gis在水土保持中的应用.docx

文章大概结构Gis在水土保持中的应用摘要：关键词：英文摘要关键词前面写的一些基本情况1. gis基本原理1.1 GIS概念及组成地理信息系统,简称GIS(GeographicInformationSystem),是融计算机图形和数据库于一体储存和处理空间信息的高新技术,它把地理位置和相关属性有机结合起来,根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户,因此RS与GIS结合,才能发挥技术优势1-2。GIS软件ARC/INFO采用开放的体系结构,使统计、分区、评估和其他信息不加修改就可以综合到系统中。GIS所需要的硬件包括处理速度高且存储容量大的计算机,数据输入设备如数字化仪、扫描仪,图形输出设备如绘图仪等。软件方面,有ESRI的ARC/INFO和ARCVIEW、ERDAS的IMAGINE、USARMY的GRASS等。在我国应用较广的为美国环境研究公司(Environmental Systems Research Institute, Inc.)开发的ARC/INFO(用于UNIX)、PC ARC/INFO(用于DOS)和AR-CVIEW(用于Windows 3.X、Windows 95和WindowsNT)。1.2 GIS技术GIS是对各种空间信息进行收集、存储、分析和可视化表达的信息处理与管理系统。GIS能提供文字和数据,根据栅格数据和矢量数据,还提供直观形象的空间图形和图像。GIS能对空间属性的对象进行输入、输出、编辑、修改、查询。图形信息和属性数据一旦输入地理信息系统,就可进行动态管理和查询。GIS也可以使用各种坐标系统,甚至包括AUTOCAD等软件包使用的直角坐标系统,对空间对象进行精确定位。此外,GIS还能与AUTOCAD等软件进行数据交流,也可以输出其他应用系统能够接受的文件格式,实现数据共享。另外,GIS强大的空间分析和统计运算功能,能对已有资料进行加工处理,得到科学的结果,避免因人而异的主观随意性,有利于科学决策。正因为如此,GIS现已广泛应用于国土资源、矿产资源、交通运输、防灾减灾、环境保护、水电建设、水土保持等方面的技术性管理。正因为GIS是涉及多种行业的信息技术工具,有广阔的应用前景,地理信息系统的基础软件和应用软件不断出现,常见的有ARC/INFO、ARCVIEW、MAPINFO、MGE以及GEOSTAR等3-4。1.3 GIS基本原理GIS技术可认为来自2个比较成熟的软件技术:数据库管理系统(DBMS)和计算机辅助设计(CAD),并附加上对空间数据的管理和分析功能。GIS的强大功能在于能够建立和分析地理对象的拓扑关系,这些地理对象包括高速公路、城市、水域、管网等。建立拓扑关系是明确定义空间联系的数学过程。对于GIS数据库中的对象不仅能根据它们的地点和类别属性进行分析,还能根据它们的空间关系进行分析。GIS系统通常具有图形用户界面(GUI),允许用户在可视化的地图上显示和操纵数据5-7。系统的核心是GIS引擎,它提供数据库地理和拓扑功能以及用户界面。GIS引擎提供大量操作分析功能,包括测距、投影变换、统计、拓扑叠压、缓冲区分析地形表面操作、网络分析等。许多GIS产品允许用户利用宏语言对系统进行扩展,包括定制菜单和函数等8,有的还支持与外部应用程序进行开放通讯。所有的GIS都具有某种形式的地理数据文件。GIS的图形和属性均由文件系统管理,其典型代表是Idrisi(美国Clark大学开发)。国内大多数自行开发的软件均属此类。混合型GIS的图形以专门的文件方式存储,并由专门的图形软件处理,而属性数据由商业化DBMS管理,其典型代表是ARC/IN-FO(美国ESRI)。整体GIS的图形和属性均由一扩展的关系型DBMS管理,其典型代表是SICAD/OPEN(西门子利多富)及System9(美国Unisys)。一体化GIS将图形和属性数据封装在一起,由面向对象的DBMS统一管理,目前尚无成熟产品。后两者是GIS的发展方向。GIS可以根据若干原则来分类,例如所完成的任务、目的、专业类型、系统功能、用户类型、行政等级、空间数据模型、数据结构、地理范围和系统操作难易程度等。按照GIS空间数据模型的不同,可以将GIS软件分为栅格、二维拓扑矢量、数字高程模型(DEM)、不规则三角网(TIN)、三维模型、时序模型等。栅格数据模型在许多产品中都存在,但趋势是更灵活的二维拓扑矢量或不规则三角网。真正的三维和时序模型还很少使用,但它们是未来的研究方向。另外,图像GIS将遥感图像与GIS矢量分析紧密结合起来,对地面进行三维立体观察和GIS分析,这也是目前的研究方向之一9。不同种类的应用对地理数据的比例和精度要求不一。一般说来,环境管理和规划中常用的比例尺范围是1B(1万5万),城市规划和交通规划应用的比例尺可达1B1 000甚至更大10。1. gis在水土保持中的应用现状水土保持初设要求先进的技术手段、可行的措施、规范的管理和典型的示范性，为此有大量空间对象的属性数据和空间图形和图像,如流域地形、土壤侵蚀状况、水保设施布设、水保效益观测体系等,需要形象直观的描述和表达。地理信息系统GIS正是能把数据管理和图形管理有机结合起来的信息技术,对这些信息的表现具有极大的优越性2。通过地理空间分析可以产生常规方法难以得到的分析决策信息,在工作精度、效率和科学性等方面,要远高于人工;应用地理信息系统进行水保初设,不仅能完成流域内各要素的分析,而且可以将自然发生或思维规划的动态过程实施于数据模型中,对未来的趋势进行精确预测,从而指导水保工作,提出水保治理最优方案。1.1 GIS在水土保持规划中的应用水保初设要求用GIS技术实现小流域三维地形示意图、等高线地形图、土地利用现状图、水土流失现状图、植被现状图、水土保持林体系图、坡面水系图、水保设施布设图和水保效益观测体系图的绘制,以及水保汇报系统的GIS演示,其中,水土保持林体系、坡面水系、水保设施以及水保效益观测体系的布设要求落实到地块。李昌志等人以四川省遂宁市玉丰小流域为例,根据水土保持初期规划的设计需求,应用GIS技术实现以下用户要求的功能:(1)图层显示:任意打开或关闭图层; (2)图层编辑:用户可以动态修改图形并保存修改结果; (3)图层叠加分析:有相关关系的图层迭加显示,得到迭加结果; ( 4)地形图层三维分析:利用等高线图层中的高程信息运用TIN模型产生地形三维模型; (5)图形属性查询:查询图层中任一选中图形的属性信息; (6)图层打印输出:根据需求任意图层单独或迭加打印输出; (7)图层演示2。1.2 GIS在的土壤侵蚀评价与制图研究中的应用1.3 GIS支持下的水土流失生态风险评价1.4基于GIS的土地利用与土壤侵蚀及土壤