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基于RS和GIS的北京市生态环境评价研究

作　者: 刘洪岐
导　师: 宫辉力
学　校: 首都师范大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 遥感(RS) 地理信息系统(GIS) 生态环境评价生态环境状况指数(EI)
分类号: P208;P237
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本文基于“北京市2000年到2005年和2006年生态环境评价项目”,运用RS和GIS技术进行北京市生态环境评价研究。对相关领域国内外相关研究的分析发现,传统生态环境评价工作的方式和方法存在弊端。传统的生态环境评价工作费时、费力且精度有限,使得评价周期相对较长,从而在效率与质量上不能够满足环境状况评价高效率、周期短、精度准等要求。针对这个问题,本研究提出了基于遥感和地理信息系统的生态环境信息提取技术,并应用在实际的评价工作中,提高了信息提取的效率、缩短了信息获取的周期、提高了数据的精度。另外,现行的生态环境评价工作存在诸多问题。由于生态环境是一个自然、社会、经济的复合系统,受到多种因素的影响,表现出复杂性和不确定性。生态环境评价存在诸多问题,如数据的获取、评价指标体系和模型的选取等。研究中根据国家环境保护总局发布的生态环境评价规范,采用生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数和环境质量指数加权计算对北京市及各个区县2000年到2006年的生态环境状况进行了评价和分析。计算得到2000和2006年北京市生态环境状况指数分布在“良”和“一般”两个等级,全市分别为59.800和59.707,未见明显变化,生态环境状况为“良”,即植被覆盖度较高,生态多样性较丰富。各个区县中,生态状况最好的是位于北部山区的密云县,最差的是位于城市建设发展快速的北京市市区,生态环境状况属于“一般”。为北京市生态环境改善和未来发展规划提供依据。北京市缺乏大的空间尺度上的生态环境评价工作。根据《中共北京市委北京市人民政府关于区县功能定位及评价指标的指导意见》,把全市从总体上划分为首都功能核心区、城市功能拓展区、城市发展新区和生态涵养发展区。以往的北京市生态环境评价是在区县级基础上进行的,对新的功能区划未来生态环境工作的指导性不强。针对这种情况,研究中对新的功能分区后的2005年和2006年生态环境状况进行了评价。评价结果和基于区县的评价基本吻合。针对传统评价工作费时、费力且精度不高的缺点,结合目前的生态环境评价的现实需求,利用GIS空间信息技术、RS遥感数据获取手段,深入研究目前生态环境质量评价流程,在此基础上利用Visual Studio 2003集成开发环境和ArcEngine组件技术,建立了基于GIS和RS的生态环境质量评价系统,将数据存储、数据处理、数据计算、环境评价分析、报表制作进行有效整合,嵌入到统一的评价系统中。以北京为例做示范应用,取得了不错的效果。本系统的建立改善了传统的评价手段,提高了评价的精度,缩短了评价周期,具有一定的应用价值。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-16
  1.1 研究背景  10-13
    1.1.1 生态环境评价定义和分类  10
    1.1.2 生态环境评价的重要性  10-11
    1.1.3 生态环境评价中存在的问题  11-12
    1.1.4 生态环境评价方法和技术概述  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-16
    1.2.1 国外研究现状  13-14
    1.2.2 国内研究现状  14-16
第二章研究目标和研究内容  16-19
  2.1 研究区概况  16-17
    2.1.1 自然环境概况  16
    2.1.2 社会经济概况  16-17
  2.2 研究目标  17
  2.3 研究内容  17-19
    2.3.1 基于遥感的土地利用/覆盖信息提取  17-18
    2.3.2 基于RS利GIS的北京市生态环境评价研究  18
    2.3.3 基于COMGIS的北京市生态环境评价系统设计与实现  18-19
第三章基于遥感的土地利用/覆盖信息提取  19-23
  3.1 数据源  19-20
    3.1.1 多源、多时相遥感数据  19-20
    3.1.2 土地退化数据  20
    3.1.3 环境质量数据  20
  3.2 地物覆盖信息提取  20-23
第四章基于区县级评价单元的北京市生态环境评价  23-45
  4.1 评价单元划分  23
  4.2 评价指标体系框架  23-27
    4.2.1 生态环境状况指数(EI)  23-24
    4.2.2 生物丰度指数  24-25
    4.2.3 植被覆盖指数  25
    4.2.4 水网密度指数  25-26
    4.2.5 土地退化指数  26
    4.2.6 污染负荷指数(环境质量指数)  26
    4.2.7 生态环境状况分等定级  26-27
    4.2.8 生态环境状况变化幅度分级  27
  4.3 北京市2006年生态环境状况评价与分析  27-37
    4.3.1 全市生态环境状况评价与分析  28
    4.3.2 城区生态环境状况评价与分析  28-29
    4.3.3 生物丰度指数评价与分析  29-31
    4.3.4 植被覆盖指数评价与分析  31-33
    4.3.5 水网密度指数评价与分析  33-34
    4.3.6 土地退化指数评价与分析  34-36
    4.3.7 环境质量指数评价与分析  36-37
  4.4 2000—2006年生态环境状况变化分析  37-45
    4.4.1 全市生态环境状况变化分析  37
    4.4.2 各区县生态环境状况变化分析  37-39
    4.4.3 土地利用/覆盖变化分析  39-42
    4.4.4 生物丰度指数和植被覆盖指数变化分析  42-43
    4.4.5 水网密度指数变化分析  43-44
    4.4.6 土地退化指数变化分析  44
    4.4.7 环境质量指数变化分析  44-45
第五章基于功能区划的北京市生态环境评价  45-58
  5.1 功能区划范围和职能  45-46
  5.2 各个功能分区土地利用/覆盖现状  46-50
    5.2.1 耕地  46-47
    5.2.2 林地  47-48
    5.2.3 草地  48
    5.2.4 水域  48-49
    5.2.5 建设用地  49-50
    5.2.6 未利用土地  50
  5.3 2005-2006年生态环境状况分析  50-56
    5.3.1 整体生态状况评价与分析  50-52
    5.3.2 生物丰度指数  52-54
    5.3.3 植被覆盖指数  54-55
    5.3.4 水网密度指数  55-56
    5.3.5 土地退化指数  56
    5.3.6 环境质量指数  56
  5.4 分区前后评价结果对比分析  56-58
第六章北京市生态环境评价系统设计与实现  58-72
  6.1 技术路线  58-59
  6.2 系统框架结构设计  59-60
  6.3 系统功能设计实现  60-71
    6.3.1 用户管理模块  62
    6.3.2 查询模块  62-64
    6.3.3 数据编辑模块  64-65
    6.3.4 地物类型统计模块  65
    6.3.5 项目管理模块  65-68
    6.3.6 评价因子计算模块  68-69
    6.3.7 生态环境状况指数(EI)计算模块  69-70
    6.3.8 动态计算模块  70-71
  6.4 系统应用  71-72
第七章总结与展望  72-73
  7.1 总结  72
    7.1.1 结论  72
    7.1.2 不足  72
  7.2 展望  72-73
参考文献  73-75

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