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绪论1

1历史背景1

2科学内涵2

3现实意义4

第一篇 区域空间信息基础10

第1章 区域空间信息系统基本概念10

1.1主要特征10

1.2系统构成10

1.3遥感11

1.3.1遥感概述11

1.3.2遥感技术发展概况12

1.3.3遥感技术应用14

1.4地理信息系统14

1.5全球定位系统16

1.5.1 GPS（Global Positioning System）16

1.5.2 GLONASS（Global Navigation Satellite System）17

1.5.3 GPS-GLONASS双星接收系统17

1.5.4 Gali leo（伽利略）导航卫星18

1.5.5北斗导航卫星18

1.5.6印度区域导航卫星系统（IRNSS）18

1.6决策支持系统19

1.7 GIS、RS和GPS集成技术22

1.7.1 GIS与GPS的集成22

1.7.2 GIS与RS的集成22

1.7.3 GPS与RS的集成22

第2章 分布式区域可持续发展信息系统24

2.1 Web GIS主要特点24

2.1.1 Web GIS的概念24

2.1.2 Web GIS的特点24

2.1.3 Web GIS的实现技术25

2.2 Web Service体系27

2.2.1 Web Services的概念和特点27

2.2.2 Web Services的发展的意义28

2.2.3 Web Services的结构体系28

2.2.4 GIS Web Services29

2.2.5 GIS Web Services开发技术30

2.3 WebGIS系统结构31

2.4基于Java的Web GIS33

2.4.1 Java介绍33

2.4.2基于J2EE的 Web GIS构建34

2.5基于ArcIMS的Web GIS35

2.5.1 ArcIMS（IMS—Internet Map Server）介绍35

2.5.2使用ArcIMS开发Web GIS的方式39

2.6基于Web GIS的可持续发展信息系统的实现40

第3章 元数据及元数据管理44

3.1元数据概念44

3.2元数据标准45

3.2.1美国FGDC元数据标准45

3.2.2 ISO／TC 211元数据标准46

3.2.3国内的NREDIS信息共享元数据内容标准草案47

3.3元数据库设计47

3.4元数据库管理系统48

3.5可持续发展公共信息网中的元数据和元数据管理系统51

第4章 数据模型、数据结构和空间分析55

4.1空间数据结构与空间数据模型概念上的区分55

4.2空间数据模型56

4.2.1空间数据模型的基本类型56

4.2.2矢量模型56

4.2.3镶嵌模型（Tessellation models）61

4.2.4混合模型（Hybrid model）63

4.2.5矢量和栅格模型的相互转换65

4.2.6关于大尺度空间数据库和数据的中间转换问题67

4.3空间数据结构68

4.3.1层次结构68

4.3.2关系结构68

4.3.3网络结构69

4.4空间分析69

4.4.1两种不同的空间分析方法69

4.4.2空间层次分析理论69

4.4.3空间目标分析理论78

第5章 超图数据结构和地理特征81

5.1超图数据结构（HBDS）81

5.2 HBDS的基本概念81

5.2.1图论和超图概念81

5.2.2超图83

5.2.3超图中的轮环85

5.2.4等角超图89

5.2.5超图的图表示92

5.2.6 HBDS超图数据结构模型101

5.2.7超图数据结构的层次结构模型102

5.2.8超图数据结构的非层次结构模型104

5.2.9多连接、超类、超连接和超多连接105

5.2.10 HBDS结构化属性106

5.2.11 HBDS数据结构的提取和分解108

5.2.12 HBDS的ADT运算109

5.2.13 HBDS对模糊数据的处理110

5.2.14 HBDS的传送116

5.3 HBDS数据库的设计117

5.3.1在联合处理中的数据同步分配117

5.3.2数据记录中的可能事件118

5.3.3关于分配能力结构119

5.3.4在HBDS中的数据共享算法120

5.3.5系统分配121

5.3.6字符内部链DSS及其逻辑存贮121

5.4地理特征122

5.4.1地理特征的概念122

5.4.2特征的相对性与可复合性122

5.4.3 ISO／TC211中的通用特征模型（GFM）123

5.4.4面向对象基于特征的GIS建模方法126

5.4.5基于特征的数据模型与传统数据模型的区别128

5.4.6基于特征的数据模型和超图数据结构的相关关系129

第6章 时空信息查询、分析131

6.1地理信息的时态（Temporal）组分131

6.1.1地理信息时态组分的分类131

6.1.2时态特征属性和时态元数据元素131

6.1.3时态特征功能（temporal feature functions）133

6.1.4时态特征关联134

6.2地理信息的空间信息组分135

6.2.1基本的几何类型136

6.2.2基本的空间关系136

6.2.3基本的空间操作137

6.3时空推理137

6.3.1时空模型137

6.3.2基于特征的时空数据模型新探讨140

6.3.3时空分析与时空推理151

6.4空间引擎154

6.4.1空间索引154

6.4.2时空引擎158

6.5空间数据挖掘164

6.5.1空间数据挖掘的基础164

6.5.2空间数据挖掘的方法167

6.5.3空间数据挖掘的实例173

6.5.4空间数据挖掘与相关学科的关系175

第7章 信息分类标准及编码179

7.1信息分类179

7.2信息编码179

7.3美国国家数字制图标准180

7.4俄罗斯电子地图元数据标准和分类181

7.4.1绘图的电子地图元数据181

7.4.2地理信息系统标准183

7.4.3电子地图各层和元素代码的分类标准184

7.5 ISO／TC211地理信息标准186

7.6 Open GIS地理信息标准191

7.7中国21世纪办公室“可持续发展信息分类”193

7.8多维区域可持续发展信息分类及编码194

7.8.1可持续发展信息194

7.8.2可持续发展信息的编码196

第8章 生态环境遥感199

8.1生态环境参量遥感测度199

8.1.1植被指数遥感监测199

8.1.2植被覆盖度遥感监测205

8.1.3叶面积指数遥感监测207

8.1.4陆地净初级生产力遥感监测208

8.1.5生物量遥感监测212

8.2生态环境遥感应用215

8.2.1植被遥感215

8.2.2土地利用／土地覆盖遥感223

8.2.3水体遥感230

8.2.4土壤遥感231

8.2.5水土流失遥感监测232

第二篇 区域可持续发展信息化236

第9章 区域可持续发展若干理论问题236

9.1复合生态理论236

9.1.1区域复合生态系统236

9.1.2自然亚系统236

9.1.3社会亚系统237

9.1.4经济亚系统237

9.2人地关系理论237

9.2.1人与自然和谐238

9.2.2生产与消费239

9.2.3能量转化240

9.2.4发展与保护240

第10章 区域可持续发展信息化应用与若干实践243

10.1国家社会发展综合实验区可持续发展决策支持系统243

10.1.1可持续发展信息化系统特点与系统结构243

10.1.2建立分布式区域可持续发展决策支持系统247

10.2土地资源定量评价与土地后备资源管理开发分析250

10.2.1土地资源定量评价250

10.2.2土地后备资源管理与开发分析253

10.3水资源优化管理模型与水资源综合利用决策支持256

10.3.1水资源优化管理模型256

10.3.2水资源利用综合决策支持257

10.4地下水埋藏深度的动态模拟259

10.4.1地下水变迁数据库建立259

10.4.2地下水变迁动态模型260

10.4.3地下水变迁模拟261

10.4.4地下水变迁分析以及对策研究262

10.5海岸线变化的GIS模拟264

10.5.1历史数据的预处理265

10.5.2历史数据库的建立265

10.5.3仿真模型的建立266

10.5.4时空可视化267

10.5.5海岸变迁分析结果267

10.6海陆交错带与海水入侵269

10.6.1海水入侵的基本原理与研究方法269

10.6.2蓬莱市海水入侵区域背景透视270

10.6.3海水入侵相关环境因素遥感分析271

10.6.4蓬莱市海水入侵海岸脆弱带分析模型272

10.7人口资源预测275

10.7.1大丰市人口现状与未来人口发展趋势分析275

10.7.2人口分析277

10.7.3教师队伍素质分析280

10.7.4科技人员数量、比例及构成分析281

10.7.5总结281

10.8人口承载力分析282

10.8.1土地利用现状与存在的问题282

10.8.2周村区2000年耕地潜力和粮食产量预测283

10.8.3 2020年耕地生产潜力和粮食产量预测285

10.8.4周村区耕地人口承载力预测分析289

10.8.5决策支持291

10.9交通状况分析与可持续发展292

10.9.1常规交通状况量度指标292

10.9.2加权欧氏距离交通评价方法293

10.9.3实例研究294

10.9.4讨论295

10.10缅甸中部干旱地区土壤侵蚀的分析296

10.10.1实验区概况296

10.10.2研究方法297

10.10.3土壤侵蚀与生态环境的分析300

10.10.4水土保持与环境治理对策302

10.11农业产业结构调整与可持续发展303

10.11.1种植业产业结构调整303

10.11.2各乡镇作物种植适宜性比较与调整趋势分析307

10.11.3种植业结构调整后的效益分析309

第11章 区域可持续发展综合评价与系统集成312

11.1可持续发展评价指标体系312

11.1.1联合国环境与发展大会建议的可持续发展指标体系312

11.1.2美国政府提出的可持续发展指标314

11.2可持续发展综合评价与动态分析——以河北正定为例314

11.2.1正定县可持续发展研究的目标315

11.2.2评价方法设计315

11.2.3正定县可持续发展水平时空动态分析316

11.3系统集成的主要方法322

11.3.1系统集成的定义322

11.3.2系统集成的目标323

11.3.3系统集成的方式323

11.3.4系统集成方案的组成要素323

11.3.5系统集成的一般步骤324

11.4模型库集成325

11.4.1建立区域可持续发展的模型体系的原则325

11.4.2模型库整体结构设计326

第12章 边境地区可持续发展的信息保证327

12.1边境与跨境地区的类型、定义与特性分析327

12.1.1边境与跨境地区的类型327

12.1.2定义与特性分析329

12.2区域可持续发展的指标、规范和制约333

12.3区域自然资源潜力的动态关联及其评估方法337

12.4俄罗斯南远东地区自然管理地理信息空间构建342

12.5遥感影像信息的中俄边境自然地理区域的景观功能分区348

12.6跨境地区的自然和经济分区354

12.7俄罗斯远东南部和中国黑龙江流域土地利用开发趋势359

12.7.1概述359

12.7.2黑龙江盆地土地利用进程360

12.7.3农村地区的人口变化362

12.7.4农业土地利用的发展363

12.7.5林业的变化366

12.7.6当前阶段黑龙江盆地俄罗斯和中国土地利用基本政策的比较特征367

12.7.7结论369

第三篇 循环经济信息化376

第13章 循环经济的内涵与科学基础376

13.1循环经济概况376

13.1.1循环经济的内涵376

13.1.2我国发展循环经济的特点和运行模式377

13.1.3循环经济发展现状378

13.1.4循环经济促进法380

13.2循环经济的科学基础382

13.2.1循环经济的物理学基础382

13.2.2循环经济的生态学基础383

13.2.3循环经济的系统科学基础384

13.2.4循环经济的区域科学基础385

13.2.5循环经济运行机理386

13.3中国发展循环经济与西方发达国家发展循环经济的区别389

13.3.1中国循环经济促进法389

13.3.2以发展为重点389

13.3.3从源头上解决389

第14章 循环经济技术支持体系和静脉产业391

14.1循环经济技术支持体系392

14.1.1减量化技术（节能减排技术）392

14.1.2生态产业链技术395

14.1.3替代技术396

14.1.4再利用技术397

14.1.5资源化技术399

14.1.6零排放技术400

14.1.7系统化技术401

14.1.8信息化技术402

14.2静脉产业403

14.2.1发展静脉产业的背景403

14.2.2发展静脉产业的意义与可行性分析404

第15章 循环经济的信息化407

15.1循环经济信息体系407

15.1.1循环经济内部信息框架结构408

15.1.2循环经济外部信息体系框架409

15.1.3循环经济中的内部、外部交换信息与综合信息411

15.2循环经济信息化基本类型412

15.2.1企业循环经济信息化体系412

15.2.2园区循环经济信息化体系413

15.2.3区域循环经济信息化体系413

15.3循环经济遥感413

15.3.1循环经济遥感413

15.3.2遥感监测内容415

15.3.3循环经济遥感监测信息系统416

15.4能源遥感419

15.4.1风能、太阳能区划与发电工程选址419

15.4.2天然气水合物（Gas Hydrates）矿藏调查勘探422

15.4.3地热遥感422

15.4.4生物能源遥感422

15.4.5油气遥感423

15.4.6城市建筑能耗的遥感监测424

15.5健康遥感424

15.5.1疾病空间分布遥感分析425

15.5.2传染病的监测和监控426

15.5.3虫媒生态学研究426

15.5.4非传染性疾病的流行病学研究427

15.6循环经济地理信息系统427

15.6.1监控物质流动，促进资源节约427

15.6.2统一协调循环经济的发展427

15.6.3科学合理的经济规划428

15.6.4构建数字生态信息数据库428

15.6.5辅助决策支持428

15.6.6生态环境动态监测428

15.6.7网络GIS促进环境保护429

15.7循环经济中多源多时态信息429

15.7.1循环经济中数据特征429

15.7.2循环经济数据库430

15.8区域循环经济的辅助决策433

15.8.1区域循环经济的决策基础433

15.8.2区域循环经济决策框架433

15.9数字生态基本框架体系研究436

15.9.1数字生态的内涵436

15.9.2基本框架体系437

第16章 循环经济发展新探索442

16.1“中新天津生态城”循环经济研究442

16.1.1循环经济与生态城市442

16.1.2“中新天津生态城”循环经济建设的总体目标和指标体系443

16.1.3“中新天津生态城”产业定位444

16.1.4“中新天津生态城”发展循环经济的重点领域446

16.1.5“中新天津生态城”发展循环经济的示范工程项目452

16.2循环经济新农村建设464

16.2.1解读新农村建设“五要求”中的循环经济思想465

16.2.2北京密云西田各庄的新农村建设469

16.2.3结论与讨论472

16.3生态城市的生态监测473

16.3.1生态城市473

16.3.2生态城市生态监测与评价474

16.4典型行业循环经济产业技术应用478

16.4.1国内外行业中的循环经济产业发展478

16.4.2典型行业资源替代及减量化技术研发与应用478

16.4.3典型行业循环及再利用技术研发与应用479

16.4.4典型行业发展循环经济的技术建议481

16.5蟹岛循环经济示范园区水资源的循环经济482

16.5.1蟹岛水循环经济模式482

16.5.2蟹岛循环经济园区水资源利用分析484

16.5.3蟹岛水循环系统的效益分析485

16.6加强森林碳汇研究，开展国际碳汇项目合作485

第17章 国家循环经济试点488

17.1重点行业488

17.1.1钢铁行业试点488

17.1.2有色金属行业试点490

17.1.3煤炭行业试点491

17.1.4电力行业试点492

17.1.5化工行业试点493

17.1.6建材行业试点495

17.1.7轻工行业试点496

17.2重点领域497

17.2.1再生资源回收利用497

17.2.2废旧金属再生利用498

17.2.3废旧家电回收利用500

17.2.4再制造500

17.3产业园区501

17.4试点省市503

附录 国家发改委循环经济评价指标体系及其说明506

《可持续发展与循环经济信息化》编写说明512