基于3S技術(shù)的喀斯特石漠化過程、機制及風(fēng)險評價

內(nèi)容概要

本書以喀斯特環(huán)境動力學(xué)為指導(dǎo)，以廣西都安為研究對象，以石漠化的科學(xué)分類、3S集成技術(shù)、演變過程、地域分異、動態(tài)模擬、診斷機制、預(yù)警分析和風(fēng)險評估為主線；基于ArcObjects平臺構(gòu)建區(qū)域喀斯特石漠化信息系統(tǒng)；依托3S技術(shù)，基于景觀空間分析方法，分析廣西喀斯特石漠化空間格局特征和地域分異規(guī)律；基于CA-ANN方法動態(tài)模擬廣西都安喀斯特石漠化的時空演變規(guī)律和趨勢預(yù)測；利用圖譜分析和模型分析方法揭示石漠化的成因機制；利用ANN-GIS技術(shù)方法對石漠化的石漠化現(xiàn)狀、發(fā)展速率和危險性進行綜合評價；結(jié)合預(yù)警分析，對石漠化災(zāi)害進行風(fēng)險評估，為喀斯特生態(tài)環(huán)境治理與可持續(xù)發(fā)展提供了可操作性的戰(zhàn)略方針及具體措施。書后附有彩圖。    本書可供地理學(xué)、資源與環(huán)境科學(xué)、喀斯特環(huán)境學(xué)、地理信息科學(xué)等學(xué)科研究人員及有關(guān)院校師生參考。

書籍目錄

序前言第1章  緒論  1.1  喀斯特石漠化研究綜述    1.1.1  喀斯特生態(tài)系統(tǒng)及環(huán)境問題    1.1.2  喀斯特石漠化  1.2  研究區(qū)概況及其石漠化分級體系    1.2.1  研究區(qū)概況    1.2.2  喀斯特石漠化分級體系  1.3  石漠化研究方法及其數(shù)學(xué)模型    1.3.1  研究方法手段    1.3.2  石漠化研究分析及數(shù)學(xué)模型  1.4  研究內(nèi)容與技術(shù)路線    1.4.1  研究內(nèi)容    1.4.2  技術(shù)路線第2章  基于3S技術(shù)的喀斯特石漠化集成研究  2.1  石漠化遙感技術(shù)研究    2.1.1  遙感技術(shù)概述    2.1.2  石漠化解譯的技術(shù)路線    2.1.3  廣西喀斯特石漠化的遙感解譯  2.2  石漠化背景數(shù)據(jù)的GIS技術(shù)研究    2.2.1  GIS技術(shù)及其應(yīng)用概述    2.2.2  地質(zhì)-生態(tài)背景要素獲取    2.2.3  社會-經(jīng)濟要素獲取  2.3  石漠化預(yù)警和風(fēng)險評價模型庫系統(tǒng)研究    2.3.1  石漠化預(yù)警和風(fēng)險評價綜合分析    2.3.2  元胞自動機預(yù)警模型    2.3.3  基于元胞自動機和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)警模型的構(gòu)建  2.4  基于3S技術(shù)的石漠化綜合治理研究    2.4.1  研究區(qū)現(xiàn)狀分析及石漠化治理目標(biāo)    2.4.2  石漠化分村定級    2.4.3  石漠化治理分區(qū)    2.4.4  石漠化治理的工程布局第3章  區(qū)域喀斯特石漠化信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)  3.1  系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)和功能需求分析    3.1.1  系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)    3.1.2  系統(tǒng)功能需求分析  3.2  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計    3.2.1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計    3.2.2  部分模型設(shè)計    3.2.3  系統(tǒng)功能設(shè)計  3.3  RKRDIS系統(tǒng)的開發(fā)方案    3.3.1  開發(fā)工具的選擇    3.3.2  系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)    3.3.3 RKRDIS系統(tǒng)實現(xiàn)  3.4  RKRDIS系統(tǒng)操作指南    3.4.1  時空監(jiān)測    3.4.2  驅(qū)動診斷第4章  喀斯特石漠化過程與地域分異  4.1  喀斯特石漠化過程    4.1.1  石漠化的生物學(xué)過程    4.1.2  景觀格局演變過程    4.1.3  加速的地學(xué)過程（土壤貧瘠、水土流失）    4.1.4  石漠化的逆向發(fā)展模式  4.2  景觀分析方法    4.2.1  景觀格局的概念    4.2.2  景觀格局分析的指標(biāo)  4.3  基于景觀空間分析的石漠化格局分析方法    4.3.1  景觀空間分析方法    4.3.2  石漠化格局分析方法  4.4  廣西石漠化空間格局的特征分析    4.4.1  廣西石漠化的分布概況    4.4.2  廣西石漠化分布空間格局    4.4.3  廣西石漠化景觀的空間格局特征分析  4.5  廣西喀斯特石漠化的地域分異    4.5.1  研究方法    4.5.2  指標(biāo)體系的構(gòu)建    4.5.3  石漠化地域分異定量分析    4.5.4  區(qū)域石漠化分布差異對比分析第5章  基于CA-ANN的石漠化時空格局的動態(tài)模擬  5.1  元胞自動機的原理及其擴展    5.1.1  元胞自動機簡介    5.1.2  石漠化元胞自動機模型    5.1.3  RD.CA和GIS系統(tǒng)的集成框架  5.2  基于CA-ANN的區(qū)域石漠化動態(tài)模擬方法    5.2.]  樣區(qū)的劃定    5.2.2  數(shù)據(jù)的處理    5.2.3  石漠化元胞時空數(shù)據(jù)庫的建立    5.2.4  模型的算法和步驟    5.2.5  人工枓，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)模擬和預(yù)測    5.2.6  RD.CA-ANN模型預(yù)測結(jié)果及模型評價  5.3  都安石漠化的動態(tài)模擬及方法分析    5.3.1  2010年樣區(qū)石漠化結(jié)構(gòu)的預(yù)測結(jié)果    5.3.2  都安石漠化動態(tài)模擬的方法分析第6章  喀斯特石漠化成因機制的圖譜分析  6.1  喀斯特石漠化驅(qū)動力的系統(tǒng)分析    6.1.1  喀斯特石漠化的地質(zhì)地貌背景    6.1.2  石漠化過程的人類活動影響  6.2  喀斯特石漠化與地質(zhì)-生態(tài)環(huán)境背景圖譜分析    6.2.1  地質(zhì)背景與石漠化相關(guān)性分析    6.2.2  土壤類型與石漠化相關(guān)性分析    6.2.3  地貌與石漠化相關(guān)性分析    6.2.4  年均氣溫與石漠化相關(guān)性分析    6.2.5  年均降雨與石漠化相關(guān)性分析    6.2.6  植被指數(shù)與石漠化相關(guān)性分析    6.2.7  地下水與石漠化相關(guān)性關(guān)系  6.3  喀斯特石漠化與社會經(jīng)濟驅(qū)動圖譜分析    6.3.1  人口密度與石漠化關(guān)系    6.3.2  經(jīng)濟密度與石漠化關(guān)系    6.3.3  居民點分布與石漠化關(guān)系    6.3.4  道路距離分布與石漠化相關(guān)性分析    6.3.5  土地利用類型與石漠化相關(guān)性分析  6.4  喀斯特石漠化綜合驅(qū)動的圖譜分析第7章  基于ANN與GIS的喀斯特石漠化綜合評價  7.1  喀斯特石漠化評價的理論基礎(chǔ)    7.1.1  石漠化評價的內(nèi)容    7.1.2  石漠化評價的程序  7.2  喀斯特石漠化評價指標(biāo)體系    7.2.1  石漠化評價指標(biāo)確定的原則    7.2.2  石漠化評價指標(biāo)體系的建立  7.3  喀斯特石漠化評價方法    7.3.1  指標(biāo)權(quán)重確定方法    7.3.2  模糊單因素評價    7.3.3  喀斯特石漠化綜合評價模型  7.4  都安縣石漠化評價過程    7.4.1  數(shù)據(jù)的來源和處理    7.4.2  基于兩種模型的石漠化評價    7.4.3  石漠化評價結(jié)果的比較和分析  7.5  都安喀斯特石漠化綜合分區(qū)及其結(jié)果分析    7.5.1  強度危險地區(qū)    7.5.2  中度脆弱地區(qū)    7.5.3  輕度危險地區(qū)    7.5.4  無石漠化區(qū)第8章  都安石漢化災(zāi)害預(yù)警分析和風(fēng)險評估  8.1  石漠化災(zāi)害風(fēng)險評估原理    8.1.1  石漠化災(zāi)害研究概況    8.1.2  風(fēng)險及石漠化風(fēng)險評估含義    8.1.3  災(zāi)害風(fēng)險分析及石漠化風(fēng)險評估內(nèi)容  8.2  石漠化災(zāi)害風(fēng)險評估方法    8.2.1  風(fēng)險評估方法體系    8.2.2  石漠化主要模型    8.2.3  石漠化驅(qū)動因素分析  8.3  都安石漠化災(zāi)害風(fēng)險評估    8.3.1  都安概況    8.3.2  都安縣石漠化的時空動態(tài)分析    8.3.3  都安縣石漠化驅(qū)動因素分析    8.3.4  都安縣石漠化預(yù)警分析    8.3.5  都安縣石漠化災(zāi)害損失評估    8.3.6  都安縣石漠化風(fēng)險決策分析  8.4  結(jié)果與討論主要參考文獻附錄Ⅰ  廣西各縣市喀斯特石漠化分布的統(tǒng)計表附錄Ⅱ  彩圖

章節(jié)摘錄

　　第2章　基于3S技術(shù)的喀斯特石漠化集成研究　　“3S”技術(shù)，即空間定位系統(tǒng)（目前主要指GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）、遙感（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIs），是目前對地觀測系統(tǒng)中空間信息獲取、存儲管理、更新、分析和應(yīng)用的三大支撐技術(shù)。GPS主要用于實時、快速地獲取目標(biāo)的空間位置；RS用于實時地或準(zhǔn)實時地提供目標(biāo)及其環(huán)境的語義或非語義信息，發(fā)現(xiàn)地球表面上的各種變化，及時地對GIS進行數(shù)據(jù)更新；由于遙感具有大面積的同步觀測、時效性、綜合性與可比性、經(jīng)濟性等特點，數(shù)據(jù)具有良好的現(xiàn)勢性和動態(tài)性，動態(tài)監(jiān)測中逐步的應(yīng)用起來。GIS則是對多種來源的時空數(shù)據(jù)進行綜合處理、集成管理、動態(tài)存取，為智能化數(shù)據(jù)采集提供地學(xué)知識，以便解決復(fù)雜的管理?！　?S技術(shù)是進行資源環(huán)境研究的重要技術(shù)手段，運用GPS、RS和GIS技術(shù)綜合或集成應(yīng)用到喀斯特石漠化研究來，對衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)進行解譯、分類、野外驗證等，并對圖形數(shù)據(jù)空間疊加分析和數(shù)理統(tǒng)計分析，與傳統(tǒng)方法相比擁有無可比擬的優(yōu)越性。本課題以廣西都安瑤族自治縣為例，探討了基于3S技術(shù)的廣西喀斯特石漠化形成過程與機制以及治理模式，并依托3S一體化技術(shù)，采用遙感影像、專題地圖和統(tǒng)計數(shù)據(jù)等信息相結(jié)合的研究方法，憑借遙感技術(shù)宏觀、綜合、動態(tài)、快速的特點，以及GIS具有強大空間分析功能，利用3S技術(shù)進行喀斯特石漠化過程的動態(tài)監(jiān)測，掌握石漠化強度時空分布，揭示石漠化過程與其他因子耦合的機制，為指導(dǎo)實施生態(tài)重建工程提供科學(xué)依據(jù)，對于喀斯特石漠化防治和土地可持續(xù)利用具有重要實踐意義?！　PS的準(zhǔn)確定位，為我們遙感影像野外作業(yè)驗證提供了一種嶄新的手段，通過GPS可以驗證解譯衛(wèi)星影像的正確性，有效地提高了衛(wèi)星影像的精確度，為后面的遙感影像的判讀和分類分級提供了必要的保證。GIS強大的對矢量數(shù)據(jù)的空間分析功能和RS有力的對柵格圖像數(shù)據(jù)處理手段，為我們從GIS數(shù)據(jù)庫和遙感圖像中歸納和提煉出地學(xué)對象的信息圖譜提供了巨大的幫助。　　……

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