webgis在野生動(dòng)物調(diào)查方面的應(yīng)用

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在野生動(dòng)物數(shù)據(jù)調(diào)查上的應(yīng)用研究背景野生動(dòng)物是十分寶貴的自然資源，它的生存與發(fā)展維系著生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。了解和掌握野生動(dòng)物種類、數(shù)量以及分布等最常用、最基本的方法就是進(jìn)行野外調(diào)查。為了提高外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)的自動(dòng)化管理水平，使內(nèi)業(yè)的數(shù)據(jù)管理工作更科學(xué)、更準(zhǔn)確、更有效率，更好的為野生動(dòng)物資源的評(píng)估、生物多樣性保護(hù)、動(dòng)物瀕危程度研究以及保護(hù)區(qū)經(jīng)營(yíng)管理水平的評(píng)估等提供重要依據(jù)和數(shù)據(jù)，有必要結(jié)合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和GIS技術(shù)對(duì)外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的管理。我國(guó)野生動(dòng)物資源調(diào)查數(shù)據(jù)管理經(jīng)歷的階段最早的野生動(dòng)物資源調(diào)查數(shù)據(jù)管理多以手工抄寫調(diào)查卡片，手工計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為主。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，逐漸開(kāi)始運(yùn)用電子表格錄入并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，大大提高了數(shù)據(jù)管理的工作效率。再到現(xiàn)在計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)可以使用一些客戶端的軟件方便快捷的錄入，大大減少了錄入環(huán)節(jié)的錯(cuò)誤出現(xiàn)，然后直接生成數(shù)據(jù)庫(kù)供管理人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。Webgis的應(yīng)用越來(lái)越廣泛隨著地理信息系統(tǒng)(GIS)在各個(gè)領(lǐng)域的深入應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)(WebGIS)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。運(yùn)用WebGIS，可以使調(diào)查數(shù)據(jù)的管理和分析更加高效，也為野生動(dòng)物調(diào)查數(shù)據(jù)的管理提供了新的解決思路和方法。以我國(guó)大熊貓的數(shù)據(jù)調(diào)查為例一、大熊貓數(shù)量統(tǒng)計(jì)算法調(diào)查野生動(dòng)物種群數(shù)量的方法有很多種，由于大熊貓是一種習(xí)性十分特殊的哺乳動(dòng)物，數(shù)量十分稀少，生活的地方又大多是人跡罕至的高山峽谷地區(qū)，野外非常難以見(jiàn)到。不是所有的方法都適用于大熊貓調(diào)查。1.1地圖樣帶法地圖樣帶法解決了以往已有調(diào)查方法中存在的調(diào)查樣帶范圍不好確定以及面積不好計(jì)算的難題，它提供了一種調(diào)查范圍的確定和面積計(jì)算方法。也消除了調(diào)查中因?yàn)榉秶兓?、?dòng)物分布點(diǎn)差異帶來(lái)的距離參數(shù)難以確定和計(jì)算復(fù)雜度高的問(wèn)題。直接按照待測(cè)區(qū)域及其地形地貌的實(shí)測(cè)情況來(lái)去定樣帶范圍。這種調(diào)查方法更符合調(diào)查的內(nèi)在要求，因?yàn)樗軌蚋屿`活地設(shè)定樣帶，對(duì)樣帶進(jìn)行實(shí)測(cè)以及計(jì)算。以我國(guó)大熊貓的數(shù)據(jù)調(diào)查為例1.2

種群密度估計(jì)模型估算野生動(dòng)物種群密度的是個(gè)重要任務(wù)。為此，我們會(huì)先計(jì)算不同點(diǎn)的樣帶密度，然后在此基礎(chǔ)上計(jì)算樣帶平均密度和總體密度。樣方法

D=N/B其中：D—密度，N—樣方內(nèi)發(fā)現(xiàn)的個(gè)體數(shù)，

B—樣方面積以我國(guó)大熊貓的數(shù)據(jù)調(diào)查為例1.3種群密度的無(wú)偏估計(jì)樣方法對(duì)各層種群密度的估計(jì)：

其中，—第i層的密度—第i層第j條樣帶中第k個(gè)樣方的種群密度以我國(guó)大熊貓的數(shù)據(jù)調(diào)查為例1.4總體的種群平均密度估計(jì)

總結(jié)：基于棲息地面積來(lái)計(jì)算密度，并通過(guò)GIS來(lái)計(jì)算樣帶面積。調(diào)查結(jié)束后，用每條樣帶上見(jiàn)到的動(dòng)物數(shù)量除以樣帶的面積，即得到該樣帶上動(dòng)物的密度。最后以調(diào)查區(qū)域中的各樣帶的平均密度乘以調(diào)查范圍的面積即可以得到該區(qū)域動(dòng)物種群數(shù)量的估計(jì)值。以我國(guó)大熊貓的數(shù)據(jù)調(diào)查為例二、空間分析算法GIS空間分析的基本功能，包括空間查詢與量算、疊加分析、緩沖區(qū)分析、路徑計(jì)算、空間插值、統(tǒng)計(jì)分類分析等。

以我國(guó)大熊貓的數(shù)據(jù)調(diào)查為例2.1

空間查詢空間查詢包含以下三種：1．幾何參數(shù)查詢：可查詢點(diǎn)的位置、線的長(zhǎng)度、面的周長(zhǎng)與面積等。2．空間定位查詢：根據(jù)所給定的位置查找相應(yīng)的空間對(duì)象及其屬性?？砂袋c(diǎn)、圓、矩形、及任意多邊形查找。3．空間關(guān)系查詢：包括鄰接查詢、包含查詢、穿越查詢、落入查詢、緩沖區(qū)查詢。例如：查詢滿足下列條件的大熊貓分布：在四川省行政范圍內(nèi)，海拔高度大于2000米，坡度大于15°的熊貓幼崽分布。整個(gè)查詢過(guò)程涉及了空間方位關(guān)系以及屬性信息查詢。以我國(guó)大熊貓的數(shù)據(jù)調(diào)查為例2.2疊加分析2.2.1視覺(jué)信息疊加：包括（1）點(diǎn)狀圖，線狀圖和面狀圖之間的疊加顯示。（2）面狀圖區(qū)域邊界之間或一個(gè)面狀圖與其他專題區(qū)域邊界之間的疊加。（3）遙感影象與專題地圖的疊加。（4）專題地圖與數(shù)字高程模型（DEM）疊加顯示立體專題圖。以我國(guó)大熊貓的數(shù)據(jù)調(diào)查為例2.2.2點(diǎn)與多邊形疊加實(shí)際上是計(jì)算多邊形對(duì)點(diǎn)的包含關(guān)系。還要進(jìn)行屬性信息處理。通常不直接產(chǎn)生新數(shù)據(jù)層面。例如：一個(gè)中國(guó)政區(qū)圖（多邊形）和一個(gè)全國(guó)大熊貓分布圖（點(diǎn)），二者經(jīng)疊加分析后，并且將政區(qū)圖多邊形有關(guān)的屬性信息加到大熊貓的屬性數(shù)據(jù)表中，然后通過(guò)屬性查詢，可以查詢指定省有多少只大熊貓；而且可以查詢，指定類型的大熊貓?jiān)谀男┦±镉蟹植嫉刃畔ⅰＲ晕覈?guó)大熊貓的數(shù)據(jù)調(diào)查為例2.2.3線與多邊形疊加：是比較線上坐標(biāo)與多邊形坐標(biāo)的關(guān)系，判斷線是否落在多邊形內(nèi)。

計(jì)算過(guò)程通常是計(jì)算線與多邊形的交點(diǎn)，只要相交，就產(chǎn)生一個(gè)結(jié)點(diǎn)，將原線打斷成一條條弧段，并將原線和多邊形的屬性信息一起賦給新弧段。疊加的結(jié)果產(chǎn)生了一個(gè)新的數(shù)據(jù)層面。以我國(guó)大熊貓的數(shù)據(jù)調(diào)查為例2.2.4多邊形疊加：多邊形疊加將兩個(gè)或多個(gè)多邊形圖層進(jìn)行疊加產(chǎn)生一個(gè)新多邊形圖層的操作，其結(jié)果將原來(lái)多邊形要素分割成新要素，新要素綜合了原來(lái)兩層或多層的屬性。

一般的GIS軟件都提供了三種類型的多邊形疊加操作：疊加的結(jié)果產(chǎn)生了一個(gè)新的數(shù)據(jù)層面。以我國(guó)大熊貓的數(shù)據(jù)調(diào)查為例2.2.5．柵格圖層疊加：這種作用于不同數(shù)據(jù)層面上的基于數(shù)學(xué)運(yùn)算的疊加運(yùn)算，在地理信息系統(tǒng)中稱為地圖代數(shù)。地圖代數(shù)功能有三種不同的類型：（1）基于常數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)層面進(jìn)行的代數(shù)運(yùn)算；（2）基于數(shù)學(xué)變換對(duì)數(shù)據(jù)層面進(jìn)行的數(shù)學(xué)變換（指數(shù)、對(duì)數(shù)、三角變換等）；（3）多個(gè)數(shù)據(jù)層面的代數(shù)運(yùn)算（加、減、乘、除、乘方等）和邏輯運(yùn)算（與、或、非、異或等）。以我國(guó)大熊貓的數(shù)據(jù)調(diào)查為例2.3空間統(tǒng)計(jì)分析包括“空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析”及“數(shù)據(jù)的空間統(tǒng)計(jì)分析”空間統(tǒng)計(jì)分析，利用種群密度估計(jì)模型來(lái)統(tǒng)計(jì)計(jì)算樣帶區(qū)域內(nèi)的動(dòng)物數(shù)量，進(jìn)而計(jì)算整個(gè)調(diào)查區(qū)范圍內(nèi)的動(dòng)物數(shù)量。GIS得以廣泛應(yīng)用的重要技術(shù)支撐之一就是空間統(tǒng)計(jì)與分析。用GIS生成的DEM圖、植被圖、竹子分布圖、居民分布圖和道路圖等與大熊貓調(diào)查所得的種群分布圖相疊加，再通過(guò)空間分析功能，得到大熊貓適宜生存的棲息地范圍、海拔、坡度等特征，以及人類對(duì)大熊貓生境狀況的影響程度等