八达岭长城风景林数字化管理技术及应用研究

论文摘要

风景林资源是森林资源的重要组成部分,随着社会的发展、人们对环境要求的逐步提高及分类经营的进一步发展,风景林的管理越来越被重视,特别是风景林数字化和评价的问题。如何科学、合理的经营管理好现有风景林资源,既能展示出风景林资源独特的审美价值,又能兼顾生态效益的充分发挥,是当前风景林经营者考虑的难点和热点问题。八达岭长城是举世闻名的名胜古迹,在某种意义上,八达岭长城文化是中国文化的缩影,八达岭长城风景林也是我国林业发展的一个窗口,因此在保护长城文化古迹的前提下,如何更好的经营和管理好八达岭长城地区的风景林,增加风景林的文化内涵,提高风景林的品质,就显得非常重要。本研究结合现代信息技术、计算机技术、3S技术及空间数据分析技术,在对八达岭长城风景林进行了系统分类的基础上,借助于PDA技术、扫描矢量化技术及现代遥感技术对风景林信息进行了数字化的采集。利用GIS的空间分析功能,结合DEM,对八达岭长城风景林进行了系统、客观的定量化分析和评价,并利用数字化结果形成新的景斑区划结果,进一步提出基于景斑级的风景林经营措施和经营模型。在ARCGIS数据管理平台基础上,建立了八达岭长城风景林数字化管理平台,初步实现了八达岭长城风景林资源的数字化管理过程,为科学的分析、评价和经营好现有的风景林资源提供了一条有效的途径。本研究在风景林的分类、数字化分析及评价等理论与方法上,有大量创新性的成果,具体表现在以下几个方面:1、风景林的科学分类是合理经营的前提,本研究在亚林种的基础上,首次提出按照经营目标和主要功能,将风景林划分为4种景型,即:名胜古迹和革命纪念地风景林、城镇周围风景林、风水林、生态风景林。针对八达岭长城风景林的特殊性,又划分为5个亚景型,即:长城保安林、长城观光林、长城游憩林、长城国际友谊林、长城陵园林。这种按照功能和经营目划分景型和亚景型的方法,为分类经营提供了可能。2、提出了风景林的数字化标准,结合国家及其它行业数字化标准体系建设,建立了一套基于风景林的数字化标准体系,为今后风景林的数字化管理工作打下了良好基础。3、基于Arcgis平台的基础上,设计并开发完成了八达岭风景林数字化管理平台,运行效果良好,具有良好的实用性和广阔的应用前景,也为今后风景林的数字化管理工作提供了参考和借鉴。4、针对风景林数字化信息采集的特殊需要,结合现代计算机技术、PDA技术、遥感技术,提出了一整套风景林数字化信息采集的方法,解决了风景林数字化信息从外业采集、基础地理信息的矢量化采集、遥感采集到最终标准化入库、更新等关键技术。5、将GIS三维空间视域分析技术和空间叠置分析技术有机的结合在一起,共产生了2741个景班,统计共形成119种景班类型,这种客观、定量化的景斑分析结果,为科学经营、分类经营和高度集约化经营长城风景林提供了有力的支撑。6、提出了风景林质量的定量化综合评价指标,使评价的结果更加客观、科学,为科学决策提供了正确依据。7、基于定量化空间分析结果所产生的景斑,根据每个景斑的具体特点和具体经营目标,提出了每类景斑的科学经营模式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 综述
• 1.1 风景林及风景林景观概述
• 1.1.1 风景林概述
• 1.1.2 风景林景观概述
• 1.2 风景林划分及其评价
• 1.2.1 风景林的划分
• 1.2.1.1 根据风景林的组成结构来划分
• 1.2.1.2 根据风景林的树种组成来划分
• 1.2.1.3 根据风景林的整体景观效果来划分
• 1.2.2 风景林的评价
• 1.2.2.1 国内对风景林评价的研究现状
• 1.2.2.2 国外对风景林评价的研究现状
• 1.3 风景林的建设与抚育更新
• 1.3.1 风景林建设
• 1.3.1.1 从风景林景观特色出发建设风景林景观
• 1.3.1.2 从风景林与地形地貌关系出发建设
• 1.3.1.3 从风景林与相伴的生物资源关系出发建设
• 1.3.1.4 从风景林与现代旅游活动要求出发建设
• 1.3.1.5 从风景林与历史文化关系出发建设风景林景观
• 1.3.2 风景林的抚育
• 1.3.3 风景林的更新
• 1.4 风景林的数字化建设及管理
• 1.4.1 数字风景林的技术体系组成
• 1.4.1.1 3S技术
• 1.4.1.2 基础数据库技术
• 1.4.1.3 计算机网络建设
• 1.4.1.4 虚拟及模型技术
• 1.4.1.5 数字风景林的基本功能与应用
• 1.4.2 数字林业及风景林的国内外研究现状
• 1.4.2.1 国内研究现状
• 1.4.2.2 国外研究现状
• 1.4.3 风景林管理存在的问题及发展趋势
• 2. 八达岭长城风景林资源基本情况
• 2.1 自然地理条件
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地质地貌
• 2.1.3 气候
• 2.1.4 水文
• 2.1.5 土壤
• 2.1.6 植物资源
• 2.2 社会经济条件
• 2.3 风景林现状
• 2.4 八达岭长城风景林资源及经营问题
• 3. 研究方法与技术路线
• 3.1 研究意义与定位
• 3.1.1 研究意义
• 3.1.2 研究定位
• 3.2 研究方法
• 3.2.1 资料的收集与整理
• 3.2.2 风景林基础数据的采集
• 3.2.3 数据处理及分析方法
• 3.2.4 评价及经营改造方法
• 3.3 研究内容
• 3.4 技术路线
• 4 八达岭长城风景林分类及数字化标准研究
• 4.1 八达岭长城风景林分类研究
• 4.1.1 八达岭长城风景林分类的原则和依据
• 4.1.1.1 八达岭长城风景林分类的原则
• 4.1.1.2 八达岭长城风景林分类的依据
• 4.1.2 八达岭长城风景林分类体系
• 4.1.3 八达岭长城风景林分类技术标准
• 4.1.3.1 名胜古迹和革命纪念地风景林
• 4.1.3.2 城镇周围风景林
• 4.1.3.3 风水林
• 4.1.3.4 生态风景林
• 4.2 八达岭长城风景林数字化标准体系建设
• 4.2.1 数据分类与代码设计
• 4.2.1.1 分类与编码原则
• 4.2.1.2 分类与编码的方法
• 4.2.1.3 分类与编码示例
• 4.2.2 数据格式与投影标准
• 4.2.2.1 数据格式
• 4.2.2.2 投影标准
• 4.2.3 数据拓扑检查与一致性检验
• 4.2.3.1 拓扑检查
• 4.2.3.2 一致性检测
• 5 八达岭长城风景林数字化信息获取技术
• 5.1 基于常规技术的数字化信息采集方法
• 5.1.1 扫描矢量化的一般问题
• 5.1.2 扫描矢量化实现过程
• 5.2 基于PDA技术获取现地基础空间信息
• 5.2.1 PDA技术特点及林业行业传统外业调查存在问题
• 5.2.2 PDA野外现地基础调查数据获取的一般过程
• 5.2.3 PDA空间属性数据、图形数据的转出及与GIS的对接
• 5.3 基于高分辨率遥感图像的风景林数字信息采集技术
• 5.3.1 基于IKONOS影像的现状植被信息监督分类
• 5.3.1.1 基于监督分类方法试验
• 5.3.1.2 分类精度评定
• 5.3.1.3 分类后处理
• 5.3.3 基于高分辨率遥感图像的风景林亚景型分类解译
• 5.3.3.1 现地调查数据及历史资料准备
• 5.3.3.2 各亚景型人工判读解译
• 5.3.3.3 分类结果统计
• 5.3.4 分类结果的矢量化过程及属性库的建立
• 5.3.4.1 分类结果的矢量化
• 5.3.4.2 矢量化结果的加工及转入GIS
• 6 八达岭长城风景林数字化管理平台的研建
• 6.1 数字化管理平台的选择与开发
• 6.1.1 八达岭长城风景林数字化管理平台的选择
• 6.1.2 八达岭长城风景林数字化管理平台用户定制开发
• 6.1.2.1 八达岭长城风景林数字化管理的需求分析
• 6.1.2.2 系统设计的目标与原则
• 6.1.2.3 系统总体设计
• 6.1.2.4 应用系统功能设计
• 6.1.2.4.1 风景林资源数据日常管理功能设计
• 6.1.2.4.2 风景林资源数据空间分析与决策系统
• 6.2 风景林数字化数据的转入与编辑
• 6.2.1 图形、图像、属性数据的转入与调整
• 6.2.2 数据的编辑、修改
• 6.2.2.1 点编辑
• 6.2.2.2 线编辑
• 6.2.2.3 面编辑
• 6.2.2.4 属性表操作
• 6.2.3 图形查询
• 6.2.4 图形要素查询
• 6.3 数字化数据的更新与维护
• 6.3.1 数据更新
• 6.3.2 系统的维护
• 7 八达岭长城风景林资源的空间分析与评价
• 7.1 八达岭长城风景林资源现状
• 7.1.1 八达岭长城风景林的区划
• 7.1.2 八达岭长城风景林景斑的调查
• 7.2 八达岭长城风景林三维空间视域分析
• 7.2.1 地形三维可视化问题
• 7.2.2 三维空间视域分析工程数据准备
• 7.2.3.1 数字地形的准备
• 7.2.3.2 三维建模
• 7.2.3.2.1 地形建模的基本问题
• 7.2.3.2.2 GIS中地形建模的基本问题
• 7.2.3.2.3 基于等高线的规则格网
• 7.2.3.2.4 栅格式GIS的数据结构
• 7.2.3.3 三维空间视域分析方法
• 7.2.3.3.1 DEM数据获取与生成
• 7.2.3.3.2 空间视域分析点选择
• 7.2.3.3.3 空间视域分析的实现过程
• 7.2.3.3.4 空间视域分析结果
• 7.3 叠加分析
• 7.4 八达岭长城风景林现状评价
• 7.4.1 评价指标体系中评价因子的确定
• 7.4.2 八达岭长城风景林评价及经营模式基础分析
• 7.4.2.1 美景度现状评价
• 7.4.2.2 八达岭风景林各林地类型基本特征统计分析
• 7.4.2.3 八达岭风景林林地类型分布特征统计分析
• 7.4.2.4 天然阔叶林林分郁闭度与地被发育的关系统计分析
• 7.4.2.5 八达岭风景林林地重要性统计分析
• 7.4.2.6 八达岭风景林林分内灌草连续性健康状态分析评价
• 7.4.2.7 立地条件分析
• 7.4.2.8 八达岭风景林季相色度分析评价
• 7.5 八达岭长城风景林存在问题
• 8 八达岭风景林经营模式
• 8.1 长城保安林经营类型
• 8.1.1 保安林近景一级区灌木林经营模式
• 8.1.2 保安林近景一级区有林地经营模式
• 8.1.3 保安林中景二级区灌木林经营模式
• 8.1.4 保安林中景二级区有林地经营模式
• 8.1.5 保安林远景三级区经营模式
• 8.2 长城观光林经营类型
• 8.2.1 观光林近景一级区经营模式
• 8.2.2 观光林中景二级区经营模式
• 8.2.3 观光林远景三级区经营模式
• 8.3 长城陵园林经营类型
• 8.4 长城游憩林经营类型
• 8.4.1 游憩林近景一级区经营模式
• 8.4.2 游憩林中远景区经营模式
• 8.5 长城友谊林经营类型
• 9 结论、创新及展望
• 9.1 结论
• 9.2 创新
• 9.3 问题与展望
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢