【正文】 系統(tǒng)（GPS）等三大技術(shù)。海拔1000多米，地勢起伏微緩，有明顯的季相變化。 解決問題的重點和難點盡管國家出臺一系列政策措施，鼓勵和加強草原生態(tài)治理，但是由于草原覆蓋面大、生態(tài)環(huán)境復(fù)雜、草原管理工作不完善等因素，我國草原生態(tài)狀況仍不容樂觀。長期以來，內(nèi)蒙古草原畜牧業(yè)的增長不顧草原承載力過分依賴牲畜頭數(shù)的增加，致使草原嚴(yán)重透支，人口和牲畜超載，致使草原畜牧業(yè)維系困難，牧區(qū)和廣大牧民正面臨生產(chǎn)和生活方式轉(zhuǎn)變的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。如草原上優(yōu)良牧草中的羊草、黃花苜蓿、山厘豆等數(shù)量銳減；藥用價值較高的內(nèi)蒙古黃芪、草麻黃也在明顯減少。呼倫貝爾草原上的克魯倫河2007年主汛期出現(xiàn)斷流，烏爾遜河至下游斷流干涸，著名的達(dá)賚湖（呼倫湖）水面縮減500平方公里，水位下降4米以上，周邊小型湖泊80%干涸，周圍近300平方公里的濕地消失，湖底泥沙裸露并嚴(yán)重威脅著湖邊的草原。土地荒漠化和沙漠化使地表失去了綠色植被的覆蓋，導(dǎo)致地下水位下降，大氣降水減少。根據(jù)內(nèi)蒙古草勘院資料，50年代內(nèi)蒙古草原平均產(chǎn)草量為127公斤/畝，%。內(nèi)蒙古草原以水草豐美著稱于世，但由于自然和人為因素的共同作用，草原退化呈快速蔓延趨勢。內(nèi)蒙古自治區(qū)是全國草原資源大區(qū)，上世紀(jì)80年代以前，%。特別是項目區(qū)草原生態(tài)狀況呈現(xiàn)區(qū)域性好轉(zhuǎn)，草地植被覆蓋度、草層高度、產(chǎn)草量較建設(shè)前均有大幅度提高。探討草原畜牧業(yè)信息化的有關(guān)問題，推進(jìn)草原畜牧業(yè)信息化，對于促進(jìn)內(nèi)蒙古草原畜牧業(yè)健康、持續(xù)、快速發(fā)展具有重要意義[2] [J].《前沿》, 2007年(第11期).。 設(shè)計方案目的和意義基于課題背景中提到的草原生態(tài)環(huán)境治理、草原管理工作復(fù)雜艱巨等問題，本課題研究目的就是運用3S技術(shù)，即遙感(Remote Sensing)、地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System)和全球定位系統(tǒng)(Global Position System)，建立一個草原信息綜合管理系統(tǒng)，將草原管理模式改善為定點多方面的實時監(jiān)測管理，有效解決草原管理工作復(fù)雜，草原生態(tài)環(huán)境治理艱難的草原難題。主要牧區(qū)草原超載率仍在30％左右，部分地區(qū)的牲畜超載率甚至達(dá)到80％。受草原生態(tài)環(huán)境變劣的影響，內(nèi)蒙古地區(qū)有些動、植物物種正在消失或減少。地荒漠化和沙漠化使地表失去了綠色植被的覆蓋，導(dǎo)致地下水位下降，大氣降水減少。草原面積逐年減少的主要原因是草原被墾為農(nóng)田、由于草原退化；植被覆蓋度降低到5%以下，失去利用價值；適宜造林的草原變成林地；小城鎮(zhèn)、工礦及交通建設(shè)、旅游開發(fā)等占用草原。特別是項目區(qū)草原生態(tài)狀況呈現(xiàn)區(qū)域性好轉(zhuǎn)，草地植被覆蓋度、草層高度、產(chǎn)草量較建設(shè)前均有大幅度提高。西藏、內(nèi)蒙古、新疆、青海、四川和甘肅6省(區(qū))是我國的六大牧區(qū)，％。當(dāng)用戶接受到導(dǎo)航電文時，提取出衛(wèi)星時間并將其與自己的時鐘作對比便可得知衛(wèi)星與用戶的距離，再利用導(dǎo)航電文中的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)推算出衛(wèi)星發(fā)射電文時所處位置，用戶在WGS84大地坐標(biāo)系中的位置速度等信息便可得知。導(dǎo)航電文每個主幀中包含5個子幀每幀長6s。C/，重復(fù)周期一毫秒，碼間距1微秒，相當(dāng)于300m；，相當(dāng)于30m。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機的具體位置。GIS技術(shù)把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作（例如查詢和統(tǒng)計分析等）集成在一起。該技術(shù)被各行各業(yè)用于建立各種不同尺度的空間數(shù)據(jù)庫和決策支持系統(tǒng)，向用戶提供著多種形式的空間查詢、空間分析和輔助規(guī)劃決策的功能。遙感器的種類很多，主要有照相機、電視攝像機、多光譜掃描儀、成像光譜儀、微波輻射計、合成孔徑雷達(dá)等。例如航空攝影就是一種遙感技術(shù)。借助遙感技術(shù)的植被動態(tài)信息采集功能、全球定位系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)采集功能和地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息處理分析功能，分析出草原牧草長勢動態(tài)、牧草產(chǎn)量及分布、草原旱蟲災(zāi)狀況等草原資源信息，構(gòu)建數(shù)字化草原資源動態(tài)監(jiān)測信息平臺，及時準(zhǔn)確獲得草原資源變化的信息，實現(xiàn)草原資源實時監(jiān)測與預(yù)警，提供草原管理者實際準(zhǔn)確的草原資源信息，使草原生態(tài)治理具有針對性和實效性?；?S技術(shù)的草原管理信息系統(tǒng)設(shè)計方案《信息資源管理》課程設(shè)計報告基于3S技術(shù)的草原管理信息系統(tǒng)設(shè)計方案報告題目：作者學(xué)號：作者姓名：北京科技大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院2013年6月27日北京科技大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院 班級：工程管理112班 學(xué)號：41171071 姓名：黃寸 3基于3S技術(shù)的草原管理信息系統(tǒng)設(shè)計方案目錄摘要 11. 引言 2 設(shè)計方案領(lǐng)域 2 設(shè)計方案背景 3 設(shè)計方案目的和意義 42. 問題定義與分析 4 待解決的具體問題 4 解決問題的重點和難點 5 解決問題的技術(shù)領(lǐng)域與技術(shù)路線 53. 參考文獻(xiàn)綜述 6 與擬解決問題相關(guān)的文獻(xiàn)綜述 6 與擬采用技術(shù)相關(guān)的文獻(xiàn)綜述 74. 設(shè)計方案的提出與構(gòu)想 9 解決問題的方案 9 方案技術(shù)可行性分析 12 方案設(shè)計總體構(gòu)架 145. 設(shè)計方案總體描述 16 方案綜述 16 方案的技術(shù)內(nèi)涵與邏輯 17 方案實現(xiàn)與實施的主要方法與步驟 176. 設(shè)計方案科學(xué)與技術(shù)原理解析 19 設(shè)計方案的技術(shù)原理 19 設(shè)計方案的數(shù)理模型 20 GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 20 GIS的空間模式 217. 設(shè)計方案關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)與實證 23 關(guān)鍵技術(shù)原理的實現(xiàn)方法 23 技術(shù)實現(xiàn)的基本條件 23 技術(shù)實現(xiàn)方法論述 24 關(guān)鍵技術(shù)原理驗證實驗 25 實驗?zāi)康?25 實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與說明 25 實驗驗證過程 27 實驗驗證結(jié)果及結(jié)論 288. 設(shè)計方案總括 289. 設(shè)計方案展望 29 設(shè)計方案的發(fā)展前景 29 設(shè)計方案的不足之處 3010. 參考文獻(xiàn) 3011. 致謝 30 31摘要目前我國草原退化形勢依然嚴(yán)峻，而現(xiàn)有的草原管理模式難以應(yīng)付草原生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)性、不確定性等復(fù)雜性特征。關(guān)鍵字：遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、草原管理信息化Abstract：Currently, the situation of grassland degradation in our country is still serious. But the existing management patterns of grassland hard to deal with steppe ecosystem, because of its dynamics, uncertainty and plexity. I focus on this problem and put forward a viable solution. My plan depends on three technique, remote sensing technology (RS) and the global positioning system (GPS), geographic information systems (GIS), bines with modern technology of information collection and information munication, try to build a grasslands integrated information management platform. And it is possible to stay in one point but can monitor and manage multipoint grasslands. Remote sensing technology can collect the dynamic information of vegetation, global positioning system can collect the space features and geographic information system can process, analysis features, analysis out Prairie forage growth dynamic, forage production, the distribution, and Prairie dry infestations situation of Prairie. Then build up a digital Prairie resources dynamic monitoring information platform, timely accurately obtained Prairie resources changes of information, achieved Prairie resources realtime monitoring and warning. In the end, my purpose is that provides Prairie managers some actual accurate of Prairie resources information, so that help them to manage the grassland more effectively.Keywords: Remote sensing, Geographic information systems, Global positioning systems, grassland management.1. 引言 設(shè)計方案領(lǐng)域空間定位系統(tǒng)（目前主要指遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS），簡稱3S技術(shù)）是目前對地觀測系統(tǒng)中空間信息獲取、存貯管理、更新、分析和應(yīng)用的三大支撐技術(shù)，是現(xiàn)代社會持續(xù)發(fā)展、資源合理規(guī)劃利用、城鄉(xiāng)規(guī)劃與管理、自然災(zāi)害動態(tài)監(jiān)測與防治等的重要技術(shù)手段，也是地學(xué)研究走向定量化的科學(xué)方法之一。人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功，大大推動了遙 感技術(shù)的發(fā)展。傳輸設(shè)備用于將遙感信息從遠(yuǎn)距離平臺(如衛(wèi)星)傳回地面站。地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）是一門綜合性學(xué)科，結(jié)合地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感和計算機科學(xué)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)，隨著GIS的發(fā)展，也有稱GIS為“地理信息科學(xué)”（Geographic Information Science）。GIS與其他信息系統(tǒng)最大的區(qū)別是對空間信息的存儲管理分析，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業(yè)單位中解釋事件、預(yù)測結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實用價值。要達(dá)到這一目的，衛(wèi)星的位置可以根據(jù)星載時鐘所記錄的時間在衛(wèi)星星歷中查出。而Y碼是在P碼的基礎(chǔ)上形成的，保密性能更佳。前三幀各10個字碼；每三十秒重復(fù)一次，每小時更新一次。 設(shè)計方案背景我國是一個草原大國，擁有各類天然草原近4億公頃，約占陸地國土面積的2/5，是我國面積最大的綠色生態(tài)屏障，也是干旱、高寒等自然環(huán)境嚴(yán)酷、生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)域的主體生態(tài)系統(tǒng)。近年來，我國出臺了一系列政策措施，不斷強化草原保護(hù)，大力推進(jìn)草原重大生態(tài)工程建設(shè)，集中治理生態(tài)脆弱和嚴(yán)重退化草原。但由于歷史與現(xiàn)實、自然和人為因素的干擾和影響，全區(qū)廣大草原的生態(tài)環(huán)境形勢仍然很嚴(yán)峻。第二，草原質(zhì)量不斷下降。由于大氣干旱，降水減少，氣候干燥造成河水?dāng)嗔?，湖泊縮減或干涸。第五，牧民生產(chǎn)和生活受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。與20世紀(jì)80年代相比，草原沙化、鹽漬化、石漠化依然嚴(yán)重。本課題研究意義在于能夠定點監(jiān)測草原牧草長勢動態(tài)、牧草產(chǎn)量及分布、草原旱蟲災(zāi)狀況等草原資源信息，構(gòu)建數(shù)字化草原資源動態(tài)監(jiān)測信息平臺，及時準(zhǔn)確獲得草原資源變化的信息，實現(xiàn)草原資源實時監(jiān)測與預(yù)警，有效解決草原復(fù)雜性導(dǎo)致管理工作艱巨的難題。2. 問題定義與分析 待解決的具體問題近些年來，受氣候干旱、草場開發(fā)、超載過牧等因素影響，內(nèi)蒙古草原沙化、鹽漬化、石漠化較為嚴(yán)重。但由于歷史與現(xiàn)實、自然和人為因素的干擾和影響，全區(qū)廣大草原的生態(tài)環(huán)境形勢仍然很嚴(yán)峻。據(jù)2001年遙感調(diào)查資料，近年來草原的面積仍在減少。據(jù)資料顯示，60年代中后期退化加速；到80年代退化面積達(dá)37555萬畝，%；到90年代末，草地退化面積達(dá)草地總面積的73%。%，%。與50年代相比，通遼市降水減少102毫米，錫林浩特市減少84毫米，巴音浩特減少59毫米，而年平均氣溫分別上升1度、。四是，草原生態(tài)功能降低。綠色植物的減少，必然導(dǎo)致動物種類的衰敗和減少。據(jù)自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)經(jīng)管站統(tǒng)計，近幾年我區(qū)牧民人均純收入的增速落后農(nóng)民增速，目前有不少牧民負(fù)債經(jīng)營。要解決草原生態(tài)問題，就要先解決草原生態(tài)實時監(jiān)測、草原管理統(tǒng)一化、草原問題及時發(fā)現(xiàn)及時解決等問題，這是現(xiàn)今草原治理過程的重點和難點。其中有效天然牧場6818萬公頃，占全國草場面積的27%，是我國最大的草場和天然牧場。這三大技術(shù)是空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)和計算機技術(shù)、通訊技術(shù)相結(jié)合，多學(xué)科高度集成的對空間信息進(jìn)行采集、處理、管理、分析、表達(dá)、傳播和應(yīng)用的現(xiàn)代信息技術(shù)?，F(xiàn)代遙感技術(shù)主要包括信息的獲取、傳輸、存儲和處理等環(huán)節(jié)。它具有全天候、全覆蓋、三維定點定速定時高精度、快速、省時、高效率等特點,且不受任何天氣的影響，應(yīng)用廣泛，可移動定位，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)勘測、車輛調(diào)度、監(jiān)控系統(tǒng)、道路施工等。通過遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)的聯(lián)合工作和相互補充，建立一個草原信息化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)定點多方面對草原進(jìn)行監(jiān)測管理。造成草原退化、沙化和荒漠化的最主要原因就是對草地資源的管理失當(dāng)，而考究我國草地管理中采取了一些措施，如土地承包、草畜平衡、劃區(qū)輪牧、休牧禁牧等等依然存在著諸多問題?？傮w看近年來通過實施京津風(fēng)沙源治理工程，天然草原保護(hù)和建設(shè)工程、退牧還草工程等生態(tài)建設(shè)項目，以及建立和完善基本草原保護(hù)、草畜平衡、禁牧休牧輪牧等制度，草原生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和建設(shè)取得了明顯成效。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，草原數(shù)量逐年減少。