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GIS 技术在生态环境研究中的应用 摘要:GIS 是一种功能十分强大的信息处理系统。近年来，GIS 系统得到了广泛的运用，产生了巨大的经济和社会效益。由于传统生态环境研究本身存在着局限，使得GIS在生态环境研究中的应用凸现出得天独厚的优越性，并在不同的研究方 向都发挥着重要作用。 关键词:GIS、地理信息系统、生态环境、应用 1、GIS 简介 GIS 是英文 Geographic Information System 或 Eeo-Information System 的缩写，可以简单定义为用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统。 一个GIS 系统主要包括①空间数据输入子系统;②数据存储与检索子系统;③数据分析与信息处理子系统;④数据输出子系统。功能构成包括:①数据采集、检验、编辑;②数据操 作运算;③数据储存、组织;④数据查询、检索、统计、计算;⑤数据空间分析;⑥数据实现。 2、GIS 技术应用于生态环境研究的可行性和优越性 GIS以其强大的空间与属性信息一体化管理及空间分析能力在不同的领域、行业获得了广泛的应用。随着不断进入科研和应用领域，GIS技术已具备了在生态环境监测与分析方面作 为主要技术手段的能力。另外，GIS 技术的发展过程本身就包括其在生态环境科学中应用的不断深入发展，利用 GIS 进行生态环境分析评价与规划决策等方面已积累了大量的经验，并体现出如下的优越性:①可以充分利用GIS 技术实现对生态环境各要素的综合、动态、实时监测，获取丰富全面的信息; ②利用GIS对生态环境数据处理与空间分析，可以克服分析方法的不足，实现生态环境信息分析的空间与属性信息一体化分析与综合处理的功能，还可以实现对生态环境演变的模拟和预测; ③ GIS 技术对生态环境的监测与分析的效率高、成本低、精度高、用途广，较传统方法在各方面都有较大的优越性。 3、GIS 技术在生态环境研究中的应用 3.1 生态环境监测与生态环境演变的动态模拟。 生态环境的演变周期长，一旦失衡，就很难复原，造成的灾害很严重。GIS 技术通过对多源、多时相遥感图像的分析，能对过去历史过程进行近似的再现与模拟，并对未来的生态环境演变进行模拟和演示，对预警生态环境灾难的发生具有非常现实的意义。 3.2 区域生态环境治理。 GIS可以将RS（遥感）与GPS（全球定位系统）获取的数据从定量、动态和机制等方面进行综合集成，建立具有实时、空间表达详尽等特点的区域生态环境时空变化模型。通过对遥感图像的分析，了解过去若干年内该区域生态环境的变化过程，并将其与驱动因子联系起来，建立解释生态环境当前和未来变化的经验性诊断模型，为区域生态环境治理提供科学的依据。 3.3 生态环境动态监测。 生态环境动态监测具有长期性、实时性、综合性和周期性等特点，需要大范围的、实时监测的生态环境参数;数据必须具有较高的精度和准确度，并得到有效的管理和迅速的处理。GPS 与GIS 的结合可构成生态环境实时数据采集与分析系统。传感器采集到的数据经处理后记录在文件中，并与GPS 测定的坐标数据一起输入到GIS数据库中，利用GIS 进行生态环境参数的定量、定性分析及分析预测生态环境的动态变化。 3.4 生态环境评价。 生态环境的评价、管理是建立在生态环境监测数据的基础上的。在生态环境数据采样时，首先获取需采样的生态环境指标的定性信息，然后制定出合理的采样方案和重点采样区。采样完成后将预处理的信息输入到GIS中，得到有关生态环境因子的分布图，然后利用GIS进行全区域生态环境的综合评价，再将评价指标输入到生态环境管理规划模型中，制定出该区域的生态环境规划策略。 3.5 生态环境管理与规划。 对生态环境要素进行动态监测，获取生态环境信息。获取的信息输入GIS 数据库中，经过管理和编辑，生成各种统计图象和专业模型以满足实际需要。 3.6 生物多样性研究。 ①植被类型调查:植被是其他自然要素的指示，综合反映所在地的自然和社会条件，其变化信息在生物多样性变化的研究中具有十分重要的意义。近年来，利用GIS等空间信息技术进行植被资源进行植被资源的调查逐渐走向成熟:Ringrose 应用GIS 和RS 技术进行博茨瓦纳南部植被变化的研究; Blackburn 等根据树冠覆盖间隙，利用GIS 与航空遥感图像进行落叶林地的生态调查; ②野生珍稀动物的调查研究:野生珍稀动物是生物多样性研究和保护的重要目标。通过对其生境及其栖息地状况(包括地形、土壤、水源、植被覆盖特征、人类活动影响等)的研究与分析，可以间接反映其生物多样性情况。Herr 等利用GIS 与RS 技术对鹤的栖息地进行研究，通过数据层的生成、栖息地描述、分布预测，建立栖息地模型，实现对研究区鹤的生物多样性信息的调查; ③