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地理信息系統(tǒng)技術(shù)在巖溶環(huán)境學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用論文
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，GIS技術(shù)及3S技術(shù)做為新興技術(shù)，被廣泛的應(yīng)用于和地理位置相關(guān)的各領(lǐng)域。以下是“地理信息系統(tǒng)技術(shù)在巖溶環(huán)境學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用論文”，希望能夠幫助的到您！
我國(guó)巖溶區(qū)面積廣大，且蘊(yùn)含多種礦產(chǎn)資源，同時(shí)又分布在兩個(gè)人口密集帶，巖溶區(qū)也面臨人口資源與脆弱環(huán)境符合地帶的貧困問(wèn)題。尤為是在西南地區(qū)，且多處于山區(qū)地帶，數(shù)據(jù)收集工作與經(jīng)濟(jì)支持較小，也為巖溶區(qū)地理信息系統(tǒng)的建立帶來(lái)不少難題。
本文旨在綜述現(xiàn)今GIS技術(shù)在巖溶學(xué)中的應(yīng)用，并對(duì)未來(lái)我國(guó)巖溶GIS建立進(jìn)行嘗試性探討。
1脆弱性評(píng)價(jià)
利用模型和GIS工具對(duì)巖溶區(qū)進(jìn)行脆弱性評(píng)價(jià)的研究有很多，其主要的研究目的不僅僅局限于得到一個(gè)區(qū)域的固有脆弱性評(píng)價(jià)，也為污染物的特殊脆弱性評(píng)價(jià)和確定地下水資源保護(hù)區(qū)作為基礎(chǔ)，并且討論模型使用的范圍和局限性。如利用EPIK和GIS工具確定地下水保護(hù)區(qū)的研究，利用DRASTIC模型和GIS工具對(duì)Hajeb-jelma的含水層進(jìn)行的脆弱性與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，利用SINTACS模型對(duì)Jordan Valley的沖積平原含水層脆弱性的評(píng)價(jià)。而單一模型的應(yīng)用往往也不能很好的模擬一個(gè)研究區(qū)域的地理過(guò)程，因此在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)較為齊全且有多個(gè)模型可供選擇使用時(shí)，研究者們往往將多個(gè)模型結(jié)合起來(lái)使用，已得到更精確的模擬結(jié)果，如利用EPIK方法中提到的K因子（即Karst Network）并將其概念擴(kuò)展為巖溶水飽和區(qū)，以進(jìn)行垂直方向上地下水運(yùn)移路徑的脆弱性評(píng)價(jià)，并結(jié)合COP方法進(jìn)行固有脆弱性評(píng)價(jià)進(jìn)行從資源到源頭的系統(tǒng)的脆弱性評(píng)價(jià)。將巖溶學(xué)，GIS，RS，脆弱性評(píng)價(jià)模型和同位素研究結(jié)果的地域分布情況結(jié)合以獲得準(zhǔn)確的脆弱性評(píng)價(jià)結(jié)果，將GIS技術(shù)與傳統(tǒng)研究方法結(jié)合也取得了一定進(jìn)展，由此可以看出脆弱性評(píng)價(jià)由于其學(xué)科交叉的特性，其研究思維是十分活躍的。
在這些研究中GIS工具往往作為最終結(jié)果的展示，以及空間疊加分析，也正是因?yàn)镚IS中圖層概念的引入，才使得利用多圖層來(lái)得到脆弱性評(píng)價(jià)最終結(jié)果的思路得以產(chǎn)生。而脆弱性評(píng)價(jià)對(duì)于巖溶區(qū)水資源的保護(hù)及巖溶區(qū)資源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃的指導(dǎo)意義是毋庸置疑的，但同時(shí)，進(jìn)行詳盡可靠的脆弱性評(píng)價(jià)離不開(kāi)大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集，如果沒(méi)有足夠詳盡的數(shù)據(jù)，其結(jié)果的可靠性和可信度將受到影響，也不能很好的對(duì)巖溶區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展規(guī)劃起到指導(dǎo)作用，因此采用的較少參數(shù)的折中辦法更多的是起到號(hào)召和警示的作用，以期爭(zhēng)取更多的社會(huì)關(guān)注和資金投入，從而推動(dòng)進(jìn)一步的深入研究。
2 GIS在石漠化治理上的應(yīng)用
石漠化作為巖溶區(qū)環(huán)境惡化的一個(gè)重要表現(xiàn)，極大的影響了巖溶區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生活條件。因此巖溶環(huán)境治理的很多研究都圍繞著石漠化在開(kāi)展，而GIS由于其對(duì)大區(qū)域范圍的系統(tǒng)分析具有優(yōu)勢(shì)，因此在石漠化治理和預(yù)防上也有較多應(yīng)用。如對(duì)水土流失的研究，巖溶區(qū)水土流失是造成石漠化的原因之一，利用修訂的土壤流失方程（RUSLE）與GIS結(jié)合，并根據(jù)土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行了水土流失分析。
還有些學(xué)者設(shè)計(jì)了石漠化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和可視化信息管理系統(tǒng)，結(jié)合了3S技術(shù)對(duì)地表植被變化和土地利用類(lèi)型變化進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，以及對(duì)石漠化區(qū)域的擴(kuò)大進(jìn)行監(jiān)測(cè)的研究。
GIS技術(shù)對(duì)巖溶區(qū)石漠化研究提供了管理，顯示，監(jiān)測(cè)，及空間分析預(yù)測(cè)的技術(shù)支持。相比傳統(tǒng)的研究方法，具備了宏觀性，即時(shí)性，系統(tǒng)性和預(yù)見(jiàn)性。
通過(guò)GIS和RS的結(jié)合，方便研究石漠化的動(dòng)態(tài)發(fā)展并通過(guò)系統(tǒng)分級(jí)根據(jù)不同級(jí)別制定不同分案，因地制宜的治理巖溶區(qū)石漠化問(wèn)題。
3 GIS在巖溶學(xué)其他領(lǐng)域的應(yīng)用
GIS作為工具，也被廣泛的應(yīng)用于與巖溶學(xué)研究相關(guān)的其他領(lǐng)域。在利用孢粉研究古氣候方面，在東哥倫比亞，利用孢粉數(shù)據(jù)和邏輯回歸方法得出氣象變量來(lái)分辯熱帶稀樹(shù)草原和森林的邊界，然后利用GIS的插值技術(shù)將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行地表植被類(lèi)型制圖，得到地表類(lèi)型與氣象變量之間的關(guān)系，并與傳統(tǒng)方法對(duì)比有較高的準(zhǔn)確度，可以應(yīng)用于對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)和對(duì)研究過(guò)去的氣候現(xiàn)象，其適用性與孢粉采樣點(diǎn)的數(shù)量，分布情況和孢粉年齡分布情況相關(guān)。在研究地質(zhì)災(zāi)害方面，在俄羅斯的Dzerzhinsk巖溶區(qū)，對(duì)巖溶含水層的潛水層變化數(shù)據(jù)、土壤強(qiáng)度數(shù)據(jù)利用GIS系統(tǒng)將數(shù)據(jù)整合并制圖得到潛蝕引起的地面塌陷的分布預(yù)測(cè)結(jié)果。在西班牙的Ebro盆地的Zaragoza地區(qū)，巖溶過(guò)程在發(fā)育于第三紀(jì)蒸發(fā)巖上的河流階地上的潛伏層巖溶區(qū)進(jìn)行的尤其劇烈，自第四紀(jì)以來(lái)，這一過(guò)程導(dǎo)致了坍塌和塌陷天坑的形成，因此利用地貌數(shù)據(jù)，灌溉和地下水潛水面數(shù)據(jù)采用邏輯回歸和地理信息系統(tǒng)得出天坑預(yù)測(cè)圖，從而減少地質(zhì)災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)影響和安全危機(jī)。
4 GIS技術(shù)未來(lái)在巖溶研究中的應(yīng)用
基于GIS技術(shù)目前發(fā)展的方向，對(duì)于地物和地理現(xiàn)象的表達(dá)越來(lái)越接近于實(shí)際，而GIS也作為計(jì)算機(jī)技術(shù)與地理學(xué)科之間的橋梁，正因此將計(jì)算機(jī)的前沿技術(shù)引入當(dāng)今的地學(xué)研究領(lǐng)域，從而將繁重復(fù)雜的數(shù)據(jù)管理和海量數(shù)據(jù)分析過(guò)程交給計(jì)算機(jī)處理，使研究人員將注意力更集中于研究?jī)?nèi)容上。GIS技術(shù)的應(yīng)用同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)的獲取提出了更高的要求，當(dāng)今地理數(shù)據(jù)的采集和整理在國(guó)內(nèi)不是十分完善，也不能做到很好的共享，因此存在很多重復(fù)性工作，同時(shí)由于中國(guó)巖溶區(qū)多分布于西部較貧窮地區(qū)或是山區(qū)，數(shù)據(jù)采集存在很大程度的困難，因此GIS與巖溶研究的集合在中國(guó)還存在很多難題，GIS是一種基于數(shù)據(jù)的技術(shù)，因此若要使GIS技術(shù)在巖溶領(lǐng)域有更多的應(yīng)用，還需要很多進(jìn)行很多工作。
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