1 建立生态本底数据库的意义
开展生态与灾害研究, 可以为各级政府和有关部门制定生态保护和防灾减灾规划与对策措施提供科学依据, 为国民经济和社会发展各个部门开展技术咨询、技术服务。河北省生态本底数据库建设对于全面深入地分析我省存在的主要生态环境问题和生态灾害类型, 深入探索生态与灾害问题发生发展规律、机理, 展开生态与灾害问题的发展演变趋势研究, 以及生态灾害预测预警研究提供了可靠的平台, 从而为我省经济结构调整、重大建设项目布局、促进社会经济的可持续发展及生态环境保护管理提供科学决策依据, 为顺利进行生态省建设以及生态市、生态县建设提供科技保障, 对于全省经济与社会可持续发展具有十分重要的意义。
2 生态本底数据库系统总体设计
建立全方位、多角度、系统的生态本底数据库, 必须制定相应的技术标准, 包括统一的数据库结构和数据制作标准, 突破数据存储、分析、汇总整理、交换和移植等形式限制, 减少人力、物力资源的重复浪费, 提高成果利用率[1]。
3 基础地理数据集
河北省地理研究所经过数年的努力, 已经建立了很多生态与环境专题研究成果及数字化数据成果, 包括自然环境特征、环境评价、各种土地利用以及生态规划的数据。整合这些数字成果可以快速的建立起一个可以运行的河北省生态环境北的数据库雏形, 作为进一步全面建设这一系统的基础。主要数据层包括政区、地形、水系、居民地、道路、土地覆盖、环境状况、气象信息等基础要素[2]。
4 数据库系统技术参数
4.1 空间数据的投影与坐标系统
河北省的跨幅多于一个标准分带, 不利于数据要素的统一分析与计算。因此, 为了未来数据的应用效率, 空间数据采用正轴等面积双标准纬线割圆锥投影 (Albers) 。地形图数据采用经向分带的高斯-克吕格投影方式, 设计参数与变形估算如下。
中央经线选取东经115°;
坐标原点位于东经115°与北纬35°的交点;
南标准纬线为北纬36°;
北标准纬线为北纬40°;
地理坐标采用克拉索夫斯基椭球体:
扁率倒数=298.3
投影比例尺1∶1 (实际大地坐标)
单位:m
为了与全国范围的数据结合以做综合分析, 交换数据采用以下坐标参数组。
中央经线选取东经105°;
坐标原点位于东经105°与北纬0°的交点;
南标准纬线为北纬25°;
北标准纬线为北纬47°;
地理坐标采用克拉索夫斯基椭球体。
4.2 空间数据质量控制参数
空间数据定位精度:按照测绘标准的要求, 空间数据的定位精度不超过0.4mm通过数据比例尺对应的实际距离大小。
空间数据分析与处理的工作参数:为了保证数据在分析与处理的计算过程中不造成数据的质量损失, 空间数据在分析与处理过程中, 工作参数不超过0.1mm, 并通过数据比例尺对应实际的距离大小。
其它的数据质量控制按照各个数据专题的特殊要求以及数据库各数据层 (项) 的逻辑关系分别确定[3]。
4.3 空间数据格式标准
根据数据库最终确定的GIS软件决定, 数据存储和交换格式包括如下几个方面。
影像:Tif, Jpeg, Img等;
空间矢量数据:ARC/INFO的coverage格式;DXF, E00等;
属性表数据:DbaseIV (*.dbf) , Access, F o x P r o, S Q L等;
文本文件:txt, doc, wps等;
多媒体数据:mp3 (声音) , avi (视频) , dat等。
5 生态本底数据库建设与管理
根据河北省生态本底数据库建设要求和生态环境数据的属性, 将其划分为矢量数据、栅格数据、属性数据、遥感影像数据、多媒体数据、元数据及其它数据。
矢量数据按性质可分为基础空间数据, 包括行政区划边界、水系、交通网、等高线、各种地貌标记、居民 (地) 点等;专题空间数据, 包括水文测站和气象测站位置、流域边界、地质、地貌、植被、土壤、土地利用、森林、草场、沙漠、各种生态工程建设等。矢量数据可从以下几种方式获得:按点线面三种方式手工数字化扫描配准后的各专题图件、遥感动态监测系统解译的多期土地利用数据、GPS和属性数据转化而来的点状矢量数据、其他各种GIS软件所作的矢量数据转化而来的矢量数据等。
栅格数据包括两种:首先是地面高程模型 (DEM) , 其次是各种专题要素通过栅格方式表示的数据 (如土地利用类型的栅格数据) ;属性数据包括水文测站数据、气象测站数据、社会经济数据和实施遥测和手工采集的数据。数据库建立前需要编制属性元数据库, 实现数据的统一编码, 并存储在属性数据库中;遥感监测系统所采集的遥感影像数据, 用地形图配准后, 按接受时间、不同平台, 以不同的方式 (全省、流域、分县和原始分幅等) 存储到遥感影像库中, 由于遥感数据量大, 遥感数据需实时更新, 其存储方式以及元数据说明对数据的调用非常重要;多媒体数据包括以下几类:野外考察期间在典型景观地段所拍摄的照片或录像、遥感动态监测系统在典型地段处理的图像、虚拟现实系统对整个流域或典型地段虚拟的成果, 包括动画、声音等;元数据库是关于数据库中各种数据内容的详细说明的数据, 同时又是数据库的内容索引, 它全面地描述了数据库中的所有数据内容;其它辅助数据包括各种说明文档、图例符号定义文件等。我国和我省制定的一系列有关环境保护和生态建设的法律、法规、政策等文件[4]。
每一个数据要素都需要建立系统的分类与编码体系以实现数据的数字化。例如行政边界数据要素就需要分为国界、省界、县界、乡镇界、村界五类, 并分别赋予不同的编码。其它的数据要素也是如此。
6 结语
把河北省生态状况包括自然、地理、环境以及经济、人口、社会等状况利用信息手段使其数字化, 便于管理、提高利用率, 对河北省生态与灾害研究及大量后续课题提供了全面的数据支持。
摘要：本文介绍了河北省生态本底数据库的建设背景及意义, 论述了数据库的总体设计。
关键词：生态与灾害,数据库,数字化
参考文献
[1] 解运杰, 王玉玺, 张韬鹏.基于GIS技术的东北黑土区土壤侵蚀本底数据库创建[J].黑龙江水利科技, 2002 (4) .
[2] 郭明航, 李够霞, 从怀军, 等.生态研究数据库系统的设计与开发[J].水土保持通报, 2005 (6) .
[3] 陈正江, 汤国安, 邹秀萍, 等.陕西省生态环境数据库系统开发研究[J].水土保持通报, 2001 (6) .
[4] 毕建涛, 池天河, 何建邦.洪涝灾害的本底数据库构建方法[J].地球信息科学, 2003 (4) .