3S技术在野生动物生境研究中的应用
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2020.05现阶段,森林资源采伐过度的问题极为显著,造成此现象出现的主要原因是因为各行业缺少充足的生产资源。
林业可持续发展在很大程度上会影响到地方建设,而资源可持续应用的一项重要举措便是人工种植管理,其能够使植物生长效率一直同步于森林资源使用效率。
森林资源是否得到合理管理,直接影响着社会和经济效益,所以我们不仅要第一时间加深对森林资源现状的了解和掌握,同时还要将其动态变化规律充分掌握好。
但是,森林资源具有的动态性和再生性等特点,经常不能很好的对其展开调查,规划设计更是难上加难,所以需要充分借助“3S”技术的优势,进一步提高森林资源调查规划设计的效果。
1 “3S ”技术在森林资源调查、监测中的应用现阶段,我国森林资源已具备较高的管理水平,且监测与管理体系也日趋完善。
而为了进一步提高森林资源监测管理工作的质量,应把其当作基础统计数据源,最大化发挥出其作用。
在具体调查森林资源时,应认真分析光谱观察波段和卫星分辨率,与实际情况相结合选择地面抽样技术和遥感数据源[1]。
立足于GPS技术,合理运用CIS技术确保数据分析更加准确,将森林资源监测体系建立起来,并不断完善。
应用RS技术动态监测森林资源,能够很好的收集到固定时间中森林资源的观测影像数据,及时更新数据信息。
GPS技术可以充分了解固定目标位置,可以在造林更新活动和森林资源开发过程中将区域边界定位的功能充分发挥出来。
之后,CIS技术可以全面分析GPS定位数据和RS数据。
2 “3S ”技术在森林火灾监测中的应用火灾带给森林资源的影响极大,因为其预防难度大,具有很强的突发性,一旦发生难以控制。
运用3S技术系统性、全面性地实时观测森林资源,可以第一时间发现火情,并立即发送现场火灾情况给消防指挥中心,以便于消防人员迅速判断火灾情况,同时马上做出反应,调配消防人员展开救援。
3 “3S ”技术在森林病虫害监测中的应用森林植物若是发生病虫害,会严重影响林木的生长。
而3S借助则能够通过对绿色植物的光谱效应予以利用来对森林病虫害进行监测。
3S技术应用课程论文课程名称: 3S技术应用论文题目:简述3S技术在野生动物生境研究中的应用学院:林学院专业班级:姓名:学号:完成时间:2013年6月30日指导老师:成绩:简述3S技术在野生动物生境研究中的应用摘要:3S技术作为可快速、准确、科学、实时地获取和处理空间信息的新方法,具有较广泛的应用性。
本文从3S技术与生物多样性、野生动物生境格局与破碎化、生境因子特性、生境分析模型建立、野生动物迁徙、生境评价和生境恢复建设几个方面简单地阐述野生动物生境研究中3S的应用问题,并提出野生动物生境研究将朝着3S技术集成、GIS与数学模型结合、数据可视化模拟、网络化和智能化的方向发展。
关键词:3S技术,野生动物,生境Abstract: 3S technology as a new method that could be quick, accurate, scientific, real-time for information access and processing space has a wider applicability. In this paper, 3S Application is briefly elaborate d in 3S technology and biodiversity, wildlife habitat pattern and fragmentation, habitat factor characteristics, habitat analysis model, wildlife migration, habitat assessment and habitat restoration construction in wildlife habitat studies and it is proposed that wildlife habitat study will toward 3S technology integration, GIS combination with mathematical models, data visualization simulation, networking and intelligent direction.Key words: 3S technology,Wild animal,Habitat1 前言野生动物是自然生态系统的重要组成部分,是全人类共有的宝贵财富。
收稿日期:2004-05-31; 修订日期:2004-09-27 基金项目:国家自然科学基金项目(40361007);云南省自然科学基金项目(2002D0036M ) 作者简介:王金亮(1963-),男,教授,博士,研究方向为遥感与GIS 在资源环境保护与管理中的应用。
3S 技术在野生动物生境研究中的应用王金亮,陈 姚(云南师范大学旅游与地理科学学院,云南昆明650092)摘要:3S 技术可快速、准确、实时地获取、处理空间信息,具有广泛的应用性。
该文从野生动物生境格局、生境破碎化、生境因子特性、生境分析模型建立、生境评价和生境恢复建设等方面,综合评述野生动物生境研究中3S 的应用问题,并提出野生动物生境研究将朝着3S 技术集成、GIS 与数学模型结合、数据可视化模拟、网络化和智能化的方向发展。
关键词:3S 技术;野生动物生境;生物多样性保护中图分类号:Q958;P208 文献标识码:A 文章编号:1672-0504(2004)06-0044-04 “生境”(Habitat )是生物体或生物群体自然分布的地方或地段,它不仅是生物生活的空间,而且包括其中全部生态因素的综合体。
野生动物与其生境密切相关,生境为野生动物提供了生存、繁衍及种群发展所需的资源;野生动物对环境具有依赖性,环境因子的变化能够促进野生动物对环境的适应,进而促进生物的进化和物种的形成。
开展野生动物生境的保护研究将有助于生物多样性保护。
随着人类活动范围的不断扩大,野生动物的生境受到了愈来愈严重的威胁。
如何准确、及时、动态地获取野生动物生境的现状信息和变化信息,并对导致其变化的因素作出分析与评价,对野生动物保护具有重要意义。
传统的方法主要是利用野外的抽样调查、室内试验等手工汇集方法获得野生动物生境数据,数据的现时性、准确性和可靠性都受到了极大的限制[1-4],难以满足野生动物生境研究的需要。
分析讨论3S 技术在野生动物生境研究中的应用,可为野生动物栖息地保护研究提供有力的支持。
2024年第10期现代园艺林业调查规划设计中“3S”技术运用探究———以连平黄牛石保护区为例吴洁映,何海俊,熊祥健,谢常青,叶海燕(广东连平黄牛石省级自然保护区管理处,广东连平517100)摘要:目前,各区域内的林地资源消耗量呈现增多的趋势,使得林业资源的基础性影响愈发明显,为保证企业的进一步发展,应加强林业调查规划设计中“3S”技术的应用,提升后续林业规划与调查工作水平。
基于此,以广东连平黄牛石省级自然保护区为例,分析了工程案例,阐述了“3S”技术,提出了林业调查规划设计中“3S”技术的应用措施。
关键词:林业调查;规划设计;3S技术林业调查规划设计应合理应用“3S”技术,针对广东连平黄牛石省级自然保护区的情况,探索该地的生物资源、发展潜力并调查野生动植物资源变化情况,检索与林业调查相关的数据内容,并上传到数据库内,以满足后续林业调查规划设计工作需要。
1工程案例分析广东连平黄牛石省级自然保护区(以下简称为“保护区”)地理位置处于粤赣两省的交界处,北部和江西省九连山相互连接,东北部和连平县的上坪镇交界毗邻,西南和陂头镇临近(见图1)。
保护区的主要保护对象是中亚热带的常绿阔叶,代表性植物有金斑喙凤蝶、黄腹角雉、兰科植物以及南方红豆杉等。
经计算,保护区总面积4420.32hm2;保护区所在位置为114°25'16"~114°29'51"E、24°25'35"~24°30'53"N。
保护区位于亚热带季风气候区,具有相对复杂的山地气候特点。
春季长期处于低温多雨环境,夏季相对炎热,秋季相对干旱,冬季较为严寒。
保护区中的最高峰是黄牛石顶,海拔1430m;保护区中的最低点在麻陂河,海拔220m,最高峰和最低点之间的海拔高差较大,使该地的植被呈现出垂直带谱的结构形态[1]。
2“3S”技术分析2.1GNSS定位技术在使用GNSS定位技术时,运用卫星电磁波载波相位测距码,执行伪距的测量工作。
3S技术在生态环境监测中的应用3S技术是一种集三维可视化技术(Three-dimensional visualization)、遥感技术(Remote sensing technology)和地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)于一体的技术系统,它在生态环境监测中具有广泛的应用。
下面将从三维可视化、遥感技术和地理信息系统三个方面来介绍3S技术在生态环境监测中的应用。
三维可视化技术是3S技术的核心之一,它可以将实际的地理环境通过三维模型的方式进行可视化展示。
在生态环境监测中,三维可视化技术可以将地理信息转化为形象、直观、立体的图像,使监测人员能够更加清楚地了解到环境的变化和特点。
通过三维可视化技术可以展示出地表覆盖类型、植被分布、地形起伏等信息,从而帮助监测人员分析生态环境的状况,及时发现环境问题。
遥感技术是3S技术中的另一个重要组成部分,在生态环境监测中具有广泛的应用。
遥感技术可以通过获取卫星遥感图像或者航空摄影图像等数据,对地表的自然和人为特征进行识别和分析。
在生态环境监测中,遥感技术可以用于监测植被覆盖度、土地利用变化、湖泊水面变化等生态环境参数。
通过遥感技术可以实现对较大范围的地区进行高效、全面的监测,提供科学的决策支持和数据支撑。
地理信息系统(GIS)是3S技术的另一重要应用工具,在生态环境监测中发挥着重要作用。
地理信息系统通过对地理空间数据进行获取、处理、存储、分析和显示等操作,可以对生态环境数据进行管理和应用。
在生态环境监测中,地理信息系统可以对湿地资源、水质、空气质量等生态环境要素进行分析和评价,帮助决策者更好地制定环境保护和生态修复的政策。
地理信息系统还可以将不同来源的空间数据进行整合,帮助监测人员进行综合分析和决策。
3S技术在生态环境监测中的应用可以通过三维可视化技术展示地理信息,遥感技术获取地表特征参数,地理信息系统对数据进行管理和分析,实现对生态环境进行全面、细致的监测和评估。
基于3S技术的湿地生态环境质量评价以野鸭湖湿地为例一、本文概述随着人类活动的日益频繁,湿地生态环境面临着巨大的压力,其保护与管理成为生态环境领域的重要课题。
本文旨在利用3S技术——遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS),对野鸭湖湿地的生态环境质量进行综合评价。
通过这一评价,我们期望能够为湿地的保护和可持续利用提供科学依据,同时也为类似湿地的生态环境质量评价提供方法和技术参考。
本文将简要介绍湿地生态环境质量评价的重要性和意义,以及3S技术在生态环境评价中的应用背景和优势。
接着,将详细阐述研究区域——野鸭湖湿地的地理位置、生态环境特征以及当前面临的主要环境问题。
在此基础上,本文将构建湿地生态环境质量评价的指标体系,并运用3S技术进行数据的获取、处理和分析。
通过定性和定量的方法,对野鸭湖湿地的生态环境质量进行全面、客观的评价。
本文将根据评价结果,提出针对性的湿地保护和管理建议,以期为野鸭湖湿地的可持续发展提供决策支持。
也将对本文的研究方法、结果和结论进行总结,并指出研究中存在的不足和未来的研究展望。
二、3S技术概述在湿地生态环境质量评价中,3S技术——地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和全球定位系统(GPS)发挥着至关重要的作用。
这些技术的集成使用,为湿地生态环境质量评价提供了高效、准确且全面的数据获取、处理和分析手段。
地理信息系统(GIS)是一种用于采集、存储、管理、分析和显示地理空间数据的计算机系统。
在湿地生态环境质量评价中,GIS技术可以实现对湿地地形、地貌、水文、植被等空间信息的有效管理和可视化表达,有助于研究人员深入了解湿地的空间分布和生态特征。
遥感(RS)技术则通过搭载在飞机、卫星等飞行器上的传感器,对地球表面进行远距离、无接触的探测和测量。
在湿地生态环境质量评价中,遥感技术可以实现对湿地范围、湿地植被分布、湿地水体状况等信息的快速获取,为湿地生态环境的动态监测提供了有力支持。
3s技术在生物多样性调查研究中的应用作者:冯蔚刘有成王明怀来源:《现代园艺·综合版》2017年第05期摘要:随着生物多样性问题的日益突出,对生物多样性的研究与保护提出更高的要求。
但由于传统调查方法的局限性,迫切需要新的技术支持。
将3S技术应用于生物多样性研究,一方面可以弥补传统调查手段的不足,另一方面为生物多样性的调查研究提供了新的途径与技术支持。
本文简述传统调查及其局限性,引出3S技术,在总结3s技术在生物多样性研究中应用现状的基础上,对其应用发展前景进行了展望,为林业调查研究提供指导。
关键词:3S技术;生物多样性;调查研究生物多样性是人类赖以生存的物质基础,近年来,由于生物资源的过度开发,环境污染日益严重,造成生境的丧失和片段化以及外来种的侵入,资源的保护与可持续利用面临严峻的挑战,从而导致生物多样性下降。
《全国生态环境规划》中指出:我国已有15%~20%的动植物种类受到威胁,高于世界平均水平的30%~50%。
因此,及时、准确、动态地获取生物多样性现状和变化信息,并对导致其变化的因素做出分析与评价,在目前生物多样性研究与保护中具有重要的意义。
传统的调查研究方法因其局限性,难以满足不断深入的生物多样性研究与保护的要求。
随着计算机技术、信息技术、空间技术的发展与完善,利用3S技术所进行的生态学研究与应用已深入到生态学的许多领域,为生物多样性调查与研究带来了新的思路与方法。
1调查方法1.1传统的调查方法不同类型的生物多样性数据是进行生物多样性研究与保护的基础,数据质量直接影响着评价与保护的结果。
传统方法主要是利用野外抽样调查、室内试验和各地调查数据的手工汇集等方法获得生物多样性数据,数据的现势性、准确性和可靠性受到极大的限制,因而传统的调查方法存在着下列局限性:(1)受地面条件如地质地形、水文、气候等的限制且调查采样点覆盖面窄,对热、高、寒等生物多样性具有特殊意义的区域调查困难,常存在数据信息的空白。
收稿日期:2004-05-31; 修订日期:2004-09-27 基金项目:国家自然科学基金项目(40361007);云南省自然科学基金项目(2002D0036M ) 作者简介:王金亮(1963-),男,教授,博士,研究方向为遥感与G IS 在资源环境保护与管理中的应用。
3S 技术在野生动物生境研究中的应用王金亮,陈 姚(云南师范大学旅游与地理科学学院,云南昆明650092)摘要:3S 技术可快速、准确、实时地获取、处理空间信息,具有广泛的应用性。
该文从野生动物生境格局、生境破碎化、生境因子特性、生境分析模型建立、生境评价和生境恢复建设等方面,综合评述野生动物生境研究中3S 的应用问题,并提出野生动物生境研究将朝着3S 技术集成、GIS 与数学模型结合、数据可视化模拟、网络化和智能化的方向发展。
关键词:3S 技术;野生动物生境;生物多样性保护中图分类号:Q958;P208 文献标识码:A 文章编号:1672-0504(2004)06-0044-04 “生境”(Habitat )是生物体或生物群体自然分布的地方或地段,它不仅是生物生活的空间,而且包括其中全部生态因素的综合体。
野生动物与其生境密切相关,生境为野生动物提供了生存、繁衍及种群发展所需的资源;野生动物对环境具有依赖性,环境因子的变化能够促进野生动物对环境的适应,进而促进生物的进化和物种的形成。
开展野生动物生境的保护研究将有助于生物多样性保护。
随着人类活动范围的不断扩大,野生动物的生境受到了愈来愈严重的威胁。
如何准确、及时、动态地获取野生动物生境的现状信息和变化信息,并对导致其变化的因素作出分析与评价,对野生动物保护具有重要意义。
传统的方法主要是利用野外的抽样调查、室内试验等手工汇集方法获得野生动物生境数据,数据的现时性、准确性和可靠性都受到了极大的限制[1-4],难以满足野生动物生境研究的需要。
分析讨论3S 技术在野生动物生境研究中的应用,可为野生动物栖息地保护研究提供有力的支持。
1 3S 技术在野生动物生境研究中的应用现状3S 技术是地理信息系统(G IS )、遥感(RS )、全球定位系统(G PS )有机结合与集成的总称。
以G IS 为核心的3S 技术的结合与集成,构成了对空间数据实时采集、更新、处理、分析以及为各种实际应用提供科学决策咨询的强大技术体系。
目前许多专家利用3S 技术在野生动物生境的研究中取得了丰硕成果[1-4],为野生动物生境的保护和恢复提供了科学依据。
1.1 生境格局及生境破碎化研究景观空间格局是生态系统或系统属性空间变异程度的具体表现[6],可以反映不同的景观功能和生态过程。
景观格局及变化会影响野生动物的栖息、迁移及觅食等活动。
通过景观格局的变化可以研究生态系统受干扰的程度、生态承载力的大小和生境适宜性的变化。
目前对景观格局的研究多局限于自然或人为景观方面,对生境格局的研究较少。
例如,王凌等在利用RS 和GIS 对辽河三角洲土地覆被变化进行研究的基础上,引用空间多样性指数分析了该地区野生动物生境的格局变化[7]。
生境破碎化是指由于人类活动或自然因素导致的景观由简单、均质、连续的整体向复杂、异质、不连续的斑块镶嵌体演化的过程。
通常线状或带状的廊道是引起生境破碎化的动因[8]。
生境破碎化将导致景观中面积较大的自然栖息地不断被分隔破碎,生态功能逐渐降低[2]。
野生动物生境破碎化程度的高低,一方面表示生境对野生动物多样性维持和保护的贡献大小。
一般在生境面积相等的情况下,破碎化程度越高,景观斑块越小,对野生动物越不利。
另一方面表示生境功能的高低,景观破碎化程度越高,生境的功能越单一。
生境的破碎化程度在很大程度上影响了生境景观的空间分布状况,即生境的格局。
近几十年来,野生动物生境日趋破碎化,这不仅改变了生境的质量、食物基地的类型和动物赖以生存的小气候,严重影响动物的生存和繁衍,而且增加了动物之间的竞争和近亲繁殖率,给生物多样性带来了很大的威胁[9,10]。
研究生境破碎化对动物生存和繁衍的影响,是近年在景观生态学基础上兴起的热门研究领域。
例如,陈利顶等利用GIS 技术对卧龙自然保护区大熊猫(Aliuropoda melanolecuca )生境破碎第20卷 第6期2004年11月 地理与地理信息科学G eography and G eo -In formation Science V ol.20 N o.6N ovember 2004化的研究,指出该地区生境破碎化程度严重影响了大熊猫的生存[11];张洪亮等在Arc/In fo和ArcView的支持下,对构成生境的基本要素图形数据库进行叠加分析,研究了西双版纳纳板河流域生物圈保护区印度野牛(Bos gaurus readei)的生境格局[12-14];年波等应用遥感技术对滇金丝猴生境的破碎化程度进行遥感影像处理,分析和评价了研究区内滇金丝猴的生境状况,为后期生境的研究奠定了基础[15]。
1.2 生境因子的研究生境作为生物生活的空间和其中全部生态因素的综合体,包括生态因子和非生态因子之间的相互关系和相互影响。
其中生境因子包括地形、土壤、水源供给、植被覆盖特征、人类活动影响等因素。
通过生境因子的研究,可以明确区域内生态因子和非生态因子之间的相互关系,评价生境的适宜性,因此生境因子研究成为评价野生动物生存环境的重要指标。
3S 技术的应用丰富了生境因子研究的手段和方法。
例如,H ooker等应用GIS技术对影响加拿大东部海岸鲸鱼分布的水深、温度以及时间等生境因子的分析,获得了鲸鱼的分布图和丰富度图,为评价和保护鲸鱼提供了科学依据[16];刘雪华利用GIS技术研究了卧龙自然保护区大熊猫分布与人类活动之间的关系,通过比较潜在生境分布和现实生境分布,找到了两者之间的差异[17],为大熊猫保护区规划与管理提供了有力支持。
1.3 生境分析模型研究科学模型是按照科学研究特定目的,用物质形式或思维形式再现原型客体本质属性和本质关系的系统,是被研究客体的一种类似物[18]。
GIS不仅可对地理空间数据进行编码、存储和提取,还将现实世界各个侧面的思维评价结果作用于模型,得到综合分析评价结果;也可将自然过程、决策和倾向的发展结果以命令、函数和分析模拟程序的形式作用于相关数据,模拟这些过程的发生、发展,对未来的结果做出定量与定性预测,从而预知自然过程的结果,对比不同决策方案的效果以及特殊倾向可能产生的后果,以做出最佳决策,避免和预防不良后果的发生[5]。
可是生境模型将要解决的问题往往错综复杂,需要预测某个系统随时间演变的情况。
以生态学理论为指导,将GIS 与数学模型结合成为一种很好的预测工具,尤其是栅格数据对空间数据的模拟与分析非常有效[19]。
基于3S技术的生境模型有三种方式[20]:1)利用GIS软件内部提供的函数或模型进行空间动态分析或模拟,如通过空间叠加证实物种的适宜性生境、通过点数据的插值为无数据地区估值等。
2)利用遥感技术采集的生境因子,结合历史背景信息、物种空间分布情况建立统计性GIS模型。
如Lian综合利用多元统计技术和GIS技术建立Logistic回归模型,对美国驼鹿(Alesa lces)的空间分布格局进行预测[21];张洪亮、李芝喜等在GIS技术的支持下,综合运用贝叶斯统计推理技术,建立了印度野牛生境的Logistic多元回归模型和贝叶斯综合模型,该研究弥补了GIS技术支持的生境研究在启发式推理中的不足[13,14];Jose采用贝叶斯综合模型对美国亚利桑那州红松鼠(T amiasciurus huds onicus)的空间分布格局和生境适宜性进行评价[22];美国学者Boone利用GIS技术建立蒙大拿州西南部地区的动物个体及群体的迁移行为扩散模型,通过对土地利用的评估,研究了洛基山地区北美灰熊迁移的影响因素[23]。
3)将GIS与时空模型相耦合,成为耦合的GIS 模型。
3S技术与数学模型的结合将为获取与生境有关的时间、空间环境因子的相互关系提供强有力工具,进而弥补3S技术在启发式推理能力上的不足,并有效解决对空间变化的模拟分析。
利用GIS技术建立更完善的生态模型将是今后发展的趋势之一[24]。
1.4 野生动物生境评价研究通过对野生动物生境破碎化及空间格局的分析,进行生境的质量评价和评估是野生动物保护研究必不可少的工作。
通过GIS的叠加分析,可以将影响动物分布的各个因子(如生态因素、非生态因素以及人为影响因素)结合起来,以不同数据图层来表现,经过叠加后找到动物生存各因子的适合水平以及各因子对生物生境的影响和综合作用程度,这在生境评价中非常有用。
国内外都在开展此项研究,如Harris on等利用GIS技术对北美东部狼生境的范围和连接度进行了研究,通过对当地土地利用、人口密度、道路密度以及狼的数量等方面数据的分析,找到了狼生境变迁的规律[25];李欣海等利用GIS技术对朱 栖息地地形、植被、水域和人为影响等因素的分析和评价,得到了生境对朱 的综合适宜度以及相关因素的重要程度[26];欧阳志云等利用GIS技术对卧龙自然保护区内大熊猫的分布和生境关系的研究,评价了大熊猫生境质量及其空间格局,并讨论了生境评价的方法和技术[27,28];李芝喜等综合利用遥感和GIS技术对西双版纳勐养自然保护区亚洲象(Elephas maximus)生境的评价[29]。
1.5 野生动物生境恢复建设研究野生动物生境的恢复建设是在野生动物生境现状研究和评价的基础上,以景观生态学的理论为指导,合理地规划和建设生境的空间结构,将生境中的页54第第6期 王金亮等:3S技术在野生动物生境研究中的应用各种廊道、斑块与基质的数量和空间格局进行优化设计,使生境充分发挥其功能,维护生境生态系统的平衡,为生物多样性创造健康的生存空间。
目前3S 技术的应用为野生动物生境恢复建设提供了更为科学的技术支撑。
例如,张艳红等通过对向海地区影响鹤类生境选择的重要因子,包括芦苇面积、苇下水位变动和邻近水域大小等研究,建立了该地区的数字高程模型,并将其与从遥感影像上获取的向海湿地景观信息在Arc/In fo支持下进行空间叠加分析,建立了水位与芦苇分布的动态关系,以及不同水位以上芦苇面积的等级分布规律,这种模拟对向海自然保护区鹤类生境的优化管理及其生境的恢复建设提供了科学的决策依据[30]。
此外,王岐山[31]、黄兆峰[32]等分别利用GIS对丹顶鹤(Crus japonensis)和福建梅花山自然保护区华南虎(Panthera tigris am oyen2 sis)栖息地进行规划研究。
2 3S技术在野生动物生境研究中的应用前景目前生物多样性问题的全球化和生物多样性保护的社会化,必将推动3S技术在野生动物生境中的应用向深层次发展。