数据采集、交换、管理、分析、预测、决策、制图的一体化、自动化、数字化、智能化、实时化和动态化。林业是与地学特别是3S技术最为密切的行业。林业建设中以生物技术为先导的林木遗传育种,以3S技术、信息技术、计算机技术为先导的空间科学化的森林资源管理,以电气化、自动化技术为先导的现代森林工程技术的建立等方面的科技进步,使林业这个粗放落后的行业步入了现代特别是高新技术时代。 1 3S技术的概念与构成 111 3S技术的概念 3S是指GIS(G eographic In formation System地理信息系统)、RS(Rem ote Sensing遥感)和G PS(G lobal P ositioning System全球定位系统)集成技术的统称。运用3S技术理论方法,可以研究解决目标的定位、定性和定量问题。 112 3S技术的构成 在3S系统中GIS相当于中枢神经,RS相当于传感器,G PS 相当于定位器。3S集成应用是一种充分利用GIS、RS和GIS 各自的技术特点快速准确而又经济地为人们提供所需信息的高新技术。其基本原理是利用RS提供最新的图像信息,利用G PS提供图像信息中的“骨架”位置信息,利用GIS为图像处理、分析应用提供技术手段,三者紧密结合为用户提供精确的基础资料(图件和数据),如图1所示。 2 3S技术在林业上的应用 3S集成技术侧重把G PS、GIS、RS等相关技术集成为一个有机系统,从整体上解决森林资源与生态环境监测、评价以及林业工程测绘、标定、监测等问题,从而解决研究目标的3W (Where—定位、What—定性、H ow—定量)问题。林业是与3S 技术最为密切的行业。特别是生物育种中的地理变异、生态学中的林火管理与景观分析、森林培育中的立地条件分析、林业经济管理的地图应用、森林经理中的资源环境监测评价、森林保护中的病虫害监测、水保与荒漠化防治中的监测与评价、林业工程中的道路建设、采伐中的林图编绘等,每一项都离不开3S理论与技术。 211 以3S技术为核心的数字地球 数字化成为现代科学技术的重要标志之一。自从美国前副总统戈尔提出数字地球概念以来,特别是20世纪90年代中期美国实施全球空间信息战略以来,把数字地球推向了新的研究阶段,在全球范围内掀起了有关数字化研究的新高潮。所谓数字地球,可以理解为对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识,其核心思想是用数字化手段来处理整个地球的自然和社会活动诸方面的问题,最大限度地利用资源,并使普通人能够通过一定方式方便地获得所要了解的有关地球信息,其特点是嵌入海量地理数据,实现多分辨率、三维的对地球描述,即虚拟地球。通俗地讲,就是用数字的方法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化信息存储在计算机中,使其在网络上流通,并使之最大限度地为人类生存、可持续发展和日常工作、学习、生活、娱乐服务。数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带,运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述,并利用它作为工具来支持和改善人类活动和生活的质量。数字地球需要信息高速公路、计算机宽带高速网络技术、高分辨率卫星影像、空间信息技术、大容量数据处理和存储技术、科学计算以及可视化和虚拟现实技术等诸多学科特别是信息科学技术的支撑和保障。 212 以数字地球为依托的数字林业 通过以上对数字地球和3S技术的讨论,可以勾画出数字林业的雏形。20世纪70年代~80年代,随着袖珍微机的发 Ξ收稿日期:2002-08-22  作者简介:岳金柱:武警森林指挥部司令部副团职参谋 冯仲科:博士,北京林业大学教授,博士生导师

3S技术及其在林业的应用现状与展望

3S技术及其在林业的应用现状与展望 摘要:本文以东北某林区为例,对3S技术以及在林业中的应用进行探讨。首先,介绍了3S技术的概念与特点。然后,以某林区为例,分析了以上技术的应用现状。最后,结合相关的工作经验,对未来3S技术的发展提出了展望。希望可以不断促进3S技术在林业中的快速发展。 关键词:3S技术;林业;应用现状;展望 3S技术在监测环境、分析数据、防治自然灾害方面发挥着重要的作用。基于此,近年来该技术得到了国内外的广泛关注。与此同时,林地是构建生态系统,实现资源、能源可持续发展的重要组成部分。鉴于此,必须加强对森林资源以及环境的监测。然而,传统的数据监测系统在这方面存在很大的局限性,无法保证数据监测的真实性。所以,本文提出了一项新的技术,即3S技术。 1.3S技术在林业中的应用现状 当前,由于3S技术比传统技术拥有更强大的功能,所以已经被广泛的应用到林业资源的监测与管理当中。本文以东北某林业区为例,来阐述3S技术在林业中的应用现状。 1.1 3S技术概述 3S技术是一项综合性极强的高科技技术,该技术结合了

GPS(全球定位技术)、GIS(地理信息系统)、RS(遥感技术)以及其他网络技术的优势,实现了采集、分析、处理信息的一体化作业。与传统技术相比,在信息应用方面具有更高的精准性。与传统方法不同,3S技术拥有自己独特的优势。主要表现为:第一,传统技术是在分析数据的基础上,建立对应的信息处理机制,以此来达到应用的目的。与此同时,3S 技术从数据应用的目的出发,有针对性的选择合适的硬件基础,最终获取处理信息的办法。实践证明,将3S技术应用到林业发展中,产生的效果比传统技术更佳。第二,采用传统方法后,将数据采集、分析、处理等分成单独的部分,每个部分之间的联系被生硬的割裂开来。然而,应用3S技术后,实现了数据处理与应用目标的一体化,最终打破了传统方法的局限性。第三,在3S技术中,GPS技术能够快速、实时对目标进行定位,以此来获取信息。GIS技术则是在专业模型的支撑下,对数据进行仿真、模拟。RS技术的主要功能是提供目标,或者非语言信息。 1.2 某林区的发展历程 该林区位于我国东北一带。在20世纪末期,引入了航空遥感技术(RS)。在国家林业局对森林资源进行调查时,应用GIS技术得到了大规模的航测照片。在此基础上,使调查测绘工作更加程序化、正规化。同时,也提高了数据的精度,缩短了调查的时间。后来,在国家林业局的支持下,成

3S技术在生态监测中的应用

3S技术在生态监测中的应用 卢志远 (云南大学生命科学学院09级生态学,20091070008 ) 摘要 : 随着信息技术的发展,3S技术在生态监测中发挥了越来越大的作用。文章概述了3S技术及其发展趋势, 以及在城市、水资源、森林、农业、海洋等生态环境动态监测中的应用情况, 并展望了3S技术的应用前景 关键词 : 3S技术生态监测 “3S”技术是遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)的统称, 在信息技术迅速发展的今天, “3S”技术日益成熟, 已成为目前对地观测系统中空间信息获取、管理、分析和应用中的核心支撑技术, 并广泛应用于资源与生态监测评价。 1 “3S”技术及其发展趋势 1.1 遥感(RS)[1] 遥感是利用不同的物体具有不同的电磁波特性的原理来探测地表物体, 并提取这些物体的信息而完成对远距离物体的识别, 具有视域广、信息更新快的特点。将RS数据作为GIS的数据源, 可实现数据的实时更新, 在与基础上建立数学模型, 实现空间和时间转移, 通过三维空间定量地预测未来。RS技术现已形成了多星种、多传感器、多分辨率的发展趋势, 所得到的所有影像都是地理信息系统利用的信息源, 不仅可获取生态环境变化的基本数据的图画资料, 还可以提供荒漠化、水土流失、生态恶化、水体污染、海洋污染等发展进程的数据和资料。 1.2 地理信息系统(GIS)[2,3] GIS是综合计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学等为一体, 在计算机技术支持

下, 将反映现实世界资源与环境的现状和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特征的属性, 以一定的格式输人、存贮、检索、显示和综合分析立用的技术系统。自上世纪80年代以来,由于计算机技术的快速发展, GIS软件和应用软件得到飞速的发展, 到90年代, 出现了ArcGIS、ArcViewGIS、Genamap等许多功能强大的软件系统。目前GIS的应用已扩展到地理、地质、水文、测绘、环境、交通、城市、农业、林业、军事等领域, 它与RS技术相结合, 已开始用于全球变化与环境监测等。 1.3 全球定位系统(GPS) GPS是为所获的空间目标及属性信息提供实时、快速的三维空间定位的一个全球性、全天候、高精度的导航传递系统, 由地面控制站、GPS卫星网和GPS接收机三部分组成。现覆盖全球的24颗GPS卫星分布在6个轨道平面上,每台GPS接收机无论在任何时候、任何位置都能接收到最少4颗GPS卫星发送的空间轨道信息, 以确定该接收机的位置, 从而提供高精度的二维定位导航及授时系统。由于GPS提供了查找位置的最新手段, 且速度快、精度高、不受气候和通讯条件的影响, 具有全天候、布点灵活、作业迅速的特点, 现已广泛应用于农业、林业、水利、交通、航空、测绘、安全防范、军事、电力、通讯、城市管理等部门。 1.4 “3S”技术集成 “3S”技术集成, 即把RS、GIS和GPS整合为一个完整的技术系统。其中, GPS主要是实时、快速地提供目标的空间位置, RS用于实时、快速地提供大面积地表物体及其环境的几何与地理信息及各种变化,GIS则是多种来源时空数据的综合处理和应用分析的平台[4]。3S 技术的集成有多种方式, 较为常见的是3S两两之间的集成, GPS与GIS的集成可用于环境动态监测、环境管理等;GPS与RS的集成可用于自动定时数据采集、环境监测、环境灾害预测等;RS与GIS的集成可用于全球环境变化监测、空间数据自动更新等;而同时集成并使用3S 技术的应用实例则较少。

3S技术及其应用结课论文

3S技术及其应用结课论文 3S技术在隧道中的应用;1.前言;1.绪论;地铁(隧道)工程规模大造价技术复杂工期长涉及面广;以GIS为核心的3S(GIS、RS、GPS)技术;2.国内外研究现状;从20世纪70年代起,国内开始将遥感技术以用在工;二.3S 技术的应用;1.GPS的应用;GPS作为新一代卫星导航与定位系统,具有全球性、;用基础研究、新领域的开拓、软硬件开发等方面取得了;在地铁建设中3S技术在隧道中的应用 1.前言 1.绪论 地铁(隧道)工程规模大造价技术复杂工期长涉及面广,是城市中最最重要的基础设施之一。因此,地铁的规划设计施工显得尤为重要,需要不断引人新技术、新方法和新工艺,以期科学、高效、低耗地建设地铁。 以G I S为核心的3S(GIS、RS、GPS)技术的发展成熟,其强大的空间数据处理分析和表达能力可以为工程的勘测、设计和施工提供各种有用的信息,并有力地促进勘测、设计和施工水平的不断提高。今天,3S技术已走出实验室,正在发展成为直接为规划设计等领域服务的一种高新技术。目前,3S技术已不同程度地应用于地铁建设,取得了良好的经济效益和社会效益,展现了无可比拟的优越性和巨大潜力。本文介绍了3S技术在地铁(隧道)工程中的应用情况、应用特点和应用前景,论述了部分相关技术。 2.国内外研究现状 从20世纪70年代起,国内开始将遥感技术以用在工程领域。1976年京广线南岭隧道(长6.06 km)开始使用卫片和航片进行地质判释,即利用卫片判释,查明岩溶发育受到阻碍;1976---1981年完成洛阳黄河水下铁路隧道(长15.86 km)地质遥感判释;1984年完成大秦线军都山隧道(长8.46 km)遥感判释;1986年在京广线大瑶山隧道(长14.295 km)遥感判释,并进行航空遥感试验;1992年完成南昆线米花岭隧道(长9.392 km)地质遥感判释;1998年完成内昆线新寨隧道(长4.409 km)和闸上隧道(长4.068 km)遥感判释;2000年完成渝怀线金洞隧道(长9.105 km)遥感判释。另外,还对宜万线8座长大复杂岩溶隧道进行了遥感判释。近年,还相继在西安一安康线秦岭隧道(长18.448 km)、朔黄线长梁山隧道、京九线孟良

基于3S技术的生态环境质量监测与评价方法研究

第3卷第1期2009年2月 沙漠与绿洲气象 Desert and Oasis Meteorology 基于3S技术的生态环境质量监测 与评价方法研究 肖继东1,2,3,陆锋4,李虎5,张旭1,石玉1,冯志敏1,杨志华1,邢文渊1, 傅华1,李聪1,陈爱京1 (1.新疆生态环境遥感中心,新疆乌鲁木齐830002;2.新疆大学绿洲生态教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐830046; 3.新疆师范大学生命与环境科学学院,新疆乌鲁木齐830053; 4.中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境 信息系统国家重点实验室,北京100101;5.福建师范大学亚热带资源与环境省重点实验室,福建福州350002) 摘要:在《生态气象观测规范(试行)》、《生态质量气象评价规范(试行)》、《生态监测指标体系》等规范性文件的基础上,结合新疆的实际情况,基于3S技术,利用CBERS和EOS/MODIS 卫星数据结合前期相关专业调查成果和数据以及社会经济发展数据,研究并构建了一整套生态环境质量监测与评价的指数,如湿润指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数、灾害指数、生物丰度指数和污染负荷指数等。在此基础上,分别建立了生态质量气象监测模型与评价标准以及生态环境综合监测模型与评价标准。 关键词:3S技术;生态环境;质量;监测;评价;方法; 中图分类号:X87;X820.2文献标识码:B文章编号:1002-0799(2009)01-0004-05 Method Research on Monitor and Appraisal of Ecological Environment Quality Based on3S Technology XIAO Ji-dong1,2,3,LU Feng4,LI Hu5,ZHANG Xu1,SHI Yu1,FENG Zhi-ming1, YANG Zhi-hua1,XING Wen-yuan1,FU Hua1,LI Cong1,CHENG Ai-jing1 (1.Xinjiang Ecological Environment Remote Sensing Center,Urumqi830002,China;2.Xinjiang University Department of Education Key Laboratory of Eco-Oasis,Urumqi830046,China;3.Xinjiang Normal University College of Environmental Science and life,Urumqi830053,China;4.State Key Laboratory of Resources and Environment Information System,Geography Science and Resources Research Institute,CAS,Beijing100101,China;5.Fujian Key Laboratory of Tropics Resources and Environment, Fujian Normal University,Fuzhou350002,China) Abstract:The standard documents such as Ecology Meteorological Observation Standard (Implementation),Ecology Quality Meteorology Appraisal Standard(Implementation),Ecology Monitor Target System lay foundation for this studying.Based on the3S technology,using CBERS 收稿日期:2008-10-06;修回日期:2008-11-12 基金项目:新疆大学绿洲生态教育部重点实验室研究基金计划项目(XJDX0201-2008-07) 作者简介:肖继东(1961-),男,高级工程师,主要从事生态安全、环境灾害、农情信息等领域的遥感动态监测与评价研究工作。 E-mail:xjd_xj@https://www.doczj.com/doc/c09787403.html,

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