b3S技术在生态学中的应用ppt课件.ppt

3S技术在生态学中的应用,主要内容：1.简要介绍3S技术2.3S技术的主要应用领域3.3S技术发展展望,3S技术简介,3S技术是遥感技术(Remote sensing，RS)、地理信息系统(Geography information systems，GIS)和全球定位系统(Global positioning systems，GPS)的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。,3S技术在生态学中的应用,3S技术的工作原理,3S技术在生态学中的应用,3S技术的生态学用途,RS在生态学上的直接应用包括收集数据信息源、生态调查和动态监侧，间接应用包括预测预报和灾害危险等级确定等。GIS具体可解决以下生态学问题：生物群落生存地调查；不同生物群落间的相关性；不同环境因素影响下生物群落的分布；植物群落分布随时间推移而变化的规律；生物群落未来分布的演化规律等。GPS在生态学上主要应用于监测动物活动行踪；制作专题地图(生境图，植被图，土地分布图)；航空照片和卫星遥感图像的定位和地面校正一般与 RS、GIS 结合起来使用。,3S技术在生态学中的应用,3S技术的集成模式,目前比较成功的集成模式主要有：(1)RS 与 GIS 的结合，(2)RS与 GPS的结台，(3)GIS与 GPS的结合 目前，还没有实现 RS、GIS 和 GPS三者的真正集成。,3S技术在生态学中的应用,3S技术在植被类型调查中的应用,原理：由于绿色植被具有显著的、独特的光谱特征，遥感作为植被调查的信息源主要是通过植物的反射光谱特征来实现的。不同的植物以及同一种植物在不同的生长发育阶段，其反射光谱曲线形态和特征不同，由于病虫害、施肥以及灌溉等条件的不同也会引起植物反射光谱曲线的变化。利用植物这一特征准确获得群落植被的遥感影像特征信息，GPS可实时、快速、准确地提供植被的空间位置，结合少量的实地调查，通过对遥感影像的处理，增加必要的地理信息，通过 GIS的综合分析，可对区域的植被类型、植物季相节律、植被演化等进行监测、分析，了解植被演化的动态。,3S技术在生态学中的应用,3S技术在生态学中的应用,3S技术在植被类型调查中的应用,3S技术在植被类型调查中的应用,3S技术在水域生态中的应用,利用水体中的物质，特别是能进行光和作用漂浮有机物质(如浮游植物)、无机颗粒物与入射光相互作用而产生水色变化进行工作。可进行赤潮预警、赤潮分布与变化、石油污染等方面的监测工作。例如，我国利用TM数据(Thematic Mapper的缩写-专题绘图仪)对太湖进行了叶绿素分布监测研究，结果表明，实测结果与影像解析结果能很好的吻合，同时，结合污染指标，还进行了太湖富营养化机理的探讨。,3S技术在生态学中的应用,3S技术在水域生态中的应用,3S技术在城市生态中的应用,随着城市化的发展，人们开始重视城市扩张所带来的环境污染、热岛效应等一系列生态环境问题，逐步意识到大规模的城市占地对区域环境影响的严重性，提出了一系列城市生态设计的思路和方法，注重在城市规划过程中把生态学思想贯穿到城市发展的始终由于遥感(航空、卫星)能实现对大区域的生态状况进行调查，在城市规划与生态变化研究中应用十分广泛。,3S技术在生态学中的应用,3S技术在城市生态中的应用,热岛：其主要思路是研究城市绿地与城市热岛的关系，通过模拟绿地的变化来预测城市热岛的变化。环境污染物：目前主要是针对二氧化硫或酸雨 污染对植被影响进行遥感评估。其原理是通过污染物对绿色植物光合作用的影响进行研究，建立污染物剂量-植物反映的定量关系、光合潜力-叶面指数-像元灰度值(植被指数)的关系来定量评估生态效应。,3S技术在生态学中的应用,3S技术在城市生态中的应用,3S技术在城市生态中的应用,3S技术在野生动物调查中的应用,珍稀野生动物作为生物多样性研究和保护的重点，因其数量少，生境复杂多变进行实地调查难度大，效率低。利用GPS导航、准确定位功能，寻找样带起点，并根据输入的样带终点座标引导调查人员实地调查，保证样带的准确性：利用遥感图像大范围、全天候的特点对生境及栖息地进行监测，确定与野生动物密切相关的生态因子；利用 GIS将种群数量、分布规律及栖息地状况联系起来进行系统的分析，从而实现高效、准确、低投入的野生动物现状调查与动态监测。同时利用遥感和GPS提供的动态信息，通过 GIS对数据进行实时更新，建立模型，为生物多样性保护途径提供了可靠的决策支持，对生物多样性的分析与评价具有十分重要的意义。,3S技术在生态学中的应用,3S技术在生态环境监测中的应用,主要通过GIS与遥感数据的结合，以保证现时性和动态性，如利用GIS和AVHR R（AVHRR是NOAA系列气象卫星的主要探测仪器）数据进行天然火灾检测。除此之外，森林火灾、沙尘暴、地震滑坡、洪水、海上溢油、海上赤潮等均可利用遥感来进行快速、定量的监测与评估。,3S技术在生态学中的应用,3S技术在生态环境监测中的应用,3S技术在生态环境监测中的应用,3S技术在农业生态学中的应用,主要用于农情监测、自然灾害的动态监测与分析以及农业生产现状的动态监测分析，为有关部门提供及时的可视化、图像化的农业情况。利用3S技术可以监测农作物长势及病虫害的发生；测定叶绿素的含量，进而分析叶绿素密度与干物质积累的关系；利用红外波段遥感图像，监测土壤水分含量的时空变化，为定时、定点灌溉提供佐证资料。,3S技术在生态学中的应用,3S技术在农业生态学中的应用,3S技术在其他生态学领域如园林生态学、景观 生态学、宇宙生态学（研究宇宙航行中宇宙环境对生物影响的学科。如失重、寂静、高温、密闭对生物行为、生理生化、繁殖等方面的影响。）、生物圈生态学等领域都有广泛应用。随着3S技术的日趋成熟。生态科学的研究将发生革命性的变化。,3S技术在生态学中的应用,3S技术的不足及发展,不足：GPS：受系统所有国的制约性；在森林和高楼群等环境中信号差；RS：受气象条件和大气环境的影响较大。,3S技术在生态学中的应用,3S技术的不足及发展,3S技术在生态学中的应用,3S技术的不足及发展,目前3S的集成模式大都为两两结合，这是 肤浅的、表面的集成，还没有实现RS、GIS和GPS三者的真正集成。费用高、技术难度大。,3S技术在生态学中的应用,结束语,随着遥感技术的不断进步，GPS定位精度的不断提高，GIS网络化、智能化的发展，数字地球、数字城市理论的提出与完善，3S技术将以其海量的信息、精确的定位及强大的数据管理、模型预测、图形制作等功能应用于生态学研究的各个领域，并将进一步促进生态学研究的深化。3S技术是今后区域和全球生态学研究的必然趋势，应用前景十分广阔。,3S技术在生态学中的应用,谢谢！,3S技术在生态学中的应用,