地理信息系统原理与方法结课论文

目录

1.国内外研究现状 .................................................................................. 1 1.1国内研究现状 ............................................................................. 1 1.2国外研究现状 ............................................................................. 2 1.3国内外研究面临的问题 .............................................................. 3 2.所需要的数据 ...................................................................................... 3 3.研究思路和方法 .................................................................................. 4 3.1研究思路 ..................................................................................... 4 3.2研究方法 ................................................................................... 10 4.结论和展望 ........................................................................................ 11 参考文献 ......................................................................................... 13

0

基于GI技术的海岸线提取研究综述报告

(地球信息科学与技术064141班，冯时，2201410081)

摘要：地理信息系统作为一门集计算机科学、信息学、地理学等多门科学于一体的新兴学科，正以其实用性、科学性深入到各行各业、各个领域，也即将成为人们的日常生产和生活必不可少的一部分。本文在总结地理信息系统发展历程的基础上，简要地谈了谈地理信息系统的发展前景，以使更多的人了解地理信息系统的发展，关注地理信息系统的未来。

岸线是地表最为独特的特征，也是海岸最古老和直观的表现形式。“ 岸线位置”（shoreline position）被国际地质科学联合会（IUGS）指定为 27 个全球性地质指标（Geoindicator）之一[1]。岸线分析是研究海岸系统演变的基本方法和重要内容。

因此利用GIS技术对海岸线进行考察研究及其应用可以达到方便精确跟高效率的要求，进一步拓展GIS的研究特别是在延伸海岸线方面的深入是形式所迫切要求的。本文从前人对GIS在海岸线方面具体考察研究为例，总结前人的研究方法和结果。

关键词：地理信息系统；海岸线；岸线分析

1.国内外研究现状

1.1国内研究现状

我国的GIS研究工作开始于20世纪80年代初，以1980年中科院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室为标志J．纵

1

观其发展历程，也可以归纳为四个阶段：筹备阶段(1978～1980)、起步阶段(1980～l985)、发展阶段(1985～l995)、产业化阶段(1996年以后)。而我国地理信息系统在海岸线方面的应用始于发展阶段到产业阶段期间，近年来, 分形理论无论在数学基础还是在应用方面都有快速发展, 并且在众多学科领域中取得令人瞩目的成功应用分形理论研究中国海岸线性质已有不少论述。但到目前为止,对于海岸线模拟、海岸线分维以及海岸线长度这三种基本性质,众多学者往往只针对其中一个进行研究 ,尚未见到将这三种基本性质进行综合研究。这是由于我国GIS在海岸线方面发展时间比较短暂，在某些方面限于技术人才延伸深度的有限，由此仍存在极大考验。同样虽然起步较晚,但是有后发优势可以少走弯路,以比较高的起点开展GIS的理论研究和开发应用工作。在我国,GIS几乎进入所有与空间信息相关的领域,在海岸线方面的具体方面也比较全面，利用GIS分析海岸线地理信息而催生的独立产业已经成。在我国利用GIS的沿海资料市场需求旺盛,软件迅速发展,应用不断成熟,专业公司快速成长。同时国家鼓励高新技术发展的政策将激励GIS在海岸线研究方面的发展。为沿海的经济、社会、文化、军事等方面带来更多的便利和效益。

1.2国外研究现状

国外地理信息系统的发展分为以下几个方面：开拓阶段(20世纪6O年代)、巩固阶段(20世纪70年代)、突破性阶段(20世纪80年代)、社会化阶段(20世纪90年代)。而具体应用于海岸线则处于巩固阶段

2

到突破性进展阶段。比我国的开始时间相对较早，同时在人才、设备、科技等方便也比较有利。例如Boak等对岸线的定义和监测技术进行了总结和评述，指出目前面临的挑战是完善岸线指标特征定量和基于过程的理解，以及岸线指标与自然水陆界线的空间关系。Gens对利用遥感技术提取和监测岸线的有关技术方法做了较为详细的研究，认为相关技术的发展已趋成熟，可以为更复杂的海岸监测场景所服务。

1.3国内外研究面临的问题

（1）人才问题（2）认识问题（3）数据质量问题（4）安全问题（5）网络通讯建设不同步等问题

2.所需要的数据

光学影像、 SAR影像、LiDAR数据、视频数据等。具体例如地形图、海图、航片和卫片等。例如在文章《基于遥感和 GIS的江苏省海岸线时空变化》中，Landsat MSS/TM/ETM+影像作为数据源，时间跨度为1973年至 2012年。所有的 Landsat影像数据都从美国地质调查局（USGS）网站得来。大部分数据是经过精确几何校正 和地形校正的 L1T 级（Level 1T）产品。若无必须的地面控制点或高程数据，则被处理成 1G级产品或 1Gt级产品。而在《基于RS、GIS集成技术的黄河三角洲海岸线变迁研究》一文中提到RS影像数据是本课题研究的主要数据源包括幅28幅陆地卫星MSS和TM影像数据（1976--2004年），其中1985年以前数据类型为TM7，波段，

3

地面分辨率30m；图像数据经过辐射校正、几何校正和噪声去除后，采用空间域处理和频域处理的方法对上述图像进行增强处理，然后，选用合适的近红外波段，定出水体与陆地分界阀值，从而区分出水体与陆地。

3.研究思路和方法

3.1研究思路

（1）数据获取和预处理。数据的获取和预处理是研究的准备和前提，数据获取的准确度也是研究精度甚至是否能够加以加以进一步应用的决定性要要素。预处理能够提取有效信息，减弱无效甚至干扰信息，提高数据的准确度，为以后的处理减轻了难度。例如覆盖江苏省全部海岸需要三景 Landsat影像数据（图 1），为便于叙述，按照影像的覆盖区域，把江苏省岸线分为北、中、南三个部分。由于三景影像分别位于三个相邻的卫星轨道上，难以保证它们成像时间完全一致，只能对三景影像分别进行分析。同时，考虑到江苏省海岸线的特点、数据本身的问题（如云覆盖、成像质量等）和数据的可获取性，本

研究取大约 5 年为间隔选择影像数据。所选数据如表 1 所示，北部和南部各选 9景影像，中部选择10景影像。

4