浙江省海涂土壤资源利用动态监测及其系统的设计与建立

论文题目: 浙江省海涂土壤资源利用动态监测及其系统的设计与建立

论文类型: 博士论文

论文专业: 土壤学

作者: 丁丽霞

导师: 王人潮

关键词: 遥感,地理信息系统,海涂,土壤,分区分类,辐射校正,多分类器,海岸线变迁,动态监测,景观格局,土地利用及变化,时空分布

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 浙江海涂资源十分丰富,海涂资源的开发利用历史悠久,并取得了巨大社会经济效益。建国以后,浙江省曾对海涂土壤资源进行了三次全面调查,最后一次为80年代。近十多年来,浙江省海涂土壤资源已发生了巨大变化,过去的调查成果难以满足当前海涂土壤资源开发利用管理与规划的需要,有必要对其进行一次全面的监测,并运用信息技术实现海涂土壤资源的现代化管理。 海涂土壤资源具有显著的时空动态性,因而实时定量获取海涂土壤资源的状态及其变化信息,对认识与理解海涂生态过程有重要作用,也是科学、生态地综合管理与开发利用海涂土壤资源的第一手基础信息。遥感以其多波段、多时相、多空间分辨率、多层次的卫星观测系统,能够动态、准确、快速、大面积、多尺度获取丰富的地球资源与环境信息。它已成为动态监测海涂土壤资源利用最先进的技术手段。地理信息系统具有高效的空间数据储存、管理、分析功能,可完成海涂土壤资源信息的修改、更新、快速查询、检索、复杂的空间分析与预测等多种任务,并能与自然地理、社会经济等其它信息相结合,提供综合信息与复杂的决策服务。与传统方法相比,利用遥感技术进行长期的海涂土壤资源动态监测,运用GIS对所获信息进行管理与应用,可节省大量经费,提高动态监测效率,保障信息的时效性。 本文以多时相遥感图像、土壤普查、地形地貌等资料为数据源,建立浙江省海涂土壤资源利用动态监测系统,其主要目标是为海涂土壤资源类型的划分、清查统计、质量评价、利用规划和经营管理等提供科学资料与决策依据,开展全面的技术服务实现海涂土壤资源的动态监测和管理;利用WebGIS技术,实现上述数据在Internet上的共享,方便各相关部门或者个人获取信息,利于部门间的信息交流和宏观问题的研究,为有效管理、保护、开发海涂土壤资源提供科学的决策依据。该系统的研制与应用不但能极大推动浙江省海涂土壤开发利

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中文摘要

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图表目录

第一章 海涂土壤资源利用动态监测研究综述

1.1 海涂与海涂土壤资源

1.2 海涂土壤资源的特点

1.2.1 海涂土壤资源是重要的后备土地资源

1.2.2 海涂土壤资源利用具有显著的时空动态性

1.2.3 海涂土壤资源利用形式具有多样性

1.2.4 海涂土壤资源生态环境脆弱

1.2.5 海涂是重要的湿地资源

1.3 国外海涂土壤资源利用与研究综述

1.4 国内海涂土壤资源利用与研究综述

1.4.1 国内海涂土壤资源利用与研究现状

1.4.2 国内海涂土壤资源利用与开发中的问题

1.4.2.1 开发利用不合理，对海涂资源的永续利用造成严重影响

1.4.2.2 开发利用效率低

1.4.2.3 水利工程不配套，淡水供应不相适宜

1.5 遥感与GIS技术在海涂土壤资源动态监测中的应用研究

1.5.1 国外遥感与GIS在海涂土壤资源利用动态监测中应用的研究动态

1.5.2 国内遥感与GIS在海涂土壤资源利用动态监测中应用的研究动态

1.5.3 遥感与GIS在海涂土壤资源利用动态监测中应用展望

第二章 研究区概况

2.1 研究区位置

2.2 研究区自然概况

2.2.1 气候

2.2.2 地形地貌

2.2.2.1 陆地地形特征

2.2.2.2 海岸地貌

2.2.2.3 泥沙特征与运移

2.2.2.4 岸滩动态变化

2.2.3 土壤

2.2.3.1 土壤类型与分布

2.2.3.2 成土母质

2.2.3.3 土壤的主要成土过程

2.2.5 植被

2.3 研究区社会经济概况

第三章 研究意义、目的和内容

3.1 研究意义

3.2 研究目的

3.3 研究内容

3.3.1 提高遥感动态监测精度的方法研究与应用

3.3.2 浙江大陆淤涨型海岸线的变迁遥感调查

3.3.3 围垦区海涂土壤资源利用的时空变化及其景观格局变化分析

3.3.4 浙江省海涂土壤资源利用动态监测系统的设计与建立

3.4 技术路线

第四章 提高遥感动态监测精度方法的研究与应用

4.1 研究数据

4.2 五种相对辐射校正方法研究与应用

4.2.1 遥感数据预处理

4.2.2 相对辐射校正

4.2.2.1 直方图匹配法

4.2.2.2 线性回归法

4.2.3 结果评价

4.2.3.1 归一化图像统计特征的比较与评价

4.2.3.2 相对辐射校正方法对图像变化程度的影响

4.2.4 讨论

4.2.4.1 参考图像

4.2.4.2 样本集合

4.2.4.3 样本大小

4.2.4.4 研究区特征

4.2.5 实验结论与应用

4.3 基于遥感影像光谱特征的景观分区研究与应用

4.3.1 遥感数据及预处理

4.3.1.1 遥感数据

4.3.1.2 主成份处理

4.3.1.3 提取遥感光谱类型

4.3.2 景观分区

4.3.2.1 景观分区原则

4.3.2.2 景观分区变量

4.3.2.3 聚类分析

4.3.3 分区结果

4.3.4 小结

4.4 土地利用遥感动态监测方法研究与应用

4.4.1 遥感监测方法概述

4.4.1.1 统计分类方法

4.4.1.2 人工神经网络法

4.4.1.3 支持向量机分类器

4.4.1.4 辅以纹理特征的分类法

4.4.1.5 多源遥感信息复合辅助分类

4.4.1.6 GIS辅助遥感分类

4.4.1.7 基于知识的专家系统分类方法

4.4.2 遥感监测方法的应用

4.4.2.1 慈溪景观区海涂土壤资源利用遥感动态监测

4.4.2.2 分类精度评价

4.4.3 其他各景观区土地利用遥感动态监测结果

4.5 本章小结

第五章 浙江大陆淤涨型海岸线的变迁遥感调查

5.1 研究区岸滩变化特点

5.2 数据与方法

5.2.1 遥感数据及其他文献资料

5.2.2 研究方法

5.2.3 1993年至2001年的海岸线变迁信息提取

5.2.4 各典型岸段千年海岸线变迁信息提取

5.2.4.1 土壤与土地利用／覆盖

5.2.4.2 水文特征

5.2.4.3 人文特征

5.3 结果

5.3.1 1993年至2001年的海岸线变迁

5.3.2 各典型岸段古海岸线变迁

5.3.2.1 杭州段

5.3.2.2 上虞／余姚段

5.3.2.3 慈溪岸段

5.3.2.4 椒江南岸段

5.3.2.5 瓯江南岸段

5.3.3 各典型岸段海涂围垦速度比较

5.4 本章小结

第六章 围垦区海涂土壤资源利用的时空变化和景观变化

6.1 浙江省海涂土壤类型的演变

6.1.1 典型围垦区海涂土壤类型的时空分布特征

6.1.1.1 研究方法

6.1.1.2 杭州片围垦区海涂土壤类型的时空演变

6.1.1.3 上虞／余姚片围垦区海涂土壤类型的时空演变

6.1.1.4 慈溪片围垦区海涂土壤类型的时空演变

6.1.1.5 椒江片围垦区海涂土壤类型的时空演变

6.1.1.6 温州片围垦区海涂土壤类型的时空演变

6.1.2 小结

6.2 1993／1994～2001年浙江省海涂土壤资源利用的变化

6.2.1 五个典型围垦区海涂土壤资源利用的时空变化

6.2.1.1 杭州片围垦区海涂土壤资源利用的时空变化

6.2.1.2 上虞／余姚片围垦区海涂土壤资源利用的时空变化

6.2.1.3 慈溪片围垦区海涂土壤资源利用的时空变化

6.2.1.4 椒江片围垦区海涂土壤资源利用的时空变化

6.2.1.5 温州片围垦区海涂土壤资源利用的时空变化

6.2.2 小结

6.2.2.1 土地利用类型的分布特征

6.2.2.2 土地利用类型变化的特征

6.2.2.3 淡水资源缺乏制约垦区经济发展

6.3 浙江省海涂土壤类型与土壤资源利用的关联分析

6.3.1 五个典型围垦区海涂土壤资源利用的模式分析

6.3.1.1 杭州片围垦区海涂土壤类型与土壤资源利用的关联分析

6.3.1.2 上虞、余姚片围垦区海涂土壤类型与土壤资源利用的关联分析

6.3.1.3 慈溪片围垦区海涂土壤类型与土壤资源利用的关联分析

6.3.1.4 椒江片围垦区海涂土壤类型与土壤资源利用的关联分析

6.3.1.5 温州片围垦区海涂土壤类型与土壤资源利用的关联分析

6.3.2 小结

6.4 浙江省海涂围垦区景观格局变化

6.4.1 研究方法

6.4.2 景观格局及变化

6.4.3 小结

第七章 浙江省海涂土壤资源利用动态监测系统的设计与建立

7.1 系统目标

7.1.1 空间数据与属性数据的管理和维护

7.1.2 信息的网络发布

7.1.3 信息的应用分析

7.1.4 多种形式的结果输出

7.1.5 友好界面，易于操作

7.2 系统设计原则

7.2.1 规范化原则

7.2.2 详细性和完备性原则

7.2.3 实用性原则

7.2.4 可移植性和可扩充性原则

7.2.5 开放性原则

7.2.6 安全保密性原则

7.2.7 以数据为核心原则

7.3 系统总体结构

7.4 系统构建工作流程

7.5 软件平台

7.5.1 网络操作系统

7.5.2 数据库平台

7.5.3 Internet服务管理平台

7.5.4 ERDAS Imagine

7.5.5 ESRI系列产品

7.5.6 系统环境

7.5.6.1 系统开发环境

7.5.6.2 系统运行环境

7.6 数据库设计与建立

7.6.1 数据库设计目标与功能

7.6.2 数据库设计原则

7.6.3 数据来源

7.6.4 数据库结构

7.6.5 数据字典

7.6.5.1 文件编码

7.6.5.2 地貌类型及编码

7.6.5.3 土壤类型及土地利用类型编码

7.6.6 数据库的建立

7.7 CSRUCDS模块设计与开发

7.7.1 统计报表模块设计与开发

7.7.1.1 数据获取

7.7.1.2 数据管理

7.7.1.3 网络报表

7.7.2 基于ArcIMS的电子地图发布

7.7.2.1 客户端定制

7.7.2.2 服务器端定制

7.7.2.3 连接器定制

7.7.2.4 地图发布流程

7.7.2.5 电子地图模块

7.7.3 CSRUCDS系统界面开发

7.7.3.1 本网站结构规划(图7.12)

7.7.3.2 主场景index.swf的制作

7.7.3.3 次场景海涂变迁.swf的制作

7.7.3.4 二级次场景制作

7.7.3.5 首页中的文本导入

7.8 系统安全设计

7.9 本章小结

第八章 结语、创新点与讨论

8.1 结语

8.1.1 提高土地利用遥感动态监测精度的研究与应用

8.1.2 浙江大陆淤涨型海岸线的变迁遥感调查

8.1.3 浙江省围垦区海涂土壤的时空演变及景观格局变化

8.1.4 浙江省海涂土壤资源利用遥感动态监测系统的设计与建立

8.2 创新点与新进展

8.2.1 首次完成基于遥感数据挖掘的历史时期海岸线变迁的重演

8.2.2 研制出遥感影像光谱特征与系统聚类法结合的景观分区方法

8.2.3 首次完成基于Web浙江省海涂土壤资源利用动态监测系统

8.3 讨论与建议

8.3.1 海涂土壤资源利用及土壤性质变化的关系需进一步研究

8.3.2 建议开展海涂围垦潜力的研究

8.3.3 建议以本系统的建立为开端，促进“数字海涂”事业的发展

参考文献(reference)

Abstract

发布时间: 2005-07-21

参考文献

• [1].水土资源分布的多样性格局、时空变化及关联分析[D]. 段金龙.郑州大学2013

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标签：遥感论文;  地理信息系统论文;  海涂论文;  土壤论文;  分区分类论文;  辐射校正论文;  多分类器论文;  海岸线变迁论文;  动态监测论文;  景观格局论文;  土地利用及变化论文;  时空分布论文;