水土保持措施适宜性评价空间决策支持系统研究

作     者：姚应龙 

作者单位：福州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：涂平;徐伟铭

授予年度：2015年

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 090707[农学-水土保持与荒漠化防治] 0907[农学-林学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：水土保持措施 适宜性评价 空间决策支持系统 Web Services 地理信息系统 

摘      要：水土流失严重威胁着粮食与生态安全,制约着社会的可持续发展。经过长期的研究和实践,目前已形成了很多有效的水土保持措施。但是,在水土保持措施的实施过程中,存在措施实施限制条件多、配置不合理,以及措施的效益不能达到期望和标准等问题。水土保持措施适宜性评价是科学和优化实施水土保持措施的基础。目前直接针对水土保持措施适宜性评价的研究比较少,大多都是间接性的,针对水土保持措施适宜性评价空间决策支持系统的研究更为少见。本研究探讨水土保持措施适宜性评价空间决策支持系统的体系结构及实现方法,建立了一个水土保持措施适宜性评价空间决策支持系统,并将系统运用于长汀县的水土保持措施适宜性评价。具体研究内容和结论如下:(1)总结了国内外水土保持措施适宜性评价及决策支持系统研究现状;论述了水土保持措施适宜性评价的原理和土保持措施适宜性评价空间决策支持系统的实现方法。(2)设计与实现了水土保持措施适宜性评价空间决策支持系统。系统分为四个组成部分:模型库、数据库、知识库和人机交互界面。以ArcObjects为基础设计并实现空间决策模型,并利用Web Services技术将其封装为Web服务;对评价所需数据进行分类与分层设计,利用Geodatabase设计实现了系统的数据库,在此基础上利用ArcGIS Server将数据库中的数据发布为符合WFS规范的服务供系统使用;以水土保持等学科知识为研究领域,提取了相关类(33个)、属性(16个),构建了符合水土保持措施适宜性评价的本体模型并采用OWLDL本体描述语言形式化本体模型,提取相关规则(90条)并利用Jena规则语法对其进行形式化表示。最后利用Jena API将本体库存入Oracle数据库中;采用SVG和JavaScript设计了基于Web的决策流程设计工具作为人机交互界面,方便决策者发挥自己的智慧来主导水土保持措施适宜性评价的决策过程。(3)将系统运用于福建省长汀县水土保持措施适宜性评价中,研究了封禁、低效林改造、生态林草以及经济林果四种水土保持措施的适宜性程度,并利用综合决策模型得到长汀县水土保持措施综合适宜性分布图。应用结果验证了系统在水土保持措施适宜性评价工作中的有效性,评价结果对指导长汀县水土保持工作具有一定的实际意义。