滇池流域城市湿地地理信息系统的构建与实现
安徽农业科学。Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆＡｎｈｕｉ
Ａ鲥．Ｓｃｉ．２００９．３７（１１）：５３００—５３０２
责任编辑金琼琼责任校对卢瑶
滇池流域城市湿地地理信息系统的构建与实现
李江荣，杨昆＋，崔庆雄，谭俊翔
（云南师范大学旅游与地理科学学院，云南昆明６５００９２）
摘要城市湿地是城市重要的生态基础设施，时城市可持续发展和环境保护有着极其重要的作用。然而长期以来，对城市湿地研究相对薄弱，对城市湿地功能与价值认识存在偏差；再加上城市用地需求的加大，流域城市湿地保护面临诸多困难，亟需多种手段并用来研究城市湿地的开发与保护问题。在分析滇池流域城市湿地存在问题的基础上．试图通过流域湿地地理信息系统的构建，从信息管理角
度为合理规划、管理和恢复流域湿地提供一种新的方法和技术支持。同时，也为更好地实现流域城市湿地信息共享、科普宣教提供了新
平台。
关键词城市湿地；生态服务功能；ＧＩＳ：信息系统；滇池流域
中图分类号Ｓｌ”文献标识码Ａ文章编号０５１７—６６１１（２００９）１ｌ一０５３００—０３
ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＲｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＧｅｏｍｏｇｉｃ蝴ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｏｆＵｒｂａｎＷｅｔｌａｎｄｉｎＤｉａｎｃｈｉＢａｓｉｎ
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滇池流域位于云贵高原中部，属金沙江水系，地处长江、即：分布于城市（镇）的湿地称为城市湿地、２１，但还不是一个珠江和红河三大水系分水岭地带，流域面积为２
９２０
ｋｍ２，在
严格意义上的定义。中国科学院王建华、吕宪国认为，城市ｌ８８７．４
ｍ运行时，水域面积为３０９．５ｋｍ２，总蓄水量１５．６亿
湿地是指城市区域之内的海岸与河口、河岸、浅水湖沼、水源ｍ３，入滇池水系１２个，主要入湖河流２９条，流域内湖泊、河保护区、自然和人工池塘以及污水处理厂等具有水陆过渡性流、水库众多，具有城市湿地系统的基本属性，是鱼类和鸟类质的生态系统一Ｊ。因此，在总结前人研究成果的基础上，笔的重要繁殖地和柄息地。同时，在调节Ⅸ域小气候、改善环者认为，城市湿地是指在城市范围内受人类活动影响较大的境、丰富市民文化生活等多方面起重要作用。近年来，随着天然和人工湿地，它是城市生态系统的重要组成部分。昆明市城市化进程的加快，流域湿地生态系统遭到严重破１．２城市湿地的基本功能就湿地的功能而言，在“千年生
坏，城市湿地面积锐减，滇池水体生态服务功能大大减弱，已态系统评估——生态系统与人类福祉：湿地与水”报告中，列
经严重威胁到流域生态与经济的可持续发展。笔者在分析出了湿地的包括供应、调节、文化和支持四大类共１８项服滇池流域城市湿地存在问题的基础上，通过对流域湿地地理务一３。而对城市湿地的功能来讲，它的特征和功能都有别于信息系统的构建，为流域城市湿地的规划、管理和恢复提供天然湿地尊。，详见表ｌ所示。具体来说，主要包括有形的和
一种新的技术与方法，进而为流域水污染的治理和春城昆明无形的生态服务功能。有形服务有如：资源供应功能——为
的可持续发展提供科学依据。城市居民、城市提供必需的水源、食物、原材料；生命支持功
１湿地与城市湿地能——为动植物提供独特的生境栖息地，保存物种多样性。１．１基本概念
由于湿地性质的复杂性、种类的多样性及
无形服务有如：防灾减灾功能——蓄洪防旱，减少水土流失；分布的广泛性，地理学家、水文学家、土壤学家、生物学家及环境功能——降低城市热岛效应，降解污染物，净化水质；社经济学家等从不同的角度对湿地进行研究和定义，相关概念会功能——为城市居民提供休闲娱乐和科教场所，提高市民
近６０种‘１１。目前国际上使用比较广泛的是《湿地公约》中关
的环保意识。在众多功能中，应特别强调城市湿地的环境功于湿地的定义——个以管理为目的的、广义的湿地定义，
能和社会功能。
即：湿地系指天然或人工、常年或季节性、蓄有静止或流动的２滇池流域城市湿地面临的主要问题
淡水、半咸水或咸水沼泽地、泥炭地或水域，包括低潮时水深２．１流域城市湿地面积缩小，湿地调节功能退化研究表不超过６ｍ的海域。湿地是水陆相互作用形成的特殊自然明，湿地是伴随城市化进程消失得最快的成分之一。湿地往综合体，被誉为“地球之肾”、“物种基因库”等，是人类赖以往是城市建设与扩展过程中首先被占用、填埋和改造的对生存的基本环境之一。湿地与森林、海洋一起并列为全球三象。随着昆明城市化进程的加快，流域土地利用类型发生了大生态系统。
．．
很大的变化，耕地面积减少，昆明市主城区的占地规模从对城市湿地的定义，孙广友等从存在范围上给予界定，
１９９０年的不足７０ｋｍ２扩大到２００４年的１６０ｋｍ２，城市土地人口可承载量超过６２．６％，１９９０年滇池流域耕地总面积为
作者简介李江荣（１９８４一），男，四川遂宁人，硕士研究生，研究方向：
ｌ３１５１９０
地理信息系统应用。＊通讯作者。博士生导师，教授。
ｋｍ２，２００４年仅剩４６１
１９０
ｋｍ２，耕地总面积减少
收稿Ｅｌ期２００９－０２－０３
６７．Ｏ％，年均减少率５．７％Ｌ６ｊ。原有湖滨湿地被改作耕地、鱼
万
方数据
３７卷１１期
李江荣等滇池流域城市湿地地理信息系统的构建与实现
塘，湖滨大量农用土地被蚕食用于建设建筑物，使得湖滨湿地几乎丧失了固有的阻截、消纳污染物的环境及生态功能。
襄ｌ城市湿地与天然湿地的区别
Ｔａｂｌｅｌ
Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ
ｂｅｔｗｅｅｎ
ｕｒｂａｎｗｅｔｈｕｌｄａｎｄｎａｔｕｒａｌｗｅｔｌａｎｄ
２．２城市湿地普遍受到污染。富营养化现象突出滇池作为全国重点治理的三大湖泊之一，近十多年来，国家和地方投入大量资金开展滇池污染治理工作，虽然滇池水质恶化的趋势得到一定控制，但是滇池的水质和富营养化表征并没有明显改善，入滇河流水质也以Ⅵ类、劣Ⅵ类为主，滇池水污染治理任重道远。
２．３城市湿地保护难度大，研究工作薄弱通过中国期刊网论文搜索整理发现，昆明乃至整个云南省在湿地保护方面，研究相对较少和单薄，已有研究主要以试验区人工湿地建设、湿地植物群落特征研究、湖泊涵养能力研究以及生物多样性调查等工程、生物和化学手段为主，治理手段和方式相对单一，缺乏从流域系统的宏观角度去了解和研究湿地与城市其他子系统间的整体性与结构性。面对日益严峻的土地资源供需矛盾，流域湿地保护的难度面ｌ临诸多困难。笔者尝试从信息化的角度出发，先弄清流域现有的湿地状况，通过湿地信息系统的建设为更好地规划、管理和恢复流域城市湿地提供基础依据。
３湿地信息系统设计与实现
３．１系统总体设计该系统拟采用ＥＳＲＩ推出的ＡｒｃＯｂ－ｊｅｃｔｓ（ＡＯ）组件库来实现系统的组件式开发。组件式ＧＩＳ的优点在于，它基于标准的组件式平台，各个组件之间不仅可以灵活地重组，而且具有可视化界面和方便的标准接口。系统主要分为三大部分：空间数据库、空间数据库引擎和系统平台，详见图ｌ。其中空间数据库的构建和系统平台功能的设计较为复杂，将在下面两个部分详细阐述。
该系统服务器端运行在ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＷｉｎｄｏｗｓ
２００３
圈１滇池流域城市湿地地理信息系统结构
ＦＩｇ．１
Ｔｈｅ
ｔ，ｍｏ－ａｐｔａｃｉ础ｏｎｔｍｔｉｎｕｓｙｓｔｅｍｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆｕｒｂａｎ
ＤｉａｎｃｈｉＢＨ＇－－ｉｎ
ｗｔｑｌａｎｄｉｎ
需求选择恰当的数据结构和数据类型。根据滇池流域本身的特点，湿地数据库中应包括如下数据类型：①湿地基础数据。即流域自然条件，包括土壤、地质地貌、水文、地形等；具体来讲，涉及到的数据主要有流域地形图、地质图、水文检测
Ｓｅｒｖｅｒ
操作系统上，空间数据库的构建选用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２０００，数据库引擎采用ＥＳＲＩ公司的ＡＲＣＳＤＥ。系统平台采用Ｖｉｓｕａｌ
Ｂａｓｉｃ
站数据、土地利用现状图等。②湿地专题数据。即与流域湿地本身有关的信息，包括湿地分布图、湿地历史航片／卫片、湿地工程规划图、湿地生物类型调查数据、湿地生物空间分布信息等。③社会经济数据。主要包括流域人口统计数据、农林牧副渔业统计数据、ＧＤＰ收入、相关工业产量数据及污染源普查数据等，它们对湿地的开发与利用起着决定性作用。
３．２．２数据库实现。系统数据主要包括空间数据和属性数据两部分。空间数据的组织和储存主要以矢量数据和栅格数据两种形式来实现，通常的做法是将航片或卫片制作成栅格影像，作为空间数据可视化分析和表达的背景数据，矢量
６．０作为开发工具，将Ａｒｃ０嘲ｅｃｔｓ组件嵌入
其中完成系统平台的搭建，最后通过ＡｒｃＩＭＳ来实现湿地信息的发布和共享。
３．２空间数据库的构建一个实用ＧＩＳ系统的数据库开发的造价通常占整个系统造价的７０％一８０％，因此，空间数据库的设计显得尤为重要，它是后期工作开展的重要基础和前提。
３．２．１数据来源。数据库设计的复杂性，主要来源于不同用户的不同需求，因而，在数据库建设过程中，应根据不同的
数据主要来源于矢量化的地图，通常以点、线、面图层的方式
万方数据
５３０２安徽农业科学２００９年
来表达，以方便数据的叠加和分析。属性数据库内容为流域湿地各地物属性信息及监测信息，一般以二维表格的形式来表达和储存。最后，通过相同标识码来实现空间数据属性数据的关联。该研究中，首先通过ＡｒｅＶｉｅｗ、ＡｒｅＭａｐ对影像数据和各类地图数字化，获取建库所需基本ＳＨＰ格式数据，用ＡＲｃ／ＩＮＦＯ转化为ＣＯＶＥＲＡＧＥ格式，在建立拓扑关系后组织建库，获得系统所需的空间数据。属性数据库的建立相对简单，可用Ａｒｅ
Ｖｉｅｗ、Ａｒｅ
Ｍａｐ或Ｅｘｃｅｌ来实现属性数据的输
入。最后，通过空间数据引擎ＡＲＣＳＤＥ对数据库进行管理和维护，实现ＡｒｅＯｂｊｅｃｔｓ对空间数据库的调用和组件式开发。详细设计如图２所示。
圈２数据库设计
ｔｒｉｇ．２
Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎ０ｆｄａｔａｂａｓｅ
３．３功能设计与实现滇池流域城市湿地地理信息系统开发的目的是，在整合已有数据的基础上，为云南省各经济研究、环境研究等单位提供基础、权威、及时和准确的公共空间基础地理信息。为湿地资源管理者提供先进、科学的管理方法，提高工作效率，并且为有关领导部门提供有效解决城市湿地问题的支持信息；同时，为社会大众积极参与到保护湿地和建设湿地中来提供信息窗口，最终目的是更好地进行流域城市湿地的保护和建设。基于以上目的，滇池流域城市湿地地理信息系统在功能设计上主要分为五大部分：系统辅助管理模块；通用ＧＩＳ功能模块；湿地空间查询与可视化分析模块；辅助决策模块；信息共享ＷＥＢ模块。
３．３．１系统辅助管理模块。系统辅助管理模块主要包括用户登录、用户注册与管理、数据库登录、登录系统日志、系统帮助文档等功能。通过“用户注册与管理”对话框，可以分别编辑、删除和增加系统和数据库用户，并可以修改其属性和密码，设置其使用权限，使得系统更具有可靠性和安全性。
万
方数据３．３．２通用ＧＩＳ功能模块。通用ＧＩＳ功能模块是指ＧＩＳ中常用的地图操作和数据管理等功能。地图操作具体包括：地图缩放（放大、缩小、区域放大）、地图漫游、全局显示、地图坐标指示、图层控制、鹰眼跟踪、专题制图等。数据管理是指对数据的编辑、更新，以保证数据的准确性、可靠性。
３．３．３湿地空间查询与可视化分析模块。强大的空间分析和查询功能是ＧｌＳ系统区别于其他信息系统的基本特征之一。对于空间信息的查询，系统提供多种方式进行：可以直接在地图上选择（有点选择、多边形选择，矩形框选择等）欲查对象；或基于属性信息进行ＳＱＬ查询（比如“某一种鱼类分布在哪些湿地”）；对于属性信息，主要基于ＳＱＬ查询（比如“查询某一湿地的植被类型、水质状况等”）。空间可视化分析，提供距离面积测量、缓冲区分析、叠置分析等高级分析功能，为用户决策提供基础。
３．３．４湿地专用分析与辅助决策模块。湿地专用分析与辅助决策模块主要包括两部分，即湿地历史重建和湿地特征数据分析。湿地历史重建主要是根据遥感影像数据分时间段获取流域湿地信息，模拟湿地用地类型的动态变化规律，进而对未来湿地变迁趋势做出预测，为湿地管理部门决策提供帮助。湿地特征数据分析提供以湿地特征为特点的专用查询和分析功能，如水质状况、污染状况、生物量信息（分布、密度等）、人为因素等。
３．３．５湿地信息共享ＷＥＢ模块。湿地信息共享不仅是湿地管理和政府政务公开的一个重要组成部分，更是普通大众获取湿地信息，参与湿地建设的一个重要渠道。用户可以通过远程登陆基于ＡｒｅＩＭＳ构建的专业网站，查询所需要的数据信息，进行部分直接拷贝或者通过网站管理员联系获取授
权，获得全部数据。４结语
城市湿地具有其他城市系统不可替代的生态和社会服务功能，加强对城市湿地的保护和恢复刻不容缓。笔者应用
Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ
ＳＱＬ
Ｓｅｒｖｅｒ
２０００数据库和ＡｒｅＳＤＥ空间数据库引擎
来实现对流域湿地信息的管理，并通过ＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓ实现系统组件式开发，最后通过ＡｒｅＩＭＳ达到信息共享的目的。信息技术的引入，较传统的生物、工程和工程治理有着显著的优势，为滇池流域城市湿地的管理提供了一种新的技术方法。参考文献
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滇池流域城市湿地地理信息系统的构建与实现
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
李江荣， 杨昆， 崔庆雄， 谭俊翔
云南师范大学旅游与地理科学学院,云南昆明,650092安徽农业科学
JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES2009,37(11)1次
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