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地理信息系统在海岸带管理中的运用

地理信息系统在海岸带管理中的运用. 陈凯 2013.12.11. 地理信息系统. 地理信息系统（ Geographic Information Systems, GIS ）是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示 地理空间数据 ，以便解决复杂的规划和管理问题 。 地理 空间数据描述空间要素的位置和特征，比如道路、河流、林地 ……

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地理信息系统在海岸带管理中的运用

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Presentation Transcript

  1. 地理信息系统在海岸带管理中的运用 陈凯 2013.12.11

  2. 地理信息系统 • 地理信息系统（Geographic Information Systems, GIS）是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示地理空间数据，以便解决复杂的规划和管理问题。 • 地理空间数据描述空间要素的位置和特征，比如道路、河流、林地…… • A Geographic Information System (GIS) is a computer-based information system that enables capture, modeling, manipulation, retrieval, analysis and presentation of geographically referenced data.（Worboys, 1995）

  3. 为什么使用地理信息系统？ • 自20世纪70年代以来，GIS的重要性体现在自然资源管理领域上，包括土地利用规划、自然灾害评估、林木管理和野生生物生长环境分析等等。 • 犯罪分析，编制救急计划，地籍管理，市场分析，交通运输…… • 2004年8月，地理空间技术被美国劳工部（USDL）列为三大主要上升领域之一，另外两个领域分别是纳米技术和生物技术。

  4. 地理信息系统的应用

  5. 地理信息系统的应用 资 源 管 理 灾 害 监 测 区 域 规 划 宏 观 决 策

  6. 海岸带 • 海岸带是陆地和海洋相互作用的地带，是海陆交错带和海陆过渡带。笼统地说就是每天受潮汐涨落海水影响的潮间带（滩涂）及其两侧一定范围的陆地和浅海的海陆过度地带。具体边界的划定主要是源于不同的管理目的和研究需要。 广义上：它向海扩展到沿海国家海上管辖权的外界，即200海里专属经济区的外界，向陆离海岸线已超过10千米。包括了陆地、滩涂、沼泽、湿地、河口、海湾、岛屿及大片海域。

  7. 海岸带的重要性 • 海岸带人口集中、城市集群分布，全球60%的人口居住在离海岸线100 km的海岸带区域，人口超过160万的特大型城市有2/3位于海岸带；同时，海岸带还维持着全球近1/4的初级生产力并提供了90%的渔场。 • 在我国，沿海地带仅占国土面积的1/4左右，但人口却占全国人口的45％，工农业总产值占全国的60％以上。

  8. 人类给海岸带来的威胁 • 1．过度的捕捞使沿岸的生物种类和生产力下降，以致在不少地方不得不颁布“禁渔期”的法律； • 2．围垦使大量海滨湿地减少，既破坏了海鸟的栖息地，某些物种的繁殖场所又减少了对近岸初级产品的供给； • 3．污染日趋严重。来自江河、沿岸城镇甚至旅游点的废水和垃圾不仅对海岸带生态系统构成威胁，还迫使海滨浴场关闭。需要冷却装置的沿岸发电厂(包括核电厂和常规电厂)排出的水体造成热污染和放射性污染。

  9. 海岸带综合管理 • 美国海洋学家Jens Sorenson的定义：基于动态海岸系统之中和之间的自然的、社会的以及政治的相互联系的方式，对海洋资源和环境进行完全规划和管理，并用综合方法对严重影响海岸资源和环境数量和质量的利害关系集团进行横向(跨部门)和纵向(各级政府和非政府组织)协调。 • 鹿守本先生的定义为：它是高层次的管理，通过战略、区划、规划、立法、执法和行政监督等政府职能行为，对海岸带的空间、资源、生态环境及其开发利用的协调和监督管理，以便达到海岸带资源的可持续利用。

  10. 海岸带综合管理涵盖领域

  11. 海岸带综合管理在中国 • 海岸带资源的过度消耗、环境质量的退化以及各种用地冲突，使沿海地区社会经济的可持续发展受到约束与影响。1990s中期至2000s初期，中国政府与联合国开发计划署等合作，先后在福建厦门、广西防城港、广东海陵湾、海南清澜湾和华北渤海湾开展了海岸带综合管理的实践与探索。

  12. 地理信息系统在海岸带综合管理中的运用 • 海洋环境信息服务平台 • 海岸带生态系统健康评价 • 海岸带主体功能区划 • 流域演变对海岸带的影响

  13. 海洋环境信息服务平台 • 随着我国海洋事业的深入发展，在海洋环境监测领域积累了大量的监测数据及相关信息。结合数据库技术、地理信息系统技术（GIS）及网络技术构建数字化平台，提供我国管辖海域的自然地理、水文动力、环境质量、敏感目标、区域保护与开发利用现状、海洋环境监测评价等信息，为海洋环境保护、海洋科学研究和海洋权益维护提供多元化的海洋环境信息服务和决策支持。

  14. 海洋环境信息服务平台 许自舟, 基于ArcGIS Server 的海洋环境信息服务平台设计与实现,2013.

  15. 海洋环境信息服务平台 • 信息产品数据库包括海洋灾害数据、自然地理数据、沿海经济数据、海洋动力环境数据、环境质量评价产品数据、海域开发利用数据、监测机构数据。海洋环境监测数据库包括环境质量（海水质量、沉积物、生物质量、生态）及污染源（排污口、河流、大气、倾倒区、油气区）两类业务化监视监测数据。 许自舟, 基于ArcGIS Server 的海洋环境信息服务平台设计与实现,2013.

  16. 海岸带生态系统健康评价 • Costanza认为，如果生态系统能够长期维持自身正常的组织结构和活跃状态，并保持受外界胁迫后的恢复能力，则该生态系统就是健康的。 • 六种属性：自我调节，没有疾病，多样性和复杂性，稳定性和恢复力，活力，系统组分间的平衡。 HI=V×O×R HI 是生态系统健康指数 V 表征系统活力的变量 O 表征系统组织力的变量 R 表征系统恢复力的变量

  17. 海岸带生态系统健康评价 • 通常采用归一化植被指数（Normalized Differential Vegetation Index，NDVI），来表征植被变化情况。NDVI为植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子，也是季节变化和人类活动特别是城市化的重要指标。 NDVI=（NIR-R）/（NIR+R） NIR为近红外波段反射值 R为红光波段反射值 窦勇,基于RS、GIS调查资料的青岛市海岸带生态系统健康评价,2012.

  18. 海岸带生态系统健康评价 • 城市建设会使植被斑块逐渐减小，且被道路、城镇等分割而更加破碎化，最终将影响生态系统健康和生态服务功能的发挥，降低系统的组织力。类似NDVI，构建归一化建筑指数（NDBI）得到区域斑块破碎格局分布情况，再将NDBI和NDVI进行叠置来表征生态系统组织力。 窦勇,基于RS、GIS调查资料的青岛市海岸带生态系统健康评价,2012.

  19. 海岸带生态系统健康评价 • 一般情况下，在坡度大的地方生长的植被一旦遭受破坏，其回复起来就比较困难，另外隔离度大的区域植被恢复力也较弱。基于这种认识，首先利用GIS软件中的栅格计算器计算NDVIs=NDVI/slope（slope为研究区数字高程模型DEM得到的坡度栅格文件）；然后通过NDBI对研究区内的人工建筑分布进行识别；最后根据NDVIs和人工建筑隔离度来表征生态系统恢复力。 窦勇,基于RS、GIS调查资料的青岛市海岸带生态系统健康评价,2012.

  20. 海岸带生态系统健康评价 窦勇,基于RS、GIS调查资料的青岛市海岸带生态系统健康评价,2012.

  21. 海岸带主体功能区划 • 国家“十一五”规划提出：根据资源环境承载能力、现有开发密度和未来发展潜力，统筹考虑未来我国人口分布、经济布局、国土利用和城镇化格局，将国土空间划分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发四类主体功能区，按照主体功能定位调整和完善区域政策及绩效评价，规范空间开发秩序，形成合理的空间开发结构。

  22. 海岸带主体功能区划 王光振,基于GIS的上海海岸带主体功能区划研究,2012.

  23. 海岸带主体功能区划 王光振,基于GIS的上海海岸带主体功能区划研究,2012.

  24. 海岸带主体功能区划 王光振,基于GIS的上海海岸带主体功能区划研究,2012.

  25. 流域演变对海岸带的影响 • 海岸带—流域由于环境压力升级和沿海生态系统服务的重要性（如淡水供应和营养盐循环）受到诸多学者的关注。 • 人为活动加速了土地景观的转变，流域土地利用的变化改变非点源污染的来源，进而影响到海岸带的水质。 Livestock and poultry breeding Agricultural activities Non-point source pollution Erosion Rural domestic wastewater Point source pollution Outlet watershed Estuary Coastal water

  26. Huang JL, et al. Detecting the dynamic linkage of landscape characteristics and water quality in a subtropical watershed, Southeast China. 2013.

  27. Huang JL, et al. Detecting the dynamic linkage of landscape characteristics and water quality in a subtropical watershed, Southeast China. 2013.

  28. 流域演变对海岸带的影响 Huang JL, et al. Detecting the dynamic linkage of landscape characteristics and water quality in a subtropical watershed, Southeast China. 2013.

  29. Thank you for your attention!

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