基于GIS平台的渤海湾水质指标分析模型

论文摘要

渤海湾是典型的半封闭浅水淤泥质海湾,海水交换能力差,随着沿海经济的快速发展,大量工农业废水、生活污水以及养殖业废水进入渤海湾,致使渤海湾的水体受到严重污染。为了支持海洋生态环境的保护和修复,有必要建立合理的渤海湾水质分析系统,对海水水体的污染情况进行分析。本文研究了GIS的二次开发方法以及生态环境模型与GIS的集成的方式。首先在C#.NET平台上,以ArcGIS Engine组件式GIS作为开发技术,构建了渤海湾生态环境研究平台。然后用ArcSDE和SQL Server 2005相结合的方式建立了渤海湾水质指标数据库。最后通过MATLAB编程实现了以多元统计分析为基础的水质指标分析模块,并实现了该模块与GIS的集成。集成后的研究平台不仅可用于分析渤海湾水质污染情况,而且实现了GIS的多种常用功能,保证了平台的扩展性和通用性。用本文开发的渤海湾生态环境研究平台对渤海湾的水质污染情况进行了分析,通过实例分析检验了平台的各项功能,并得出了有关渤海湾水质污染情况的一些初步结论。实例研究的结果表明,基于组件GIS的渤海湾生态环境研究平台能够在近海生态环境研究中发挥重要作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 GIS技术在近海生态环境研究中的优势
• 1.3 国内外研究现状、存在问题与发展趋势
• 1.3.1 国内外研究现状
• 1.3.2 存在的问题
• 1.3.3 GIS在生态环境领域的发展趋势
• 1.4 本文内容
• 第二章 渤海湾水质指标分析模型
• 2.1 主成分分析模型
• 2.1.1 基本思想
• 2.1.2 数学模型
• 2.1.3 计算分析过程
• 2.2 因子分析模型
• 2.2.1 基本原理
• 2.2.2 模型介绍
• 2.2.3 基本步骤
• 2.3 聚类分析模型
• 2.3.1 亲疏度算法
• 2.3.2 聚类方式
• 2.4 本章小结
• 第三章 渤海湾生态环境研究平台的构建
• 3.1 GIS及其二次开发简介
• 3.1.1 GIS简介
• 3.1.2 GIS二次开发概述
• 3.2 开发技术与工具
• 3.2.1 组件式GIS
• 3.2.2 ArcGIS Engine技术
• 3.2.3.NET框架及C#语言
• 3.2.4 ArcSDE空间数据引擎技术
• 3.2.5 SQL Server 2005 数据库
• 3.2.6 Matlab简介
• 3.3 渤海湾生态环境研究平台的设计实现
• 3.3.1 插件宿主平台
• 3.3.2 数据库设计
• 3.3.3 水质指标分析模型组件
• 3.4 本章小结
• 第四章 平台在渤海湾的应用
• 4.1 渤海湾水质主要污染因子分析
• 4.1.1 数据选取
• 4.1.2 水质指标相关系数矩阵
• 4.1.3 提取因子
• 4.1.4 建立因子载荷矩阵并命名公因子
• 4.1.5 利用因子得分分析水质情况
• 4.1.6 插值实现分析区域水质情况
• 4.2 渤海湾水质特性的聚类分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢