应用GIS开发案例(一)

系统目标是系统建设的内在动力，只要明确了目标才能对系统进行数据结构功能和软、硬件方面的设计及实现。

一、水土保持信息系统构建及应用

水土流失是指人类对土地的利用，特别是对水土资源不合理的开发和经营，使土壤的覆盖物遭受破坏，裸露的土壤受水力冲蚀，流失量大于母质层育化成土壤的量，土壤流失由表土流失、心土流失而至母质流失，终使岩石暴露。水土流失可分为水力侵蚀、重力侵蚀和风力侵蚀三种类型。水土流失的危害性很大，主要有以下几个方面：①使土地生产力下降甚至丧失;②淤积河道、湖泊、水库; ③污染水质影响生态平衡.

南方低山丘陵地区的水土流失所带来的影响远比北方严重.从经济角度看，由于南方低山丘陵地区水热条件较好，单位土地的生物生长量和产值更高，每寸土地水土流失造成的损失就更大。从生态角度来看，南方低山丘陵地区多为石质山地，土层薄，一旦表土蚀去，容易形成石漠化，而且恢复起来更难；从社会角度看，南方低山丘陵地区人口稠密，并且在江河下游地区多为重要的工农业生产基地和经济中心，水土流失对社会影响更大，造成的损失也更大。所以水土保持工作任重而道远。以南方红壤花岗岩侵蚀区为例，构建水土保持信息系统意义重大。

1、系统开发环境与运行环境

本系统是以.NET Framework 3.5为框架，开发平台采用Visual Studio 2008与ArcGIS 9.3的ArcObjects组件对象集，采用的开发语言为C# .NET，支持Windows XP与Windows 7的操作系统。

基于GIS工程系统开发的思路，本系统的开发工作包括计划与选题阶段；需求分析阶段；主总体设计阶段；详细设计阶段；编码阶段；单元测试与集成测试阶段；确认调试阶段；系统维护阶段。

2、系统功能与界面设计

为满足的用户的需求，本系统主要包括：用户信息管理、地图数据库管理、地形分析、水文分析、相关指数提取、输出制图等子系统。以福建为案例，借助ArcObjects 9.3与Visual Studio 2008，构建福建省水土流失GIS应用系统，其功能框架如图8.1所示。

图8.1  案例系统功能框架示意图

运行本系统，可进入水土流失地理信息系统的用户登录界面（如图8.2）。输入正确的用户ID与密码，可以跳转到系统的工作主界面（如图8.3）。在主窗口的上方包括用户、地图管理、信息查询、空间分析、专家决策、专题制图几个功能面板，每个面板中又包括若干子功能。

图8.2  系统登录界面

图8.3 工作主界面

即在主界面下设计下拉菜单，完成各自的对话框所执行的相应任务。本文以空间分析界面为例说明其功能设计。

“空间分析”面板包含“基础空间分析”、“地形分析”、“网络分析”和“水文分析”四大功能组。其中，核心功能主要有：栅格运算器、坡度和坡向计算、通视分析、挖填方分析、等值线与山体阴影提取分析、网络分析、水文信息提取分析、植被覆盖指数模型（NDVI）、水土流失模型等。

本系统在GIS空间分析以及应用模型分析方面比工具型的ArcGIS 9.3功能强，针对性明显。尤其将ArcObjects所提供的所有水文分析功能集成于同一个窗口，用一个下拉框来控制水文分析的内容，甚至可以用鼠标的滚轮进行功能切换；当选中了一项水文分析内容之后，当前窗口自动显示出该分析工具的参数设定界面，点击“确定”即可完成分析任务。

GIS水土流失应用系统以基础数据为依托，实现GIS应用模型功能为主要内容。

3、案例

（1）以福州为例

利用福州基础数据库，实现系统设计基本功能。福州空间分析系列图显示（见图8.4），即：福州坡度和坡向（图8.4-a）、福州山体阴影和汇流累积（图8.4-b）、福州水系和流域盆地（图8.4-c）、福州植被指数（图8.4-d和和8.4-e）。这些功能为本系统应用水土流失建模提供便利和可能。此外，系统还可以通过Google Earth窗口提供的高分辨率影像，判断空间分析结果的准确性，进而提高决策的正确性。

图8.4  基于系统的福州地形分析、水文分析、指数计算运行结果系列图

（2）以闽西长汀的根溪河流域为例，构建区域GIS应用模型

闽西长汀是南方红壤花岗岩侵蚀区的典型区域，根溪河流域地表物质以花岗岩为主，在地貌上有“崩岗”之称，它既是福建水土流失比较严重的地区之一，也是当前比较重视恢复生态的地区之一。根据研究认为，闽西根溪河流域生态恢复与重建的主要措施应通过水土保持的实践活动得以实现。在本系统支持下建模，发现水土保持措施与植被、地形等因素有关，尤其与归一化植被指数（NDVI）、数字高程模型（DEM）、坡度（Slope）和坡向（Aspect）有关，如图8.5所示。在地表不同部位，水土保持的措施是不同的。模型显示：有的区域以种草为主恢复生态；有的要实行园地改造保持水土；有的要恢复造林保护生态；有的不宜种植松树，要改良树种；有的要封禁入内，让区域自然恢复等。

图8.5治理方案及具体措施图示

具体的建议：

①对集水坡地的措施：应减少坡地地表径流，避免崩岗沟头迭水是治理崩岗的核心环节。同时在沟头以上的集水坡地内，应以生物措施为主，结合工程整地（主要是挖水平沟），尽量做到水不出坡。从根本上控制导致崩岗发展的动力条件。

②对崩积体的措施：由于沟头和沟壁崩塌下来的风化壳堆于崖脚，减小了原有临空面高度，有利于沟头和沟壁的稳定，但崩积体土体疏松，抗侵蚀力弱，一旦崩积体受到侵蚀，临空面高度又增加了。因此，控制崩积体的再侵蚀是防止沟壁溯源侵蚀的重要组成部分。

③对崩岗沟底（通道）治理的措施：由于崩岗沟道位于崩积体与冲积扇之间，是崩岗侵蚀的物流通道，其主要功能是传输集水区内的径流和泥沙，并出现堆积与下切相交替现象，该部位水分条件较好，大部分沟底下切已逐渐趋缓。沟底的治理应以生物措施为主。

通过对特殊地面崩岗系统的分析，对根溪河小流域崩岗治理的基本思路为：①控制集水坡面跌水的动力条件；②减少崩积体的再侵蚀过程；③把崩岗治理与经济利用相结合。在崩岗的综合治理上，应从上到下，从坡到沟，从沟头到沟底，从崩积体到冲积扇，全面布置，层层设防。对整个小流域治理方案及具体措施要以诊断信息图谱为依据，通过改变各种边界条件建模，提出不同调控条件下的决策与实施方案。总之，当一个花岗岩侵蚀劣地的立地条件处于临界值以上才有可能通过封山育林进行生态修复。否则，难以靠自然生态修复，必须有人类的投入（如人工施肥、补种生物物种等其他的辅助措施）。

二、自然灾害风险评估系统构建及应用研究

由于不同学科对风险有不同的理解和定义，但在一点上却是统一的，即风险总是与“损失或破坏、不利后果或人们(即风险承担者)不希望出现、不愿意接受的事物”的潜在威胁相联系，且潜在威胁的出现具有不确定性。在灾害学领域，风险被认为是自然灾害危险性、暴露性以及承灾体脆弱性共同作用的结果。

1、评估指标和模型

由于风险概念的广泛性和不确定性，有些学者在研究文献中只把分析得出的灾害发生因子的不确定性当作灾害风险，也有的学者只把灾害造成的损失程度当作风险，更多学者是从自然属性和社会属性两方面进行综合评价。一般认为自然灾害风险评价应包括以下内容：

(l)自然灾害危险性评价：强度、概率；

(2)承灾体易损性评价：承受能力、破坏状态、破坏损失率—密度、价值、质量；

(3)防灾有效度评价：防护工程防灾能力；

(4)风险程度综合评价：综合指标分级。

在灾害风险评估中，常用的模型及特点见表8.5，在开展灾害风险评估过程中，需对相关概念进行明确定义，并慎重选择和划分相关指标。

表8.5.常见的灾害风险评估模型及特点

                   

模型	特点
Risk  = Hazard × Vulnerability	该模型由联合国于2004年提出。式中Hazard为致灾因子危险性，Vulnerability为脆弱性。该模型中的脆弱性根据使用者的需求，可理解为承灾体的脆弱性，也可理解为灾害系统的脆弱性
Risk  = Probability × Consequences	该模型由国际地科联于1997年提出。式中Probability是对致灾因子概率密度分布的描述，即对致灾因子危险性的描述；Consequences是承灾体的损失程度，通常同时反应了承灾体的脆弱性（易损性）和暴露性
Risk  = f (E, H, V)	该模型是根据史培军关于灾害系统的理论提出来的。式中E是孕灾环境稳定性，H是致灾因子危险性，V是承灾体脆弱性。该模型的V有时也包含暴露性指标
Risk  =F( Hazard,Vulnerability,防灾减灾能力)	该模型常被灾害管理相关的研究者采用，其中一种表达方式为：Risk = Hazard × Vulnerability / 防灾减灾能力。在该模型的应用过程中，承灾体脆弱性指标与防灾减灾能力指标多有交叉，不好区分

2、案例

以福州地区为案例，构建研究区洪涝灾害风险评估信息系统。

主要步骤：

（1）数据收集：行政区划图，DEM数据，河网数据，降雨量数据、人口统计数据等。

（2）设计技术路线，参见图8.6。

（3）构建评估指标体系，包括目标层、准则层以及指标层的指标，如图8.7。

（4）评估可视化实现，采用“自然灾害风险等级=致灾因子危险性+孕灾环境敏感性+承灾体脆弱性”的加权评估法构建评估模型，如图8.8

（5）为防洪减灾提出建议或措施

图8.6  洪涝灾害风险评估技术路线

图8.7  福州市洪涝灾害风险评估指标体系

                  图8.8  福州灾害危险性、敏感性和脆弱性分级图

三、旅游地理信息系统建设

1、旅游及旅游地理信息系统

为了休闲、商务或其他目的离开他她们惯常环境，到某些地方并停留在那里，但连续不超过一年的活动为旅游。旅游主要目的：休闲、娱乐、度假，探亲访友，商务、专业访问，健康医疗，宗教/朝拜。现代，越来越多的人去旅游。旅游不仅对世界各国的经济发展产生积极而深远的影响，同时它已成为人们生活中的一部分，还是影响人们生活方式和生活观念的一个重要因子。旅游地理信息系统（Travel GIS，简称TGIS）是以旅游地理信息数据库为基础，在计算机硬软件支持下，运用系统工程和信息科学的理论和方法，综合地、动态地获取、存储、管理、分析和应用旅游地理信息的多媒体信息系统。由于TGIS的出现，使得旅游业复杂的数据采集管理，多元成果的应用展示等方面得到很好的解决，同时也能够为空间数据的处理分析提供最为快捷、方便、准确的方法和技术手段。一切与旅游地理信息和数据相关的信息和数据，如景区景点、住房住宿、交通、娱乐、餐饮、购物等都是TGIS的研究对象。

2、案例

以福建平潭岛为案例，构建旅游信息应用系统。主要步骤：

（1）  收集资料：包括行政区图、地形图、人口数据、公共基础设施信息、气温、降水等；

（2）  开发环境：基于ArcGIS9.3作为数据输入和编辑工作，采用了ArcGIS Engine组件在Microsoft VisualStudio2005.net下开发，系统开发流程设计如图8.9。

（3）  系统基本功能设计：如图8.10。

（4）  应用系统实现：见系列图8.11和图12。

图8.9  系统开发流程

图8.10   平潭旅游地理信息系统基本框架图

图8.11 系统主界面

                    图8.12  系统位置查询和路径查询

四、湿地信息系统WebGIS构建及应用

1、湿地及湿地WebGIS

湿地指天然或人工形成的沼泽地等带有静止或流动水体的成片浅水区，还包括在低潮时水深不超过6米的水域。湿地与森林、海洋并称全球三大生态系统，在世界各地分布广泛。湿地生态系统中生存着大量动植物，很多湿地被列为自然保护区。湿地也是生物多样性重点研究的区域。WebGIS是GIS与Internet结合的产物，是当前GIS发展的趋势之一。湿地信息的管理从面向数据展现的平台到面向服务架构平台的发展，使得GIS应用迈向新的台阶。

2、案例

以福建泉州湾湿地为研究区，基于Flex的湿地信息管理平台研究，即利用WebService和ArcGIS Flex API建立湿地自然保护区地理信息系统应用平台的方案，主要研究内容包括以下几个方面：

（1）系统总体架构设计。系统总体架构设计包括浏览器客户端、服务器和数据库的设计。具有桌面客户端体验的RIA技术与GIS的结合能够将空间数据以丰富图形、图像的方式表现，Flex平台具有良好的用户交互方式、数据表现形式，SQL支持空间数据的存储。

（2）自然保护区管理WebGIS系统。研究湿地自然保护区信息的一步式管理、动态更新和湿地管理各部门空间数据和属性数据的实时共享，用户个人空间数据的实时入库、动态更新，实时监测和查询分析等。

（3）空间信息技术自动化。研究了空间信息自动化在自然保护区信息管理中的应用，包括制图自动化和空间分析自动化。以空间信息自动化和半自动相结合的方式提升了自然保护区信息管理的水平。

系统设计主要包括①湿地保护区网络信息管理系统设计；②湿地自然保护区网络信息管理系统的设计；

（1）湿地保护区网络信息管理系统设计：包括系统的设计目标和功能需求，其中详细阐明了系统的功能需求。然后对系统进行了设计，包括系统总统设计、客户端设计、服务器设计和数据库设计。总体构架：B/S三层体系结构即运行在客户端浏览器中的Flash Player、服务器和数据库（如图8.13所示）。

图8.13系统总体框架

（2）湿地自然保护区网络信息管理系统的设计。首先设计了系统的功能模块结构，然后展示了各个模块的实现，包括地图基本操作、自动化模块、查询检索、数据分析模块；生物多样性、巡检信息、样方数据的远程在线录入和查询以及动态监测和分析。系统功能结构如图8.14所示

图8.14 系统功能结构图

采用混搭技术（Mashup）的思想，将系统底图数据与ArcGIS Online在线地图服务叠加，丰富地图的表现形式。实现的系统主界面（如图8.15）以及主要功能模块（如图8.16）。

图8.15 系统主界面

图8.16 实现主要功能模块界面

利用先进的空间信息技术和网络通讯技术实现泉州湾自然保护区信息管理，满足了加强保护区的管理、提升联合保护委员会的管理效率，对生物多样性以及濒危物种的保护和监测，对巡检信息的管理以及土壤样方数据的共享和土壤污染数据的快速分析方面的需求。同时系统自动与半自动结合的方式，减少了保护区管理经济的投入和降低系统的使用要求，对不具备专业知识的用户可实现一步式的系统操作。系统还为保护区的科学研究提供实时的信息获取，为湿地保护规划、湿地的不合理占用等提供空间可视化的信息参考。

五、生态环境信息系统构建及应用研究

1、生态及生态环境及生态环境系统

生态是指生物之间和生物与周围环境之间的相互联系、相互作用。当代环境概念泛指地理环境，是围绕人类的自然现象总体，可分为自然环境、经济环境和社会文化环境。当代环境科学是研究环境及其与人类的相互关系的综合性科学。生态与环境虽然是两个相对独立的概念，但两者又紧密联系、因而出现了“生态环境”这个新概念。它是指生物及其生存繁衍的各种自然因素、条件的总和，是一个大系统。也是影响人类生存与发展的水资源、土地资源、生物资源以及气候资源数量与质量的总称。是关系到社会和经济持续发展的复合生态系统。生态环境问题是指人类为其自身生存和发展，在利用和改造自然的过程中，对自然环境破坏和污染所产生的危害人类生存的各种负反馈效应。生态环境信息系统是以区域环境信息数据库为基础，利用地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和其他信息技术对环境数据进行处理、分析的一种空间信息系统.

2、案例

以福建为例，构建生态环境信息系统。主要步骤：

（1）  开发环境

在WindowsXP/Win 7 以及网络环境支持下，利用ArcView 3.3、ArcGIS 9.0、AO、MO、Access、Excel、VB、PhotoShop等软件，系统选择面向对象的GIS二次集成开发方法。

（2）系统数据源的选取和预处理

数据源包括地图数据、统计数据、图像数据和其他数据。根据系统的目标和功能，对收集的数据进行筛选，作为系统数据库的原始数据。但因数据的来源不同、格式不一，在将这些数据输入数据库之前，需要对各类数据源进行预处理，即对数据标准化和规范化处理。例如，生态环境信息系统中的生态环境数据一般由多个部门多人合作完成，为了便于生态环境数据的分析和保证数据的可靠性，建立数据库之前必须对生态环境数据进行统一编码。对空间数据不一致（如：数据源中可能存在同一区域不同专题数据的坐标系不一致、比例尺不一致、数据精度不一致、数据格式不一致等）要进行几何纠正、标准化处理及数据转换。

（3）数据分类和组织

在明确了系统的功能要求和系统的数据来源后，可对各种数据进行分类。如对区域生态环境数据分类，要求在内容上既能有反映生态环境的历史断面数据，也有反映生态环境现状的数据；从信息系统的数据处理形式来看，这些数据可分为空间数据和属性数据。福建生态环境数据分类与组织思路如图8.17所示。为了进一步分类，需要划分图层，在第2章已介绍图划分层的方法，本案例福建生态环境信息系统中对空间数据的部分分层见表8.6。

图8.17 生态环境数据分类与组织

表8.6 生态环境数据分层实例（部分）

                   

图形对象类型	图  层
点	居民点、高程点
线	公路、高速公路、铁路、单线河、行政界线、等高线、等温线、等降水线、等日照线等
面	地、市、县、乡、镇行政图，地质图，地形图，DEM，土地利用现状图，流域图，自然保护区图等
文字	行政区划名、道路和水域名等注记

   

根据结构化系统分析的思想，可将生态环境信息系统的数据先分为不同的层次（省、市县、乡、镇以及重点区域），然后明确各层次数据的专题信息，并定义各专题信息的层次关系。这样将整个系统的数据分成相对独立的小部分，构建逻辑关系。此外，为在时空上能相互衔接，还需要建立一个有效的时空索引数据库，实现数据流程图（如图8.18所示），以便更好地管理生态环境数据库。

图8.18 构建生态环境数据库流程图

（4）系统设计及实现

主要包括系统主界面设计（如图8.19），常用模型（如叠加模型、邻域模型、缓冲模型、DEM模型等）和专业化应用模型实现（如图8.20）以及输入 / 输出等功能。

图8.19 系统应用实现界面

图8.20闽西朱溪流域通过采样点插值分析氮磷钾的空间分布特点

六、福建省生态环境综合信息图谱构建与应用

1、地学信息图谱概念、实现及提炼模式

地学信息图谱是根据地球信息科学理论和地球系统科学理论的一种综合分析方法，是反映地球时空信息规律的重要手段之一，是在GIS集成技术支持下，对地球表层各要素和形象时空规律表达的一种综合方法。

地学信息图谱实现方法目前也没有统一模式，一般认为地学信息图谱构建的主要步骤为：①研究图谱对象，掌握其时空格局和规律；②从对象中抽象出基本的组成单元，逐个描绘这些单元的不同形态图形，并生成系列图；③对系列图形进行归类，归纳和提炼出图谱的抽象映象图、标准类型和等级；④对系列图形进行数学参数描述，使其具有可量化或形式化的功能；⑤进行图谱的建模工作，使图谱具有计算机模式识别和虚拟现实的功能；⑥针对图谱的实际应用目标进行信息单元的重组和虚拟，以建立资源环境问题的调控方案，并虚拟预测调控结果。

地学信息图谱提炼模式有：①单要素（如水系图谱等）信息图谱的提炼模式；②多要素、多指标信息图谱的提炼模式；③综合图谱（如生态环境综合信息图谱）的提炼模式；等等。

生态环境综合信息图谱是在生态环境调查研究与动态监测基础上，运用生态环境基础与动态数据库的大量数字信息，经过图形思维与抽象概括，并以计算机多维动态可视化技术，显示生态环境及其各要素空间形态结构与时空变化规律的一种方法与手段。根据福建省生态环境的特点，及制图比例尺与遥感影像分辨率，在广泛收集与深入分析各种文献、数据、影像、地图资料的基础上，制定出福建省生态环境初步分类方案，并征求有关专家的意见进行修改，再经野外考察验证，才能确定。

2、案例

以福建生态环境信息基础数据库系统为依据，可进一步构建福建生态环境综合信息图谱数据库以及提炼地学信息图谱。主要步骤：

（1）面向图谱生成的数据组织：①底层数据，包括遥感影像、野外考察数据和生态环境综合信息数据库等；②中层数据，包括生态环境专题系列图层；③顶层数据，包括经过提炼的生态环境综合信息图谱。

（2）面向信息图谱的生成方法：研究技术流程见图8.21。从上到下包括：①数据预处理技术，如图像扫描（如纸质地形图等）、配准、数字化、界线的拟定、卫星图像（如TM/ETM/SPOT5）的判读分析（目视或人机交互或计算机自动）、图斑大小及边界的确定、建立并完善生态环境综合信息的数据库，构建底层数据；②利用GIS集成技术，生成生态环境专题系列图层，构建中层数据。③关键指标体系的建立、归并概括地学信息图谱技术支持，生成生态环境综合信息图谱谱系及图谱数据库，构建顶层数据，为地学信息图谱应用服务。

图8.21 生态环境信息图谱的研究方法与技术路线

（3）构建生态环境综合图谱数据库系统

①划分生态环境类型基本原则及实现：以构成生态环境的自然要素为主，同时考虑人类活动对生态环境的影响。其中气候带是影响福建省生态环境的主要宏观自然因素，作为第一级（大类）划分的指标，划分为中亚热带生态环境、南亚热带生态环境两大类，人工建筑生态环境也作为一大类；地貌是福建省生态环境的主导因素，作为第二级划分指标，划分为山地、丘陵、台地、山间盆地谷地、滨海平原、湿地等生态环境类型；植被、土壤、土地利用等作为第三级划分的指标，同时通过植被的覆盖程度、土壤侵蚀的强度、人工建筑类型、土地利用类型（如水田、旱作、果园茶园等）反映人类活动对生态环境的影响。最后确定的福建省生态环境类型共划分了三大类、13个中类和83个类型，并建立了相应的编码体系。同时拟定了福建省地貌、植被、土壤和土地利用等分类方案和确定各要素的编码体系。在征求各有关专家意见的前提下，我们拟定了福建省生态环境类型图及福建省地貌、植被、土壤和土地利用等地图的图例。在1:10万单元图基础上，综合概括成1:25万生态环境单元图，构建了以1:25万比例尺图幅为基础的生态环境及基本要素类型地图数据库。再派生1:25万生态环境类型图、地貌图、土壤图、植被图、土地利用图，这些工作为图谱的分类和数据库建设奠定了基础。

②生态环境综合信息图谱分类方案：生态环境综合信息图谱研究的首要任务是按照地表自然界的真实情况、历史形成的地域差异，阐明生态环境区域分异的空间格局。生态环境综合信息图谱的类型反映了这种区域的差异，而类型的确定要由一系列反映生态环境区域特征的指标为依据。分类体系划分是否合理和规范，直接影响到图谱数据的组织以及它们之间的链接、传输和共享。因此，图谱分类是系统设计和建立数据库前一项极为重要的工作。

据廖克教授对福建生态环境综合信息图谱类型划分的两种方案（见表8.7和表8.8）选一，即：4大类22个类型，进行构建信息图谱数据库。

表8.7 福建省生态环境综合信息图谱分类系统（方案一）

                           

7大类	49种类型
A 亚热带山地生态环境类型	1 山地草甸生态环境类型，2 山地高覆盖轻侵蚀针叶林生态环境类型，3 山地低覆盖中侵蚀针叶林生态环境类型，4 山地针叶幼林生态环境类型，5山地针阔混交林生态环境类型，6山地高覆盖轻侵蚀常绿阔叶林生态环境类型，7山地高覆盖轻侵蚀常绿阔叶林(南亚热带雨林)生态环境类型，8山地竹林生态环境类型，9山地灌草丛生态环境类型，10山地果园茶园生态环境类型，11 山地水田生态环境类型，12山地旱作生态环境类型
B 亚热带丘陵生态环境类型	1丘陵高覆盖轻侵蚀针叶林生态环境类型，2丘陵低覆盖中侵蚀针叶林生态环境类型，3丘陵针叶幼林生态环境类型，4丘陵高覆盖轻侵蚀常绿阔叶林生态环境类型，5丘陵高覆盖轻侵蚀常绿阔叶林(南亚热带雨林)生态环境类型，6丘陵竹林生态环境类型，7丘陵灌草丛生态环境类型，8 丘陵中侵蚀果园茶园生态环境类型，9 丘陵强侵蚀果园茶园生态环境类型，10丘陵水田生态环境类型，11丘陵旱作生态环境类型
C 亚热带台地生态环境类型	1台地低覆盖中侵蚀针阔混交林生态环境类型，2台地灌草丛生态环境类型，3台地果园茶园生态环境类型，4台地旱水田生态环境类型，5台地旱作生态环境类型
D 亚热带山间盆谷生态环境类型	1山间季风常绿阔叶林(南亚热带雨林)生态环境类型，2山间盆谷灌草丛生态环境类型，3山间盆谷果园茶园生态环境类型，4山间盆谷浸水田生态环境类型，5山间盆谷旱水田生态环境类型
E 亚热带滨海平原生态环境类型	1滨海平原防护林生态环境类型，2滨海平原浸水田生态环境类型，3滨海平原沙地生态环境类型，4滨海旱地生态环境类型
F 亚热带湿地生态环境类型	1河流生态环境类型，2湖泊水库坑塘生态环境类型，3滨海养殖滩涂生态环境类型，4滨海未养殖滩涂生态环境类型，5 盐田生态环境类型，6红树林生态环境类型，7 滨海滩涂大米草生态环境类型
G人工建筑生态环境类型	1城镇居民点生态环境类型，2农村居民点生态环境类型，3高侵蚀独立工矿生态环境类型，4轻污染独立工矿生态环境类型，5重污染独立工矿生态环境类型

 

表8.8 福建省生态环境综合信息图谱分类系统（方案二）

                                                                           

4大类	A 亚热带山地丘陵台地生态环境类型	B 亚热带山间盆谷生态环境类型	C 亚热带滨海与湿地生态环境类型	D 人工建筑生态环境类型
22种   类型	1高覆盖轻侵蚀针叶林生态环境类型   （代码A1）	1灌草丛生态环境类型   （代码B1）	1防护林生态环境类型   （代码C1）	1城镇居民地生态环境类型   （代码D1）
	2低覆盖中侵蚀针叶生态环境类型   （代码A2）	2果、茶园生态环境类型   （代码B2）	2浸水田生态环境类型   （代码C2）	2农村居民点生态环境类型   （代码D2）
	3针阔混交林生态环境类型（代码A3）	3水田生态环境类型   （代码B3）	3沙地生态环境类型   （代码C3）	3高侵蚀独立工矿生态环境类型   （代码D3）
	4常绿阔叶林生态环境类型（代码A4）		4旱地生态环境类型   （代码C4）	4轻污染独立工矿生态环境类型   （代码D4）
	5竹林  5 竹林生态环境类型   （代码A5）		5养殖滩涂生态环境类型   （代码C5）	5重污染独立工矿生态环境类型   （代码D5）
	6灌草丛生态环境类型   （代码A6）		6盐田生态环境类型   （代码C6）
	7果、茶园生态环境类型   （代码A7）
	8农田生态环境类型   （代码A8）

 

① 生态环境综合信息图谱数据库系统结构：生态环境综合信息图谱是在生态环境数据库与综合系列地图基础上，经过信息挖掘、知识发现、抽象概况、模型分析形成综合性的图形谱系，是计算机化的地学图谱。图谱应能反映福建省生态环境的时空变化规律。生态环境综合信息图谱数据库（见图8.22）是研究图谱特性的主要依据。基于VB等环境下的GIS组件MapObjects模式作为开发平台，建立福建生态环境综合信息图谱数据库，系统实现(见图8.23).

图8.23  福建生态环境综合信息图谱数据库系统界面

根据福建省生态环境类型的划分与功能分区指标的研究设计，在全省生态环境类型的基础上，再根据生态环境综合信息图谱的要求，进行类型归并与综合集成，生成生态环境综合信息图谱的，所以福建生态环境综合信息图谱的数据库与一般GIS生态环境基础数据库有相同的地方，但也有明显不同之处，比较见表8.9。

表8.9 福建生态环境综合信息图谱数据库与一般GIS生态环境数据库比较

                       

	福建生态环境综合信息图谱数据库	一般GIS生态环境基础数据库
相同处	可体现空间数据（属性和位置）的特征
不   同   处	图谱数据库中的图谱数据是生态环境空间特征的提炼和概括后归类的，只有一层	一般GIS生态环境基础数据库中的数据是生态环境要素分层（至少三层，如：点、线、面）归类
	图谱数据库中的图谱数据反映出的是生态环境要素的综合特征	一般GIS数据库的数据是由不同要素的图层构成的，要反映环境综合信息需靠图层数据叠加生成
	图谱数据库中的信息量与比例尺关系密切，不同比例尺（如1：25万、1：10万、1：5万等）信息量悬殊很大	一般GIS数据库存储的信息与比例尺大小关系不大，而与数据库中存储信息量多还是少关系密切

 

(4)生态环境综合信息图谱数据库应用

利用生态环境综合信息图谱数据库除提炼生态环境综合信息信息图谱(见图8.24)外，主要功能如下：

①查询和检索功能。例如：若要查询A4-(105)类型的图斑特征，只要单击该类型，屏幕上就可显示；要是单击图谱（如图斑、轮廓），屏幕上也可出现图谱类型以及显示该图斑的一系列定性与定量指标（如地形、气候、植被、土壤、土地利用、生态环境类型），图谱特征与指标检索可见表8.8。系统也支持显示结果，可打印输出。

②可视化功能。在数据库技术支持下，实现图形可视化，如在系统支持下可生成“福建生态环境信息图谱类型及界线图”。信息图谱模型是强调用数字化、系列化的图形图像揭示客观事物和现象空间结构特征与时空变化规律的一种方法与手段，它能够将复杂的本质属性简洁、直观地可视化表达出来，而且具有图形多维化、时空动态化等特点。

③分析功能。利用生态环境信息图谱谱系叠加在景观生态图或遥感图像上进行分析，可以发现新知识和新规律。通过数学模型，信息图谱有助于模型构建者对空间信息及其过程的理解。

④决策辅助功能。利用生态环境信息图谱数据库的定量指标，建立生态环境综合信息图谱的数学模型，从而进一步分析出生态环境动态变化的规律，为今后生态环境治理、保护、重建的规划与建设提供科学依据。开发和应用生态环境信息图谱，不仅要通过图谱直观地反映事物和现象分布格局的时空功能，更重要的是要挖掘图谱的分析功能和辅助研究功能。这也是生态环境信息图谱研究的重点和难点。

⑤其他功能。福建生态环境信息图谱数据库建设得到GIS集成技术的支持，得到多学科研究成果的支持，为推动区域生态系统多学科渗透和跨学科的综合，地学信息图谱恰好提供了多学科知识融合的技术平台。

图8.24  福建生态环境综合信息图谱类型