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本文為2013年環(huán)境影響評價師考試《環(huán)境影響評價技術(shù)方法》教材第三章的水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與監(jiān)測詳細(xì)闡述,希望本文能夠幫助您更好的全面學(xué)習(xí)2013年環(huán)境影響評價師考試的重點知識!
♦第二步,選擇訓(xùn)練樣區(qū)與GPS定位。
在遙感影像圖上,均勻地選取各景觀類型的訓(xùn)練區(qū)(training sample)。對于非 監(jiān)督分類來說,訓(xùn)練樣區(qū)可以輔助對簇分析結(jié)果的歸類;對于監(jiān)督分類來說,訓(xùn)練 樣區(qū)用于提取各類的特征參數(shù)以對各類進行模擬。在進行訓(xùn)練區(qū)選取之前,一般都要進行野外調(diào)查,過去野外考察樣地的定位是依據(jù)地形圖來進行。隨著全球定位系 統(tǒng)(GPS)技術(shù)的發(fā)展,目前通常釆用GPS來對野外調(diào)查樣地進行地理定位。下面 對GPS技術(shù)作簡要介紹。
GPS系統(tǒng)包括3大部分,GPS衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)、GPS信號接收機。GPS 衛(wèi)星星座屬于GPS系統(tǒng)的空間部分,由21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星組成,它們 均勻地分布在6個相互夾角為60°的軌道平面內(nèi),即每個軌道上有4顆衛(wèi)星。衛(wèi)星 高度離地面約20 000 km, 一天繞地球兩周,GPS使用無線電波向用戶發(fā)送導(dǎo)航定 位信號,同時接收地面發(fā)送的導(dǎo)航電文及調(diào)度命令;地面監(jiān)控系統(tǒng)屬于GPS系統(tǒng) 的地面控制部分,包括位于美國科羅拉多的主控站及分布在全球的3個注入站和5 個監(jiān)測站,從而實現(xiàn)對GPS運行的實時監(jiān)控;GPS信號接收機屬于用戶設(shè)備部分, 其任務(wù)是接收衛(wèi)星發(fā)射的信號,并進行處理,根據(jù)信號到達接收機的時間,來確定接收機到衛(wèi)星的距離。若計算出4顆或更多衛(wèi)星到接收機的距離,再參考衛(wèi)星的位置,就可以確定出接收機在三維空間的位置。
GPS定位的基本原理是利用測距交匯確定點位。一顆衛(wèi)星信號傳播到接收機的時間只能確定該衛(wèi)星到接收機的距離,不能確定接收機相對于衛(wèi)星的方向,在三維空間中,接收機的可能位置構(gòu)成一個球面;當(dāng)測到兩顆衛(wèi)星的距離時,接收機的可能位置被確定在兩個球面相交構(gòu)成的圓上;當(dāng)?shù)玫降谌w衛(wèi)星的距離后,球面與圓相交得到兩個可能的接收機的位置;第四顆衛(wèi)星用于確定接收機的準(zhǔn)確位置。因此, 利用GPS系統(tǒng)進行定位,需要接收至少4顆衛(wèi)星的信號。
造成GPS定位誤差的原因很多,包括衛(wèi)星軌道變化、衛(wèi)星電子鐘不準(zhǔn)確、信號穿越大氣層時速度的改變等。但是,其中主要的誤差是由于美國軍方人為降低信 號質(zhì)量造成的,誤差高達100 m。
這種定位誤差給GPS的民用帶來了很大的不便,但是可以用差分的方法來消除。差分糾正至少需要兩個GPS接收機才能完成,具體方法是在某一個已知位置上放置一臺GPS接收機,作為基準(zhǔn)站接收衛(wèi)星信號,在其他位置用另一臺接收機接收衛(wèi)星信號,通過基準(zhǔn)站可以確定衛(wèi)星信號中包含的人為干擾信號,然后在隨后 接收到的信號中減去這些干擾,從而達到降低GPS定位誤差的目的。
♦第三步,遙感影像分類。
遙感影像的計算機分類,就是根據(jù)像元特征值,將任一個像元劃歸最合適的類 的過程。主要有兩種分類方法:非監(jiān)督分類和監(jiān)督分類。
非監(jiān)督分類(unsupervisedclassification) 根據(jù)研究區(qū)盡可能有的景觀類型數(shù),給定分類的類型數(shù),遙感圖像處理軟件將根據(jù)TM各波段光譜數(shù)據(jù)的特征,自動地等距離地劃分出所給定的類型。非監(jiān)督分類用來了解各種景觀類型的遙感數(shù)據(jù)特 征,如顏色、紋理等,為監(jiān)督分類中訓(xùn)練區(qū)的釆集提供依據(jù)。
監(jiān)督分類(supervised classification) 在地面調(diào)查和前人研究成果的基礎(chǔ)上, 在遙感影像圖上,均勻地選取各景觀類型的訓(xùn)練區(qū),計算機首先統(tǒng)計訓(xùn)練區(qū)內(nèi)遙感數(shù)據(jù)特征,然后把這些訓(xùn)練區(qū)的數(shù)據(jù)特征傳遞給判別函數(shù),判別函數(shù)再根據(jù)這些參 數(shù),判斷某一個像元應(yīng)該屬于哪一個景觀類型,從而完成對整個影像的分類。一般 來講,監(jiān)督分類的精度比非監(jiān)督分類高。
♦第四步,分類結(jié)果的后處理。
遙感影像經(jīng)過計算機分類后,往往需要進行一系列的處理,才能夠使用,一般 的后處理過程包括光滑或過濾、幾何校正、矢量化及人機交互解譯幾部分。
光滑或過濾(smoothing or filtering) 遙感影像計算機分類結(jié)果圖中,往往包括許許多多孤立的像素點,或由幾個像素構(gòu)成的小斑塊,通常稱之為“噪聲”。從 分類的角度來看,或許是正確的,但是從應(yīng)用的角度來看,就顯得過于復(fù)雜,需要 將這些“噪聲”消除。
幾何校正(geometric correction) 其目的有兩個,一是校正地物的幾何變形;二是對不同時期的遙感影像進行空間配準(zhǔn)。具體做法是,首先在地形圖上選取地面 控制點,利用地理信息系統(tǒng)軟件找出各控制點的投影坐標(biāo),然后運用遙感圖像處理 軟件對分類結(jié)果進行幾何校正,使它們具有統(tǒng)一的投影坐標(biāo),便于以后進行空間分 析。
矢量化(vectorizing) 遙感影像計算機分類結(jié)果圖,一般是柵格式的。而應(yīng)用地理信息系統(tǒng)進行空間分析時,有時還需要用到矢量格式的圖件,為了滿足這一 需要,還需對分類結(jié)果圖進行矢量化。
人機交互解譯計算機監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類形成的景觀類型圖的正確率平均 只有80%左右,有一些斑塊的分類結(jié)果是錯誤的,為此,需要進行人機交互解譯,對錯誤的分類斑塊進行糾正,以提高分類精度。
♦第五步,分類精度評價。
對計算機分類結(jié)果的準(zhǔn)確進行分析,通常采用選取有代表性的檢驗區(qū)的方法。檢驗區(qū)一般有三種類型。
監(jiān)督分類的訓(xùn)練區(qū)大多數(shù)遙感圖像處理軟件,都提供這種檢驗方法。然而這 種方法往往對分類精度的估計偏髙。其實,訓(xùn)練區(qū)只能反映訓(xùn)練地點的同質(zhì)性和訓(xùn)練類別間的差異性,它并不能真正反映分類結(jié)果的準(zhǔn)確度。
指定的同質(zhì)檢驗區(qū)在選擇訓(xùn)練區(qū)時,故意多先取一些訓(xùn)練區(qū),在監(jiān)督分類時, 只使用其中的部分訓(xùn)練區(qū),其余的訓(xùn)練區(qū)用于對分類結(jié)果進行精度估計。
隨機選取檢驗區(qū)在進行分類的影像上隨機抽取檢驗區(qū),與分類結(jié)果圖進行對 比,看是否與實際相符。
(2)地理信息系統(tǒng)。
①基本概念。地理信息系統(tǒng)(geographic information system,GIS),是在計算 機支持下,對空間數(shù)據(jù)進行釆集、存儲、檢索、運算、顯示和分析的管理系統(tǒng)。這里的空間數(shù)據(jù)指不同來源和方式的遙感和非遙感手段所獲取的數(shù)據(jù)。它有多種數(shù)據(jù) 類型,包括地圖、遙感數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)等,其共同特點是都有確切的空間位置。
空間數(shù)據(jù)是各種地理特征和現(xiàn)象間的符號化表示,包括空間位置、屬性特征和 時態(tài)特征三個部分。空間位置數(shù)據(jù)描述地物所在位置,這種位置既可以根據(jù)大地參考系定義,如大地經(jīng)緯度坐標(biāo),也可以為地物間的相對位置關(guān)系,如空間上的距離、 鄰接、重疊、包含等屬性數(shù)據(jù),又稱為非空間數(shù)據(jù),是描述地物特征的定性或定量 指標(biāo),即描述了地物的非空間組成部分,包括語義與統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。時態(tài)特征是指數(shù)據(jù)釆集或地理現(xiàn)象發(fā)生的時刻或時段。在景觀動態(tài)分析中,時態(tài)數(shù)據(jù)非常重要,越 來越受到科研工作者的重視。
②地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)組織的結(jié)構(gòu)稱為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),它 有效地表達各數(shù)據(jù)項間的關(guān)系。在GIS數(shù)據(jù)庫中大致有以下三種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):矢量結(jié) 構(gòu)、柵格結(jié)構(gòu)和層次結(jié)構(gòu)。
矢量結(jié)構(gòu)主要用于表示在線化地圖中,地圖元素數(shù)字化的數(shù)據(jù),基本的數(shù)據(jù) 元素為點、向量、線段和多邊形。
點(point) 為基本的地圖數(shù)據(jù)元素,由一對(X,坐標(biāo)表示。在地理信息 系統(tǒng)中,點可以大致分為結(jié)點、頂點、實體點、注記點和標(biāo)號點等。結(jié)點(node) 為特殊點,表示線段特征的兩個端點,即起點和終點;弧點(vertex)表示線段和 弧段的內(nèi)部點;實體點(point entity)用來表示一個實體,如城市的中點、油井等 點狀實體;注記點主要用來定位注記;標(biāo)號點(label point)用于記錄多邊形的屬
性,存在于多邊形內(nèi)或多邊形的重心點上。
向量(vector) 由連接兩點而構(gòu)成,從起點到終點構(gòu)成一定的方向性。
線段(line) 由兩個結(jié)點及兩個結(jié)點間的一組序點組成,它包括一個或若干 個連續(xù)的向量。
多邊形(polygon) 表示面狀空間實體的空間分布,是由一條或若干條線段 組成一閉合范圍。
柵格結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是將連續(xù)空間離散化,通常是將工作區(qū)均勻地劃分為 柵格而構(gòu)成網(wǎng)格結(jié)構(gòu),網(wǎng)格的形狀有三角形、六邊形、正方形、矩形等。人們通常釆用正方形網(wǎng)格,也可以由遙感圖像的像元直接構(gòu)成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。網(wǎng)格單元是最基本 的信息存儲和處理單元,網(wǎng)格的行列號隱含了空間實體的空間分布位置,對每個網(wǎng) 格單元記錄相應(yīng)空間實體的屬性值。
層次結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)是為了有效地壓縮柵格結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),并提高數(shù)據(jù)存儲的效率 而出現(xiàn)的一種新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它建立在逐級劃分的圖像平面基礎(chǔ)上,每一次把圖像劃分為四個子塊,故又稱為四分樹表示法。
③地理信息系統(tǒng)的功能。
空間數(shù)據(jù)的錄入空間數(shù)據(jù)的錄入是地下信息系統(tǒng)首先要進行的任務(wù),包括數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換、遙感數(shù)據(jù)處理、數(shù)字測量等。其中已有地圖的數(shù)字化錄入,是目前廣泛釆用的手段,但它也是最耗費人力資源的工作。在輸入前,首先要對空間數(shù)據(jù)進行分 層,然后確定要錄入哪些圖層以及每個圖層所包括的具體內(nèi)容。此外,由于數(shù)字化 過程是一個非常耗時的過程,所以不可能一次完成,在兩次輸入之間的地圖位置可 能相對于數(shù)字化儀面板而發(fā)生移動,造成前后兩次輸入的坐標(biāo)發(fā)生偏移或旋轉(zhuǎn)。具體解決的方法是,在每次錄入之前,利用控制點(ticpoints)對地圖進行重新定位, 這樣兩次輸入的坐標(biāo),就可以根據(jù)定位點坐標(biāo)間的關(guān)系進行匹配。
一般數(shù)字化的方式有兩種,即點方式(point mode)和流方式(stream mode)。 點方式是操作人員按下一個鍵時,釆集一個點的坐標(biāo),當(dāng)輸入點狀地物時,必須采 用點方式輸入;線狀地物和多邊形地物的輸入可以釆用點方式,也可以釆用流方式輸入。采用點方式錄入時,操作者有選擇地錄入曲線上的釆樣點,一般原則是可以 在曲線較平直的地方少采集釆樣點,而在較彎曲的地方適當(dāng)增加釆樣點的數(shù)量,以 保證能夠反映出曲線的特征;釆用流方式輸入地物時,當(dāng)操作者沿著曲線移動游標(biāo) 時,計算機自動記錄經(jīng)過點的坐標(biāo),可以增加錄入的速度。但是,采集點的數(shù)量往往比點方式多,從而造成數(shù)據(jù)量過大,這可以通過一定的采樣原則對采樣點進行實 時釆樣來解決。目前大多數(shù)系統(tǒng)釆用兩種采樣原則:距離流(distance stream)和 時間流(time stream)0采用時間流錄入時,當(dāng)要輸入的曲線較平滑時,操作人員 移動游標(biāo)的速度較快,這樣記錄點的數(shù)目較少;可是當(dāng)曲線較彎曲時,游標(biāo)移動較慢,記錄點的數(shù)目較多。而釆用距離流輸入時,很容易遺漏曲線的拐點,使曲線開
頭失真。在實際的輸入過程中,可以根據(jù)不同的錄入對象,而采用不同的錄入方式。
空間數(shù)據(jù)的查詢空間數(shù)據(jù)的查詢是地理信息系統(tǒng)的基本功能之一。在地理信 息系統(tǒng)中,空間數(shù)據(jù)常用的查詢包括兩種形式,即由屬性數(shù)據(jù)查找空間位置和由空間位置查找屬性數(shù)據(jù),也就是人們所說的圖形和屬性互查。第一類查詢是按屬性信 息的要求查找空間位置,如在中國植被圖上查詢暗針葉林的分布狀況,這和一般的 非空間的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的SQL查詢沒有什么區(qū)別,根據(jù)圖形和屬性的對應(yīng)關(guān)系, 將查詢的結(jié)果在圖上釆用制定的顏色顯示出來;第二類查詢是根據(jù)對象的空間位置查詢有關(guān)屬性信息,絕大多數(shù)地理信息軟件都提供一個查詢工具,讓用戶通過光標(biāo), 用點、線、矩形、圓、不規(guī)則多邊形等工具選中地物,顯示被選中地物的屬性列表, 并進行有關(guān)統(tǒng)計分析。
此外,按照地物的空間關(guān)系地理信息系統(tǒng)還提供了復(fù)雜的查詢方式。主要有: 空間關(guān)系查詢和地址匹配查詢。前者主要用于查詢滿足特定空間關(guān)系(拓?fù)?、距離、 方位等)的地物,后者是根據(jù)街道的地址來查詢地物的空間位置和屬性信息,是地 理信息系統(tǒng)特有的一種查詢功能。
空間數(shù)據(jù)分析是地理信息系統(tǒng)的核心功能之一。地理空間數(shù)據(jù)庫是地理信息 系統(tǒng)進行空間分析的必要基礎(chǔ)。根據(jù)數(shù)據(jù)性質(zhì)的不同,可以將空間分析分為:基于空間圖形數(shù)據(jù)的分析、基于非空間屬性數(shù)據(jù)的分析和基于二者的聯(lián)合分析。空間分 析通常釆用邏輯運算、數(shù)理統(tǒng)計分析和代數(shù)運算等數(shù)學(xué)手段。
下面著重介紹地理信息系統(tǒng)空間分析的基本功能,包括緩沖區(qū)分析、疊加分析、 路徑分析以及空間數(shù)據(jù)的合并和派生等。
緩沖區(qū)(buffer)分析在實際工作中,經(jīng)常會遇到這樣的問題,如需要知道 高速公路通過區(qū)都經(jīng)過哪些居民點。這在高速公路建設(shè)中是一個非常重要的問題,因為涉及居民的搬遷問題。在城市規(guī)劃中,需要確定公共設(shè)施(商場、郵局、銀行、 醫(yī)院、車站和學(xué)校等)的服務(wù)半徑等。所有這些問題,均是一個臨近度問題,而緩 沖區(qū)分析是解決這類問題的最重要的空間分析工具。
在地理信息系統(tǒng)中,可以對線狀、點狀、面狀地物進行緩沖區(qū)分析的緩沖區(qū), 可以是等寬度的或不等寬度的。此外對于線狀地物有雙側(cè)對稱、雙側(cè)不對稱或單側(cè)緩沖區(qū),對于面狀地物有內(nèi)側(cè)和外側(cè)緩沖區(qū),這要根據(jù)具體應(yīng)用的要求來決定。
疊加(overlay)分析在絕大多數(shù)地理信息系統(tǒng)中,地理空間數(shù)據(jù)是以圖層的 形式來表示的,同一個地區(qū)的所有數(shù)據(jù)圖層集表達該地區(qū)地理景觀的內(nèi)容,圖層可 以用矢量結(jié)構(gòu)點、線、面表示,也可以用柵格結(jié)構(gòu)來表示。疊加分析實際上是將幾個數(shù)據(jù)圖層進行疊加,產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)圖層的操作過程,新的數(shù)據(jù)圖層綜合了原來兩 個或多個圖層所具有的屬性。疊加分析又可以分為點與多邊形的疊加、線與多邊形 的疊加、多邊形與多邊形的疊加及柵格圖層的疊加。
點與多邊形的疊加即計算多邊形對點的包含關(guān)系,并進行屬性處理,既可以將
多邊形的屬性加到其中的點上,也可以將點的信息加到多邊形上。通過點與多邊形 的疊加,可以得到每個多邊形類型里有多少個點,判斷點是否在多邊形內(nèi);此外還可以描述在多邊形內(nèi)部點的屬性信息。例如,將遼寧省礦產(chǎn)資源分布圖和遼寧省政 區(qū)圖進行疊加,同時將政區(qū)圖多邊形的屬性信息加到礦產(chǎn)的數(shù)據(jù)表中,可以查詢指 定市有多少種礦產(chǎn)、儲量有多少;也可以查詢指定類型的礦產(chǎn)在哪些市里有分布等。
線與多邊形的疊加通常用于判斷線是否落在多邊形內(nèi)。疊加的結(jié)果是產(chǎn)生一個 新的數(shù)據(jù)圖層,每條線被它穿過的多邊形打斷成新弧段圖層,同時產(chǎn)生一個相應(yīng)的 屬性數(shù)據(jù)表記錄原線和多邊形的屬性信息。比如線狀圖層為河流,經(jīng)過疊加,我們可以查詢?nèi)我舛噙呅蝺?nèi)的河流長度,計算它的河流密度等。
多邊形與多邊形的疊加是gis常用的功能之一。將兩個或多個多邊形圖層進行疊加產(chǎn)生一個新多邊形的操作,結(jié)果將原來的一個多邊形分隔成幾個多邊形,新圖 層中的每個多邊形均具有輸入圖層和疊加圖層中多邊形的所有屬性,然后就可以對 新的圖層進行各種空間分析和查詢操作。
柵格圖層的疊加?xùn)鸥駭?shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)中比較典型的一種數(shù)據(jù)層面,在柵 格地理信息系統(tǒng)中,建立不同數(shù)據(jù)層面之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系是GIS的一個典型功能???間模擬尤其要通過各種數(shù)學(xué)方程將不同數(shù)據(jù)層面進行疊加運算,以揭示某種空間現(xiàn)象或空間過程。在柵格地理信息系統(tǒng)中,可以通過地圖代數(shù)(map algebra)來實現(xiàn)。它有三種不同的類型:常數(shù)與數(shù)據(jù)層面的代數(shù)運算、數(shù)據(jù)層面的數(shù)學(xué)變換(指數(shù)、對數(shù)、三角變換等)、數(shù)據(jù)層間的代數(shù)運算(加、減、乘、除、乘方等)和邏輯運 算(與、或、非、異等)。
下面給出在長白山工作的一個實例來加以說明(常禹,2001)。長白山溫度和 降水與經(jīng)度、緯度和海拔的數(shù)學(xué)模型為:
^mean=41.882 2+0.105 2.1ong_1.148 6*lat-0.005 4 alt (3-45) Rmean=5 917.206 7-7.150 3• long-102.211 6-lat+0.182 7.alt (3-46)
式中:long ----- 經(jīng)度數(shù)據(jù)層;
lat——緯度數(shù)據(jù)層; alt——海拔數(shù)據(jù)層;
/mean——年平均溫度,°C ;
空間數(shù)據(jù)的更新顯示地理信息系統(tǒng)的一個重要功能就是數(shù)據(jù)更新方便快捷。 傳統(tǒng)的地圖更新需要花費大量的人力和物力,首先要進行野外調(diào)查,接著在室內(nèi)對調(diào)查資料進行整理,最后成圖。這一過程就意味著,在一個地理區(qū)域內(nèi)的所有地物 均需要重新繪制成圖,而不考慮其是否發(fā)生變化,從而造成了極大的浪費。運用地 理信息系統(tǒng),可以只對局部空間數(shù)據(jù)進行更新,從而給數(shù)據(jù)的更新提供了極大的方便,也使成本大大降低。
空間數(shù)據(jù)的顯示是將點、線、面狀地物以符號或色彩等形式在計算機屏幕上顯示出來,以便于數(shù)據(jù)的修改和空間查詢。
空間數(shù)據(jù)的打印輸出指將設(shè)計好的專題地圖在硬拷貝輸出設(shè)備上打印輸出的過程,硬拷貝設(shè)備包括點陣打印機、噴墨打印機、激光打印機以及各種繪圖儀等, 根據(jù)輸出設(shè)備的不同,可以輸出黑白或彩色圖件。
地理信息系統(tǒng)的其他功能地理信息系統(tǒng)還具有對空間數(shù)據(jù)局部刪除、局部截 取和分割等功能。局部刪除是應(yīng)用刪除圖層將輸入圖層中相應(yīng)的地理區(qū)域刪除,而產(chǎn)生新的結(jié)果圖層;局部截取是利用截取圖層將輸入圖層中相應(yīng)的地理區(qū)域截取下 來,而產(chǎn)生新的圖層;空間數(shù)據(jù)的分割是運用分割圖層將輸入圖層分割成多個結(jié)果 圖層的過程。
④常用的GIS工具軟件。
a) 國外GIS軟件。目前國外開發(fā)的地理信息系統(tǒng)軟件比較常用的主要來自 兩家美國公司ESRI和Maplnfo開發(fā)的軟件產(chǎn)品。ESRI公司產(chǎn)品主要有PC- Arc/Info、Workstation Arc/Info、Desktop Arc/Info 和 Arc View GIS。PC-Arc/Info 主 要包括 Arcedit、Arcplot、Tables、Networks、Overlay 幾個模塊。Arcedit 用于圖 形的編輯和修改;Arcplot用于空間數(shù)據(jù)的顯示和專題圖的制作;Tables用于對屬 性數(shù)據(jù)庫進行管理;Networks用于網(wǎng)絡(luò)分析;Overlay主要用于對空間數(shù)據(jù)進行 疊加分析。Workstation Arc/Info基本模塊提供的功能和微機版Arc/Info的功能相 當(dāng)。其他7些實現(xiàn)特定功能的擴能模塊,包括TIN (地面立體模型的生成、顯示 和分析)、GRID (針對柵格數(shù)據(jù)的分析處理模塊)、ArcScan (掃描矢量化模塊)、 COGO (處理空間要素的空間關(guān)系)、ArcPress (圖形輸出模塊)和ArcSDE (空 間數(shù)據(jù)引擎);ArcCatalog (對元數(shù)據(jù)的定位、瀏覽和空間數(shù)據(jù)管理)、ArcToolbox (常用數(shù)據(jù)分析處理功能組成的工具箱)。ArcView GIS是桌面地理信息系統(tǒng),實 現(xiàn)了對地圖數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、統(tǒng)計圖和開發(fā)語言等多種文檔的管理。此外,還提供了一些擴展模塊,包括Spatial Analyst (柵格數(shù)據(jù)的建模分析)、Network Analyst (網(wǎng)絡(luò)分析)、ArcPress (制圖輸出)、3D Analyst (利用DEM實現(xiàn)三維立體透視圖)、 Image Analyst (影像分析處理)、Tracking Analyst (直接接收和回放實時數(shù)據(jù),實 現(xiàn)對GPS的支持)。
Maplnfo Professional是Maplnfo公司的主要軟件產(chǎn)品,支持多種本地或遠(yuǎn)程數(shù) 據(jù)庫,較好地實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可視化,可以生產(chǎn)各種專題地圖。此外還可以進行空間查詢和一些簡單的空間分析運算,如緩沖區(qū)分析等。該公司還推出了對Maplnfo Professional進行二次開發(fā)的MapBasic語言,釆用與Basic語言一致的語句和函數(shù), 便于用戶掌握,通過二次開發(fā),能夠擴展MapBasic的功能,并和其他應(yīng)用系統(tǒng)集成。
b) 國產(chǎn)GIS軟件。國產(chǎn)GIS軟件近年來發(fā)展很快,參加國產(chǎn)地理信息系統(tǒng)軟 件2001年測評的軟件已達43個,其中基礎(chǔ)軟件5個,桌面軟件1個,專項工具軟
件13個,應(yīng)用軟件24個。比較優(yōu)秀的軟件在技術(shù)和市場上均有明顯的競爭力。下面介紹幾種目前應(yīng)用較廣的國產(chǎn)地理信息系統(tǒng)軟件。
MapGIS是由中國地質(zhì)大學(xué)開發(fā)的地理信息系統(tǒng)軟件,其功能模塊包括:數(shù)據(jù)輸入模塊,數(shù)學(xué)化儀、掃描儀、GPS輸入;數(shù)據(jù)處理模塊,矢量數(shù)據(jù)的編輯修改、錯誤檢查、投影變換等;數(shù)據(jù)輸出模塊,空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的打印輸出; 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,與其他系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換;數(shù)據(jù)庫管理,空間庫和屬性庫的管理;空 間分析,疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析、DTM分析;圖像處理,影像配準(zhǔn)、鑲嵌、處理分 析;電子沙盤模塊;生成三維地形立體圖;數(shù)字高程模型,DEM的生成及其相應(yīng) 的操作分析。
GeoStar是由武漢測繪科技大學(xué)開發(fā)的地理信息系統(tǒng)軟件,其功能模塊包括: GeoStar,是系統(tǒng)的核心,包括從數(shù)據(jù)輸入到制圖輸出的整個GIS工作流程;GeoGrid, 數(shù)字地形模型和數(shù)字正射影像的處理和分析;GeoTin,建立TIN和DEM,進行相 關(guān)分析運算和三維立體圖的生成;Geolmager,遙感影像的處理和制圖; GeoImageDB,建立多尺度的遙感影像數(shù)據(jù)庫系統(tǒng);GeoSurf,因特網(wǎng)空間信息發(fā)布系統(tǒng);GeoScan,圖像掃描矢量化模塊。
CityStar是由北京大學(xué)開發(fā)研制的地理信息系統(tǒng)軟件,其功能模塊包括:編輯模塊,空間數(shù)據(jù)的錄入、編輯、修改;查詢分析模塊,空間數(shù)據(jù)的查詢、分析和管 理;制圖模塊,專題地圖的修飾、地圖符號制作及影像地圖制作等;掃描矢量化模 塊,線畫地圖的掃描輸入;可視開發(fā)模塊,包括OCX控件,便于用戶進行二次開 發(fā);遙感圖像處理模塊,遙感影像的糾正、增強、變換、分類等;數(shù)字地形模塊, DEM的生成及其相關(guān)運算;三維模塊,生產(chǎn)三維地形模型;GPS模塊,GPS數(shù)據(jù) 的接收、顯示和分析。
總之,上述軟件都是針對各自特定的領(lǐng)域開發(fā)的,在應(yīng)用到生態(tài)評價中時,針 對性都不強,或者說比較適用于解決部分問題。生態(tài)學(xué)家還應(yīng)發(fā)展適于自己使用的軟件。
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