清澜港红树林湿地监测、预警三维地理信息系统关键技术研究与实现

摘要

随着计算机技术的不断发展，地理信息系统也在不断进步，传统的湿地管理地理信息系统是在二维GIS支撑下所建立的管理体系，对于二维数据的显示分析和查询功能已经较为成熟，但直观性较差，近年来三维GIS已经渗透到国家发展的各个行业，在规划管理、测绘制图、资源勘探、环境保护、农林牧渔、交通、水利等领域发挥着重要作用。 在红树林湿地的保护和研究中，对红树林湿地的生态环境、水环境、气象信息、生物多样性、病虫害等指标进行长期观测是不可缺少的。随着科技的不断进步发展，如今全自动气象水质观测仪器技术较为成熟，并逐步普及，自动站可以结合地理信息系统进行实时的数据显示和预警。病虫害调查除使用遥感方式以外，实地调查也是十分重要的方式。如今随着智能手机的发展，可以在手机端编写病虫害调查软件，使病虫害调查更加科学化、高效化。 本文在对湿地资源管理系统需求进行了解的基础之上，结合国内外研究进展，对相关各类软件性能进行大量对比，依据系统开发相应原则，结合实际情况，对三维红树林湿地管理监测预警平台进行了总体设计，并阐述了系统构建的相关内容，对三维地形和景观的建立以及软件开发进行了深入的探讨，将二维GIS和三维GIS相结合，发挥各自平台的优势，最终实现了三维红树林湿地管理监测预警平台。该系统的实现可以使湿地管理者全方位、多视角、实时的对管理区域的情况进行掌握，并且观测资料的积累有助于科学研究的进行。预警功能有利于快速发现问题，对管理者的突发事件决策、制订解决方案起到辅助作用。 本文重点研究内容包含了如下几个方面:湿地三维可视化技术、三维地形建模、三维地物建模、气象与水环境监测预警模块的实现，野外调查软件的实现、系统功能的实现。其中以三维部分和野外调查软件为核心，二维部分只做了简单叙述。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．1．1 研究背景及意义

1．1．2 国内外研究现状

1．2 研究内容

1．2．1 研究区概况

1．2．2 主要研究内容

第二章 理论综述

2．1 基础理论

2．1．1 地理信息系统

2．1．2 3DGIS

2．1．3 GIS开发的几种模式

2．1．4 组件式GIS技术

2．2 三维GIS基本理论

2．2．1 三维空间数据获取

2．2．2 三维数据模型

2．3 移动GIS技术

2．4 湿地监测、预警理论

第三章 关键技术研究

3．1 地形三维建模

3．1．1 DEM原理

3．1．2 DEM构建

3．1．3 数字正射影像获取

3．1．4 三维地形建模

3．2 地物三维建模

3．2．1 3DS Max概述

3．2．2 研究区地物分类

3．2．3 植被建模

3．3 湿地三维景观可视化

3．4 湿地气象环境实时监测与灾害预警

3．4．1 系统工作原理

3．4．2 自动站数据处理

3．4．3 数据缓存技术

3．4．4 气象数据展示

3．4．5 气象预警技术

3．5 湿地水环境实时监测与水污染预警

3．5．1 水环境实时监测技术

3．5．2 水污染预警原理

3．6 湿地手持设备病虫害调查

3．6．1 红树林病虫害的调查

3．6．2 基于手持设备的病虫害调查技术

3．7 小结

第四章 系统分析与设计

4．1 系统设计目标和原则

4．1．1 系统设计目标

4．1．2 系统设计原则

4．2 系统总体架构设计

4．2．1 系统体系结构

4．2．2 系统功能设计

4．2．3 系统界面设计

4．2．4 系统硬件结构

4．3 数据库设计

4．3．1 数据库建库原则

4．3．2 数据库数据来源组成

4．3．3 数据库总体架构

4．3．4 数据库的组织与管理

4．4 小结

第五章 系统实现

5．1 系统开发环境

5．2 系统登录和用户管理模块的实现

5．3 二维GIS模块的实现

5．3．1 文件菜单

5．3．2 二维地图操作菜单

5．3．3 二维标绘和制图菜单

5．3．4 图层管理器的实现

5．3．5 数据统计分析菜单

5．4 三维GIS模块的实现

5．5 二三维联动功能的实现

5．6 气象监测预警模块的实现

5．7 湿地水环境监测、预警模块的实现

5．8 手持野外调查模块的实现

5．8．1 PC端调查数据管理功能

5．8．2 移动端调查数据管理功能

第六章 结论与展望

参考文献

在读期间的学术研究

致谢