2016esri開發(fā)競(jìng)賽地理設(shè)計(jì)組互評(píng)材料b384作品簡(jiǎn)介

1、1 作品背景濕地位于水陸過渡地帶濕地被喻為“地球之腎”，是自然界最富生物多樣性和生產(chǎn)力最高的生態(tài)系統(tǒng)，也是人類最重要的生存環(huán)境之一。口濕地處于交匯地帶，資源豐富、環(huán)境脆弱，受多種自然和人類活動(dòng)影響，表現(xiàn)為濱海濕地面積減少、生態(tài)功能。由于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)難以及時(shí)全面地獲取變化信息，為了實(shí)現(xiàn)永續(xù)利用和可持續(xù)發(fā)展，迫切需要科學(xué)的保護(hù)與管理，這就需要及時(shí)準(zhǔn)確的掌握濕地變化情況，而遙感是獲取該信息的主要技術(shù)。2 設(shè)計(jì)本模型針對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞，將口濕地環(huán)境進(jìn)行分解，拆分成多個(gè)子模塊，包括地表水、水、土壤、社會(huì)經(jīng)濟(jì)四個(gè)方面，然后進(jìn)行多源數(shù)據(jù)的預(yù)處理、篩選，提高數(shù)據(jù)的精確度；將指標(biāo)空間量化，用模型創(chuàng)建隨機(jī)點(diǎn)，自動(dòng)提取樣

2、本數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)的客觀性避免數(shù)據(jù)誤差的多次放大。利用ArcGIS for Desktop 與ENVIIDL 實(shí)現(xiàn)遙感 GIS建模，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化分析、多指標(biāo)的疊加分析、核密度分析、交通網(wǎng)絡(luò)分析、多元統(tǒng)計(jì)分析等分析方法對(duì)口濕地的現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估和趨勢(shì)分析，并對(duì)濕地環(huán)境的保護(hù)提出合理化的建議。3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一部分：用 IDL 編寫代碼，實(shí)現(xiàn)圖像預(yù)處理及信息提取的功能，在 ArcGIS 中通過調(diào)用.sav 代碼建立工具集，保證模型中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及處理效率的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了遙感與 GIS 的有效結(jié)合。主要實(shí)現(xiàn)功能有遙感影像壓縮包（.gz）解壓批處理、Landsat8 輻射定標(biāo)、Landsat

3、8 大氣快速校正、Landsat8 地表溫度1反演、MODIS 產(chǎn)品鑲嵌批處理、高分一號(hào)影像融合批處理、高分一號(hào)影像鑲嵌批處理、高分一號(hào)影像正射校正批處理、計(jì)算 NDVI、快速大氣校正、圖像重采樣等功能。處理速度快，效率高。第二部分：模型將濕地生態(tài)系統(tǒng)的組分拆分開研究，包含地表水環(huán)境估，水自然特性模擬，土壤鹽堿化監(jiān)測(cè)與恢復(fù)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展驅(qū)動(dòng)力分析等幾個(gè)方面，其中每一方面包含子模塊來詳細(xì)說明。23.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.2功能描述模塊一：地表水環(huán)境估模塊該模塊分為兩個(gè)子模型：地表水脆弱性評(píng)估模型及土壤水分狀況評(píng)估模型1_1 地表水脆弱性評(píng)估模型該模型基于綜合指數(shù)法對(duì)地表水質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，包含四個(gè)主要參數(shù):

4、 自然脆弱性，承載脆弱性，人為脆弱性及地表徑流脆弱性四個(gè)方面; 其中每一方面又包含若干影響。應(yīng)用夜光數(shù)據(jù)、DEM 數(shù)據(jù)、水文地質(zhì)數(shù)據(jù)、口 OLI、NDVI、氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)等，進(jìn)行水文分析，空間分析，提取分析，密度分析，表面分析等，模擬地表水環(huán)境，得到地表水脆弱性評(píng)估，為決策的制定提供合理化建議。1_2 土壤水分狀況評(píng)估模型該模型以地表蒸散發(fā)為理論依據(jù)，建立基于雙層蒸散模型（SRD）的土壤水分狀況評(píng)估。模型主要參數(shù)為：實(shí)際蒸散量和日潛在蒸散量?jī)纱蟛糠郑@兩個(gè)參數(shù)又由地表凈輻射通量，顯熱通量及土壤熱通量計(jì)算得出。主要輸入數(shù)據(jù)為口 OLI、LAI、地表反射率水文地質(zhì)數(shù)據(jù)等其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；通過密度分析，地

5、統(tǒng)計(jì)分析等空間分析，結(jié)合 ENVI TOOLS 進(jìn)行模擬計(jì)算，得到土壤水分狀態(tài)評(píng)估。模塊二：水自然特性模擬該模塊分為兩個(gè)子模型：水脆弱性評(píng)估模型及水污染評(píng)估模型2_1水脆弱性評(píng)估模型該模型基 DRASTIC 模型對(duì)水進(jìn)行評(píng)估，主要輸入?yún)?shù)為:水埋深(D)、含水層的凈補(bǔ)給3(R)、含水層介質(zhì)(A)、土壤類型(S)、地形(T)、包氣帶介質(zhì)(I)以及含水層的水力傳導(dǎo)系數(shù)(C)。輸入口 DEM 數(shù)據(jù)及其他水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行插值分析，提取分析，疊加分析等空間分析，得到水脆弱性評(píng)估。2_2水污染評(píng)估模型該模型包含三個(gè)影響：海水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)化肥污染及石油污染。輸入口 DEM 數(shù)據(jù)、夜光數(shù)據(jù)，離子濃度站點(diǎn)數(shù)據(jù)，

6、等其他水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行水文分析，擴(kuò)散分析，柵格綜合分析等得到水污染分布。模塊三：土壤鹽堿化監(jiān)測(cè)與恢復(fù)該模塊分為三個(gè)子模型3_1 基于空間統(tǒng)計(jì)的土壤鹽堿化評(píng)估模型該模型主要通過各個(gè)因子的統(tǒng)計(jì)與分析，提高數(shù)據(jù)的精確度，避免出現(xiàn)大的誤差。輸入各個(gè)影響進(jìn)行分組分析、z 值得分渲染以及計(jì)數(shù)渲染等增強(qiáng)顯示效果，最后進(jìn)行綜合分析，得到土壤鹽堿化分區(qū)。3_2 重度土壤鹽堿化監(jiān)測(cè)點(diǎn)選址模型對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)于突然鹽堿化評(píng)估結(jié)果提取出重度鹽堿化區(qū)域，綜合考慮監(jiān)測(cè)站點(diǎn)與林地，建筑物，道路，局部較高點(diǎn)的位置關(guān)系，選擇出最適宜點(diǎn)。模塊四:經(jīng)濟(jì)發(fā)展驅(qū)動(dòng)力該模塊包含三個(gè)子模型：基于交通網(wǎng)絡(luò)分析的時(shí)間可達(dá)性模型、經(jīng)濟(jì)

7、潛力評(píng)估模型、空氣污染顆粒物模型擴(kuò)散4_1 基于交通網(wǎng)絡(luò)分析的時(shí)間可達(dá)性模型基于潛能模型來模擬三角洲與各地級(jí)市的時(shí)間通達(dá)性，綜合考慮不同道路的時(shí)間阻抗，各個(gè)地市的數(shù)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響，先進(jìn)行規(guī)模影響因子（Vi）的計(jì)算，然后得到各地市與黃河三角洲時(shí)間可達(dá)性，為推動(dòng)三角洲經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供有效的幫助。4_2 經(jīng)濟(jì)潛力評(píng)估模型基于 OD 成本距離與成本路徑的分析，輸入東營(yíng)市各鎮(zhèn)的坐標(biāo)，得到各個(gè)鎮(zhèn)距離山東省各地市的成本路徑，結(jié)合山東各個(gè)市的 GDP、數(shù)、市面積，求得經(jīng)濟(jì)流量，進(jìn)而計(jì)算得到東營(yíng)市各個(gè)鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿?，為東營(yíng)市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與決策提供建議。4_3 空氣污染顆粒物模型擴(kuò)散綜合考慮汽車尾氣與工廠污染

8、型氣體的排放，將空氣污染顆粒濃度分兩部分，第一部分為基于道路4的空氣污染顆粒物模型擴(kuò)散，第二部分為基于工廠排放的空氣污染顆粒物模型擴(kuò)散，二者行疊加，得到空氣污染顆粒物濃度。4 作品特點(diǎn)與展望作品特點(diǎn)：在數(shù)據(jù)方面：應(yīng)用夜光數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)密度、GDP 等的反演，避免了統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的塊狀分布，更就有真實(shí)性，有效性；結(jié)合遙感數(shù)據(jù)的預(yù)處理與信息提取，使數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)更加多元化，數(shù)據(jù)可視化程度提高。模型構(gòu)建方面：綜合考慮濕地生態(tài)系統(tǒng)的多方面影響，將 RS 與 GIS 結(jié)合，基于多源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，是結(jié)果更加真實(shí)可靠。實(shí)用性方面：不僅僅具有理論分析，而且摻加了對(duì)生態(tài)環(huán)境污染破壞的治理措施，為濕地系統(tǒng)的保護(hù)及更好的發(fā)展提供依據(jù)；發(fā)展方面可結(jié)合經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿υu(píng)價(jià)與時(shí)間可達(dá)性分析，運(yùn)用有效的方法推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，減小走彎路的概率。展望:本作品僅分析了三角洲生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)子系