40000字硕士毕业论文基于网络地理信息系统的城市林业生态效益预测系统的设计与实现

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：40000字

论点：城市,森林,生态效益

论文概述：

城市森林是城市生态系统的主体，影响城市的可持续发展，因此，对城市森林的有效管理及准确的生态效益评估将对城市生态系统的改善并使其达到最适合人类居住的标准起着至关重要的作用。

论文正文：

介绍

1.1研究背景和意义
20世纪以来，随着科技进步和经济发展，城市化进程不断加快。城市的兴起和发展不仅给人们带来舒适和便利，也给人们的生活环境带来一些负面影响。生态环境问题日益突出。因此，城市居民越来越要求回到一个更加舒适的自然环境。他们越来越重视城市内部的生态环境，如花园、绿地和行道树，它们为人们提供户外娱乐和娱乐。为了避免城市问题的加剧，我市必须走可持续发展的道路，加强城市生态环境建设(秦客，2008)。
城市森林的发展将反映在环境、社会和经济方面。其可持续发展也将面临许多机遇和挑战。因此，科学建设城市森林已成为生态城市发展的必然趋势，使城市与森林更好地融合，人们在城市生态中更好地生活和工作。这与城市森林的科学建设和合理规划密不可分。城市森林是城市生态系统的主体，是城市可持续发展的重要因素。城市森林的有效管理和生态系统的准确评估将在改善城市生态系统和使其达到最适合人类居住的标准方面发挥重要作用(Rowantree RA，1984年)。自20世纪90年代以来，互联网技术发展迅速，已经应用于人类社会生活的几乎每个领域。它对经济发展和社会文明进步产生了深远的影响。互联网技术正在改变整个世界。
21世纪后期，信息技术也得到充分发展，网络融合的步伐加快。随着互联网技术和信息网络技术的发展，地理信息系统得到了广泛的应用。地理信息系统最初应用于资源和环境管理。随着科技的进步和社会的发展，它已被广泛应用于矿产、森林、农业和水利等资源和环境的管理(尹陶德，2002)；环境保护，如荒漠化控制、土壤侵蚀等。；自然资源调查，如水资源、地质矿床、农业等。；自然灾害，如地震灾害、昆虫灾害和洪水监测、预测和评估(Nowakdj，2006年)；城市建设，如土地利用规划、城市规划、交通规划和房地产管理。随着网络技术的发展和网络服务技术的成熟，网络地理信息系统在人们的生活中发挥着越来越重要的作用，为人们提供了更多领域的网络流量窗口和系统解决方案。WebGIS可以使用通用浏览器浏览和查询空之间的数据，以任意比例缩放地图，基于空之间的分布为用户提供各种信息服务，大大提高了资源管理、利用和共享的水平。现代城市森林的生态效益研究已经在北美国家广泛开展(李志勇北部汉明，2011；吉恩·工作组，弗雷德里克·京德，1986).
为了有效管理城市森林，科学合理地评价和量化城市森林的生态价值和效益已成为国内外城市森林研究的热点问题(戈登·阿布，1995)。从经济学角度量化城市森林的生态效益，将指导城市森林的发展和标准化。目前，国内对城市森林生态效益的评价一般是由vSt在确定特定环境或针对城市森林生态效益的特定方面进行的。这种分析存在一定的缺陷，缺乏对研究区域城市森林生态系统的系统分析。地理信息系统在城市森林生态效益评价中的应用将有效解决这一问题，实现城市森林管理的系统化和生态效益评价的量化。城市森林生态效益评价系统的主要功能是收集、输入、计算、分析、评价和预测城市森林资源信息。该系统的应用将提高城市森林生态效益评价的效率和评价结果的可靠性。

1.2城市森林简介

1.2.1城市森林概念
从森林生态学的角度研究和讨论城市建成区，为解决城市化的负面影响提供新的思路和方案。在城市人口增长和工业化加速的背景下，我们居住的城市的生态环境质量正在恶化。目前，国内学者已经开始关注和研究城市森林建设，但仍然局限于理论。对城市森林的概念也有不同的解释，具体的实践还刚刚开始(朱文泉，2001年)。要做好城市森林的研究和建设，学者们需要进一步的研究和探讨。

2城市森林生态效益分析理论

近年来，随着城市森林概念的引入和我国城市森林的快速发展，对城市森林生态效益的研究不断深化。在城市生态系统中，城市森林在促进物质和能源的快速转化和高效利用方面发挥着作用，能够很好地协调人类社会与人类生活的自然环境的和谐发展。城市森林生态系统的效益包括三个方面:第一，城市森林的社会效益。第二，城市森林的经济效益。第三，城市森林的生态效益。生态效益包括光能效应、缓解城市“热岛”效应、调节空空气湿度效应、消除空气污染和改善城市环境、人体保健功能、净化水体功能和改善城市气流。固碳释氧和降温节能是两个最重要的生态效益。绿色植物的叶绿素可以从空气体中吸收二氧化碳和热量，并在阳光下通过光合作用向空气体释放大量氧气。成人可以吸入0。79公斤氧气，产生0。每天9公斤二氧化碳。据测算，每公顷阔叶林的二氧化碳吸收能力为每天1000公斤，氧气释放能力为每天730公斤(祝玉锋，2007年)。考虑到大量工厂和汽车的排放，城市居民平均有30？40平方米的绿地最合适(叶公富，2006)。随着我市城市化和工业化的快速发展，大气中二氧化碳的浓度也在不断增加。因此，城市森林的碳储存和封存越来越受到人们的关注。1991年，诺瓦克(Nowak)和朗特里(Rowntree)基于树种生物量方程建立了城市森林碳储存和封存模型，并基于该计算模型对美国所有城市的城市森林进行了全面的碳储存和封存效益分析。UFORE模型也使用这种算法。城市森林生态系统的降温节能效果主要通过两种途径实现:一是通过吸收城市森林蒸腾过程中的外部能量降低外部温度，二是通过遮荫降低外部温度。随着城市经济的发展，汽车和工厂的数量越来越多，空气污染越来越严重，对人们生活环境和健康的危害也越来越严重。城市森林能有效降低一氧化碳、臭氧、二氧化硫等气体的浓度，对大气中的粉尘有一定的吸附作用。

2.1城市森林生态效益评价方法
为了使人们更好地理解和理解城市森林及其生态效益，有必要以直接和明确的经济价值来体现它们。因此，对城市森林生态效益的经济价值进行量化是非常必要的。人们普遍认为，有五个主要领域需要量化:消除城市空空气污染物的能力、碳储存和封存、冷却和节能以及生物挥发性有机化合物的释放。随着城市森林研究的深入，有待量化的生物指标也在增加。目前，研究我国城市森林生态效益的方法主要有三种，即森林生态功能的再生产成本、城市森林生态功能丧失造成的收入损失和城市森林带来的效益。城市森林碳汇率评估主要包括造林成本法(欧阳智云，2004)和碳税法(徐桥，2003)。对城市森林释氧价格的评价主要是通过叶丁的制氧。

3网络地理信息系统理论及其应用开发技术.............................................21-27
3.1网络地理信息系统理论概述.............................................21-23
3.2网络地理信息系统实施技术.............................................23-25
3.3基于J2EE的网络结构.............................................25-26
3.4本章总结了.............................................26-27
4城市森林生态效益评价体系.............................................27-40
4.1系统需求分析.............................................27-28
4.1.1实验区概述.............................................27
4.1.2系统设计目的.............................................27
4.1.3系统开发的基本原则.............................................27-28
4.2选择软件和技术促进发展.............................................28-31
4.3系统设计.............................................31-34
4.4建立系统数据库.............................................34-39
4.5本章概述.............................................39-40
5城市森林生态效益评价体系的实施.............................................40-58
5.1系统硬件要求和操作平台.............................................40-42
5.2系统关键技术的实施.............................................42-48
5.3系统类、方法和接口的实施.............................................48-50
5.4系统主要功能的实现.............................................50-55
5.5.............................................55-57
城市森林生态效益评价系统5.5.1数据采集与处理.............................................55[/比尔/] 5.5.2数据分析.............................................55-57

结论

在对城市森林生态效益评价研究的基础上，利用Java语言和网络地理信息系统技术，实现了基于网络地理信息系统的城市森林生态效益评价系统的开发。该系统可以显示承载城市森林信息的矢量图，具有放大、缩小、标尺测量和鹰眼功能。它可以直观地显示城市森林的详细信息和结构。同时，系统还具有树木信息分类查询、专题统计和管理功能，最终实现城市森林生态效益评价。本文的工作总结如下。
(1)深入研究了城市森林和生态效益评价的基本理论，总结了国内外生态效益评价的方法和模型，了解了城市森林生态效益评价的发展。
(2)消化吸收国外城市森林生态效益评价算法，并根据国内城市森林现状建立系统的算法模型。
(3)根据国内城市森林发展的特点，对城市森林生态效益评价体系进行了深入的需求分析，完成了系统功能模块的分类，制定了系统开发的技术路线。
(4)以原北京东城区城市森林为基础，应用ArcMap软件对原东城区卫星遥感影像进行矢量化，并根据系统要求设置地物属性字段，完成东城区城市森林结构矢量图。
(5)系统使用地理数据库空之间的数据库模型组织数据，使用ArcSDE技术管理关系数据库，并将属性数据和空数据存储在关系数据库中，建立完善的数据库系统。
(6)根据系统功能框架图、系统设计原则和系统算法模型，完成城市森林生态效益评价系统的软件开发。系统采用J2EE和网络地理信息系统技术构建，采用流行的MVC架构实现城市森林生态效益评价功能，完成城市森林结构显示和资源查询统计功能。
(7)利用东城区城市森林数据源对系统进行了测试。