东北地理与农业生态研究所在专题数据库建设方面的研究成果

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东北地理与农业生态研究所在专题数据库建设方面的研究成果

2016-10-31 作者: xuzhiping 浏览: 1798 次

摘要: 东北地理与农业生态研究所自上世纪八十年代就开始从事地理信息方面研究, 经过多年的努力工作,在地理信息系统与数字湿地研究方面取得了一系列研究成果。 (1)“七五”国家攻关项目“地理信息系统规范化”。1987年至1990年,在国家攻关项目支持下,我所与中国科学院...

东北地理与农业生态研究所自上世纪八十年代就开始从事地理信息方面研究, 经过多年的努力工作,在地理信息系统与数字湿地研究方面取得了一系列研究成果。

(1)“七五”国家攻关项目“地理信息系统规范化”。1987年至1990年,在国家攻关项目支持下,我所与中国科学院南京地理与湖泊研究所合作开展了区域开发信息系统规范化与标准化的研究,研究太湖流域、京津唐地区和三江平原三个典型区域,建立了三个信息系统,形成了规范化、标准化方案。我所专题负责人为万恩璞。该成果获1991年中国科学院科技进步二等奖,主要完成人为万恩璞、薄立群。我所李刚、王野乔等于1987至1988年进行了“地学编码数据与遥感信息复合研究”,其成果获1991年获中国科学院长春分院二等奖。

(2)“九五”中国科学院重点课题“中国沼泽湿地数据库” 课题执行期1997年月--2000年,课题编号SDB95-1-19,经费10万元,课题负责人张树清、万恩璞。目的在于搜集整理分散在湿地科学家中多年的湿地科学资料,加以汇编整理,实现计算机分类、量化与表达,构建立沼泽湿地科学数据库,在中国科学院科学数据库所确立的框架模式下,构建湿地数据库发布平台。经过努力,该课题圆满完成了合同要求构建了多属性、点分布格局的全国沼泽湿地数据库,构建了基于WebGIS对沼泽湿地数据库网站与空间数据发布平台。项目培养硕士生2名,发表CSCD论文2篇。

(3)“十五”科学院知识创新工程项目“国家资源环境数据库建设与数据共享研究”。项目由中国科学院地理与资源环境研究所刘纪远研究员主持,目的是利用空间信息技术,分类集成并构建我国典型生态系统地学环境数据库(包括土壤、沙漠、湖泊、湿地等),在此基础上提出相应信息发布与共享。我所具体承担该项目中的“沼泽湿地空间数据集成”子专题,负责人张树清、李颖;子专题编号:KZCX2-308-3-4,经费为29万元。子专题建立了我国沼泽湿地统一的分类编码系统及湿地遥感分类解译标志;利用陆地卫星遥感图像,通过人机交互式解译方式,绘制出了面积大于3×3象元湿地斑块的空间边界;并与沼泽外业调查的属性数据加以集成,构建了准确空间分布及属性信息的中国沼泽湿地数据库;同时提出湿地科学数据共享发布的策略。该课题培养博士生2名,硕士生2名,发表CSCD论文5篇。

以上研究在地理信息系统的基础理论方面也取得了丰硕的成果。数字湿地基础理论的重点在于有序采集与组织表现湿地科学数据,其中各类自然的、人文的及社会的基本组成的多元要素,在宏观与微观尺度上建立相关信息化模型、再现人为活动作用条件下湿地中各事物的动态发展规律。数字湿地主要研究是如何利用蓬勃兴起的空间信息技术(遥感RS、地理信息系统GIS和全球定位系统GPS),提取湿地时空分布数据及相关自然环境和社会经济信息,建立中国湿地多元数据库群;在计算机网络技术理论与技术的支持下,研建湿地数据库管理及决策支持系统,实现湿地科学数据的计算机管理;研究建立湿地空间分析模型,认识湿地景观时空分异特征,挖掘湿地内部诸要素及湿地与自然环境和人类活动影响各要素间相互作用非线形定量关系,揭示其演化规律,进行湿地定量化研究;建立湿地管理决策子系统,研究湿地管理、恢复与保护的优化模式,实现湿地政府管理计算机辅助决策。

与数字湿地相结合的GIS学科前沿包括空间认知、空间数据挖掘及空间几何与拓扑模型。在GIS空间认知方面,我所主要开展了湿地遥感图像特征认知与特征提取,包括遥感图像的空域与频域特征(基于小波与傅立叶变换获得)、多尺度几何特征(基于脊波变换、曲波变换与轮廓波变换获得)的认知、反演与提取;空间数据挖掘方面的结合湿地时空分异规律,湿地的光谱、辐射、纹理、形态等特征,构建有效的遥感波段与特征组合,获取湿地遥感分类湿地知识,快速、有效并高精度地从遥感影像中挖掘并提取湿地的属性与分布数据;空间几何与拓扑模型主要认识空间点、线、面、体的拓扑与几何关系表达,以及几何分析与运算模型。

(4) 黑土农业生态数据库建设。根据第二次全国土壤普查资料统计,黑土总土地面积大约为734.7万hm2。其中黑龙江省占80%左右,吉林省占20%左右。本数据库的承建单位为中国科学院东北地理与农业生态研究所农业技术中心。黑土农业生态数据库建设为黑土生态研究、区域农业实用和高新技术试验示范、生态环境保护是研究所 重点研究方向和发展目标服务。

因此东北黑土农业生态数据库的建设将遵循研究所的发展目标,定位在我国最具农业生产潜力的黑土地,面对我国粮食安全和国家战略需求,努力为开展黑土农业生态系统及其生产力的科学研究,解决障碍黑土农业持续发展的重大科学技术问题,为我所和国家的重大项目研究提供数据支持、为政府宏观决策提供服务。

(5)地球系统科学数据共享平台-东北数据分中心建设,从地球科学大视角出发,收集和整理国家关注的本地域资源和生态环境持续发展所必需的数据资源。包括我所和东北地区大专院校积累的长期定位观测和研究数据、区域调查和采样数据以及空间分析数据,主要内容涵盖地球系统科学陆地表层资源与生态变化过程。通过系统设计对数据进行融合和分类处理,建立科学数据共享平台。

课题将对数据分类编写元数据,建立元数据库,采用规范化的格式进行数据集输入和管理,使之符合国家科技基础条件平台数据共享的要求。完善和提高东北平原数据分中心数据质量和服务质量,丰富数据内容。本项目所产生的数据将对区域社会经济可持续发展和生态环境保护具有重要意义。总目标在GEODATA 数据共享网的支持和领导下,建立东北平原数据分中心数据共享平台,更好地集成和系统化数据资源,为国家重大项目,科学研究和教育需求,为区域经济发展提供数据支持,促进国家和地方的数据共享服务进程。

本所是2007年正式加入到地球科学数据共享网的。本数据中心将从地球科学陆地表层生态系统研究的角度出发,定位在 我国最具生产潜力的黑土地,面对东北特定区域,以区域生态环境变迁、国家粮食安全、老工业基地为重点,整合东北区域资源与生态环境数据和信息,建立高度集成和系列化的数据库服务平台,为多层次用户提供全方位的数据服务,为解决障碍区域持续发展的重大科学技术问题、国家重大项目研究和政府宏观决策提供数据支持。计划在今后几年内,从国家需求出发,计划建立5个数据库(可扩展),100个左右数据集,提供数据共享服务。

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