崇明东滩海岸带生态系统管理平台的设计与开发

摘要

海岸带位于海陆之间的过渡地带，而海岸带生态系统受到海陆两类生态系统物质、能量、结构和功能体系的影响。因此，一方面海岸带生态系统具有丰富的初级生产力、较高的生物多样性；另一方面它受到两种生态系统高频率的扰动，稳定性较差，属于脆弱生态系统。全世界45万km的海岸线上居住了大量的人口，我国70％以上的特大城市都集中在海岸带区域。大量人口由内地迁往沿海以及人类对于海洋的开发利用，使得海岸带地区出现了能源过度消耗、环境污染、生态破坏等问题。崇明东滩海岸带位于上海崇明岛的东端，其中有国家级自然保护区-崇明东滩鸟类自然湿地保护区，崇明东滩海岸带的建设发展在上海社会经济发展中起到至关重要的作用。
　　 “3S”技术的发展使得“数字海洋”提到议程上来，“数字海洋”涉及海量的与空间有关的数据，这就要借助于数据挖掘的方法对海量数据进行管理。本文在现有2003年和2005年崇明东滩海岸带资料的基础上，以空间聚类与BP网络为基础，基于ArcGIS Engine的组件式GIS开发，借助Visual Studio.NET开发平台，采用C＃语言设计开发了一个崇明东滩海岸带生态管理系统。
　　 本文开发的系统能够在WINDOWS的环境下运行，采用面向对象的地理数据库-Geodatabase数据模型来管理数据，使空间数据的表达更准确，管理更方便。本文采用基于减法聚类的模糊-C均值法(FCM)来评价东滩海岸带生态现状，即先确定聚类中心再采用FCM方法做空间聚类研究，这种方法避免了单纯FCM算法易陷入局部最优的缺点；另外，本文采用BP神经网络方法来模拟预测，对2003年和2005年的现状评价结果进行学习训练，动态模拟崇明东滩海岸带未来的生态状况。