资源环境遥感调查.doc

国家资源环境遥感监测数据系统设计摘要:随着国家资源与生态环境遥感监测的深入, 急需建立一个面向全国范围开放式的资源与生态环境遥感监测数据管理与服务系统. 用数据管理子系统提供数据管理、资源生态环境分析评价等功能, 用信息服务子系统提供数据产品检索查询、在线下载等服务, 系统Visual. NET 环境下嵌入ArcObjects 控件, 利用ArcIMS 等编程实现.关键词: 资源生态环境; 数据管理; 信息服务; 系统设计资源与生态环境问题是我国经济建设和社会可持续发展中的主要问题. 合理利用资源, 保护和建设好生态环境, 作为一项基本国策必须长期坚持. 为此, 国家先后启动了一批重点生态环境建设工程项目. 国土资源部也初步建成了国家级土地利用遥感监测体系, 并在此基础上, 进行了西部部分地区的生态退耕状况监测及环北京51 个县级辖区的资源与生态环境状况和退化监测, 为大规模开展资源与生态环境遥感监测奠定了基础. 为了推动资源与生态环境遥感监测数据的应用与服务, 必须研究制定全国资源与生态环境监测标准和规范, 建立国家级的资源与生态环境遥感监测数据管理与应用服务的技术平台, 构建信息应用服务体系, 提高资源与生态环境监测数据应用与服务水平, 向国家、相关行业管理决策和社会公众提供有价值的信息与服务.1系统总体结构国家资源与生态环境遥感监测数据管理与应用服务系统是以运行平台为依托, 在全国资源生态环境遥感监测数据库、土地利用数据库等数据资源的支持下, 通过2 个子系统( 内外网站)提供资源生态环境数据管理与应用服务功能. 系统总体结构如图1 所示.图1 系统总体结构运行平台:由国土资源部的网络设备、服务器、工作站及其他外围设备构成.数据资源:主要由国土资源部现有的数据资源组成, 包括全国土地利用遥感监测数据库、环北京地区资源与生态环境遥感监测数据等. 为了更好地利用数据, 必须按照统一的标准对数据资源进行整理.数据管理与服务系统: 在网络环境下, 实现资源生态环境遥感监测各项业务主要包括数据管理子系统和信息服务子系统. 核心思想是通过数据管理子系统( 内网) 提供资源与生态环境遥感监测数据管理、资源生态环境专题分析评价功能;借助信息服务子系统( 外网) 对外宣传相关法规政策、行业动态, 提供数据产品检索查询、在线下载等服务. 数据管理与服务系统结构如图2 所示.图2 数据管理与服务系统结构2 数据管理子系统功能设计子系统面向国土资源部相关业务部门和下属单位, 利用地理信息技术, 为工作人员提供资源生态环境空间数据管理、编辑的工作平台. 主要包括数据输入输出、空间数据库管理、空间数据编辑、数据质量检查、数据显示浏览、数据查询、空间分析、数据产品生产、资源环境分析评价、趋势预测、安全管理等功能.分析评价是资源生态环境遥感监测结果的综合体现, 为管理者决策提供科学有利的依据, 是系统重点开发内容. 分析评价工作流程分3 个步骤: 信息检索, 分析评价和趋势预测. 用户通过信息检索获得资源生态环境变化信息, 基于变化信息利用方法库中的方法进行变化分析, 根据模型库中的评价模型进行资源生态环境的综合评价, 最后进行变化趋势预测, 其功能模块录下:(1)数据导入导出模块: 支持常用数据格式, 特别是国土资源部原有数据资源的导入, 系统中的数据能导出为通用的数据格式.(2)空间数据库管理模块: 对图形数据库和属性数据库等进行管理, 包括通用的数据库管理功能, 如创建数据库、删除数据库、新建表、删除表、修改表结构、表记录排序统计等.(3)空间数据编辑模块: 可对图形数据进行分级分层存储、图形数据的编辑( 点、线、面) 、图形数据拓朴重建、图形数据的坐标系投影方式转换、属性数据的录入及编辑等.(4)数据质量检查模块: 对数据的正确性、逻辑性、精度等进行检查, 包括图形数据检查、属性数据检查和遥感影像数据检查.(5)数据显示浏览模块: 可对多层图形数据进行叠加显示, 进行图形数据的放大、缩小、漫游, 多级比例尺叠加显示, 属性表显示等.(6)数据查询模块: 支持2 种方式的查询, 由图形查属性信息、由属性查图形信息, 查询结果以图形和属性两种方式同时表现, 同时图形和属性可实现联动.(7)空间分析模块: 包括常用的GIS 空间分析功能, 缓冲区分析( 如, 自然保护区的缓冲带分析等) 、邻近分析、穿越分析, 叠加分析( 相交、相并、相异) .(8)数据产品生产模块: 根据用户要求, 提供数据产品加工生产功能. 可分别制作统计分类图、生态环境单要素变化对比图、生态环境多因子同期变化构成图等, 以柱状图、饼状图、散点图等多种形式表现.(9)资源生态环境分析模块: 包括土地利用和土地覆盖变化分析、土地利用构成分析、土地退化与水土流失分析、植被及绿化状况分析、水资源及流域治理环境效果分析、城市大气环境状况分析、区域生态环境指标遥感监测分析等. 子系统支持不同的分析形式, 如地区生态环境分析、年度资源生态环境对比分析、年际变化趋势分析等.(10)综合评价模块: 建立生态环境评价指标体系, 采用多种数学模型和方法对生态环境状况的进行综合评价. 在完成区域生态环境综合评价后, 可针对不同生态环境问题和重点区域开展专项研究, 包括流域治理的生态环境效益评估, 重大生态环境工程和建设项目的区域生态环境影响评估, 沙尘暴等灾害性天气的下垫面状况变化及其对于灾害性天气的影响评价等.(11)趋势预测模块: 基于资源生态环境现状和分析评价结果, 进一步总结归纳生态环境的区域差异、空间规律、变化过程特点, 结合相对独立的指标信息, 发现变化原因, 进行资源生态环境变化趋势预测. 主要包括资源( 建设用地、耕地、林地、草地、湿地、河流湖泊、矿产资源等) 变化趋势预测、生态环境( 水质、大气环境、土地污染等) 变化趋势预测, 重大建设项目及生态工程项目对生态环境的影响预测等.(12)数据上传模块: 业务部门根据各自的权限, 可将数据直接上传到数据库中或以文件的形式上传.(13)数据下载模块: 业务部门根据各自的权限, 可下载相应的数据.(4)安全管理模块: 安全管理包括2 个方面, 一是数据安全, 主要有数据动备份、数据日志服务; 二是用户设置, 包括添加用户、删除用户、用户权限设置等. 用户权限设置存储到数据库用户表中, 结果直接影响分析评价子系统的用户权限功能.3 信息服务子系统功能设计子系统面向公众发布资源生态环境监测信息, 宣传相关政策法规, 使公众及时了解资源与生态环境状况, 增强全民资源与生态环境保护意识; 同时根据用户不同的权限, 提供信息查询检索、在线下载、在线注册、网上论坛等服务, 其模块有:(1)网上宣传模块. 宣传资源生态环境相关政策、法规, 行业最新动态, 重大资源生态环境建设工程项目通报等.(2)数据显示浏览模块: 公众通过子系统可查看浏览相应的资源生态环境数据.(3)信息查询模块. 通过子系统查询资源生态环境的相关空间数据和属性数据.(4)数据下载模块. 根据用户相应的权限给以不同层次的数据下载服务(5)在线注册模块. 用户可在网上进行在线注册, 注册完成后后台程序通过E- Mail 方式自动将注册密码发送至用户.(6)网上论坛模块. 提供公众之间、用户与系统管理员之间交流的场所.4 系统开发环境系统在Visual. Net 环境下进行开发, 采用基于XML 标准的信息交换技术和BS 体系结构. 服务器端空间数据处理采用ArcObjects 控件, 客户端地图浏览采用ArcIMS, 空间数据库引擎采用ArcSDE、属性数据访问通过ADO. NET 实现, 数据库采用Oracle 9i, 开发语言采用C# , VB. NET. 开发环境结构如图3 所示.图3 系统开发环境具体开发环境设置包括:(1)操作系统Windows 2000NT;(2)数据库支持系统Oracle 9i;(3)图形数据编辑浏览发布ArcObject, ArcIMS; (4)客户端图形显示ArcIMS HTML View;(5)空间数据库引擎ArcSDE; ( 6) 开发语言C# . NET, VB. NET,ASP. NET, JavaScript 等.5 结论全国资源与生态环境遥感监测数据管理与应用服务系统按照上述设计, 经过近1 年的努力,已经基本开发完成, 并在国土资源部信息中心进行了部署. 系统基本上满足了管理人员进行资源生态环境数据管理, 业务人员进行资源环境分析评价的要求, 同时可对外实时发布资源生态环境信息满足社会公众的需求. 当然, 就系统本身而言, 还存在着与国土资源部原有系统( 土地利用数据库系统、土地利用规划数据库系统等) 的接口和整合问题, 目前这部分工作正在进行.参考文献:1 王思远, 刘纪远, 张增祥, 等. 资源环境监测信息系统集成平台的设计与实现 J . 计算机工程与应用, 2002, 8: 230- 233.2王召海.我国城市级环境监测信息系统 开发与实施初探 J . 中国人口!资源与环境, 2000, 10: 61- 62.3王静,张继贤. 环北京地区资源与生态环境遥感监测技术方法研究 J中国土地科学, 2003, 17( 4) : 25- 30.4刘瑞民,王学军.太湖污染与环境动态监测信息系统研究 J