面向应用的高校GIS教学探索与实践

高校GIS教学是近年来国内探讨的热点教学问题之一,涉及到GIS专业课程体系设置、教学内容设置、实践环节设置、教学体制改革等多个方面;但这些探讨主要是针对GIS专业学士学位与硕士学位教学而引发的,较少关注非GIS专业学位的GIS教学问题.本文通过分析清华大学GIS教学发展与现状,结合作者在GIS教学中的探索与实践,从教学平台、教学内容、授课形式、考试方式、教学效果等几个方面,讨论如何开展针对非GIS专业、面向应用的高校GIS教学模式,与全国高校GIS教育工作者共勉.     

基于极化相干矩阵的河流水质污染监测初探

利用遥感手段监测水质污染具有监测范围广、实时性强的优点。本研究选择中国南方地区水质变化明显的河流区域作为研究对象,利用C波段星载极化合成孔径雷达(极化SAR)卫星RADARSAT-2提供的数据,对基于极化SAR的河流水质污染监测技术进行了初步研究。首先介绍了电磁波的极化现象以及极化SAR的基本原理;其次结合一次同步测量实验,提取河流区域,并对极化SAR数据与水质常见监测指标的监测数据进行对比分析,通过对10个采样点18组数据的分析发现,极化相干矩阵中的T 22元素与部分水质指标(如五日生化需氧量BOD₅等)具有较强的相关性,从而反映水质的污染状况;并通过实测数据和最小二乘法,拟合得到了利用[T]矩阵元素反演BOD₅的经验公式,拟合系数达到0.82。最后通过对地表散射模型和菲涅尔系数的分析,从理论上探讨了极化相干矩阵中部分元素与水体物理性质存在相关性的原因。初步理论分析和实验数据表明,T 22元素能够反映水体的污染状况。     

基于MapObjects的排水管道流向表达与编辑

Map0bjects是迄今为止全球范围内使用最广的GIs组件,在基于Map0bjects组件构建排水管网设计或管理系统时,需要动态显示管网中各个管道中的水流方向.本研究实现了标注法和自定义符号法两种方法,并比较它们的优缺点.这两种方法不仅可以用于排水管道的规划设计和管理系统中的流向表达,还可以应用于其他与网络相关的GIs系统开发,进行流向符号库扩充.     

城市公用事业设施管理AM/FM/SS/RM解决方案初步研究

提出基于系统仿真技术和规则模型改进的城市公用事业设施管理解决方案AM/FM/SS/RM(Automated Mappin∥FacilitiesManagement/System Simulation/Rules Mechanism),并对其作详细的介绍.以城市污水系统为例,介绍基于AM/FM/SS/RM解决方案开发的城市污水系统仿真模型和在此基础上的设施管理系统的框架和开发路线.     

Geodatabase与城市排水系统规划集成的研究

Geodatabase是美国环境系统研究所(ESRI)提出的第三代地理数据模型,在分析和总结城市排水系统规划涉及的内容以及前人进行的有关GIS应用于城市排水系统规划的基础上,对Geodatabase数据模型与城市排水系统规划集成的优势进行分析,并提出了基于Geodatabase的辅助城市排水系统规划的新型解决方案。在北京市污水处理厂合理布局规划项目中,该解决方案得以成功应用,并被证明在城市排水系统建模、规划数据管理以及规划方案生成效率等方面,较传统的第二代地理数据模型更具优势。     

区域水污染控制系统规划辅助模型研究

在对区域水污染控制系统CAP模型进行需求分析的基础上,采用UML技术进行CAP模型的结构设计,提出了采用Geodatabase作为CAP模型的开发模式。以佛山市水污染控制系统规划为例,介绍了采用CAP模型进行辅助规划的具体步骤。实践证明,采用CAP模型辅助区域水污染控制系统规划,可以提高规划效率及数据完整性,是其便捷的CAP解决方案。     

环境模型参数识别方法研究综述

对于选定区域的问题研究,模型结构确定之后,最重要的是如何有效地识别模型的参数。在模型参数物理意义的范围内,使模拟结果与实际观测值之间误差最小的参数估计问题本质上属于函数优化的研究范畴,是一个仿真优化问题。在分析环境模型参数优化特点的基础上,综述了环境模型的参数识别方法,重点介绍了新近发展起来的智能搜索算法的应用,并指出了进一步研究的课题和方向。     

图片资料的矢量和栅格处理方法比较

目前地理信息系统（GIS）中采用的数据结构主要有栅格和矢量两种。栅格数据结构简单，图形运算速度快，但是难以实现拓扑和网络分析；矢量数据可以对实体的空间关系进行全面的描述，但结构复杂，而且当图层中包含很多空间对象时，图形运算速度会非常慢。根据一张北京市远景土地利用规划图片，利用处理栅格格式的GIS软件提取各种土地利用类型的用地面积，取得了很好的效果。这种栅格处理的方法不仅可以用于图片资料处理，在遥感影像数据包含的内容比较复杂、边界比较模糊时，这种方法同样适用。     

永定河流域门头沟区景观生态安全格局评价

生物多样性安全是流域生态安全主体之一,也是近年研究的热点。以永定河流域门头沟区为研究区,基于景观生态安全格局理论与最小费用距离模型方法,利用RS与GIS空间分析技术研究构建了研究区1984-2010年4个时段景观生态安全格局。根据最小费用阻力阈值,建立了“源”间生态廊道及“源”与外部联系的辐射道,确定了关键的战略点,最终完成景观安全格局的构建。基于生物多样性目标得到了低、中、高3 个不同安全水平的面积分别占研究区总面积的比例。结果表明：研究区低安全区面积比例由1984年的9.49%下降为2010年的9.18%,说明处于人类强干扰区的东部区域生态安全状态2010年较1984年有好转趋势。研究结果可为研究区生态安全策略及开展景观尺度生态恢复的治理提供参考。     

永定河流域典型区土地利用/覆被变化

在遥感与地理信息系统技术支持下,利用研究区多期Landsat-TM卫星影像为主要数据源,在GIS空间分析模块下应用单一土地利用平均动态度、单一土地利用平均转出率和转入率、综合土地利用动态度以及土地覆被变化空间指数等指标,对永定河流域典型山区--门头沟区土地利用/覆被变化的格局与过程进行了定量研究.研究表明:1.过去21 a期间,研究区的土地利用/覆被发生了比较剧烈的变化,在1984～2005年期间不同时间断面呈现波动变化,各地类之间的变化幅度存在较大差别,但总的趋势是:工矿、城镇用地面积呈明显增加趋势,耕地、水体、农村居民点、草地和其他用地呈减少趋势,而林地中阔叶林、灌木林呈增加,混交林地与针叶林地减少,林地总量总体上是呈增加态势.2.各地类变化方向和强度存在较大差异,不同时间断面发生情况各不相同,各地类有增有减,有持续增加型,先增后减型,先减后增型;三个时间断面的土地覆被变化速度、类型转化、以及土地利用程度发生变化.3.在不同时间断面各地类的水平空间分布发生转移,平均分布高程和坡度在垂直空间上出现了相应的变化.