西安市生态安全评价与信息系统开发研究

论文摘要

城市化是人类社会经济和文化发展的产物,是社会发展的趋势和文明的标志。但是,现代工业文明的迅速发展和城市化进程的不断加快,同时也造成了人口剧增、环境污染、生态破坏等诸多问题,产生了众多城市生态安全问题。而城市生态安全作为城市生态系统可持续发展及城市生态环境支撑能力的重要反映,全面客观地认识其内在关系和作用机理具有重要意义。本文选取我国中西部的特大城市之一西安市作为研究区,首先总结了现有的各种生态安全评价方法,并分析比较了各评价方法的优缺点,然后结合研究区的具体情况和现有的数据资料、技术水平等,选择合适的城市生态安全评价模型,最终构建3个层次共26个具体评价指标的城市生态安全评价指标体系,尝试性地探讨了研究区的城市生态安全问题。得到的主要研究结论如下:（1）生态安全状况评价通过对指标数据的标准化处理和权重赋值,经过不同栅格图层的叠加运算,最终得到西安市1991,1996,2001,2005年的城区生态安全分布状况:在1991年生态安全值主要介于40.78-53.16之间,1996年主要介于41.78-56.02之间,2001年主要介于46.37-59.51之间,而2005年生态安全值主要介于48.74-65.77之间。从生态安全值的底限值可以看出1991-2005年间西安市的生态安全值总体上是不断升高的,但在不同地区也表现出不同的增减情况,而且在同一年份中生态安全值的分布情况也存在着明显的区域差异。本文将城市生态安全值划分为不安全、临界安全、安全和理想安全4个安全等级,并制作了西安市1991,1996,2001,2005这4个年份的生态安全等级图,较直观地反映出从八五期间到十一五期间的这15年来西安市的生态安全状况变化。另外,文章对研究区的生态安全变化趋势进行了分析,综合来看,雁塔、灞桥、未央三区中,雁塔区历年的生态安全值最好,未央区次之,而灞桥区最次。市区三区中,新城区比碑林区稍好,莲湖区相对较差。结合研究区的生态安全状况评价结果,文章对于西安市六城区的城市生态安全各评价指标进行了分析,结合西安的城市特点和评价分析结果,针对西安市在城市化进程中所表现出来的城市生态安全问题,文章在借鉴国内外部分城市经验的基础上,具体提出了六个方面的城市生态建设和生态保护方法,以供相关部门进行生态安全调控时参考。（2）生态安全信息系统研究本文在比较分析几种主要的GIS软件二次开发方法的基础上,分析了组件式GIS开发方法的优点,并对ESRI公司ArcGIS产品的ArcObjects开发组件做了介绍。然后在Visual C++集成开发环境下,结合ArcObjects开发组件,进行西安市生态安全信息系统的设计开发,并初步实现了城市生态安全各指标数据查询与更新、指标体系的设置和生态安全等级划分及专题图控制等功能。由于对于城市生态安全的研究在我国尚没有形成一个完善的理论体系和较成熟的理论方法,而且已有研究对生态安全的区域选择大多为农牧交错带和生态极为脆弱区或集中在部分资源型城市,本文的研究试图在如下方面进行创新:（1）选取中西部特大中心城市——西安市作为研究区域进行城市生态安全评价,尝试建立适合研究区特性的科学合理的评价指标体系,并选择关键因子进行评价以反映城市生态安全状况,以期丰富城市生态安全研究的案例类型,并且为城市生态安全评价提供实践研究,对城市生态安全的理论发展提供一定的借鉴意义。（2）利用Visual C++集成开发环境,结合ArcObjects开发组件进行GIS的二次开发,尝试建立西安市生态安全信息系统,扩展了地理信息系统的应用领域,为进一步分析城市生态安全问题的成因与机理提供可能。由于本人水平及数据一致性和可获得性等方面的原因,在城市生态安全指标体系的构建、指标权重的确定和数据插值处理、遥感影像的应用以及系统的部分功能模块等方面的研究仍存在一定的不足,将在今后的研究工作中不断的探索和完善。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 选题依据和研究意义
• 1.1.1 选题意义
• 1.1.2 生态安全的概念和内涵
• 1.1.3 生态安全评价的概念和内涵
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 国外研究概况
• 1.2.2 国内研究概况和发展趋势
• 1.2.3 目前研究中存在的问题
• 1.3 研究内容和目的
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究目标
• 1.4 研究思路与技术方法
• 1.5 拟创新之处
• 第2章 研究区概况
• 2.1 研究区选取意义
• 2.2 研究区概况
• 2.2.1 区域位置
• 2.2.2 地理环境
• 2.2.3 气候
• 2.2.4 土壤
• 2.2.5 水资源
• 2.2.6 生物资源
• 2.2.7 矿产及地热资源
• 第3章 生态安全评价原则与方法比较
• 3.1 生态安全评价指标的选取原则
• 3.2 城市生态安全评价的原则
• 3.3 主要生态安全评价方法
• 3.3.1 综合评价法
• 3.3.2 生态模型方法
• 3.3.3 其他方法
• 第4章 西安市生态安全评价
• 4.1 生态安全评价指标体系的建立
• 4.1.1 评价概念模型
• 4.1.2 评价指标体系
• 4.2 数据预处理及指标权重的确定
• 4.2.1 数据来源说明
• 4.2.2 数据标准化处理
• 4.2.3 评价指标权重的确定
• 4.3 城市生态安全评价的方法
• 4.3.1 地图投影的选择
• 4.3.2 数据库的建立
• 4.3.3 城市生态安全状况综合评价过程
• 4.4 城市生态安全况态评价结果与分析
• 4.4.1 研究区生态安全空间分布
• 4.4.2 城市生态安全等级划分与时空分布
• 4.4.3 生态安全变化趋势分析
• 4.5 生态安全各评价指标分析
• 4.5.1 生态环境压力分析
• 4.5.2 资源生态环境质量分析
• 4.5.3 社会经济发展能力分析
• 4.6 城市生态安全调控措施
• 4.6.1 贯彻科学发展观，促进人与自然和谐相处
• 4.6.2 树立新的生态城市观念，建设生态文明城市
• 4.6.3 切实加强资源环境的保护和生态建设
• 4.6.4 加快城市生态产业的发展，搞好城市绿化
• 4.6.5 加强对区域生态安全格局的管理，建立预警机制
• 4.6.6 提高人口素质，加强生态环境宣传教育
• 第5章 GIS二次开发概述和ARCOBJECTS特点
• 5.1 GIS的二次开发模式
• 5.1.1 独立开发
• 5.1.2 单纯二次开发
• 5.1.3 集成式二次开发
• 5.1.4 三种开发方式的比较
• 5.2 ArcObjects概述
• 5.2.1 ArcObjects的基本结构
• 5.2.2 ArcObjects的主要特点
• 5.2.3 ArcObjects的功能
• 5.2.4 ArcObjects的三种主要控件
• 第6章 西安市生态安全信息系统设计
• 6.1 系统分析
• 6.1.1 系统需求分析
• 6.1.2 系统目标分析
• 6.1.3 系统可行性分析
• 6.2 系统总体设计
• 6.2.1 系统总体设计原则
• 6.2.2 系统总体框架
• 6.3 系统详细设计
• 6.3.1 系统功能设计
• 6.3.2 数据库设计
• 6.3.3 用户界面设计
• 6.4 系统界面与主要功能实现
• 6.4.1 系统开发工具
• 6.4.2 系统界面及主要功能模块
• 6.4.3 系统部分功能实现
• 第7章 结论与讨论
• 7.1 研究结论
• 7.2 讨论
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果
• 致谢