1资源环境信息系统概论

24三月20241资源环境信息系统概论*2教材与参考书教材：王桥，张宏，李旭文.环境地理信息系统.北京：科学出版社,2007.资源环境信息系统导论；赵小辉，北京大学出版社，2013资源与环境地理信息系统；范文义,科学出版社，2004资源环境信息技术概论；严泰来，中国林业出版社，2004.GeographicInformationAnalysis,DavidO'Sullivan,Wiley,2010*3课程目标与安排以遥感、地理信息系统和全球定位系统技术为手段，系统论述资源环境空间信息的获取、分析处理、存储和表达，为环境保护工作提供资源环境空间信息支持和管理决策依据的计算机系统。课程总学时与学分为36。课程考核方式：平时成绩30%，期末成绩70%。*4课程模块体系

课程模块学时分配1概论32

资源环境信息系统数据库33

地理坐标系统和全球定位系统34

资源环境遥感65

地理信息系统66

资源环境信息统计分析方法37

专题学术讲座68分组作品专题答辩与汇报39课程总结3课程学习资源课程资源、学习资料、案例视频、创新集锦。网址：/eol/jpk/course/welcome.jsp?courseId=1659资源与环境信息系统国家重点实验室/sc/index.aspx资测绘遥感信息工程国家重点实验室/*5*7*8★据统计，我国每2秒钟就有1个婴儿出生，每天大约出生5万人，每年出生大约1900万人，减去同期死亡人口，每年净增人口大约1300万左右，相当于一个澳大利亚人口总和。★中国13亿人口，相当于美、英、法、澳、意、加、日7个发达国家人口总和2倍，超过了非洲和拉丁美洲两大洲人口总和。有人形象地计算过，这13亿人口，如果排成一线，可以绕地球赤道26圈。我们遇到了哪些问题*10不科学的开发和利用资源的严重后果？环境污染生态平衡失调环境问题*11请你也把我带走吧!不科学的开发和利用资源的造成生态平衡失调*12北京人说雾霾严重：站在天安门广场，看不见毛爷爷；合肥人听见：哼！今早我们打开钱包抽出一百元，也看不到毛爷爷啊！*13资源与环境问题空气质量严重恶化，全球有1.25亿人口生活在污浊的空气中；全球12％的哺乳动物和11％的鸟类濒临灭绝，每24小时就有150到200种生物从地球上消失；全球有12亿人口生活在缺水地区，14亿人口的生活环境中没有生活污水排放装置；全球每年土壤流失达200亿吨；每年化学杀虫剂的使用量超过270万吨；全世界的森林以每年460万公顷的速度从地球上消失……*14我国的生态环境问题大气污染十分严重水污染非常突出噪声和固体废物加剧生态环境日益恶化森林减少、沙漠扩大、草原退化、水土流失、物种灭绝等生态破坏问题*15以水资源为例，我国虽然江河纵横，湖泊众多，但水的人均占有量是世界人均量的1/4，可以说是四个人喝一个人的水，居世界第88位。目前，全国约有5000万人口和4000万牲畜的安全饮水存在问题，约有一半耕地经常受到干旱威胁。全国有三百多个城市缺水，一百多个城市供水矛盾突出，地下水超采严重，部分水源受到污染。我国的资源问题

*16水资源严重缺乏*17水资源严重污染*18环保图片土地生态恶化*19沙尘暴*20沙尘暴*21兰州火车站沙尘暴*22森林草场减少森林草场减少湿地退化*24每年环境污染的损失超过2万亿元占中国GDP的比重达到5%至6%。——原国家环保总局副局长王玉庆*25世界重大环境污染事件进入八十年代以后，全球环境进一步恶化，影响广、范围大、危害严重的重大污染事件多次发生。大量人工制取的化合物（包括有毒物质）进入环境，在环境中经扩散、迁移、转化和累积，不断地恶化环境，可以这样说，今天的地球上已没有一块干净的土地。栖息在爱尔兰海上的海鸟，体内含有高浓度的多氯联苯；荒无人烟的南极大陆上生长的企鹅体内也测到了DDT存在；北极附近格陵兰冰盖层中，近几十年来铅和汞的含量在不断上升！*261984年12月2日夜，在印度中央邦博帕尔市，美国联合碳化物公司的博帕尔农药厂，由于管理混乱，地下储罐中40吨用以制造农药的异氰酸甲酯（剧毒、低沸点、易燃液体）渗进了水，毒液变成气体，罐内压升高而爆裂外泄，当地居民70万人中有20万受到影响，其中5万人可能双目失明，到1989年2月，共有3300多人丧失生命。毒气泄漏使大批食品和水源遭受污染，4000头牲畜和其他动物死亡，生态环境受到严重破坏，这是迄今为止世界上最严重的污染事故。博帕尔农药厂的污染事故*271986年4月26日，前苏联境内乌克兰基辅市郊的切尔诺贝利核电站（ChernblyNuclearPowerPlant），由于管理不善和操作失误，4号核反应堆爆炸起火，大量放射性物质外泄，造成环境严重污染当即造成31人死亡，二百多人受严重放射性伤害，数万人受到放射性影响，直接经济损失达120亿卢布，核污染飘尘扩散至周围国家，西欧各国乃至世界大部分地区都检测到了核电站泄漏的放射性物质。事故发生多年后，放射性污染带来的危害还在继续，不断有报道该地区受放射性伤害的人群死亡或患病、患癌症的消息，伤亡人数不断扩大，该地区的生态环境也遭到严重的破坏。1986年放射性污染事故*281986年11月1日，瑞士巴塞尔市桑多兹化工公司仓库爆炸起火，近30吨剧毒的碳化物、磷化物与含有汞的化工产品随灭火机喷出液和水流入莱茵河，其中有毒化学品达30多种，河内水生生物鳗鱼、鳟鱼、水鸭、鸬鹚等大量死亡，沿莱茵河而下150公里内大约60多万条鱼被毒死，500公里内河岸两侧的井水不能饮用，许多自来水厂和啤酒厂被迫关闭。据专家们估计，由于有毒物质沉积在河流底泥中，有可能使莱茵河死亡二十年。莱茵河的污染*291999年2月，比利时养鸡业者发现母鸡产蛋率下降，蛋壳坚硬，肉鸡出现病态反应。经研究发现，这是由于比利时九家饲料公司生产的饲料中含有致癌物质二恶英，据悉，此种饲料已出售给比利时的400多家养鸡场和500多家养猪场，并已输往德国、法国、荷兰。据调查，比利时某些养鸡场肉鸡体内二恶英含量高于正常极限的1000倍。事件发生后，美国、日本、新加坡、南朝鲜、我国大陆、香港、台湾纷纷禁止从欧洲进口畜禽类和乳制品，这是近年来世界上影响最大的污染事件之一。饲料污染事故*302000年1月底到2月初，东欧地区连续大雨，1月30日，罗马尼亚奥拉迪亚镇，澳大利亚埃斯梅拉达采矿公司所属的巴雅梅尔金矿发生堤坝漫水事件，用于生产黄金的剧毒氰化物漫过大坝，随洪水流入附近的河水。污水向西流入邻国匈牙利境内的蒂萨河，河水中的氰化物含量是正常指标的700倍，在某些地区，一立方米水中含有氰化物0.064mg，然后河水中的污染物随着水流以平均每小时2.5英里的速度向南方蔓延，一夜之间，蒂萨河内80%的鱼类和生物死亡。300万立方米受氰化物污染的河水流向莫什河（匈—罗）、蒂萨河（匈—捷—南），并向南斯拉夫蔓延，开始扩散到多瑙河。这是自前苏联切尔诺贝利核电站事故以来欧洲最大的环境灾难，也是进入21世纪前夕世界上最严重的一次环境事故。欧洲最大的环境灾难我们怎么办？？？*32水环境治理的机遇“十一五”期间的目标是所有城市污水处理率必须超过60%，重点城市如省会城市、风景旅游城市、环保重点城市，要求污水处理率超过70%。建设设部城建司：未来五年中国污水处理商机3000亿。*33地球科学部优先发展领域：全球环境变化与地球圈层相互作用：全球环境变化的自然和人类因素；地球系统模拟的关键科学问题。人类活动对环境影响的机理：资源利用的环境效应；大规模人类工程活动对环境影响的机理；自然过程与人类活动相互作用；区域可持续发展。陆地表层系统变化过程与机理：陆地表层自然与人文要素的耦合过程；陆地表层系统综合研究的理论和方法。水土资源演变与调控：土壤过程与演变；土壤质量与资源效应；流域水文过程及其生态效应；区域水、土资源耦合与可持续利用。地球观测与信息提取的新途径和新技术：对地观测的新原理和新方法；深部探测和浅层观测的新理论和新技术；地球系统基础信息采集和应用的理论与技术；观测数据的同化、融合和共享应用理论。国家自然科学基金十二五发展规划*34发展重点

以资源环境与人类社会协调发展研究为主线，规划自然资源与可持续利用、环境污染与环境安全、灾害预防与减灾工程、地球环境与生态系统等四个研究主题。教育部中长期科学和技术发展规划（2006－2020）*35（1）主题领域之一：自然资源与可持续利用多尺度水循环过程水资源再生机理与可持续利用盆地演化、能源资源分布规律与预测大陆动力学、大规模成矿机制与成矿预测陆地生物资源形成、演化、再生规律及其可持续利用土地资源配置与利用*36⑦海洋环境－生态动力学、海洋生物资源与海水海域利用⑧海洋天然气水合物、铁锰结核、热液硫化物成矿条件⑨资源环境信息系统（GIS）⑩采矿、选矿、矿物加工及综合利用新技术新工艺⑾清洁能源开发利用基础与新技术⑿自然资源探测与勘查新理论技术*37（2）主题领域之二：污染防治与环境安全水污染控制与修复安全饮用水保障技术污水处理与资源化成套技术大气污染形成机理与控制空气质量控制机理与技术土壤污染机理与修复固体废弃物处理处置与资源化*38污染预防与清洁生产环境监测新技术环境污染风险与生态安全环境标准和管理物理污染机理及其控制区域环境调控与环境建设重大建设工程与生态环境安全*39（3）主题领域之三：灾害预防与减灾工程内动力与地质灾害相关性及其预测预报滑坡灾害：评价、预测及预警的新理论与技术地质灾害的风险评价与风险管理重大气象灾害的成因、监测与预测洪涝、干旱成灾机理与治灾响应海洋灾害的预报与防治*40沙尘暴成因与防治生态灾害与生态安全地面沉降过程、预警预报与综合防治城市环境岩土工程与大城市的稳定性重大工程建设与地质环境的互馈作用机理及灾害防治*41（4）主题领域之四：地球环境与生态系统生命起源、演化和地球重大环境事件地球系统行为与亚洲季风环境陆海环境变化与人类活动的相互作用全球变化的区域响应与影响生物地球化学过程与环境生态效应中国大型河口三角洲演化*421、资源环境信息系统的研究范围

———资源环境信息是环境数据的内在含义，是以语言文字、图形表格、音像媒体等表达的资源环境的资料、数据，其反映资源环境的状态特征及其时空变化。基本特征：普遍性综合多样性区域性和整体性连续性和动态性随机性相关性和综合性———资源环境信息系统是指资源环境信息的采集、数据处理、数据管理、信息传播以及辅助管理的决策系统。涉及到的信息技术有：数据（仓）库技术、计算机图形学、3S技术（GIS、RS、GPS）、图像处理技术、专家系统技术等等。资源环境信息系统是面向资源和环境应用领域的信息技术系统。资源环境信息系统的功能数据功能促进资源环境信息的有效利用为各种资源环境管理决策提供信息支持高速度地完成资源环境管理过程中的数据处理对资源环境管理全过程的信息进行有效管理和监督促进有效控制实现信息的高效传输交流功能*45———资源环境信息系统特点

综合性：涉及到众多学科，需要多技术集成。动态性：资源环境及其要素都在不断地发生变化，具有时序动态性。

基础性：80%以上的国民经济的信息都与资源环境信息有关

广泛性：事关“资源与环境”问题的解决，涉及到社会的各个领域。*462、对于发展国民经济的重大意义

——资源环境问题构成人类生存的巨大威胁。利 用现代信息技术强化资源环境管理是国民经济可持续发展的根本保障。这项技术的发展是一个国家实力的体现。——社会需要资源环境信息系统。资源和环境的开发与管理需要信息技术来指引，“没有技术的开发是愚蠢的开发，而没有信息的管理则是盲目的管理。”——资源环境信息系统事关人们的衣食住行。*473、国内外的发展历程与现状———信息技术是生产力发展的必然产物信息是物质世界各种事物存在的表征。具有客观性、共用性、时效性。信息的重要性并非今天人们才认识，信息技术直到20世纪40年代以后才独立成为一门技术领域是生产力发展的必然结果。信息技术的发展需要社会生产力发展的驱动，同时也需要以相关基础科学与技术为条件。资源环境信息系统使人们更加深刻地认识与合理地保护地球——这一人类共同生存的空间。在空间范围上，可以将数万平方公里的地学图形图像信息容纳在一台计算机以内。*48在时间维上，人们可以在瞬间将数千公里外的音像信息传输到眼前。在现代信息技术支持下，可以将巨大的时空范围事物变化的过程可视化地表现在计算机屏幕上。———资源环境信息系统发展历程20世纪60年代，遥感技术开始出现，资源环境信息技术开始形成。70年代，地理信息系统概念提出，加拿大建设世界上第一套CGIS系统。80年代，全球定位系统投入使用，资源环境信息技术形成一个独立的技术体系，信息系统的应用日益广泛。90年代，资源环境信息与信息技术产业化。美国就业人口中52%从事直接信息产业。1998年美国提出“数字地球”概念，世界各国响应，数字农业（精确农业）、数字国土……等概念纷纷提出，国家级信息工程纷纷上马。*49资源环境信息系统发展历程英国在20世纪60年代就建成了水质档案系统；保加利亚开发的农业综合管理系统(I