【正文】 生物多樣性等角度開(kāi)展了大量研究，在相關(guān)理論、方法和應(yīng)用的廣度與深度上取得了前所未有的進(jìn)展。綠色植物的減少，必然導(dǎo)致動(dòng)物種類(lèi)的衰敗和減少。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(jià)值較高的內(nèi)蒙古黃芪、草麻黃也在明顯減少。 草原退化、植被覆蓋度下降，稀疏的植被減少了對(duì)二氧化碳的吸收能力，增強(qiáng)了大氣的溫室效應(yīng)，使草地調(diào)節(jié)氣候、防風(fēng)固沙、保持水土、凈化空氣的功能明顯減退。呼倫貝爾草原上的克魯倫河 2020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?chē)?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。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。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。 第三， 草原生態(tài)環(huán)境變劣 。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，到 80年代為 公斤 /畝， 30 年來(lái)平均下降 %。草地退化，造成草地質(zhì)量下降。 內(nèi)蒙古草原以水草豐美著稱(chēng)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(shì)。草原面積逐年減 少的主要原因：一是草原被墾為農(nóng)田， 80 年代以前經(jīng)歷了 3次大開(kāi)墾， 80 年代再一次開(kāi)墾；二是由于草原退化，植被覆蓋度降低到 5%以下，失去利用價(jià)值；三是適宜造林的草原變成林地；四是小城鎮(zhèn)、工礦及交通建設(shè)、旅游開(kāi)發(fā)等占用草原。 內(nèi)蒙古自治區(qū)是全國(guó)草原資源大區(qū) ， 上世紀(jì) 80 年代以前，總面積達(dá) ，占自治區(qū)國(guó)土面積的 %。目前處在改善與惡化并存，局部好轉(zhuǎn)、但整體惡化的趨勢(shì)還沒(méi)有得到根本基于 3S 技術(shù)的草原管理信息 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 7 性轉(zhuǎn)變。特別是項(xiàng)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。國(guó)家相繼出臺(tái)了一系列政策措施，不斷強(qiáng)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。面對(duì)當(dāng)下形勢(shì)，適合我國(guó)國(guó)情的草原管理理論與模式迫切需要完善和創(chuàng)新。 3. 參考文獻(xiàn)綜述 與擬解決問(wèn)題相關(guān)的文獻(xiàn)綜述 參考的相關(guān)文獻(xiàn) 中提 到了現(xiàn)今草原生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性、不確定性 和區(qū)域差異性 等復(fù)雜性特征導(dǎo)致草原管理效率低、調(diào)控不及時(shí)等管理問(wèn)題。 地理信息系統(tǒng)（ GIS）為 系統(tǒng) 核心 技術(shù) ，遙感技術(shù)（ RS）和全球定位系統(tǒng)（ GPS）作為輔助 技術(shù) ，建立一個(gè)草原信息管理系統(tǒng)。 技術(shù)路線：運(yùn)用遙感技術(shù) 對(duì)物體的 電磁波 的輻射、反射特性的遠(yuǎn)距離的探測(cè)，并根據(jù)其特性對(duì)物體的性質(zhì)、特征和狀態(tài)進(jìn)行分析 ，運(yùn)用 全球定位系統(tǒng) 實(shí)時(shí)獲取草原空間數(shù)據(jù)，再由地理信息系統(tǒng)對(duì)多種來(lái)源的草原動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理、集成管理、動(dòng)態(tài)存取。 地理信息系統(tǒng) （ GIS） 是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) （ GPS） 是一種結(jié)合衛(wèi)星及通訊發(fā)展的技術(shù)， GPS 用于各類(lèi)信息的空間定位，利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)時(shí)和測(cè)距。遙感技術(shù)廣泛用于軍事偵察、導(dǎo)彈、預(yù)警、軍事測(cè)繪、海洋監(jiān)視、氣象觀測(cè)和互劑偵檢等。 遙感技術(shù) （ RS） 是從遠(yuǎn)距離感知目標(biāo)反射或自身輻射的電磁波、可見(jiàn)光、紅外線目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別的技術(shù)。 他們是 目前對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)中空間信息獲取、存貯管理、基于 3S 技術(shù)的草原管理信息 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 6 更新、分析和應(yīng)用的 3大支撐技術(shù) ， 是現(xiàn)代社會(huì)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(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)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。 解決問(wèn)題的技術(shù)領(lǐng)域與技術(shù)路線 欲有效地解決草原生態(tài)問(wèn)題，需要借助 遙感 技術(shù) （ RS） 、地理信息系統(tǒng) （ GIS） 和全球定位系統(tǒng) （ GPS） 等三大技術(shù)。內(nèi)蒙古草原大體上分為七大部分， 呼倫貝爾、錫林郭勒、科爾沁、烏蘭察布、鄂爾多斯和烏拉特 6大著名草原和阿拉善荒漠草原 。海拔 1000多米，地勢(shì)起伏微緩，有明顯的季相變化。 內(nèi)蒙古草原 廣袤無(wú)垠 ， 很難統(tǒng)一管理。 解決問(wèn)題的重點(diǎn)和難點(diǎn) 盡管?chē)?guó)家出臺(tái)一系列政策措施，鼓勵(lì)和加強(qiáng)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(guó)草原生態(tài)狀況仍不容樂(lè)觀。草原畜牧業(yè)、牧區(qū)和牧民等 “ 三牧 ” 問(wèn)題突出。 長(zhǎng)期以來(lái)，內(nèi)蒙古草原畜牧業(yè)的增長(zhǎng)不顧草原承載力過(guò)分依賴(lài)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)。野馬已在草原上消失，野巖羊、青羊、野駱駝數(shù)量銳減。又如阿拉善地區(qū)梭梭林已由 50 年 萬(wàn)公頃減少到目前的 萬(wàn)公頃，額濟(jì)納旗的胡楊林也由 5 萬(wàn)公頃減少到 。受草原生態(tài)環(huán)境變劣的影響，內(nèi)蒙古地區(qū)有些動(dòng)、植物物種正在消失或減少。 四是，草原生態(tài)功能降低 。與 80年代相比河流水量減少三分之一。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、 。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，本世紀(jì)初內(nèi)蒙古荒漠化土地面積達(dá) 6224 萬(wàn)公頃，占全區(qū)土地總面積的 %；沙化土地面積 4159萬(wàn)公頃，占全區(qū)土地總面積的 %。本世紀(jì)初草原載畜能力平均 /羊單位，與 80年代相比下降 %，與 60年代相比下降 %。主要表現(xiàn)在草群中優(yōu)良牧草的種類(lèi)和數(shù)量大幅度減少，有毒有害及不可食的植物種類(lèi)和數(shù)量增多，草群平均高度和覆蓋度下降，草原的單 [1] 摘自中國(guó)環(huán)境網(wǎng) [2] 陳智廣 .內(nèi)蒙古草原畜牧業(yè)信息化初探 [J].《前沿》 , 2020 年 (第 11期 ). 基于 3S 技術(shù)的草原管理信息 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 5 位面積產(chǎn)草量大幅度降低 .。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(wàn)畝，占可利用草地面積的 %；到 90年代末，草地退化面積達(dá)草地總面積的 73%。 二是，草原質(zhì)量不斷下降 。據(jù) 2020 年遙感調(diào)查資料，內(nèi)蒙古現(xiàn)有草原面積為 億畝，近年來(lái)草原的面積仍在減少。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 一是，草原數(shù)量逐年減少 。但由于歷史與現(xiàn)實(shí)、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(shì)仍然很?chē)?yán)峻。 總體看近年來(lái)通過(guò)實(shí)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(xiàng)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。 2. 問(wèn)題定義與分析 待解決 的具體問(wèn)題 近些年來(lái) ， 受氣候干旱、草場(chǎng)開(kāi)發(fā)、超載過(guò)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。我們要迎接世界信息經(jīng)濟(jì)時(shí)代的挑戰(zhàn)，開(kāi)展新的草原畜牧業(yè)科技革命，發(fā)展信息草原畜牧業(yè)，推進(jìn)草原畜牧業(yè)信息化進(jìn)程。 本課題研究意義在于能夠定點(diǎn)監(jiān)測(cè) 草原牧草長(zhǎng)勢(shì)動(dòng)態(tài)、牧草產(chǎn)量及分布、草原旱蟲(chóng)災(zāi)狀況等草原資源信息 ， 構(gòu)建數(shù)字化草原資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息平臺(tái) ， 及時(shí)準(zhǔn)確獲得草原資源變化的信息 ， 實(shí)現(xiàn)草原資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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。我國(guó)草原生態(tài)狀況仍不基于 3S 技術(shù)的草原管理信息 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 4 容樂(lè)觀， 管理工作復(fù)雜， 草原生態(tài)環(huán)境治理任務(wù)十分艱巨 [1]。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。 總體看，全國(guó)退牧還草、京津風(fēng)沙源治理、西南巖溶地區(qū)草地治理工程覆蓋面仍然較低，70％以上的草 原沒(méi)有得到有效保護(hù)。 第五 ，牧民生產(chǎn)和生活受到嚴(yán)重挑戰(zhàn) 。 草原退化 、植被覆蓋度下降，稀疏的植被減少了對(duì)二氧化碳的吸收能力，增強(qiáng)了大氣的溫室效應(yīng)，使草地調(diào)節(jié)氣候、防風(fēng)固沙、保持水土、凈化空氣的功能明顯減退。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。 第三 ，草原生態(tài)環(huán)境變劣 。 第二 ，草原質(zhì)量不斷下降 。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 第 一 ，草原數(shù)量逐年減少 。但由于歷史與現(xiàn)實(shí)、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(shì)仍然很?chē)?yán)峻。 通過(guò)實(shí)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(xiàng)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。 近年來(lái)，我國(guó)出臺(tái)了一系列政策措施，不斷強(qiáng)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。內(nèi)蒙古、廣西、云南、西藏、青海、新疆、陜西、甘肅、寧夏、重慶、四川和貴州西部 12 省 (區(qū)、市 )有草原面積約 億公頃，占全國(guó)草原總面積的 ％；遼寧 、吉林和黑龍江東北 3省有草原面積約 ，占全國(guó)草原總面積的 ％；其他省 (市 )有草原面積約 億公頃，占全國(guó)草原總面積的％。 設(shè)計(jì)方案 背景 我國(guó)是一個(gè)草原大國(guó)，擁有各類(lèi)天然草原近 4億公頃，約占陸地國(guó)土面積的 2/5，是我國(guó)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)。 導(dǎo)航電文 中的內(nèi)容主要有遙測(cè)碼、轉(zhuǎn)換碼、第 3數(shù)據(jù)塊 ，其中最重要的則為星歷數(shù)據(jù)。前三幀各 10個(gè)字碼；每三十秒重復(fù)一次，每小時(shí)更新一次。它是從 衛(wèi)星信號(hào)中解調(diào)制出來(lái)，以 50b/s調(diào)制在載頻上發(fā)射的。而 Y碼是在 P碼的基礎(chǔ)上形成的，保密性能更佳。 GPS系統(tǒng) 使用的偽碼一共有兩種，分別是民用的 C/A碼 和軍用的 P(Y)碼。要達(dá)到這一目的， 衛(wèi)星 的位置可以根據(jù)星載時(shí)鐘所記錄的時(shí)間在衛(wèi)星星歷中查出。 該技術(shù)被用于實(shí)時(shí)、快速地提供目標(biāo)，包括各類(lèi)傳感器和運(yùn)載平臺(tái)（車(chē)、船、 飛機(jī)、衛(wèi)星等）的空間位置 ， 具有的全天候、高精度和自動(dòng) 測(cè)量 的特點(diǎn)， 目前 作為先進(jìn)的測(cè)量手段和新的生產(chǎn)力融入了國(guó)民 經(jīng)濟(jì)建設(shè) 、 國(guó)防建設(shè) 和 社會(huì)發(fā)展 的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。 GIS與其他信息系統(tǒng)最大的區(qū)別是對(duì) 空間信息 的存儲(chǔ)管理分析，從而使其在廣泛的公眾和個(gè)人企事業(yè)單位中解釋事件、預(yù)測(cè)結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實(shí)用價(jià)值。 GIS是一種基于計(jì)算機(jī)的工具，它可以對(duì)空間信息進(jìn)行分析和處理（簡(jiǎn)而言之，是對(duì)地球上存在的現(xiàn)象和發(fā)生的事件進(jìn)行成圖和分析）。 地理信息系統(tǒng)（ GIS， Geographic Information System）是一門(mén)綜合性學(xué)科，結(jié)合 地理學(xué) 與 地圖學(xué) 以及 遙感 和計(jì)算機(jī)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(chǔ)、查詢(xún)、分析和顯示 地理 數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，隨著 GIS 的發(fā)展，也有稱(chēng)GIS為 “ 地理信息科學(xué) ” （ Geographic Information Science） 。 地理信息系統(tǒng)（ GIS）是指對(duì)多種來(lái)源的時(shí)空數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理、集成管理、動(dòng)態(tài)存取，作為新的集成系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)，并為智能化數(shù)據(jù)采集提供地學(xué)知識(shí)。傳輸設(shè)備用于將遙感信息從遠(yuǎn)距離平臺(tái) (如 衛(wèi)星 )傳回地面站。完成上述功能的全套系統(tǒng)稱(chēng)為遙感系統(tǒng)，其核心組成部分是獲取信息的遙感器。 人造地球衛(wèi)星 發(fā)射成功，大大推動(dòng)了遙 感技術(shù)的發(fā)展。 目前該技術(shù) 遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、海洋、氣象、水文、軍事、環(huán)保等領(lǐng)域 ，在資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面 發(fā)揮了重要的作用。 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 f