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莱州湾海洋功能区划数学关系模型的建立及其GIS的实现

于建  
【摘要】:21世纪是人类开发利用海洋的新时代,可持续发展是人类开发利用海洋的主题,科学、合理、有序地利用海洋可以解决人类社会面临的“人口剧增、资源匮乏、环境恶化”三大问题。我国沿海地区人口稠密,经济发达,以15%的土地养育着全国40%的人口,拥有全国70%以上的大、中城市,55%的国民生产总值(GDP)来自沿海省区,在国民经济建设和发展计划中具有举足轻重的地位。始于上个世纪80年代,我国在海洋功能区划领域开展了卓有成效的工作。国家海洋局从1989年至1997年历经8年完成了全国的海洋功能区划工作。 本文回顾了我国海洋功能区划的发展历程,对我国海洋功能区划的成果、理论与方法进行了较系统地总结,针对海洋功能区划中存在的一些问题,作者重新讨论了海洋功能区划的对象及其之间需要处理的关系,本文试图提出空间关系模型并给出海洋功能区划可应用的数量化方法,以推动海洋功能区划理论与方法的发展和深化。应用GIS技术实现了空间关系模型,并通过莱州湾海洋功能区划案例检验了空间关系模型的适宜性。 1、我国海洋功能区划成果的回顾和功能区划理论体系的分析 我国海洋功能区划的历程以及在此历程中积累的成果和形成的理论是进行海洋功能区划的基础和指导、同时也是海洋功能区划从定性逐步走向定量化方法的科学依据。由于海洋功能区划的基础来自海洋资源的空间分布,海洋资源的开发和利用现状是影响功能区划结果的最主要的因素。本文从海洋功能区划的问题与原则出发,系统分析了海洋功能区划中的理论体系,提出了海洋功能区划的空间关系模型方法。 2、给出了我国海洋功能区划的数学关系模型及其算法的定义 本文将海洋功能区定义为空间属性和功能属性的集合对象,属性主要指功能区的自然特征,每个自然特征称为属性的元素,属性是其元素的集合。不同功能区之间的关系可以用集合的关系来描述,而海洋功能区划的实现是通过处理功能区空间关系来完成的。应用集合论和逻辑代数的理论本文成功地定义了海洋功能 区划中的空间关系模型及其算法。 3、空间关系模型在Gls中实现 GIS技术是处理空间对象及其属性的最佳工具。数学关系模型的应用提供了 计算机辅助海洋功能区划的新能力,海洋功能区划支持系统的设计与实现使区划 人员针对不同的应用目的组织区划方案,快速区划和区划方案的优化与比较成为 可能。 4、数学关系模型在莱州湾海洋功能区划中的应用与检验 使用海洋功能区划支持系统并应用空间关系模型对自然资源类型繁多,储藏 量丰富的莱州湾进行了区划并与已有的方案进行了统计和比较,二者具有较高的 相关性,证实了空间关系模型的可行性。 关键词:莱州湾,海洋功能区划,数学模型,理论与方法 士


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