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地理信息系统论文赏析八篇

发布时间:2023-03-23 15:16:43

序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的地理信息系统论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。

地理信息系统论文

第1篇

0引言

网络拓扑分析是电力系统网络分析应用软件的基础,它的任务就是对网络中开关状态的变化进行处理,形成新的网络结线,得到拓扑数据,供电力系统应用程序使用。拓扑分析的效果直接影响着应用程序的使用效果。早期的网络拓扑分析是利用堆栈技术进行搜索[1]。为了加快拓扑的速度,出现了以下几种利用数据结构加上特定的算法来实现拓扑的改进方法:1)追踪网络拓扑变化[2]。其拓扑处理方法是保存前一次网络拓扑分析的母线结构,通过对比前后开关状态的变化,局部修改母线编号。这种方法虽比较费时,但拓扑分析效率有所提高。2)分电压等级拓扑法。该拓扑分析方法只搜索断开开关所在的厂站电压等级,大大减小了搜索的空间,提高了网络拓扑分析的效率[3]。3)面向对象(OO)的电力网络拓扑。实现拓扑跟踪OO模型的启发式拓扑分析方法,利用OO技术可扩展拓扑算法的适用范围[4,5]。4)基本分析单元的有色Petri法。将整个电网拓扑分析问题分解为若干基本分析单元,采用基本分析单元的有色Petri网模型,只重新计算受开关状态变化影响的分析单元,减小了搜索的空间,可提高拓扑分析的效率[6]。随着电力系统自动化的深化,地理信息系统(以下简称为GIS)在电网中的应用越来越广泛,如何在GIS基础上构建电力网络拓扑,已成为在GIS基础上构建电力系统的高级应用软件需解决的首要问题。为了充分利用GIS的信息资源,有效地利用GIS系统提供的网络拓扑数据,本文提出了一种实用的基于GIS的电网网络拓扑分析算法。

1GIS中的网络拓扑功能[7]

地理信息系统以地理空间数据库为基础,对空间相关数据进行管理、操作、分析、模拟和显示,提供了空间和动态的地理信息。对于容纳海量数据的地理空间数据库而言,拓扑分析是其核心技术。

1.1GIS中拓扑的基本功能

根据拓扑学原理,图形元素可以大致分为点、线、面三种基本形式,空间实体的拓扑特征就体现为这三种基本元素的拓扑关系。所以,对空间的拓扑分析,就是对点、线、面三种基本元素相互之间的关系进行分析处理后提取的拓扑特征。基于结点-弧段-多边形的拓扑分析,是建立在点集拓扑的理论基础之上的。它描述了空间实体之间的连接性和邻接性,此即为拓扑空间关系所要描述的内容。在GIS中,基础的拓扑表述方法已经集成为通用函数,供开发使用。其中连通性分析功能便是一种带有自动拓扑功能的函数,它根据定义的拓扑规则,自动进行图形的拓扑分析,得到拓扑数据。

1.2拓扑空间数据模型空间数据模型的基本类型起源于“Spaghetti模型”,如图1所示。GIS中的拓扑生成意味着给Spaghetti文件增加拓扑结构。图2为增加了拓扑结构的拓扑模型示意图。GIS拓扑空间数据定义为空间特征数据和属性数据。空间特征数据记录的是空间实体的位置(X,Y),拓扑关系和几何特征,是将GIS和其他各种数据库管理系统区分开的标志,其拓扑关系是通过拓扑模型自动创建的;属性特征数据,需要按照其级别来分类以便进行属性的概括和显示,通常用关系表的形式组织。图2中线(或弧)由结点定义,是有方向的;点、线、面之间的拓扑关系用若干拓扑属性表来描述。按照分类,GIS用一些表明实体类别的整数来代替实体原始属性的级别值,这些整数就是GIS赋给实体的标识号(OID),这些OID号具有很好的完备性,与实体一一对应,是各个实体之间关联的桥梁。查找时,直接在拓扑属性表中查找OID即可,比Spaghetti模型在整个图中查找效率高。

2GIS拓扑分析的应用局限

现有的GIS拓扑分析主要用于电力系统故障点查询、停电范围的查找、着色显示等简单分析功能,而不适用于电力系统网络分析的潮流计算、无功优化、智能操作票专家系统等高级应用。网络分析中所用到的拓扑描述方式与GIS对拓扑关系的描述方式并不完全相同。主要有以下几点区别:1)在GIS系统中,其拓扑分析是基于空间连通性,分析的是将实体经过抽象之后的点、线、面之间的空间关系。而电网分析应用程序所用的数据是以描述电网模型为主,即主要描述电网结构和逻辑关系。2)GIS中的拓扑描述并不区分节点类型,对杆塔与线路端点等一般节点在拓扑分析的时候并不加以区分,而杆塔节点在网络分析中是不需要的。3)GIS中的母线是用线实体来表示,而在网络分析中所需的拓扑数据却是节点号。因此,GIS构建的拓扑数据不能够直接应用于网络分析应用程序,应该通过一定的方法将以GIS方式描述的拓扑数据进行转换。除了能够提供地理空间分布信息数据外,还可以给出网络分析用的元件参数,包括节点号、支路数据、节点数据等等,并对母线、连接线等零阻抗元件做正确的拓扑处理。

3基于GIS的电力网络拓扑分析

电力网络拓扑一般分为两个基本步骤[1~3]:第一步是厂站的结线分析,也称母线分析;第二步是系统网络分析,分析整个系统的母线由支路连接成多少个子系统,也称为电气岛分析。本文在GIS平台上,按照网络分析要求,定义了各元件的属性表结构,对母线、开关和节点编号做了有效的处理,并依照拓扑的基本步骤和GIS的连通,形成了一种实用的基于GIS的电力网络拓扑算法。

3.1拓扑实现的环境由于GIS系统具有庞大的空间数据库系统,直接在上面进行拓扑分析必然会影响计算速度,而且,数据库中有很多数据是电网网络分析软件不需要的,如前面提到的杆塔等。因此,本文在GIS上只加载与网络分析所需数据相关的图层,在此基础上实现拓扑分析。利用GIS自身强大的功能,该平台具有和外界接口的能力,与实际系统对接可以得到实时数据;与其他作图软件如AutoCAD等对接可以直接得到电网图形及数据;与其他数据库对接可以直接通过数据库引擎技术将获取所需的数据。

3.2元件属性表结构GIS提供的实体属性表中,含有地理空间信息及OID号。为满足电力网络分析软件对其提供数据的要求,重新定义了电网中各网络元件的属性表。在原有的属性表基础上加入了网络分析所需要的数据,如带电状态、型号等。各属性表结构如表1所示。由给出的结构定义可以得到各元件的网络参数,供网络分析软件使用。其中,带电状态可以用来进行着色显示;型号用来获取具体的参数,如在线路属性表中,得到线路的型号和长度,结合标准线路参数,就得到了线路的阻抗值。为了程序能自动给出元件的网络参数,定义了标准线路参数表和标准变压器表,专门存放各种型号对应的参数。开关元件的关联线路字段、负荷及电容器等元件的关联节点字段都是用来存放元件拓扑关系数据的,线路、变压器等都是支路,拓扑存放在“支路-节点关联表”之中,其形成在节点编号处理中给出。

3.3母线的处理母线是节点的集合,按照电力系统的习惯将母线定义为线状零阻抗实体,其上节点号码均相同,包括连接线等线状零阻抗实体都按照这种方式定义。对于由网络开关造成的母线模型影响,采用了一种非常简便实用的方法[3]。开关断开后,母线分裂,分裂出一个或者多个母线,则新增母线编号排在初始母线最大编号之后;开关操作未造成母线模型的变化,或者开关闭合后,删除一个或多个母线,母线合并,采用初始母线编号。这种处理方法,实现简单,计算量小,效率高,适合用于开关操作频繁的情况。

3.4开关的处理拓扑的主要任务是处理网络中开关状态变化所引起的接线变化,因此,开关在拓扑中的处理方式至关重要。GIS系统中,开关是图2中的中间点,通过GIS拓扑中点与线的关系,分别与所连接的线路相关联。当开关状态发生变化时,对母线模型影响的拓扑处理过程如图3所示。由开关变化的状态来确定对母线模型的影响后,再按照上文对母线的处理方法更新受影响母线模型;然后,由与线路的关联情况,通过GIS连通性分析可以迅速形成网络结线。这个功能还可用于实现带电模拟操作、查询停电范围等功能。

3.5节点编号按照GIS系统的连通性所得到的拓扑编号,即实体的标识号-OID号,具有很好的数据完备性,而且不需要人工输入网络原始编号信息。同时,连通性分析是对平台上的整个网络进行分析,和拓扑分析的第二个基本步骤有相同的作用,因此,获得的OID号已经具有子系统的信息。应用程序只需要将OID号从图库中读出,按照自己的要求对OID号重新编号即可。本文对编号的处理只需要简单地将OID号变成从一开始的连续编号,无须进行复杂的编号工作。编号的简要程序流程如图4所示。其中所有OID号由GIS原始连通性自动给出;用GIS的邻接关系判断函数将线路和节点关联,形成的关联表为初始关联表;用SQL语句将关联表中节点号更新得到编号后的关联表。当开关状态发生变化,需要进行拓扑处理的时候,直接利用此表,拓扑速度将大大提高。超级秘书网

3.6算法的整体流程算法的整体流程简图如图5所示。其中网络拓扑初始分析包括初始厂站分析、初始母线分析;自动节点编号,形成节点-支路关联表;进行初始连通性分析,得到了电气岛号。此处可以与实际的系统接口,也可以用于模拟操作。当开关状态发生变化的时候,按照对母线的处理办法,来确定对母线模型的影响。首先对开关状态进行判断,决定是否影响母线模型,对受影响的母线进行处理,然后根据支路-节点关联表,进行连通性分析,相当于电气岛分析。分析的结果按照带电与否进行着色,显示于GIS系统之中,使拓扑的结果一目了然。整个过程均在开发的电网图形平台上进行,拓扑过程中,充分利用了GIS的连通性分析功能,使得整个过程简单易行。

第2篇

除了充分的认识到在城市交通管理中引入地理信息分析技术的重要性,我们还应该更多的考虑地理信息分析技术如何和城市交通管理密切的结合起来。

1.1地理信息分析系统的建立它需要我们的建设者立足于城市的交通整体上,需要我们的技术人员建立具备整体性、时效性的软件系统。这就需要我们的祖国不断的培养出高素质的计算机软件的人才,这样才能够使得我们的地理信息分析技术的不断发展完善。

1.2向地理信息分析系统录入数据地理信息分析的城市交通管理系统的建立最重要的一步,就是我们在软件系统的开发研制后,录入我们需要的重要的数据。如:城市地图、具有标志性的建筑物、交通标识、红绿灯的位置等这一系列的重要书籍都需要录入软件系统中,在数据的采集录入的过程中,我们也应该注意数据空间的相关性和数据的兼容性等问题。

1.3对数据进行管理通过数据的收集加工,我们能够得到我们想要的城市交通数据,我们也应该学会提取最富有价值的数据,提取出来的数据应该是收集到的整个数据库的核心。我们可以通过这些提取出来的核心数据全面的看到整个城市的交通道路基本信息。通过观察城市地图的各个层次,我们应该意识到一张完整的反应城市交通信息的地图应该具备完整的属性信息。由此可见,我们的技术人员也应该学会如何对收集到信息进行管理和筛选。

1.4保持城市交通地理信息分析系统的正常运行系统的正常运行可以划分成不同的模板。第一是信息数据的采集和传递。这是指的我们的系统通过摄像探头等方法对城市交通信息进行了数据采集和传递。第二模块是指的工作人员的控制操作。系统软件的制作发明后需要我们的技术人员通过显示器等机器对软件进行有效的控制操作,不可以放任系统软件自发进行运行活动。第三模块指的是优化我们的控制,通过历史收集到的数据还有地理信息分析软件收集到的数据对我们的城市交通进行优化。使得我们的城市交通可以发展得更好更快。

2地理信息分析技术应用到城市交通管理中来所面临的挑战

城市交通地理信息化面临着我国各个不同城市的交通状况,不同人员开发出来的城市交通地理信息化软件系统就存在着很大的差异,所以,如果我们想要地理信息技术更好地为我们的城市交通管理做出贡献,其中重要的一点就是需要我们的软件系统的标准化,只有标准化的城市交通管理地理信息技术的软件,才能够使得我们所收集到的信息数据达到共享。所以,我们需要制作出标准化的城市交通管理地理信息化的软件系统,这时我们将地理信息分析技术应用到城市交通管理中来所面临的重大挑战。此外我们还应该将收集到的数据将其以同样的格式储存,这样,我们才能够更方便的将数据共享,让每一个技术人员都可以充分的利用到收集到的数据。

3结束语

第3篇

参考文献的写作是作者在这一科学领域的问题进行研究并且还有一定的研究成果,参考文献的写作也是对科学研究的更进一步的深入探讨。下面是学术参考网的小编整理的关于信息系统论文参考文献,希望可以在大家写作当中带来帮助。

信息系统论文参考文献:

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[4]汤剑,周芳芹,杨继隆.计算机视觉图像系统的技术改造[J].机电产品开发与创新周刊,2005,14(18):33-36

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[6]马玉真,程殿彬,范文兵等.计算机视觉检测技术的发展及应用研究[J],济南大学学报,2004,18(23):222-227.

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信息系统论文参考文献:

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第4篇

关键词:物流;标准;信息

中图分类号:F252.3 文献标识码:A

一、我国物流行业发展现状

2007年上半年,全国社会物流总额33.8万亿元,同比增长25.5%,增速比一季度提高1.7个百分点。2007年上半年,物流业增加值完成7503亿元,同比增长17.2%,增速比一季度提高0.5个百分点,占服务业全部增加值的17.9%,同比提高0.1个百分点。2007年上半年,中国社会物流总费用为19541亿元,同比增长16.2%,增幅比一季度提高0.9个百分点,比2006年同期提高1.3个百分点。

中国的第三方物流产业尚处于起步阶段,迫切需要政府部门的大力支持和推动,为现代物流的发展创造良好的宏观环境。目前中国第三方物流市场规模还较小,而且高度分散,面对庞大的物流市场需求和弱小的供应能力国外物流企业早已跃跃欲试。

中国巨大的物流市场已经吸引了国际上各个货运巨头的目光,外国物流企业纷纷进军中国市场,预测未来几年中国物流业将保持快速增长态势,中国物流市场发展前景广阔,给了投资者一个发挥的空间。

未来物流需求尤其是第三方物流需求规模将越来越大,预测到2010年中国物流行业的

产值将达到12000亿元,2008年北京奥运会的总体物流需求约为2760亿元人民币。第三方物流市场在增长中细分,第三方物流企业在竞争中整合,第三方物流政策环境进一步改善,中国第三方物流将在新的起点上快速发展。

二、存在的问题

第一,总体规模偏小、发展潜力巨大。总体上讲,第三方物流在我国处于起步阶段,企业物流和公众物流服务仍然是社会物流的主要形式,严格意义上的第三方物流有效需求不足的局面短时期难以明显改观。同时,第三方物流在中国已经有了大约十年的探讨过程和发展过程,在全球经济一体化影响下,中国正在成为第三方物流发展最迅速的国家之一。

第二,需求的不平衡性较强。不同企业间的物流理念以及物流需求层次差异性很大,先进的与传统的物流模式并存。一方面中国日趋成为全球制造业的中心,进入中国的先进制造业和分销业产生高端的物流需求,第三方物流需求主要集中在外资领域。这些企业物流理念先进、物流外包水平高、供应链管理要求严格且自主性较强,对第三方物流服务需求迫切、要求高。从另一方面来看,我国物流社会化、专业化程度依然较低。国内企业与外资企业物流形式、形态存在明显的差异。

第三,行业集中度较低。根据咨询机构的分析,2006年中国第三方物流市场大约有18000多个服务商和终端,排名前十位的服务商占市场总额仅13%(这可能是很粗略的估计),没有一家物流企业的市场份额超过2%,说明我国物流行业尚未实现充分的整合。在竞争模式上主要体现在成本与价格竞争,而对第三方物流所带来的供应链增值效应关注不够,低水平的过度竞争成为我国第三方物流发展的瓶颈问题,大家在行业中可能都感觉到这种竞争压力。根据分析,我国第三方物流行业目前利润率为3%-8%左右,行业利润空间尚未完全挖掘出来,和国际上相比差距还是很大。

三、发展趋势

十一五期间,现代物流作为国家重点发展的战略性产业得到了社会各界的广泛关注与支持,第三方物流发展进一步加快了进程,在服务内涵、经营模式、功能建设等方面发生了深远的变革,呈现出良好发展趋势。

第一,服务链不断延伸、专业化不断加强。一方面供需双方合作不断加深,服务深化的直接结果是专业细分。物流企业也越来越专注于特定的目标市场,以充分发挥其专业的优势。目前中国外运股份有限公司锁定在IT、汽车行业、家用电器、化工、快速消费品等几个目标行业集中发展,专业细分程度也在进一步加强。从过去什么都做的物流转变成更加专业化的划分,按照市场和生产企业发展趋势要求,企业也在做一些相应变化。

第二,服务范围向金融领域扩展。中国外运股份有限公司也在探讨市场对外运产生的一些新的需求、新的机会。物流、现金流、资金流是供应链三大组成部分。以质押、监管为代表的物流金融服务得到较大发展,包括中外运、中远在内的企业纷纷开展此项业务。质押监管的发展标志着第三方物流与金融行业的融合,而服务范围也由静态的仓单质押向货物的在途质押转变,从供应链资金流收入方面看,第三方物流服务内涵得到进一步延伸和扩展。

第三,物流行业的整合趋势非常明显。全球经济一体化所带来的是物流全球化进程,这一进程正在向中国扩展,自第三方物流概念引入国内起,以兼并收购为特征的全球物流整合深刻改变了物流市场格局

四、我国物流行业发展应采取的措施

1.加快基础设施的投入

做好地区或区域性产业布局规划和物流园区规划,搞好基础设施建设。区域性的规划做好了,才能真正减少企业物流成本,同时使产业集中,物流运输有重点的发展,走以主业物流为龙头,逐步好展完善的路子

2.制订行业标准

要实现物流的系统化管理,保证物流系统的统一协调以及系统内各环节的有机联系,需要采取很多种方法和手段,物流标准化是实现现代物流系统化管理的重要手段之一。现代物流的系统化管理体现在以下两个方面:制定一系列的物流标准。制定完善与物流有关的国家标准,制定行业标准和地区标准。这其中不仅有物流技术标准,还有有关物流行业的作业标准和管理标准。积极开展物流标准化的研究工作。物流标准化在我国发展现代物流,与国际物流实现顺利接轨中的关键地位和所起的重要作用已越来越被国家和各行业所认同,物流标准化工作越来越受到的重视。

3.构建信息化服务平台

在电子商务条件下,物流的运作是以信息为中心的。通过网络信息的收集、整理、分析、传递和及时沟通,有效的实现对物流实施控制并实现物流的合理化。虚拟库存(或者叫信息代替库存)和动态库存是物流合理化的表现。虚拟库存的办法是建立需求端数据收集系统,在供应链的不同环节采用EDI交换数据,建立基于Internet的Intranet,为用户提供WEB服务器,便于数据及时更新和浏览查询。由于供求信息得到及时传递和处理,物品在流动过程中满足和产生消费的需要,会大大降低库存的水平。传统的物流技术主要指物资运输技术,包括运输材料、机械、设施等。现代物流技术则是以计算机信息技术为基础,如地理信息系统(GIS),全球卫星定位系统(GPS)、电子数据交换(EDI)、条码技术(bar code)等。

作者单位:聂海燕中国海洋大学 淄博职业学院

王振环山东理工大学

参考文献

[1]赖茂生.信息资源管理教程[M].北京:消华人学出版社,2006.10.

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第5篇

1966年,美国经济学家肯尼斯•鲍尔丁发表了题为《一门科学———生态经济学》的论文,在反思传统经济学的基础上,明确阐述了生态经济学的研究对象,并首次提出了“生态经济协调理论”[1],标志着生态经济学作为一门独立学科正式诞生。生态经济协调理论认为,人类社会经济活动无时无刻不在与生态系统发生关系,且社会经济系统的运行始终建立在生态系统基础上,并与生态系统构成了耦合关系复杂的生态经济复合系统,在该系统中,不断增长的社会经济系统对生态系统资源环境需求的无止境性与相对稳定的生态系统对资源环境供给的局限性构成了连续发展过程中贯穿始终的矛盾,该论断同样适用于海洋生态经济这一特殊复合系统。20世纪60年代中后期,随着人类对海洋认识的不断加深,人类社会开始了以捕鱼、海运、盐业等为重点的初级海洋产业发展时代,国内外关于海洋生态结构、功能、生物生产力、食物链等自然科学领域的研究不断增多,海洋经济学研究也逐渐萌芽。20世纪90年代,海水养殖的普及、海洋油气资源的大面积开发以及海洋旅游产业等新兴产业的迅速崛起,促使人类进入了现代海洋产业发展时代。然而,随着人类开发海洋资源、发展海洋产业的规模化推进,海洋生态系统运行状况却愈加恶劣,人为因素引起的海洋灾害不断增多,海洋资源枯竭、水域污染与生境破坏日益严重,海洋自然净化能力、平衡能力不断衰退。鉴于海洋经济增长与海洋生态保护矛盾的日趋尖锐,20世纪90年代后期尤其是进入21世纪,国内外对于海洋生态经济协调发展的研究不断增多。

纵观已有海洋生态经济协调发展研究,国内外学者研究对象涉及到沿海国家、沿海城市、海岸带、海岛、滨海、近海、海洋、渔场等众多地理空间区域,研究视角大多从海洋(包括沿海、海岸带、海岛等研究对象)的生态经济可持续发展出发,基于海洋经济需求与海洋生态供给这一根本矛盾,形成了多种海洋生态与经济发展关系模型和可持续发展评价模型,并在海洋生态经济综合协调管理措施上不断创新突破,研究成果日渐丰硕,为海洋实际开发管理工作提供了一定支持。总结研究成果可以发现,国内外关于海洋生态经济协调发展的主体研究逻辑思路为:以海洋的生态经济价值贡献为起点,剖析当前海洋生态经济矛盾和危机,评估海洋生态安全及产生问题根源,构建海洋生态经济关系模型,进行海洋生态经济可持续发展研究,提出海洋生态经济问题协调、治理或综合管理的办法与措施。所运用的研究方法涵盖:系统分析方法、生态经济学方法、地理学方法、数学模型方法、地理信息系统方法、管理学方法等。由于海洋生态经济协调发展研究起步较晚,各方面研究目前仍处于交叉进行阶段,不存在明显的阶段性特征,因此,按现有研究逻辑和内容划分,本文将该领域的国内外论文研究成果分以下五个方面综述。

1海洋生态经济价值和贡献研究

海洋生态经济价值与贡献研究是海洋生态学、海洋经济学以及海洋生态经济协调发展研究乃至人类开发海洋的基础,国外学者关于海洋生态经济价值和贡献的研究已积淀了较为深厚的理论成果,并初步形成了相对成熟的评估体系和方法。如Costanza等[2]在构建海洋生态经济价值类别体系的基础上,详细剖析并评估了全球海洋的生态、经济和社会价值,得出全球海洋生态经济价值为461220亿美元/a;Martinez等[3]研究了沿海区域的生态、经济和社会重要性,提出应推进继续海洋生态经济评估工作,以确保沿海实现最有价值的可持续发展;Beau-mont等[4-5]识别并定义了海洋生物多样性所能提供的物质与服务,提出该物质和服务的有效利用对海洋生态系统的运转能够起到基础性作用;Kildow等[6]探讨了衡量海洋对国民经济贡献的重要性,指出由于各国相关定义和方法的差异,以现有资料测量、比较与海洋有关的经济活动价值仍较为困难。

在海洋生态经济价值和贡献研究方面,国内学者最初主要从理论探讨的角度进行定性分析,近几年许多国内学者开始借鉴国外学者研究成果,并将生态经济学有关生态系统服务功能价值评估的方法(如市场价值法、影子工程法、机会成本法等)引入,形成了诸多定量实证性结论,尤其是随着2005年国家海洋局启动“海洋生态系统服务功能及其价值评估”研究计划的实施,国内学者相继在海洋生态系统服务概念界定、经济属性概括、服务类别划分及经济价值实际评估等方面取得了一定突破。如张朝晖等[7]从海洋生态系统的组分、生态过程及生物多样性等3个方面分析了海洋生态系统能够产生和支持的生态系统服务,并将海洋生态系统服务归纳为15种类型;高晓路等[8]研究了天津市海岸带环境的空间价值差异,并对海岸带产业开发和生态环境保护政策的效果进行了比较,发现天津海岸带工业开发通常以生态环境破坏为代价,而渔业开发则能带来正面综合效益;石洪华等[9]以桑沟湾为例对养殖型海洋生态系统的服务功能与价值进行了系统评估,结果表明2004年桑沟湾生态系统服务功能的价值为10.51×108元;卢霞等[10]根据TM遥感影像及海岸带资源综合调查结果,采用国外学者Cost-anza分类系统和服务单位价值,估算出连云港海岸带生态系统功能总价值为22.55亿美元/a;王丽等[11]应用条件价值法对罗源湾海洋生物多样性维持服务价值进行了评估,并指出家庭年收入、对生物的了解程度和环保意识是影响生态价值评估的主要因素。

2海洋生态经济问题与危机研究

随着科学技术发展和海洋自然科学研究推进,人类对各类海洋资源、环境的开发利用程度不断提高,新兴海洋产业陆续崛起,然而,面对海洋生态环境日益恶化、自然资源不断枯竭、水域生境持续破坏的现实状况,国外学者普遍认为海洋生态稳定运行与人口急剧上升、消费超常增长的矛盾已接近不可调和的程度,人类必须重新审视人与海洋的关系,改变海洋经济原有粗放式发展模式,以扭转当前全球海洋生态经济可持续发展面临的危机。

Costanza[12-13]认为人类活动已开始接近海洋的限制,有必要制定海洋可持续利用的共同愿景,同时提出沿海灾害对生态、经济和人类社会造成了巨大损失,其产生原因是多方面的,但目前受人类经济利益盲目驱动的经济体系可能正在破坏人类的可持续福祉;Clausen等[14]从跨国的角度分析了导致全球海洋和淡水鱼生物多样性下降的人口、经济和生态因素,提出海洋和淡水鱼生物多样性正面临前所未有的威胁,由此也导致了全球渔业不可持续发展的危机;Kildow等[6]认为当前海洋生态与各产业正面临诸多困难与麻烦,亟需对海洋和沿海不同地区采取经济、生态恢复措施。国内学者关于海洋生态经济问题与危机的研究主要应用归纳演绎方法,从现有海洋经济效益和生态问题两个角度出发进行研究,涉及内容较多、层面较广,但学者们也普遍认为我国海洋经济需求无限与生态供给有限的矛盾愈加尖锐,局部沿海区域和海域生态经济危机已十分严重。如杨金森[15]从海洋荒漠化危险、海洋产业衰退、沿海经济和社会发展受到的威胁、海洋生态环境的突出问题等多个方面系统剖析了我国海洋生态经济系统当前正面临的可持续发展危机;楼东等[16]在分析我国海洋资源现状的基础上,应用灰色系统法对海洋产业进行了关联分析和预测,认为我国海洋产业结构不尽合理、区域发展不平衡、科技贡献率低、海洋灾害影响大,是制约我国海洋生态经济持续稳定发展的重要因素;吴次方等[17]认为随着经济发展和人口增长,我国沿海城市的生态危机在不断加重,主要表现为大气污染严重、固体废弃物堆积、热岛效应、地面沉降、湿地消失、水资源污染与短缺、近海污染、赤潮频发、海平面上升、生物多样性减少等方面。#p#分页标题#e#

3海洋生态安全评估及机理研究

为深入研究海洋生态恶化的程度与产生的根源,国外学者在主张推进海洋资源环境普及调查的同时,也将海洋生态安全评价与机理作为研究重点,研究成果呈现出细致、深入的特点。如Garry等[18]计算并分析了新西兰地区历年的生态足迹;Bolam等[19]全面评估了英格兰和威尔士海岸线周围疏浚物处理的海洋生态环境后果;Vassallo等[20]应用微观泥沙和底栖生物群落评价了亚得里亚海南部沿海地区海洋生态系统的健康性;Borja等[21]综合回顾了全球河口和沿海生态完整性评价的工具与方法;Day等[22]应用GIS系统和空间分析法,对澳大利亚海域斯潘塞湾的生态分级进行了空间分布研究,为澳大利亚的海域治理提供了辅助支撑。由于海洋生态系统的持续衰退,国内学者关于海洋生态安全评估的研究也在不断增多,现有研究大多借鉴生态学、生态经济学的研究方法与模型,但研究成果通常偏重于某沿海地区或海域生态安全的现状评价,缺乏细节性、跟踪性、系统性的研究结论。如杨建强等[23]应用结构功能指标法对莱州湾西部海域海洋生态系统进行健康评价,得出其健康程度一般,部分海域已达较差状态;吴次方等[17]以长江三角洲为例评价了我国沿海城市的生态问题,认为生态危机产生的根源在于人类认识论、科学技术发展、资源产权不明晰和制度缺陷;刘伟玲等[24]利用生态足迹法计算出辽宁省及其沿海6市2003~2005年的生态足迹均超过了生态承载力,且生态赤字有逐年增加趋势;王晓红等[25]应用EwE5.1软件对南海北部大陆架海洋生态系统演变进行了比较分析,发现近20a的过度捕捞已导致生态系统和渔业资源逐渐退化;陈斌林等[26]在对连云港近岸海域进行生态环境调查和评估的基础上,运用因果链分析法,阐述了社会经济发展对自然环境造成恶劣影响的机理;吝涛等[27]通过探讨响应力与生态安全问题因素的作用机制,建立了用以分析海岸带生态安全响应力反馈效果、反馈效率和充分性的定量评估体系,并以厦门为例进行案例分析,发现厦门整体生态安全响应力尚处在较理想水平。

4海洋生态经济关系模型与可持续研究

近几年,国外学者越来越多地应用数学模型模拟并分析海洋生态与海洋经济之间的相互作用关系,评价各类海洋生态经济系统可持续发展水平,并初步形成了若干规律性总结及共识,为海洋生态经济协调发展研究的进一步深入奠定了基础。如Grasso[28]分别运用动态优化模型与模拟模型建立了海岸红树林生态系统中森林和渔业生产的生态经济模型,研究了两种模型方法在解决红树林资源使用问题时的交叉及融合;Jin等[29]通过合并生态与经济分析模型,开发出了用以研究沿海地带生态经济系统的输入输出模型;Verdesca等[30]从经济系统和环境系统之间能量交流的视角出发,应用有效能与经济分析相结合的方法,构建了描述生态系统状态和其经济附加值之间关系的指标体系,并应用该指标体系对SaccadiGorolagoon海岸带生态经济系统进行了可持续性评价;Claire[31]深入研究了海洋保护区的生物经济模型,但认为当前学者对海洋保护区的生态经济关系分析结果较为悲观;Finnoff等[32]构建了连接生态与经济的一般均衡模型,并将其应用于濒危斯特勒海狮的替代品及配额制定,提出应改变所有人口和经济变量以恢复海洋生态系统;Ho-agland等[33]对全球64个大海洋生态系的社会经济、海洋产业活动、渔业和水产养殖、造船和石油开采、海洋旅游业五个方面进行定量分析,得出全球各个大海洋生态系的海洋活动和社会经济发展情况之间的关系曲线,并对64个大海洋生态系统的海洋产业活动与社会经济发展进行了分类;Ian等[34]认为海洋生物物理与人类社会之间存在密切的相互依存关系,并由此提出了一个研究海洋系统的生态经济方法和模型。

随着海洋生态危机与海洋经济增长矛盾的日益尖锐,国内学者也开始意识到将海洋生态与经济视为统一整体进行研究的必要性,依据海洋生态学、生态经济学、环境经济学等学科,不断延伸海洋生态经济复合系统的内涵,并引入多种计量模型,深入剖析海洋生态与经济的相互作用机制,评价复合系统可持续发展水平,使研究成果不断深入。代表性成果有:陈东景等[35]基于生态足迹指数和人文发展指数构建了可持续性评价框架,并对我国海洋渔业资源的开发利用进行了实证评价,结果显示1991年到2003年我国的渔业资源开发以粗放投入为特征,对生态经济系统运行产生了越来越大的压力;苏伟[36]通过对1996~2005年北部湾广西沿海区域经济系统和水环境系统13个指标的计算,得出泛北部湾经济区广西近岸海域环境与经济发展属于协调类型;李怀宇[37]运用非线性动力学理论法对海洋生态系统和海洋经济系统之间的关系进行了研究,并运用DEA法对天津市海洋生态经济可持续发展进行了评价,得出无机氮类污染物对天津地区影响海洋生态经济可持续发展的主要污染物,而天津市海洋生态经济尚有潜力可挖;岳明等[38]在建立海岸带生态经济耦合系统模型的基础上,以非线性动力学理论为指导研究了海岸带生态系统与经济系统之间的反馈机制,探讨了海岸带生态环境与经济发展之间的协同演变;狄乾斌等[39]运用复合生态系统场力分析框架对辽宁省海洋经济可持续发展水平、演进特征及其系统耦合模式进行了探讨,结果表明由于海洋经济发展方式的转变和海洋资源环境保护的加强,1997~2005年辽宁省海洋经济可持续发展能力有所增强。

5海洋生态经济协调治理与综合管理研究

进入21世纪,西方国家更加关注海洋生态经济协调发展,并逐步将海洋生态经济的综合管理纳入国家日常工作范畴,实践经验的积累为学术界研究提供了丰富的资料,使得该领域研究成果不断增多。如Costanza等[40]探讨了海洋生态与海洋经济的重要性及其当前面临的问题,并从经济学角度分析了海洋生态、科学和政策之间的联系,提出了一套海洋可持续管理的核心准则;Bene等[41]关注了海洋生态经济系统在危险状态下的生存能力,建立了有关海洋可更新资源及其开发利用管理的动态模型;Cicin-Sain[42]从海洋保护区的角度回顾了沿海和海洋综合管理的理论与实践,认为海洋保护区对海洋综合管理的有效实施意义重大;而Lloret等[43]通过对近50a来影响地中海沿岸CapeCreus区域各种生态要素的人类活动进行分析,认为在当地建立海洋保护区并不足以保证海洋资源和物种的可持续性,应将其与综合海岸带管理规划相结合;Chang等[44]将海岸带系统分为四个子系统:社会经济子系统、生态子系统、环境子系统和管理子系统,在对各子系统内部要素进行协调的基础上,建立了海岸带综合管理决策支持系统的系统动力学模型,并应用其对垦丁珊瑚礁生态系统的可持续性进行了分析;Garmendia等[45]认为传统自上而下的官僚管理方法并不足以解决海洋自然资源可持续利用的冲突问题,提出应将不同专业知识和价值观进行整合,应用社会多准则评价方法作为海岸带综合管理的决策支持工具,以避免管理过程中的价值冲突和不确定性。#p#分页标题#e#

海洋生态经济协调治理与海洋综合管理模式创新是近年来国内学者在海洋生态经济协调发展领域的重点研究课题,尤其是许多国内学者将管理信息系统理念与技术引入海洋生态经济协调治理和综合管理研究中,对以往研究成果形成了一定突破。如陶建华[46]介绍了基于生态环境与社会经济可持续发展的海岸带管理模型,并将其应用于渤海湾天津海岸带管理中;叶属峰等[47]通过对长江三角洲区域海洋经济发展及其对海洋生态的依赖性进行深刻剖析,阐述了海洋生态修复建设对长江三角洲区域海洋生态经济持续发展的积极作用;李纯厚等[48]在系统分析我国海水养殖环境质量的基础上,总结了已有的海洋生态修复技术,具体包括物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术等;郭嘉良等[49]为实现对海洋生态经济健康相关因素监测值系统化管理,尝试性地构建了海洋生态经济健康管理信息系统;陈豫等[50]在分析了数学模型的输入、输出和处理方法的基础上,利用ASP.NET技术和SQLServer设计开发了一个基于数据库的海洋生态模型管理系统;阳立军等[51]在分析海洋生态、环境、资源和经济相互关系的基础上,提出在海洋开发过程中需维持各要素之间的动态平衡,应当实施海洋开发的集成战略;倪一卓等[52]以东海海岸带综合管理为例,基于C#语言和ADO.NET技术等构建了东海海岸带管理协议支持工具。

此外,为解决海洋生态经济发展当前存在的问题,国内外许多学者还从海洋资源产权管理(如贺义雄[53]等)、海洋生态补偿制度(如韩秋影[54],张继伟[55]等)以及海洋产业升级优化(如Smith[56],朱坚真[57]等)等角度进行了研究,研究成果日渐丰硕,为海洋生态经济矛盾的缓解提供了借鉴和支持。

6已有研究成果评价

纵观国内外对海洋生态与经济的关系研究不难看出,国内外学者都十分重视海洋生态与经济之间的相互影响及其协调发展,深刻认识到现有问题对人类可持续发展的阻碍,从不同角度、不同专业领域研究分析了生态、资源、经济在海洋系统中发展的若干重大课题,并采用各类技术支持手段、多种定量模型、各类评价指标体系等辅助工具使海洋生态经济协调发展研究的内容与方法不断更新与完善,研究领域不断延展,但总体而言,关于海洋生态经济协调发展的研究还存在以下不足。

(1)理论体系尚不健全。理论研究成果是客观实践的主观反映,由于现代海洋产业发展起步较晚,现有海洋经济与生态数据统计体系尚不健全,尽管已有海洋地质学、物理海洋学、海洋物理学、海洋化学、海洋生物学、海洋生态学、海洋环境科学、海洋经济学、生态经济学、环境经济学等一系列学科理论支撑,但海洋经济增长与海洋资源消耗、海洋产业发展与海洋环境保护、沿海人口激增与生态容量有限等诸多社会生产力与自然生产力间的矛盾还未在整体上充分展开,海洋生态与经济相互作用关系的本质规律尚未全面暴露,使得该研究领域的诸多基本问题不能达成统一共识,研究成果分布零散,未能进行较为系统的理论概括、形成全面的海洋生态经济学理论研究框架体系。