地理信息系統論文匯總十篇

時間:2023-03-20 16:07:29

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地理信息系統論文

篇(1)

在地理課程改革逐步強化發展的背景下,地理教學范式展現出了差異化和時代化的特點。我國地理教學改革深受時代教育觀念和學科科學發展的影響,不停地在發生著改變。教學范式雖然種類多樣,但都存在著本身的優點以及或多或少的缺陷。這對地理教師在教學實踐的過程中提出了更高的要求,一線教師必須選擇適合某種教學情境的教學模式,改變單一的教學模式,實現教學方式的多樣化,進而達到吸引學生、充實教學過程的最終目標。

2.地理信息技術運用于地理教學改革的理論依據

(1)教育信息化理論。教育信息化的過程應髙度重視對教育系統以信息的觀點進行信息分析,并在此前提下進行信息技術在教育領域的充分運用,設備上,加強計算機及其輔助工具、網絡基礎設施等信息處理設備的運用;技術上,依賴遠程通信技術和計算機技術為主的信息技術;資源上,主要指建設數字圖書館和制作教育網站的信息資源。

(2)教學范式創新理論。高中地理新課標在“課程的基本理念”中指出:“強調注重信息技術在地理學習中的應用。充分考慮信息技術對地理教學的影響,營造有利于學生形成地理信息意識和能力的教學環境。”這為地理教學范式的創新點明了道路——地理信息技術與地理教學相結合。教育技術專家南國農教授認為:“信息技術與課程整合是把信息技術以工具的形式與學生的課程融為一體,使之成為輔助教師教學的工具、幫助學生認知的工具,是重要的教材形態和教學媒體;或者把信息技術融入課程教學的各個學習領域,既是學習的對象,又是學習的手段。”

二、地理信息系統支持下的地理教學模式設計

地理教學模式設計重點在于圍繞地理信息技術教學環境進行設計,在此基礎上結合不同的學習內容,選擇不同的地理信息技術應用形式進行信息化教學設計,“以學定教”,科學地安排教師的教和學生的學,使教學過程最優化。第一,要考慮哪些地理信息技術可以應用在地理學習中。根據目前學者們的研究,地理信息技術在教學中的利用形式主要包括:基于地理信息技術軟件平臺的運用、GIS地理空間分析教學、地理數據存儲與可視化、數字地圖操作等。另外,還包括基于GIS數據輸出的應用,如利用GIS軟件輸出地圖數據、專題地圖等。第二,要考慮如何結合信息化教學模式的特點,有效整合地理信息資源和工具。第三,要考慮在地理信息技術的支持下,如何在地理教學中具體應用新的教學模式。

篇(2)

對于中學地理教學來說,地圖的作用是至關重要的,它是最為經常用到的教學工具,信息量比較大,且形象直觀。為了培養學生的地理能力,首要的就是要培養其學習地圖的能力,也就是說,要學會對地圖進行閱讀以及填繪和分析。傳統教學中,一般都是利用教學掛圖以及課本附圖還有復合投影片等形式對地理分布知識進行講授,雖然利用教學掛圖和投影儀能夠深化教學,可是在使用過程中會占用空間,容易損壞,而利用GIS技術自主制圖,能夠將教師的問題清晰反應出來,也不容易損壞。這樣制作出來的地圖,信息容量比較大,且精度比較高,表現形式具有豐富性,能夠進行動態顯示,容易對內容進行修改以及擴充,也能夠結合具體需求提供信息,另外,它還可以將分布圖以及信息數字進行結合,使學生具有量的概念。

(2)可以進行空間查詢。

利用這一技術能夠達到雙向查詢的效果。比如,在對我國省級行政區進行教學的過程中,教師可以利用動態閃爍的形式顯示行政區名稱以及簡稱還有位置和輪廓等,同時還要賦予其屬性,能夠隨時對其面積以及人口還有社會情況和經濟狀況等進行查詢。另外,這種可視化能夠提升學生自身的感性認識,將其學習興趣充分調動起來。

(3)使知識教學更加豐富。

GIS能夠對傳統觀念和認識加以改變,使教學與學生都能夠有全新心態對地理知識加以探索與學習,對學生思維理念加以培養,增加其個性化學生。教師在對研究課題進行確定以后,學生能夠利用GIS數據庫開展研究性學習,從多個方面對研究內容加以了解,對知識教學加以豐富,使學生學習能力和教師的教學水平得到提升。

二、在中學地理教學中對GIS使用的幾點建議

(1)對相關教育資源進行建設。

從當前情況看,GIS技術成果一般都被用在商業中,在教學中的應用比較少,因此,要對中學地理教學過程中GIS技術的應用加以重視。對中學地理教育的相關軟件以及地理數據資料進行開發,對教師進行GIS知識培訓,是中學教師地理專業水平以及計算機操作水平得以提升。在對人才進行培養與培訓的時候,一定要和中學教學進行銜接,多開設GIS課程,對相關教材以及案例數據進行編寫與制作,使教師對學生的學習進行指導,教師要改變傳統單純教授知識的模式,而是要將教學過程變為提供以及加工地理信息并解決地理問題的一個過程。當前,由于計算機技術不斷發展,教師要對免費資源進行科學利用,利用自身知識進行修改并利用。各級中學也可以和相關院校進行交流,使GIS技術和資源實現共享。

(2)對GIS教育加以普及。

在中學地理教學過程中,應用GIS技術,就是要求學生在對計算機相關知識進行掌握之后,可以利用GIS技術針對相關數據加以操作和處理,之后能夠對實際問題進行解決。在當前社會中,GIS技術的作用越來越重要,因此,要確保這一技術在中學地理教學過程中得以普及。從當前情況看,我國很多地區的中學都設置了微機室,雖然在數量以及質量方面無法滿足學生的需求,可是學校只要進行認真規劃,合理進行利用,就能確保學生上機機會,使學生對GIS的基礎知識進行操作應用,保證GIS技術的普及。

(3)對相關教育體系進行構建。

不能在大學才開始進行GIS教育,要融入在中小學教育過程中。結合教學環境要分地區以及分層次和分級別對GIS教育在中學階段進行設置并逐步做好落實工作。要在教學過程中分成基本要求教學以及拓展教學和研究性教學,也可以根據課程設置的相關結構,將其分成必修課程和選修課程,構建一套完整的GIS系統。在中學地理教學過程中利用GIS技術,能夠使學生對地理學科有一種正確的學習態度,和地理的前沿科技動態進行接觸,堅持與時俱進的原則,為GIS人才以及地理學科人才和復合型人才的培養打下良好基礎。

篇(3)

1、引言

根據國家退耕還林有關政策,積極治理現有坡耕地,對25度以上的坡耕地實行有計劃地退耕還林還草,不但有利于中西部的環境保護,而且對調整農業結構、提高農民收入有積極意義。因此能否為各地、市、縣準確提供轄區內各種坡度的土地分布以及土地坡向情況,是能否客觀制定該區域農業規劃和退耕還林還草計劃的關鍵;然而傳統的手工圈繪和主觀的''''估計''''水份太多,實地丈量不但勞民傷財而且精度低下。

我區廣大的測繪工作者多年來為廣西的國民經濟建設做了大量前期性、基礎性的工作,他們測制的1:25萬、1:5萬、1:1萬的基本地形圖為解決這一難題提供了物資基礎;特別是近年來GIS(地理信息系統)技術的發展,使得這些可貴的資料在數字化處理之后日見增值,為準確、快速、低成本地獲取地表的各種統計數據提供可靠的依據。

廣西基礎地理信息中心在為區黨委、區政府制作的《廣西綜合區情地理信息系統(9202工程)》之西部大開發專題中,使用美國ESRI公司生產的GIS軟件――ARC/INFO軟件為東蘭、樂業縣制作了數字地面模型,進行三維地形表面分析和坡度量算統計,取得了準確客觀的成果。

2、工作流程

在ARC/INFO中,管理、組織、存儲數據最基本的單位是圖層(coverage),一個圖層相當于一個專題圖,包含了地物的空間位置信息和屬性信息。利用ARC/INFO進行土地坡度坡向高程的分布統計的工作流程如下:

1、利用國土資源調查結果,提取耕地信息,在ARC/INFO中生成耕地圖層,給不同耕地分類賦予不同的屬性;

2、獲取該地區的DEM數據(DEM即數字高程模型,就是在一個地區范圍內,用規則格網點的平面坐標(x,y)及其高程(z)描述地貌形態的數據集);

3、分別生成坡度分布圖層、坡向分布圖層和高程帶分布圖層;

4、將耕地圖層與坡度圖層、坡向圖層、高程帶圖層分別疊加分析,得到耕地的坡度、坡向、高程屬性;

5、進行面積統計,疊加河流、行政區劃、道路、居民點等基礎地理信息生成專題圖。

3、坡度、坡向和高層帶分布圖生成

坡度、坡向、高程帶圖層利用ARC/INFO的TIN模塊,由DEM(數字高程模型)數據生成。

3.1DEM數據獲取:

目前常用的獲取DEM數據的方法有兩種:

用航天、航空遙感影像立體像對提取DEM;

用現有地形圖掃描數字化等高線,獲取高程數據生成DEM。

用航天、航空遙感圖像立體像對生成DEM,最大的優點是數據更新快,但購買影像費用高;用高程數據生成DEM,精度高于立體像對生成的DEM,但更新慢,周期長,僅對高程變化不大的地區適用。目前區測繪局具有的南寧市1:1000DEM數據由航空遙感影像立體像對生成;全區1:25萬、1:5萬DEM和部分地區的1:1萬DEM數據則由高程數據生成。

用ARC/INFO生成DEM的方法是:數字化地形圖,獲取高程數據,包括高程點、等高線、軟斷線(如邊界線等)、硬斷線(如河流、山脊、陡崖線等),生成TIN(不規則空間三角網,一種描述地形表面的方法),再由TIN內插成DEM。ARC/INFO軟件生成的TIN對點、軟斷線、硬斷線有不同的插值處理方法。根據筆者對ARC/INFO和國產軟件GEOTIN的對比試驗,ARC/INFO軟件生成的TIN在更大程度上擬合實際的地型,不足之處是加特征點的過程較為繁雜,生產時間較長。

3.2坡度圖、坡向圖、高層帶圖生成:

在ARC/INFO中,坡度、坡向是這樣計算的:DEM上每個格網點的坡度由相鄰8個格網點計算而成(圖1)。高程的最大變化率即為該部分表面的坡度。坡向為用于計算坡度的那條線的方向。

運用TIN模塊的分析功能可計算坡度、坡向和高程帶,使用命令的關鍵是建立好坡度、坡向、高程帶的分級定義查找表(LOOKUP-TABLE)。以坡度查找表為例,根據坡度分類的要求定義如下:

DEGREE-SLOPESLOPE-CODE2162153254905對應的坡度分類:(0°~2°)(2°~6°)(6°~15°)(15°~25°)(25°以上)

c="/Newspic/200881/1127448440.jpg"width=566border=0>

坡度查找表字段要嚴格定義如下:

4、圖層疊加:

GIS強大的分析任務之一是將獨立的特征類型合為一個新的特種類,代表了兩個輸入要素類的合并后的情況。圖層疊加,是將土地利用圖與坡度圖、坡向圖、高層分帶圖依次疊加,可研究它們之間的共同區域。運用OVERLAYEVENTS命令可進行疊加分析。

5、面積統計:

圖層疊加后,根據各種分類條件提取耕地,可得到耕地按坡度、坡向、高程帶的分布圖,利用ARC/INFO的面積計算功能進行面積統計。

精度情況:據清華大學人居環境研究中心黨安容等人研究,經國家測繪局驗收的1:25萬的數字地圖(高程精度為25米),在用于分縣土地坡度分級計算時,最小誤差是0.9%,最大誤差為4.9%[1],適合省級農業部門制定宏觀規劃。如果利用即將完成的全區1:5萬DEM和已經完成的1:1萬DEM(西江流域),將得到更高的精度,適合縣一級及縣以下農業部門制定本縣、本鄉的部門農業規劃。

值得注意的是,在坡度較大的地區,平面面積與三維地形表面積相差較大,筆者利用1:25萬高程數據生成的DEM計算東蘭縣平面面積為2438平方公里(國土部門公布的數據:2434平方公里[2]),曲面面積為3437平方公里,平面面積與曲面面積相差較大。東蘭地處大石山區,山嶺綿延,河谷深切,地形起伏較大,利用ARC/INFO的表面積計算功能統計面積應該更為合理。

6、輸出專題圖:

對生成的各種分布圖按照需要疊加河流、行政區劃、道路、居民點等基礎地理信息生成專題圖輸出。筆者在《廣西綜合區情地理信息系統(9202工程)》之子系統建設中,利用WebGIS將退耕還林試點縣東蘭縣、樂業縣的坡度圖制成網絡電子地圖(圖3),可供局域網上瀏覽和查詢。

【參考文獻】

篇(4)

一、引言

隨著Internet的不斷普及,電子商務的迅猛發展,世界已進入信息時代,發展信息產業、建設信息高速公路和培養信息建設人才已經成為重要的發展戰略。人們不僅需要利用互聯網快速檢索和交互使用各種社會經濟、商務信息,同時越來越迫切需求將這些信息與地理信息有機地匹配和結合起來,以獲得這些經濟信息的空間分布及其相互關系。

地理信息系統作為一種以采集、貯存、管理、分析和描述整個與地理分布有關數據的空間信息系統,與人類生存、地區的發展和進步密切關聯,在我國已受到愈來愈多的重視。

二、地理信息系統概述

地理信息系統(GeographicInformationSystem,GIS)是以地理空間數據為基礎,按照地理特征的關聯,將多方面的數據以不同層次聯系起來,構成現實世界模型,并在此基礎上采用模型分析方法,提供多種動態的地理信息,為輔助決策而建立起來的計算機技術系統。

1.GIS的特點

GIS具有其他信息管理系統所不可比擬的優點,其最大的特點就是具備對空間數據的管理功能。具體來講包括如下幾個方面:

(1)共同管理空間數據和屬性數據:這是GIS最顯著的特點之一。GIS不僅具有管理屬性數據的功能,還能采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息,并且將屬性數據集成到空間數據之上,不僅直觀而且可實現兩者互相查詢。

(2)具備強大的空間分析能力:由于空間數據和屬性數據的集成以及地理空間模型方法的應用,使GIS具備空間分析、多要素綜合分析和動態預測等功能,能夠滿足地理研究和輔助決策。

(3)具有豐富的信息:GIS數據庫中不僅包含豐富的地理信息,還包含與地理信息有關的其它信息,如人口分布、環境污染、區域經濟情況、交通情況等。

2.GIS的發展

20世紀70年代后,由于計算機硬件和軟件技術的飛速發展,促使GIS朝著實用方向迅速發展,一些發達國家先后建立了許多專業性的土地信息系統和地理信息系統。20世紀80年代,計算機技術的提高為GIS普及和推廣應用提供了硬件基礎,GIS軟件的研制和開發也取得了很大成績,涌現出一些有代表性的GIS軟件,如Arc/Info、MGE、System9等。GIS的普及和推廣應用又使得其理論研究不斷完善,使GIS理論、方法和技術趨于成熟,開始有效地解決全球性的難題,例如全球沙漠化、全球可居住區的評價、厄爾尼諾現象、酸雨等問題。

我國GIS的起步較晚,到20世紀70年代末才提出開展GIS研究。進入20世紀80年代后迅速發展,在理論探索、規范探討、實驗技術、軟件開發、系統建立、人才培養和區域性試驗等方面都取得了突破和進展。1994年4月,我國專門成立了“中國GIS協會”,此后又成立了“中國GIS技術應用協會”,加強了國內各種GIS學術交流,研制推出了Geostar、Citystar、MapGIS等具有自主版權的GIS軟件。

網絡技術的出現,使得Internet成為GIS新的系統平臺。利用互聯網技術,在Web上空間數據,供用戶瀏覽和使用,是GIS發展的必然趨勢。與傳統的GIS技術相比,WebGIS具有訪問范圍廣、平立、系統維護升級方便等特點。

多媒體技術和三維技術也正在進入GIS中,以改善GIS的數據采集、數據處理以及成果表達與輸出的效能,發揮聲、像等多媒體的應用。目前,圖形圖像的立體顯示己成功地融入數字攝影測量系統(DPS)中,DPS與GIS的集成和多媒體技術的應用將把我們感興趣的東西變成一個虛擬實體,我們可以通過GIS的輸出系統用視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等來感知它。“數字地球”的概念必將成為現實。

隨著GIS的深入發展,GIS系統與其它學科結合更加緊密,3S(地理信息系統GIS、遙感RS、全球定位系統GPS)或5S(前面3S加上數字攝影測量系統DPS、專家系統ES)的集成,使得測繪、遙感、制圖、地理、管理和決策科學相互融合,成為快速而實時的空間信息分析和決策支持工具,使GIS廣泛用于交通、城市規劃、公安偵破、車船駕駛、農作物規劃和科學耕種等。GIS己經涉及到社會科學、自然科學的許多領域,GIS必將發展成為集社會科學、自然科學于一體的全球性、綜合性軟科學。

三、GIS在電子商務中的應用

電子商務是在Internet開放的網絡環境下,基于瀏覽器/服務器應用方式,實現消費者的網上購物、企業之間的網上交易和在線電子支付的一種新型的商業運營模式。互聯網固有的特性既賦予了電子商務有別于傳統商務無法比擬的優點,隨著電子商務的應用和研究的深入,已經證明電子商務是必須以傳統商務為基礎,是不能脫離傳統商務獨立存在。

GIS雖然是地理學研究的成果,但它集地理學、計算機科學、測繪遙感學、環境科學、城市科學、空間科學、信息科學和管理科學為一體,是多學科集成。這種集成使GIS能對各種信息進行加工、處理、融合和應用,為各種用戶提供信息服務和管理決策依據。特別是目前WebGIS的發展能更好地適應電子商務的網絡化需求。

1.在電子商務物流管理中的應用

電子商務離不開傳統物流,GIS使傳統流通企業在運作方式、技術、管理水平和經營理念上發生了根本性變化,使物流表現出許多新的特點,如信息化、自動化、網絡化、智能化、柔性化。將GIS引入到電子商務下的物流管理中,符合GIS和電子商務的特點,也符合物流業的發展。

GIS具有強大的數據管理功能,所存儲的信息不僅包括以往的屬性和特征,還具有了統一的地理定位信息。因此能將各種信息進行復合和分解,形成空間和時間上連續分布的綜合信息,支持各種分析和決策。這是其他信息系統所不具備的優勢之一。

(1)交通路線的選擇。在電子商務的物流管理中,涉及到物質實體的空間轉移,運輸和倉儲站中成本的70%以上,因此交通運輸方式及路線的選擇問題直接影響物流成本的多少。這都屬于空間信息的管理,這正是GIS數據管理的強項。在基于GIS的物流分析中,對于網絡中最優路徑的選擇首先要確定影響最優路徑選擇的因素,如經驗時間、幾何距離、道路質量、擁擠程度等,采用層次分析法,確定每條道路的權值。物流分析中的路徑可以分為這樣三種情況:

①兩個特定的地點之間的最佳路徑;②一個地點到任意點之間,從一個地點到多個地點之間,車輛數量以及行駛路線選擇;③網絡中從多個地點運往多個地點的最優路徑選擇配對。

對于前兩種情況都可以采用經典的Dijkstra算法實現。對于第三種情況,可以采用管理運籌學的運輸模型結合Dijkstra算法實現,可以選用Floyd算法或是根據著名的旅行商問題(亦稱貨郎擔問題)的解法求解。在求得最優路徑的基礎上,再根據現有車輛運行情況可確定車輛調配計劃。

(2)機構設施地理位置的選擇。對于供應商、配送中心、分銷商和用戶而言,需求和供給這兩方面都存在著空間分布上的差異,此外供應商和分銷商其服務范圍和銷售市場范圍也具有一定的空間分布形式,因此物流設施的布局是電子商務下物流管理所必須面臨的問題,其合理程度直接影響利潤獲取的多少。機構設施地理位置的選擇包括位置的評價和優化。評價是對于現有設施的空間位置分布模式的評價,而優化是對于最佳位置的搜尋。地理位置的合理布局實質上就是在距離最小化和利潤最大化兩者之間尋求平衡點。現有的針對市場功能區域進行空間分析和模擬的模型很多,如Batty的裂點方程、Peily的零售重力模型、Tobler的價格場和作用風以及空間線性優化模型。

(3)車輛運輸動態管理。全球衛星定位系統(GlobalPositionSystem,GPS)是20世紀產生的一項高科技系統。在物流領域,GPS能廣泛地應用于各個環節,如用于汽車的定位、跟蹤、調度,這樣能極大地避免物流的延遲和錯誤運輸的現象,貨主可以隨時對貨物進行全過程的跟蹤與定位管理。此外還能掌握空中交通以及鐵路運輸中有關貨物的動態信息,增強了供應鏈的透明度和控制能力,提高了整個物流系統的效益和客戶服務的水平。GIS能接收GPS數據,并將它們顯示在電子地圖上,這在很大程度上能幫助企業動態地進行物流管理。

2.數字城市——電子商務和運營平臺

數字城市的核心是地理空間信息科學,地理空間信息科學的技術體系中最基礎和基本的技術核心是“3S”技術及其集成。

數字城市是以空間信息為核心、以網絡為支撐的城市信息管理與服務體系。數字城市建設的任務就是利用現代高科技手段,充分采集、整合和挖掘城市各種空間信息資源,建立面向政府、企業、社區和公眾服務的信息平臺、信息應用系統等。地理信息系統平臺是數字城市建設的核心任務之一,它為城市發展和信息化建設提供統一的空間定位與基礎信息公共平臺,進而實現城市信息資源按照地理空間位置的整合和共享。

一個實用、可行的城市規劃信息系統,不但可以滿足規劃管理部門的城市規劃、城市建設、城市管理、輔助決策的要求,而且能夠提供出行、購物、旅游、交通、教育、文化、娛樂、房產交易、證券交易等綜合信息服務,是數字城市與大眾的聯系紐帶。

地圖信息服務是城市綜合信息服務的一個重要部分,可以建立企業機構的各個地理位置數據庫,為企業管理人員和客戶靈活方便掌握企業機構的地理分布情況和相關資料,并在此平臺的基礎上提供企業門戶網站向客戶宣傳介紹企業相關信息和業務,也可作為第三方企業單位的宣傳和廣告啊分布平臺,起到提升企業形象的作用,為企業獲取相關收益。

3.客戶關系管理中的應用

GIS作為一種空間信息輸入、處理、存儲、管理、分析和輸出的技術,其應用的核心在于空間現象、過程和規律的可視化分析,表面上GIS與客戶關系管理(CRM)不相關,但實際上,GIS提供全方位的信息,歷史的、現在的、空間的、屬性的。通過這些可以獲得客戶資料以及與企業相關的綜合數據,如用戶的歷史購買力、購買行為、年齡構成、地理分布;所在區域的交通狀況、經濟發展程度、消費水平等。從而幫助企業做出企業和客戶的空間分布、物流、營銷等方面的決策。與此相聯系的是一系列通用數據庫文件,它具有常用的狀態信息,包括各種事件記錄、資源調查、交通狀況以及生產流通、存儲與銷售狀況等內容。這些圖形由許多彩色圖形標志,如線段、圓圈組成,這些圖形可與背景地圖疊加,顯示客戶關系管理中有關區域的變量之間的分布特征,與此同時,還可以通過地理信息子系統,顯示客戶關系管理產品配送路線,區域商業環境等。GIS系統為整個系統提供了更為直觀、形象的圖形分析和管理工具。在此基礎上,進行如消費趨勢分析、銷售力量分析、目標市場分析以及潛在客戶分析等,為管理者提供決策支持。

組件式GIS軟件,使GIS應用可視直接嵌入到CRM系統中,實現無縫集成;采用關系數據庫,將GIS數據于CRM數據統一存儲和管理。隨著InternetGIS技術的發展,GIS在CRM中的應用更加廣闊。

四、結束語

地理信息系統與電子商務歷史上是獨立并分開發展的不同系統,但是在當今信息化、網絡化的時代,各種信息技術的整合是大勢所趨。無論從技術特征上、體系結構上、操作的可行性上來講,它們的結合都是切實可行的,而且是有價值的。將GIS技術引入到電子商務的物流管理、客戶關系管理,不僅開拓了GIS的應用領域,同時也促進電子商務自身的發展。

參考文獻:

[1]張鐸:電子商務與物流[M].北京清華大學出版社,2000.1

[2]陳述彭魯學軍周成虎:地理信息系統導論[M].北京科學教育出版社,2000.1

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1.1計算機硬件及網絡環境

廣西基礎地理信息系統將以廣西基礎地理信息中心作為網絡中心,其它各測繪院、機關、測繪管理處、質量檢查站等為網絡節點,構成一個C/S網絡結構。硬件以微機為主,網絡中心使用部分服務器及工作站,設備包括繪圖儀、掃描儀、打印機、光盤機、磁帶機、數字化儀等。

1.2軟件環境

系統軟件采用技術成熟、應用廣泛的軟件,如UNIX、WINDOS95、WINDOWSNT及數據庫管理軟件。基礎軟件平臺應選擇國產軟件,這對于將來的應用開發、數據安全及促進我國地理信息產業的發展均具有重要意義;在目前國產軟件暫時不能滿足要求的情況下,可先使用成熟的商業軟件(如ARC/INFO,GENAMAP等),但需要保證數據將來能移植到國產軟件平臺。應用軟件(數據采集、數據處理軟件、圖形圖像處理等)宜采用成熟的國產化軟件,如武漢測繪科技大學的數字攝影測量系統Virtuozo及測量平差軟件包、中國測繪科學研究院的微機數字攝影測量系統、國產矢量化軟件GEOSCAN、MAPVECTOR等;部分應用軟件自己開發,但要避免低水平的重復開發現象。

1.3技術標準體系

系統應具有統一完整的技術體系,如數據采集標準、數據交換標準、數據建庫標準、數據質量檢查與控制標準、數據更新標準、數據使用標準等。技術標準應采用相應的國家標準和行業標準,當沒有國標和行標時,可按國標和行標的建標指導原則建立自己的標準。此外,還應有一批訓練有素的技術干部作為系統的支撐。

1.4管理體系

嚴格地說,廣西基礎地理信息系統是為滿足現代基礎測繪管理需要而建立的一套現代化的測繪管理系統,因此必須根據現代計算機網絡及辦公自動化的特點,建立一套新的管理體系,包括測繪行業管理、生產管理、質量管理、技術管理、成果管理、數據安全管理、數據版權管理等。

1.5數據庫

數據庫是系統的核心。廣西基礎地理信息系統的數據庫部分包括:

管理數據庫:行政辦公、人事檔案管理、財務管理、測繪行業管理、質量監督管理、測繪生產管理、技術管理等數據。

技術數據庫:所有的技術標準、設計書、技術文檔說明等。

1/25萬數據庫:是全國1/25萬數據庫的分庫,包括地形、地名、數字高程模型、景觀影象四個部分。

1/5萬數據庫。

1/1萬數據庫及基礎數字地面高程模型。

1/5千數據庫(重點地區)。

數字正射影像庫。

大地測量成果數據庫。

地名數據庫。

境界數據庫:包括國界、省界、地區界、市界、縣界、鄉界、村界、屯界等。

其它專題數據庫:如綜合區情地理信息系統(9202)專題等。

3廣西基礎地理信息系統的建設方針

廣西基礎地理信息系統的建設擬本著“總體設計、急用優先、重點優先、成熟優先、分步實施”的方針,綜合利用地理信息系統(GIS)技術、辦公信息系統(OIS)技術、計算機網絡技術以及多媒體技術等技術手段,進行系統建設。同時,系統的建設要高起點并切合實際,以保證系統有較長的生命周期及良好的可擴展性。因此,該系統建設強調以下三個原則:

3.1實用性

確立以滿足現代測繪管理工作為主要目標的思路。從實際出發,以解決實際應用問題為主,這樣容易見效益,也使得系統自身能獲得滾動發展和不斷完善、擴充、更新的能力。

3.2先進性

當前,國內外地理信息系統技術應用已取得了一定的經驗,因此,本系統的建設在技術方案、系統設計、運行管理等方面應具有一定的先進性,系統的開發建設應采用軟件工程學所倡導的開發模式及最新的理論、技術和方法,系統的設計應采用可視化技術、數據流與控制流集成化、軟件功能部件化等最新分析設計方法,同時,考慮到系統的發展完善,系統的軟硬件配置將具有一定時期的先進性;另外對系統的運行管理要有較高的要求,以保證系統具有一定的先進性和較長的生命周期。3.3可擴展性

根據客觀情況,廣西基礎地理信息系統的建設將是一個不斷完善、逐步提高的長期發展過程,這樣就要求系統具有較強的可擴展性。

事實上,廣西基礎地理信息系統的建設已經有了一定的基礎:廣西測繪局全局的數字化測繪生產已基本形成規模,計算機的使用已比較普遍,局屬各單位基本上都建立了自己的局域網,各級領導對此已有一定的認識,1996年成立的廣西基礎地理信息中心已經從整體上考慮這方面的有關問題。只要領導重視,各方面共同努力,此項工作會取得較快的進展。

4須重點考慮的幾個問題

廣西基礎地理信息系統的建設,在技術方面已基本成熟,只要遵循上述提出的“總體設計、急用優先、重點優先、成熟優先、分步實施”的建設方針,系統建設工作可順利開展。在實施過程中,須重點考慮如下幾個主要問題:

4.1經費投入問題

系統建設需要大量的經費投入。一方面,廣西基礎地理信息系統屬于基礎測繪項目,部分經費可從基礎測繪經費中投入。另一方面,系統建設工作屬科研項目,應投入部分科研經費。部分專題數據庫建庫經費可從專題經費中解決(如9202工程)。類似如地名數據庫、境界數據庫這樣的專題建設費用可聯合其它有關部門共同解決。

4.2管理問題

現代技術發展給測繪管理工作提出的挑戰是不可避免的,與其被動地接受,不如主動地迎接。廣西基礎地理信息系統的建設,必定給測繪局乃至測繪系統的行政管理、生產、質量管理、測繪成果管理等帶來重大變化。如測繪成果提供方式由現在的模擬產品方式向數字化產品方式過渡,再如數字攝影測量技術將使現在航測生產方法徹底改變,在相當長的一段時期內,模擬測繪產品與數字化測繪產品并存等等,其中有一系列問題需要研究和探討。

4.3人才問題

技術的發展和應用離不開高素質的技術人才。測繪行業過去一段時期人才流失比較嚴重。新技術的發展與應用一方面可鍛煉和培養人才,另一方面可吸引人才,給技術人才以用武之地。

4.4數據版權問題

篇(6)

1.1在移動通信網絡中的可視化應用。因為地理信息技術能提供空間定位,它可以體現網絡整體的組織結構和資源的分布配置情況,除此之外,它還可以利用操作專題數字地圖為背景,凸顯出整個移動通信網絡得到規劃和優化后的數據情況,來表現出地理信息技術在移動通信網絡中的可視化的應用。

1.2在移動通信網絡中的定位應用。地理信息技術遍布于全球的衛星是獲取信息的保障,而這些衛星能夠提供全球任何一個地區的所有地理信息數據,所以,簡單的經度與緯度的定位,對于地理信息技術而言是比較容易操作的,而且定位數據十分精準。將這項技術與通信網絡相互融合,人們就能夠對自己的位置進行快速定位,在此基礎上汽車導航和路線檢索也就可以順利實現了。

1.3在移動通信網絡中的定量分析應用。利用地理信息技術的模擬預測的作用和專題數字地圖與相關的參數數據進行結合,可以對網絡的整體進行定量的總體分析,了解掌握網絡基本的情況。

1.4在移動通信網絡中的智能診斷應用。結合對移動通信網絡的檢測數據和地理信息技術的定量化分析的作用,可以了解網絡本身的情況和它在運行過程中出現的問題,從而對網絡進行規劃和優化。

2基于地理信息技術在移動通信網絡中的規劃和優化

對于地理信息技術在移動通信網絡的規劃和優化,主要考慮的是移動通信網絡的質量和容量問題,因為這個兩個問題直接對運行效率和效益產生巨大的影響。由于網絡環境的復雜性和多變性等特點,網絡的規劃和優化工作對網絡運營商而言,是重要的工作內容之一。網絡規劃主要是根據網絡發展的趨勢和在未來怎么發展做出預測,為以后建設網絡打下堅實的基礎;網絡優化主要是提高網絡整體的運營效率效益,滿足不同用戶之間的需求。

2.1人機交互接口-地圖調用。地圖調用在傳統的基礎上加以發展運用,形成了智能化的專題數字地圖的查詢顯示。我們不僅可以查詢地理位置的地形、道路、分布特低等,還可以快捷的查出地表覆蓋率、海拔的高度、地理的經緯度等,可根據自己的需求顯示出結果。這樣就使我們更加詳細的了解地理環境特點。

2.2網絡的規劃。利用地理信息技術在移動通信網絡中的綜合運用,得出綜合結果,經過精確的計算,可以計算出周圍環境網絡信號的強弱程度,用來對整個進行科學合理的規劃,不僅如此還可以幫助工作人員調整基站,為科學的選擇基站提供決策依據。

篇(7)

本論文圍繞低/零相關區理論,對低/零相關區擴頻序列的理論界、低相關區擴頻序列設計、具有低/零相關區的二維信號設計、整環上正交序列集設計、LA序列設計等五個方面內容進行了深入研究。

針對一些相關函數(包括非周期相關函數、周期相關函數、周期奇相關函數)具有低/零相關區特性的序列,在Welch內積界的基礎上統一建立了其理論界。研究表明,經過適當修訂,所有已知的一般序列的理論界都可應用于低/零相關區序列,只要將相關范圍限定在低/零相關區內。

得到了一種由GMW序列復合生成多相低相關區序列集的方法,在低相關區內,其相關函數的邊峰值為-1;更確切地說,在整個定義域內除個別點外,相關函數的值都等于-1。通過選擇相應的m-序列對的抽樣關系,得到了一大類漸近最佳多相低相關區序列集。借用另一不同的構造思想,本文還得到了一類實現簡單的漸近最佳二元低相關序列集。

將低/零相關區的概念從一維推廣到了二維,并提出了幾種利用二維正交非周期互補序列集構造具有零相關區的二維信號的方法,還成功地生成了具有低相關區的二維信號,這些二維信號的相關函數在原點四周的一個矩形區域內非常小或為零。。類似地,本文所述構造方法也可推廣到高維信號設計。

基于m-序列的自相關特性,本文利用Galois環上元素的跡函數生成了整環上的正交序列集,并利用兩個移位寄存器實現該序列集,還提出了一個快速的兩級解擴算法,對抽樣信號實施快速廣義Hadamard變化,極大地減小了運算量。

建立了LA序列的數學模型,推導了LA序列長度的理論下界,提出了幾個構造方法。結果表明,其中以基于進化算法的構造方法為最佳,所生成的LA序列遠優于已知結果,大部分新LA序列達到了長度的理論下界。

本文所設計的低/零相關區序列可用于準同步CDMA擴頻通信系統,降低甚至消除共信道干擾,提高系統容量。

關鍵詞:擴頻序列,準同步CDMA系統,低相關區,零相關區

THETHEORYOFLOWORZEROCORRELATIONZONEANDSEQUENCEDESIGNFORREADECTRUMCOMMUNICATIONSYSTEM

Atract

IdealcodesusedforCDMAsystemshouldhaveimpulsive-likeauto-correlationfunctioandzerocro-correlationfunctio.Unfortunately,ithasbeenshownthatsuchidealcodesdonotexist.Recently,theresearchonreadingsequenceswithloworzerocorrelationzoneisbeingpaidmoreandmoreattention.Thesesequenceshaveidealorverylowcorrealtionfunctiowithinaecificzone,whichcanbeusedinquasi-synchronousCDMAsystem,wherethesynchronizationamonguserscanbecontrolledwithinpermiibletimedifference.

Inthisthesis,fivesequencedesigntopicsrelatedtothetheoryofloworzerocorrelationzone(LCZorZCZ)areinvestigated,i.e.,lowerboundsonthecorrelationofthereadingsequencesetwithloworzerocorrelationzone,sequencedesignwithlowcorrelationzone,binaryarraydesignwithloworzerocorrelationzone,orthogonalreadingsequencedesignover,andtheLAsequencedesign.

Basedontheboundsonierproduct,wehaveestablishedseveralboundsonvariouscorrelatioofLCZ(ZCZ)sequences,includeaperiodiccorrelationbound,periodiccorrelationboundandoddcorrelationbound.Ourinvestigatonshowsthat,allknownlowerboundsonvariouscorrelatioforordinarysequences,derivedfromboundsonierproduct,canbeextendedtoLCZorZCZsequencesbylimitingthecorrelationoperationrangewithintheloworzerocorrelationzone.

AnewclaofpolyphaseLCZsequencesoverGF(p),basedonGMWsequences,iscotructed.Thesequenceshavethepropertythat,inthelowcorrelationzone,theout-of-phaseautocorrelationandcro-correlationvaluesareallequalto-1.Furthermore,thecorrelationvaluesarealmostallequalto-1withinthewholetimedurationexceptforafewvalues.Byselectinganaropriatesamplerforapairofm-sequences,alargeclaofasymptoticallyoptimalpolyphaseLCZsequenceset,canbeobtained.Inaddition,byborrowingadifferentstrategy,anotherclaofasymptoticallyoptimalbinaryLCZsequencessetispresented.

By generalizingtheconceptofZCZandLCZfromone-dimeiontotwo-dimeion,aclaofbinaryarrayswithZCZproperty,basedonaclaofmutuallyorthogonaltwo-dimeionalcomplementarycodes,ispresented.Besides,aclaofbinaryarrayswithlowcorrelationzoneisalsoobtained.Thecorrlationfunctioofthesearraysarezeroorverylowwithinarectanglearoundtheorigin.Itinotedthat,similarconceptandcotructioncabeeasilyextendedtothree-dimeionalorhigherdimeionalcodewithloworzerocorrelation.

篇(8)

在電力網絡中,電能表是重要的計量設備,居民用電的總量隨著經濟的不斷發展越來越多,由此也給電力部門再進行用電量抄錄的時候工作量也越來越大,在強大的工作壓力下,難免會出現一些紕漏,為了解決這個問題,就產生了電能表自動抄表系統,它是支撐智能電網建設的關鍵組成部分之一,是降低工作人員工作強度、提高企業管理水平的手段之一。現場的低壓集中抄表臺區的安裝調試是用電信息采集系統非常重要的一個部分,而臺區的采集成功率則是考察運行狀態的重要參考,在提高采集成功率的時,遇到了一定的瓶頸 ,通過相關的現場調研,找出了幾個典型的臺區,針對這幾種典型臺區存在的問題,提出了自己的解決建議。

1 典型臺區的相關介紹

一般來說,典型臺區有這么幾種:載波孤島、載波串擾、大臺區、低壓量控卡表達區,下面進行分別介紹。

載波孤島,主要是指由于供電線路過長或者遭遇了一定的干擾,導致了載波模塊不能將相關數據準確的回饋到電能表,一般來說,這種現象在經濟比較落后的鄉村或者城市落后小區中存在的比較多;載波串擾,一般來說,現在的一些大規模居民小區都采用集中供電的方式,這樣便于統一管理,可能會同時使用多個變壓器,但是安裝的集中器可能都是使用的同一載波模塊,同頻率載波信號通過變壓器以及高壓電力線對各個臺區產生了串擾,這就會導致抄表的失敗;大臺區,一般來說,供電部門所管轄區域內每個集中器管理的電能表數量超過600只時,電網的整體覆蓋面積過大,供電面積非常大,并且節點分布的非常分散,在進行抄表的時候,在規定時間內大臺區一般無法準確的抄錄完全部的相關用電信息,臺區的成功率達不到相關的要求;低壓量控卡表臺區,一般來說,主要是指用電信息采集系統主站、網絡表、規約集中器、量控卡表這些設備所組成的低壓卡表集中抄表臺區,相關的控制命令由主站發出,網絡表是一個中間裝置,通過485線,相關的控制命令通過網絡表發給集中器,集中器執行主站的命令,再將執行的結果通過網絡表的485線傳回給主站。目前,我國非常重視智能電能表的推廣,但是由于各方面的客觀原因,當前仍然有很多低壓卡表臺區在運行,并且已經比較落后,整體環境非常復雜。

2 典型臺區存在的問題以及處理建議

(1)載波孤島。存在的問題:以某落后小區為例,該小區建造年代久遠,供電線路多處發生了老化的現象,在小區的某號臺區安裝了400塊電能表,供電線路采用了架空和地埋的方式,臺變到最近電能表的總長度大約是190m,已經不在載波模塊所能通信的范圍以內了,因此集中器發生的載波信號無法傳輸到相關電能表,造成抄表的失敗。解決方案:解決這個問題的關鍵,在于安裝中繼放大器,它作為一個中間傳輸裝置使用,它能夠將集中器的載波信號傳輸給智能表,其中載波中繼放大器不需要對參數進行設置,它的電源是通過電力線路供給的,在安裝中繼放大器的時候,一定要高度注意相關測試問題,其通信距離不應該超過150m,在測試的時候,要使用載波監控器進行密切監控,分段測試中繼放大器和集中器、中繼放大器和電能表之間的通信情況,只有兩者之間都不存在問題,才代表沒有問題,那么這個安裝點就是一個比較理想的中繼安裝點,假如測試后達不到相關的要求,可以考慮放置多個中繼放大器,最多可以使用四個。

(2)載波串擾。以某居民小區的新建樓盤為例,該樓盤共有兩個配電室,分成了十一個臺區,大約4000戶左右,1-6臺區在一個配電室,7-11臺區在另一個配電室,各集中器電壓電流都是通過配電室引到地下樓道口,在配電室內,相鄰臺變的距離非常近,這就會造成串擾,導致抄表的效率過低。解決方案:找到了發生串擾的臺區以后,將相關臺區的集中器載波模塊,從而停止了集中器的載波通信;使用載波監控器對相關臺區的集中器電源端載波接受的報文進行監控,然后根據監控的結果確定出發生串擾的臺區,同地址的報文越多,那么該臺區串擾越嚴重;在發生載波串擾區域集中器電源安裝好阻波器。

(3)大臺區。以某小區最近新建的高層小區為例子,該小區目前入住率較低,大部分用戶都在進行房屋的裝修,該小區的某臺區工有900塊智能電表,分別分布在地下車庫和兩個樓座,這三個地方分別有三百塊,在進行安裝調試的時候,在該臺區變壓器的低壓一側僅僅安裝了一臺集中器,但是供電的線路過長,已經超過了載波模塊所在的理想范圍之內,臺區的電能表數量太多了,這就導致了抄表的時間不夠用。解決方案:為了能夠達到預先的抄表效果,在該臺區可以設置一個主集中器和多個子集中器,他們之間的功能各不相同,主集中器不僅負責該采集該臺區的考核數據,還負載自己所在區域的電能表采集,子集中器則可以根據現場的實際客觀情況進行安裝,各自負載所規劃范圍之內的用戶電能表信息采集。一般來說,主集中器會安裝在配電室,而子集中器一般會安裝在供電線路的負荷中心,其中心節點距離分布在線路上的電能表比較近的時候,整體的通信效果最好,相同載波模塊的集中器在同時發送數據的時候,極有可能會造成數據之間的互相干擾,因此各集中器應該分時段運行。

(4)低壓量控卡表臺區。某落后小區為低壓量控表臺區,在該臺區內,以平房為主,總共有140戶,也就是有140塊電能表,但是該臺區的房子大部分都出租了,一戶人家可能會住兩戶人家或者更多,因此該臺區的負荷是非常大的,該臺區內電線桿之間的距離較遠,因此會造成整體的抄表率比較低,并且每日會產生波動,造成抄表的效果不夠穩定,影響準確性。解決方案:可以在該臺區安裝中繼放大器去處理低壓量控卡表臺區的抄表率過低的問題,在抄表失敗的位置安裝中繼放大器,逐個確定,最多可以是四個,中繼放大器在安裝好了以后,必須要在集中器中加入它的相關檔案信息,首先要將集中器的電能表檔案予以清除,然后通過相關軟件將中繼繼電器的地址寫入到集中器中。

3 結論

臺區是否能夠正確的抄表是評價一個臺區整體實用性的重要參考之一,針對用戶信息采集系統低壓集中抄表典型臺區所存在的典型問題,對癥下藥,提出了解決的建議,通過技術手段不斷的提高抄表的成功率,推進我國智能電網的建設,同時也希望本文能夠給同仁們一些工作上的參考。

參考文獻:

[1]李,唐如意,柴奕春.用電信息采集系統低壓集中抄表典型臺區問題分析及處理[J].河北電力技術.2013(11).

[2]江駿.電力用戶用電信息采集系統及其應用[J].供用電,2012(6).

篇(9)

摘要院電力線載波通信技術利用電力線作為傳輸媒介,通信安全可靠,投資成本低,在電力系統中得到了廣泛應用。本文主要分析電力線上存在的多徑干擾問題,并進行建模仿真。并介紹OFDM 技術的基本原理。

關鍵詞 院電力載波通信;多徑延遲;OFDM

中圖分類號院TM76 文獻標識碼院A 文章編號院1006-4311(2015)27-0225-03

0 引言

電力線高速數據通信技術,簡稱PLC (Power LineCommunication 或PLT(Power Line T elecommunication),是一種利用中、低壓配電網作為通信介質,實現數據、話音、圖像等綜合業務傳輸的通信技術[1]。隨著對PLC 傳輸速率要求的進一步提高,帶寬的有限性導致基于擴頻技術的電力線通信進一步發展受到制約,而正交頻分復用技術OFDM 以其抗衰落能力強、頻帶利用率高等優勢,被電力線高速通信所采用。OFDM 具有使用相對較多的窄帶子載波,簡單的矩形脈沖成型和頻域上子載波排列緊密等基本特征。其頻譜為多個相互正交的形狀為Sa 函數的子載波相疊加,避免了碼間干擾和子載波間干擾。FFT 和IFFT 技術的快速發展使OFDM 更加易于實現,而且子載波數越多越能體現OFDM 的優越性[2]。

1 低壓電力線通信的多徑干擾問題

1.1 電力線多徑干擾原因

多徑干擾產生原因是連接在低壓電力線上的眾多用戶,實時在進行電器的插拔操作,導致電源線路狀況不斷變化,造成線路阻抗不匹配,發送的信號會經過不同的反射路徑到達接收端,多路接收信號在接收端進行合并形成多徑干擾,當多條路徑的信號傳輸時延過大時會造成頻率選擇性衰落,從而引起碼間干擾。

1.2 電力線多徑信道建模

由于低壓電力網每天會接收到各種各樣設備的連接,其電網的負載一定不是固定的,在這種情況下,很容易造成信號的反射,使發送的信息多條經過不同的路徑到達接收點。由于信號在每條路徑上經歷的時間不同,多條路徑上的信號在接收端進行疊加形成干擾,即多徑干擾[3]。當最早到達的信號與最晚到達的信號時間差較小時,這種干擾對系統的影響可以忽略,反之,如果時間差較大,這種干擾就會對系統造成嚴重的影響。現有的較為典型的電力線信道模型分別由Philipps 和Zimmermann and Dostcrt 提出。

1.2.1 Holger Philipps 模型

篇(10)

中國是一個木材消耗量比較大的國家,原木消費量居世界第三位。由于人工林的林分結構單一等原因造成了人工林的利用率很低,國內木材的供應十分緊張。解決國內木材短缺的問題除了依靠加大木材的進口量外,還要努力提高國內木材的數量和質量。印度黃檀(Dalbergiasi.$sO0Roxb.)是一種抗旱、抗瘠薄的優良用材樹種。對印度黃檀適生性區劃的研究,有利于在中國廣泛種植此優良樹種以滿足國內對木材的需求以及解決干熱地區荒山、荒地的綠化問題。

1印度黃檀的簡介

印度黃檀是一種喜光落葉大喬木,屬于豆科蝶形花亞科。它起源于印度干旱地區,具有速生、耐旱和耐瘠薄等優良特性。一年生印度黃檀幼苗的樹高可達3m,胸徑可接近10cm。在印度的分布區域內其絕對最高溫度39qc~49℃,絕對最低溫度4oC~6oC,年降雨量760~4570mm。印度黃檀能在瘠薄、疏松或低鹽土中生長,但在干硬的粘土中,容易受到病害,成活率低J。印度黃檀具有多種的用途。它的葉子可以作飼料和藥材,主干可以被加工制成世界上名貴的紅木家具。在印度,除了柚木之外,印度黃檀是最重要的栽培樹種。由于它的速生、耐旱和耐瘠薄等優良特性,無論在印度還是美國都被認為是一種理想的城市和園林綠化樹種引。

2印度黃檀適生陛區劃方法的研究現狀

樹種的適生性區劃是林業區劃的一種表現形式。林業區劃是指根據林業的特點,在研究有關自然、經濟和技術條件的基礎上,分析、評價林業生產的特點與潛力,按照地域分異的規律進行分區劃片。中國在1950年以后,為了大力發展農業,提高農業的經濟效益,借鑒前蘇聯的農業科學技術,開展了農業區劃工作。當時林業區劃從屬于農業區劃。隨著國民經濟的發展,國家對林產品的需求量越來越大,而由于受林業本身生長周期長、見效慢等特點以及中國復雜的地理環境的影響,合理的林業區劃對降低林業生產的風險、提高林業工作的效率和質量具有重要的作用。

目前,常用的林業區劃方法可分為與計算機結合的數量定量區劃方法和基于地理信息系統技術的區劃方法7.引。在樹種適生性區劃研究當中,用得比較多的數量定量區劃方法為傳統的聚類分析方法、主成分分析法、模糊數學法和灰色關聯度法。基于地理信息系統技術的區劃方法是利用ArcGIS或ArcView等軟件的空間分析和制圖功能,結合由數量定量方法所建立的數學模型進行區劃。

樹種的區域性試驗為數學建模提供了基礎數據。顯然,區域性試驗數據的正確性是保證區劃結果正確的前提。因此,對樹種區域性試驗方法的研究是適生性區劃研究的一個重要部分。

2.1印度黃檀的區域性試驗研究

由于印度黃檀對環境的適應能力比較強,許多國外學者對其進行了深入的研究,其中大多數的研究都從微觀的角度來分析印度黃檀的生理特征,而對印度黃檀的區域性研究較少。國內對印度黃檀的專項研究僅見于中國林業科學研究院資源昆蟲研究所對印度黃檀木材解剖構造及物理力學和化學性質的初步研究’加J,而對其區域性試驗和適生性區劃尚未見報道。印度黃檀的區域性研究主要體現在不同試驗方法下印度黃檀與其它樹種在適生性方面的比較研究。

IanHUNTER在印度的卡納塔克邦對一年生的印度黃檀、赤桉和大桉幼苗分別做了4種不同的灌溉水平和9種不同的施肥量的研究。最后發現充足的水分和N肥量是印度黃檀快速生長的關鍵因素。PSMINHAS等用咸水和正常的溝渠水分別對印度黃檀和埃及樹膠進行灌溉,得出咸水灌溉使得印度黃檀的生長量比用灌溉時少了53%。BSINGHandGSINGH在焦特布爾對4個月生的印度黃檀的繁殖苗做了5種不同灌溉水平的試驗,證明了水分是影響印度黃檀生長的關鍵因子¨。由于印度黃檀屬于喜光樹種,在一定的水肥條件下,它的存活率跟種植密度大致成反比的關系。

在印度黃檀的區域性試驗中,許多學者主要考慮了水分、土壤性質和種植密度的問題,而忽視了溫度因子。在同一氣候類型的區域內,由于地形起伏造成局部溫度的差異也反映在同種植物生長的差異性上。

在印度黃檀的區域性試驗中,應該重點考慮溫度、水分、土壤性質和種植密度與生長量、保存率和結實率的關系,并對這些因素做出詳細的數據記錄,為適生數學建模提供準確的數據。

2.2數量定量區劃方法

從2O世紀80年代末開始,數量定量的區劃方法應用到林業區劃當中,逐步取代傳統的帶有很大主觀臆斷性的林業區劃方法’。康志雄等應用譜系圖聚類分析方法,劃分了長江流域以南的楊梅適生性分布區。譜系圖聚類分析方法應用簡單,但最大的缺點是聚類圖不直觀,而由星座圖聚類分析方法得出的聚類圖的效果顯然是比較好的。陳建新等運用了主成分分析方法,突出了廣東禿杉區劃中貢獻率較大的因子和優化了各因子在區劃中的綜合貢獻率,取得了良好的區劃效果。主成分分析法對多個變量起降維的作用,減少了計算量,但存在丟失有效信息的現象,并且不同統計軟件下的主成分分析結果有一定的差別。

在區劃過程中,有些個體是介于兩個或兩個以上的類別之間,帶有模糊性。利用模糊數學進行區劃更加符合實際。朱斌等對安徽省栽培蘋果的生態氣候條件進行了模糊聚類分析,初步劃出了安徽蘋果經濟栽培南線引。宋于洋等將層次分析法和模糊數學綜合評價法相結合,對新疆天然甜型葡萄酒原料種植區域進行了區劃研究,得出了各個地區的適生性評分¨。模糊函數在確定適生性閥值水平時帶有主觀性,結合其它方法可以提高區劃的準確度。

從系統論的角度看,林業生產系統是一個典型的本征灰色系統。樹種適生性區劃可以用灰色系統理論和方法來解決。張志剛等運用灰色關聯度法分析了l0個雜種棉后代在不同生態點的主要農藝及經濟現狀進行了分析。為了更加客觀地進行分類,李寶根在福建省森林景觀資源等級區劃中,先用灰色關聯度法確定各因子的關聯度值,再用聚類分析法進行分類,取得了滿意的效果。灰色關聯度法的計算比模糊數學法要簡單,但是容易丟失區域間的邊界信息。

利用數量定量方法進行區劃,主成分分析法和聚類分析法忽略了引種地與種源產地之間的關系,模糊數學方法雖然較為合理,但計算量比較大。灰色關聯度法相對模糊數學方法來說,雖然計算要簡單,效果相似,但是與其它數量定量區劃方法一樣,模型需要大量的原始數據,并且區劃結果難以保持區塊的空間連續性和行政界線的完整性。

2.3基于地理信息系統技術的區劃方法

應用地理信息系統技術進行樹種適生性的區劃,是目前比較流行的林業區劃方法。相對于數量定量方法而言,它具有節省大量外業和內業的工作量以及制圖效果好等優點。地理信息系統技術的區劃一般先確定區劃需要考慮的環境因子,利用DEM圖、行政區劃圖等生成數據底圖,再通過數量定量的方法建立各因子對區劃的綜合評價模型,得出各因子的評分,通過空間疊加分析生成區劃圖。

朱琳等采用模糊數學的綜合評判方法,計算出各要素的隸屬度,建立了單因子柵格圖層。張超等先用逐步聚類的方法對福建永安縣森林資源進行了預分類,然后用ArcGIS得出了以林班和以村為單位的永安市林業區劃圖引。數量定量方法得出的區劃圖往往忽視了地域之間的連續性。數量定量的方法與ArcGIS軟件結合,能較好地保留地域間的連續性和快速有效地取得區劃結果。數學模型是地理信息系統技術進行區劃的基礎。

ArcGIS在區劃中的一個突出特點是可以通過空間插值的方法,根據已知點的數值來生成一些未知點的值J。姚圣賢等在櫻桃氣候的區劃中運用ArcGIS的三角網距離加權平均法對光、溫和水三要素進行內插J。為了達到空間插值的目的,在ArcGIS中建立環境因子數據庫,利用現有的數據建立一個函數關系式,使這個關系式最大限度地逼近已知空間點的數據,通過ArcGIS的空間分析功能求出某一環境因子或綜合的環境因子在某個地區的空間分布規律。ArcGIS的空間插值和分析功能節省了區劃工作中大量的外業工作,提高了區劃的精度。

3存在的問題及發展方向

印度黃檀是一種抗旱、抗瘠薄的喜光樹種。在熱帶或亞熱帶地區,水分和土壤性質對其生長起重要的作用。許多研究針對其生長狀況與水分、土壤肥力和種植密度之間的關系進行研究。對于區域性試驗來說,目前的研究還不能全面反映綜合的環境因子對印度黃檀生長狀況的影響。

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