b3S技术在生态学中的应用.ppt

3S技术在生态学中的应用 主要内容： 1.简要介绍3S技术 2.3S技术的主要应用领域 3.3S技术发展展望 3S技术简介 3S技术是遥感技术(Remote sensing，RS)、地理信 息系统(Geography information systems，GIS)和全 球定位系统(Global positioning systems，GPS)的 统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航 技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度 集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、 表达、传播和应用的现代信息技术。 3S3S技术在生态学中的应用技术在生态学中的应用 3S技术的工作原理 3S3S技术在生态学中的应用技术在生态学中的应用 3S技术的生态学用途 lRS在生态学上的直接应用包括收集数据信息源 、生态 调查和动态监侧 ，间接应用包括预测预报和灾害危险 等级确定等。 lGIS具体可解决以下生态学问题 ：生物群落生存地调 查 ；不同生物群落间的相关性 ；不同环境因素影响下 生物群落的分布 ；植物群落分布随时间推移而变化的 规律 ；生物群落未来分布的演化规律等 。 lGPS在生态学上主要应用于监测动物活动行踪；制作 专题地图( 生境图，植被图，土地分布图) ；航空照片 和卫星遥感图像的定位和地面校正一般与 RS、GIS 结合起来使用 。 3S3S技术在生态学中的应用技术在生态学中的应用 3S技术的集成模式 目前比较成功的集成模式主要有： ( 1 ) RS 与 GIS 的结合， ( 2 ) RS与 GPS的结台， ( 3 ) GIS与 GPS的结合 目前，还没有实现 RS 、GIS 和 GPS三者的 真正集成。 3S3S技术在生态学中的应用技术在生态学中的应用 3S技术在植被类型调查中的应用 l原理：由于绿色植被具有显著的、独特的光谱特征， 遥感作为植被调查的信息源主要是通过植物的反射光 谱特征来实现的。不同的植物以及同一种植物在不同 的生长发育阶段 ，其反射光谱曲线形态和特征不同， 由于病虫害、施肥以及灌溉等条件的不同也会引起植 物反射光谱曲线的变化。 l利用植物这一特征准确获得群落植被的遥感影像特征 信息，GPS可实时、快速、准确地提供植被的空间位 置，结合少量的实地调查，通过对遥感影像的处理， 增加必要的地理信息，通过 GIS的综合分析，可对区 域的植被类型、植物季相节律、植被演化等进行监测 、分析，了解植被演化的动态。 3S3S技术在生态学中的应用技术在生态学中的应用3S3S技术在生态学中的应用技术在生态学中的应用 3S技术在植被类型调查中的应用 3S技术在植被类型调查中的应用 3S技术在水域生态中的应用 l利用水体中的物质，特别是能进行光和作用漂浮 有机物质(如浮游植物) 、无机颗粒物与入射光相 互作用而产生水色变化进行工作。可进行赤潮预 警 、 赤潮分布与变化 、石油污染等方面的监测 工作 。 l例如，我国利用TM数据(Thematic Mapper的缩写-专 题绘图仪 )对太湖进行了叶绿素分布监测研究，结 果表明，实测结果与影像解析结果能很好的吻合 ，同时，结合污染指标，还进行了太湖富营养化 机理的探讨。 3S3S技术在生态学中的应用技术在生态学中的应用 3S技术在水域生态中的应用 3S技术在城市生态中的应用 随着城市化的发展，人们开始重视城市扩张所 带来的环境污染、热岛效应等一系列生态环境 问题 ，逐步意识到大规模的城市占地对区域 环境影响的严重性，提出了一系列城市生态设 计的思路和方法，注重在城市规划过程中把生 态学思想贯穿到城市发展的始终由于遥感 (航 空 、卫星)能实现对大区域的生态状况进行调 查，在城市规划与生态变化研究中应用十分广 泛。 3S3S技术在生态学中的应用技术在生态学中的应用 3S技术在城市生态中的应用 l热岛：其主要思路是研究城市绿地与城市热岛 的关系，通过模拟绿地的变化来预测城市热岛 的变化。 l环境污染物：目前主要是针对二氧化硫或酸雨 污染对植被影响进行遥感评估 。其原理是通 过污染物对绿色植物光合作用的影响进行研究 ，建立污染物剂量-植物反映的定量关系 、光 合潜力-叶面指数-像元灰度值 (植被指数) 的 关系来定量评估生态效应 。 3S3S技术在生态学中的应用技术在生态学中的应用 3S技术在城市生态中的应用 3S技术在城市生态中的应用 3S技术在野生动物调查中的应用 珍稀野生动物作为生物多样性研究和保护的重点，因其数 量少，生境复杂多变进行实地调查难度大，效率低。利用 GPS导航、准确定位功能，寻找样带起点，并根据输入的 样带终点座标引导调查人员实地调查，保证样带的准确性 ：利用遥感图像大范围、 全天候的特点对生境及栖息地进 行监测 ，确定与野生动物密切相关的生态因子；利用 GIS 将种群数量、分布规律及栖息地状况联系起来进行系统的 分析，从而实现高效、准确、低投入的野生动物现状调查 与动态监测。同时利用遥感和GPS提供的动态信息，通过 GIS对数据进行实时更新，建立模型，为生物多样性保护途 径提供了可靠的决策支持，对生物多样性的分析与评价具 有十分重要的意义。 3S3S技术在生态学中的应用技术在生态学中的应用 3S技术在生态环境监测中的应用 l主要通过GIS与遥感数据的结合，以保证现时 性和动态性，如利用GIS和AVHR R（AVHRR是 NOAA系列气象卫星的主要探测仪器）数据进行天然 火灾检测。 l除此之外，森林火灾、沙尘暴、地震滑坡、洪 水、海上溢油、 海上赤潮等均可利用遥感来 进行快速、定量的监测与评估 。 3S3S技术在生态学中的应用技术在生态学中的应用 3S技术在生态环境监测中的应用 3S技术在生态环境监测中的应用 3S技术在农业生态学中的应用 主要用于农情监测、自然灾害的动态监测与分 析以及农业生产现状的动态监测分析 ，为有 关部门提供及时的可视化、图像化的农业情况 。利用3S技术可以监测农作物长势及病虫害 的发生 ；测定叶绿素的含量 ，进而分析叶绿 素密度与干物质积累的关系 ；利用红外波段 遥感图像 ，监测土壤水分含量的时空变化 ， 为定时 、 定点灌溉提供佐证资料。 3S3S技术在生态学中的应用技术在生态学中的应用 3S技术在农业生态学中的应用 3S技术在其他生态学领域如园林生态学、景 观 生态学、宇宙生态学（研究宇宙航行中宇宙环境对生物影响的 学科。如失重、寂静、高温、密闭对生物行为、生理生化、繁殖等方面的影响。）、 生物圈生态学等领域都有广泛应用。随着3S 技术的日趋成熟。生态科学的研究将发生革命 性的变化。 3S3S技术在生态学中的应用技术在生态学中的应用 3S技术的不足及发展 不足： lGPS： 受系统所有国的制约性； 在森林 和高楼群等环境中信号差； lRS：受气象条件和大气环境的影响较大。 3S3S技术在生态学中的应用技术在生态学中的应用 3S技术的不足及发展 3S3S技术在生态学中的应用技术在生态学中的应用 3S技术的不足及发展 l目前3S的集成模式大都为两两结合，这是 肤浅的、表面的集成，还没有实现RS、GIS和 GPS三者的真正集成。 l费用高、技术难度大。 3S3S技术在生态学中的应用技术在生态学中的应用 结束语 随着遥感技术的不断进步，GPS定位精度的不 断提高，GIS网络化、智能化的发展，数字地 球、 数字城市理论的提出与完善，