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1、项目申请书项目名称：乌梁素海湿地生态建设工程信息平台的构建Study on Database for Wetland Ecological Project of Lake Wuliangsuhai内蒙古农业大学二一年一月一、基本信息项目名称乌梁素海湿地生态建设工程信息平台的构建申请人基本情况姓 名杜建民性别男年龄50学 位博士职称教授职务联系电话0471-4301059 传 真0471-4301059手 机13804742508电子邮箱工作单位内蒙古农业大学机电工程学院研究领域机电工程、环境工程通讯地址内蒙古呼和浩特市昭乌达路306号共同获准奖励1. 国家级教学成果二等奖一项；2. 自治区科技
2、进步二、三等奖各一项；3. 厅局级科技进步一等奖一项。项目研究起止时间2010年2月至2012年9月摘要湿地生态建设工程是一项长期的涉及多种因素的系统工程，本研究针对乌梁素海生态工程建设与科学管理的需要，在工程数据、遥感数据、地图资料等基础数据的支持下，利用“3S”技术、计算机技术、工程数据库技术和环境管理技术，运用Visual Basic、SuperMap和SQL Server数据库等开发软件，构建乌梁素海湿地生态建设工程信息平台。信息平台将实现对生态工程采集的坐标点进行自动格式转换与输入，在遥感图像上显示工程的进展与成果，同时通过SuperMap Objects二次开发技术，实现了对基础数
3、据及生态工程数据管理、规划设计、生态监测和制图输出等功能。信息平台能够准确、方便地存储和管理湿地生态建设工程设计和实施过程中产生的数据以及多媒体资料，方便查询和共享生态工程资料，提高生态工程数据资料管理以及设计工作的效率。为乌梁素海湿地生态治理与资源开发提供动态的数据信息，对生态工程进行（实时）动态管理与动态监测，并为生态工程规划与实施方案优化设计提供咨询。二、立项依据（一）项目的研究意义，国内外研究现状及发展趋势分析1.1研究的意义湿地是地球上重要的生存环境和生态系统，具有稳定环境、物种基因保护和资源利用功能，被誉为自然之肾、生物基因库和人类摇篮，在改善气候、抵御洪水、净化水质、保持物种基因
4、多样性、维护区域生态平衡等方面有其它系统所不可替代的作用。但近些年来，人口的急剧增长，城市化进程的不断加快，工农业的迅速发展，以及湿地资源的不合理开发利用，都导致了湿地的退化，使湿地的功能处于严重威胁中。乌梁素海是我国西部半荒漠地区具有多功能生态效益的重要湖泊。近年来，由于大量的氮磷营养物质进入乌梁素海，使享有“塞外明珠”的乌梁素海受到了严重污染，水质恶化，已演变成为以大型水生植物过度生长为主要特征的富营养化湖泊。在内蒙古乌梁素海生态治理项目中，随着对乌梁素海生态治理程度的不断加快，各生态治理工程的相继实施，管理过程中涉及的资料和信息种类日益繁多，传统的数据管理模式已难以满足当前工程数据的管理
5、需求；另一方面，乌梁素海湿地生态治理是一项十分复杂的大型系统工程，对乌梁素海制定生态规划，需要掌握生态演变及资源开发方面的数据，对乌梁素海的历史演变要有全面的了解。因此建立基于“3S”技术乌梁素海生态工程设计资料管理所需要的生态工程数据库的研究和开发显得十分重要，为乌梁素海生态工程的规划、管理、决策、评价、分析和动态监测提供技术支持，实现对生态工程的动态管理，对比不同时期乌梁素海环境与生态资料，寻求更加合理的治理模式。目前，计算机技术已广泛应用，不同规模、不同功能的湿地资源信息管理系统的投入和应用，已取得了良好的经济、社会、生态效益。随着乌梁素海生态保护工程对综合配套技术应用的迫切需要，数据库
6、、人工智能、管理信息系统、决策支持系统、网络技术、“3S”技术在湿地保护领域的应用趋向成熟。结合理论模型和定量、定性研究的结果，建立乌梁素海生态工程数据库具有重要的意义，主要表现在以下几个方面： （1）在乌梁素海的生态治理的过程中，随着原始数据和生态工程数据的不断增加，同时对数据的整理和分析均靠人工方式完成，从而工作效率低，分析设计的准确性难以得到保证，也影响了项目实施的最终效果。本系统将生态工程项目的图件、文档资料、统计数据等归类整理，通过数字化存储到系统数据库中，实现了空间数据与属性数据的统一管理，大大提高了工作效率，这为海量数据管理提供科学方法。（2）地理信息系统是一种以空间三维信息结合
7、一维属性信息的计算机处理系统，能够结合空间信息进行空间分析，完成多种形式的运算和输出，提供空间数据、分类统计、空间量算等功能，为乌梁素海生态工程项目的分析决策提供技术支持。（3）乌梁素海生态工程数据库是利用“3S”技术、计算机技术、数据库技术和环境管理科学技术建立起来的一个工程数据库。系统是基于乌梁素海基础地理信息数据，结合整个乌梁素海资源特征、乌梁素海流域土地利用现状、地形地貌等，同时通过对沉水植物收割工程、芦苇蔓延控制及疏浚工程、湖底挖深工程、水循环改善工程、湖周水土保持工程、引黄补水工程、水生资源开发利用工程等工程管理资料，为政府对乌梁素海的管理、规划、开发利用等决策提供科学的依据。（4
8、）利用“3S”技术集成进行乌梁素海调查和研究具有客观、准确、高效等特点，能够准确获取乌梁素海的各种资源和工程信息，包括湿地环境条件、生态资源和工程治理程度，为湿地保护和管理提供科学依据，是目前湿地研究发展的一个趋势。1.2国内外研究现状及发展动态 “3S” 技术在国外起步较早，目前已处于比较成熟的阶段，并大量应用于湿地研究中。美国在90 年代建立了路易斯安那湿地恢复空间决策支持系统（SDSS)，用于湿地恢复中的淡水转换、沉积转换、沼泽管理、海岸线固定等各类项目的评价工作。系统除了具有数据浏览、查询等基本GIS 管理功能外，还可利用分析模型做出定量评价、用以分析所有申报项目的环境、生态及经济等效
9、益，从而选择最佳的湿地恢复招标项目，具有较强的实用价值4；美国学者在采用GIS技术收集、贮存、分析、合成湿地水文建模所需的海量数据，并以GIS 技术检验模型的精度方面进行了探索，为冲积平原水资源管理和盆地地区规划设计建立了水力模型5。在我国，“3S”技术已被广泛应用于湿地研究，其在湿地资源调查、湿地动态变化监测、湿地景观格局变化研究和湿地多样性调查分析等方面发挥着积极的作用，如刘振乾等6以1996年和1997年TM影像作为信息源，对黄河三角洲和辽河三角洲湿地信息进行提取，以GPS技术为支持进行湿地野外验证和修改，最后以GIS技术进行数据分析，对黄河三角洲和辽河三角洲湿地资源进行调查研究；张志锋
10、等7基于GIS和RS技术，利用多源遥感影像融合技术和GIS叠加分析功能，进行人机交互解译，得出北京市野鸭湖湿地自然保护区及周边区域在1998年、2000年和2002年的湿地资源现状；周华茂8等以若尔盖高原的湿地资源为调查研究对象，进行目视判读、遥感图像处理与机助解译分类和遥感制图等方面的工作，完成了若尔盖高原1：10万湿地资源现状调查，并建立湿地资源信息管理系统；黄桂林等9对辽河三角洲湿地1994年和1997年两景TM影像采用目视判读，并辅以GPS进行现场判读，勾绘出不同湿地类型，再以GIS技术进行数据处理和分析，对辽河三角洲湿地动态进行监测，并对双台河口国家级保护区1994年和1997年两时
11、相的湿地类型与面积进行分析；刘晓曼10等以1986年和2000年遥感影像作为基本数据源，在RS和GIS技术支持下，对东北地区湿地资源动进行动态变化监测；黄进良11利用RS和GIS技术对多时相遥感影像进行处理，获取不同年份、不同季节的洞庭湖湿地类型面积，并结合多种文献资料，研究1949年以来洞庭湖湿地面积的季节变化与年际变化；赵微12等通过对野鸭湖湿地的TM影像和IRS影像进行处理，获得两期土地利用专题图，再运用GIS技术进行分析研究，获得野鸭湖湿地土地利用和覆盖变化的情况；汪爱华13等以景观生态学理论为基础，采用RS和GIS相结合的方法，探讨了三江平原沼泽湿地的动态变化特征并进行景观分析，研究
12、结果表明，19802000年间三江平原沼泽湿地的景观格局发生了较大变化；张明祥14等以辽宁双台河口自然保护区为研究区域，利用1994年和1997年两期TM数据进行GIS数据处理，进行各类湿地景观指数的计算，得到保护区濒海湿地景观的动态变化特征；蒋卫国15等以1986年和2000年遥感影像为基本数据源，基于空间景观格局的原理，运用RS和GIS技术，对三江平原湿地景观空间格局进行动态变化研究，结果显示，19862000年期间，该地区的湿地景观格局发生了显著变化，湿地景观趋于破碎化。“3S”技术在湿地管理方面，主要是以RS和GPS数据为数据源，利用GIS的空间分析功能和属性数据管理功能，建立湿地信息
13、系统，对湿地资源进行管理。参考文献1 孙广友. 中国湿地科学的进展与展望J. 地球科学进展，2000，15(6)：666-672.2 白军红，王庆改. 中国湿地生态威胁及其对策J. 水土保持研究，2003，14(4)：247-249.3 尚士友，吴利斌，郁志宏等. 乌梁素海湿地环境与资源地理信息系统的研究J. 干旱区资源与环境.2003，17(5):59-64.4Lyon J G，Cart by J M.Wetland and Environmental Applications of GIS，Lew is Publishers，NY，19955Clarence Robbins. Stephe
14、n P， Phipps. GIS / water resource tools for performing flood Plain management modeling analysis. Awra symposium on GIS and water resource，1996. 22 26 .6刘振乾，徐新良，吕宪国3S技术在三角洲湿地资源研究中的应用J地理学与国土研究，1999，15(4)：87917张志峰，宫辉力，赵文吉等基于GIS、RS的野鸭湖及周边湿地资源动态变化分形研究J国土资源遥感，2004，3：42458周华茂，曾良修，喻歌农等卫星遥感和地理信息系统在湿地资源调查中的应用
15、J西南农业学报，2000，13(2)：78829黄桂林，张建军，韩爱慧等3S技术在辽河三角洲湿地监测中的应用辽河三角洲湿地资源及其生物多样性的遥感监测系列论文之二J林业资源管理，2000，5：515610刘晓曼，蒋卫国，王文杰等东北地区湿地资源动态分析J资源科学，2004，26(5)：10511011黄进良洞庭湖湿地的面积变化与演替J地理研究，1999，18(3)：29730412赵微，官辉力，赵文吉基于RS与GIS的野鸭湖湿地土地利用/覆盖动态变化研究土地J遥感技术与应用，2004，19(3)：17718113汪爱华，张树清，何艳芬RS和GIS支持下的三江平原沼泽湿地动态变化研究J地理科学，2002，22(5)：63664014张明祥，董瑜.双台河口自然保护区濒海湿地景观变化及其管理对策研究J.地理科学，2002，22(1):11912215蒋卫国，王文杰，谢志仁等基于RS和GIS的三江平原湿地景观变化研究J地理与地理信息科学，2003，19(2)：2831（二）、研究方案2.1研究内容本论文应用“3S
