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单词 中国湖泊信息系统
释义

【中国湖泊信息系统】
 

拼译:the lake information system of China
 

是将历年来在全中国实地考察和调查研究,以及近年来遥感信息经图像处理分析解译所得到的各种湖泊的基本数据,经过审定和标准化,依照一定的记录格式,输入计算机形成湖泊基本数据文件,在计算机内按选择的数据结构把这些文件组织成湖泊编目数据库,通过软件对数据加以管理和应用,以实现湖泊数据的查询、检索、更新、修改和分析应用,这样一个完整的技术系统。

中国湖泊信息系统具有强有力的信息分析功能。它能将相互有关的资料进行重叠和对比,并在计算机屏幕上显示出复合的结果,十分便利于人们对湖泊和湖区问题的研究。因此,它是湖泊资源开发利用、湖区经济发展、湖泊科学管理和正确决策的重要的工具。

中国湖泊信息系统是中国自然地理信息系统的组成部分。它同土壤、植被、冰川、沼泽、沙漠等要素平行地组成中国自然信息系统。从宏观上为国家的国土整治和区域开发提供服务。

中国湖泊信息系统的研究历史很短。始于1983年,在陈述彭院士的倡导下,中科院地学部组织了中国自然资源与环境信息系统的设计。到1987年“七五”国家重点科技攻关落实,在张晋、赵锐主持的“全国自然地理环境综合信息系统”的课题中,赵宏、许丽焱、奚和平、严晓蓉等人进行了湖泊子系统的建立。1987年赵锐申请国家自然科学基金“中国主要湖泊信息系统辅助决策试验研究”获准,赵锐、王洪道、赵宏、严晓蓉等至1990年完成了中国湖泊信息系统试验。

全国性湖泊信息系统在国外尚未展开,然而对一些湖泊的研究亦已经运用到计算机和数据库技术。中日太湖-琵琶湖合作研究,日方建立了琵琶湖微机数据库,并输出彩色图集。在国际贝加尔生态研究中心,前苏联、美国、中国等湖泊专家都对贝加尔湖进行了数据采集、计算机计算与制图。世界各主要国家正朝着建立湖泊信息系统方向前进。

中国湖泊信息系统主要由4大部分组成:即数据采集子系统、湖泊编目数据库、数据管理与更新子系统和数据应用子系统。数据采集子系统设有栅格数据微机键盘输入软件、数字化器矢量和多边形输入软件,以及键盘数字输入软件。能将现有地图、遥感信息和观测数据进行采集,接着完成数据预处理(包括查错、审定、评定数据精度)和数据标准化与规范化(包括数据分类、编码、统一记录格式和地理座标),输入计算机。湖泊编目数据库由4个层次组成。第2层是全中国主要湖泊分布。它是空间数据,反映每一湖面面积大于1km2湖泊在全国的分布情况。第2层是每一个湖泊的形态和基本数据。实际上是图形库和属性库,图形库是从1∶5万或1∶10万地形图上标描出各个湖泊形态(包括湖岸线、入湖河道、沿湖公路和主要居民点),经数字化得来;属性库则由属性数据表格构成,属性表里记载着湖泊代码、名称、形态要素(如位置、面积、长度、宽度、行政所属、流域所属、湖区地形等),水文要素(如贮水量、水深、水温、水质、湖水变化、水文台站分布等)、生物要素(如水生动物种类数量和分布、水生植物种类、数量、和分布等)化学要素(如矿化度、富营养程度、八大离子、总氮、总磷、COD、BOD等)和旅游要素(风景名胜、旅游交通、湖泊历史等)。它表明湖泊与属性是一种关系数据结构。而湖泊与湖泊之间,通过湖区与流域形成一种层次数据结构。至于图形与属性则由湖泊代码作为关键字而联接起来。第3层是某些个湖泊的专题数据。这些专题数据是指基本数据尚未包含的内容。如20多个湖泊的等深度线库是根据这些湖泊测量得到的地形数据而建立的。又如主要湖泊富营养化数据库是按“七五”重点科技攻关课题的数据库建立的。第4层湖泊应用模型库。它是为了特定的研究目的或应用目的而建立的,如太湖围垦动态变迁模型、鄱阳湖地形与面积容积关系模型。数据库管理更新子系统着重软件设计。一方面借用现成的数据管理软件,如ARC/info,dBASE;另一方面可以自编一些管理软件,以实现管理数据与更新数据的要求,同时加强数据编辑、作图等功能。数据应用子系统的设计经历了由浅入深不断发展阶段。最先满足用户查询检索的要求,继而分析、对比、评价,再则实现预测、预报和辅助决策功能,并逐渐在知识库支持下向专家系统发展。应用子系统还要充分利用计算机外围设备,精心设计数据产品输出的各种软件。从仪器讲应考虑到屏幕显示、宽行打印、绘图仪和彩色硬拷贝的输出。从产品形式讲应考虑文字、表格、图表、地图和图像。

中国湖泊信息系统还考虑信息畅通、信息共享和保密措施,以及编写湖泊数据字典等具体技术要求。

湖泊信息系统的建立与应用是长期的基础性研究任务。它吸收系统工程、信息科学的新成就,采用电子计算机与遥感技术,依赖湖泊综合性多学科研究的成果。因此,湖泊信息系统的发展亦必然是随着计算机科学和湖泊科学的发展而发展。同时,它又是直接为国民经济建设服务的,必然会随着应用的深入提出种种科技问题来研究。其研究热点大致在于3个方面:(1)湖泊信息系统基础理论的研究 对湖泊数据采集、标准化、数据结构、存贮、管理与更新的探讨。(2)湖泊动态监测与信息系统不断更新、扩展的研究湖泊是有其发生、发展、消亡的规律,加之人类活动的干预,湖泊的变化十分复杂。而恰恰又是这种变化能反映自然演变的进程,能够反映人类活动的轨迹。因此湖泊动态监测与信息系统更新,必然是研究的热点。(3)湖泊信息系统应用模型 应用是系统的生命,随着应用的深化,应用模型层出不穷,且愈益提高。而近几年来混沌学(Chaos)与分形学(Fractal)的诞生,对湖泊信息的应用又注入了新的方法。总之,可以预见,其发展可能遵循:湖泊数据库-湖泊信息系统-湖泊信息学而发展。

中国湖泊信息系统研究的难点在于原始数据不全与数据量庞大。按数据库所列数据项中有许多湖泊数据不齐全,有些数据项的数据重复,如湖泊面积有好几个数字。针对它必须加强湖泊的基础研究,开展学术讨论,得出规范的数据。克服数据量庞大必须尽量减少信息的冗余度,同时采用信息压缩技术,如最简单的游程编码,较新的分数维压缩等方法加以解决。

【参考文献】:

1 陈述彭.地理科学,1983,3(4)

2 O'Donnall H. 14th world Coference ICA,1989

3 Zhao Rui. 14th world conference ICA, 1989

4 赵锐,赵宏,严晓蓉.湖泊科学,1991,13(1)∶67~73

(中国科学院南京地理与湖泊研究所博士生导师赵锐研究员撰;黄杏元审)

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