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地理信息系统概念及其理解范文1
关键字：中职 地理 信息系统 教学改革
地理信息系统专业是以计算机科学、数学和地理学为基础，以地理信息的数字采集、处理、量测、分析、管理、显示、传播、表达和规划为内容新专业。地理信息系统专业随着当代信息大爆炸和数字化时代的到来，不断得到了国家社会的关注，地理信息系统将在我国现代化建设中起到重要的作用，并不断的得到广泛的应用，具有很好的发展前景，这一学科也将有良好的应用和发展前景。
地理信息系统简写为GIS，已经广泛应用于城乡规划、资源评价、环境管理、宏观决策、灾害预测、作战指挥以及全球性问题等社会生活的各个领域。因此对掌握地理信息系统本领的专业人才需求不断增加，但是现在地理信息系统方面的专业人才的供给严重不足，为了符合市场和社会对人才的需要，中职院校已经开设了地理信息系统专业，为了提高教学效率，提高学生的知识掌握效果和实践能力，中职地理信息系统专业实践改革不可或缺。
中职地理信息系统实践教学改革应该充分考虑到地理信息系统专业是一个实践性强这一特征。因此，地理信息系统课程需要通过课程设计、模拟实训、社会调查、社会实习等实践环节，有效提高学生的学习兴趣。通过不断的实践活动，培养学生发现问题、分析问题以及解决问题的能力，培养学生的职业能力，培养学生理论联系实际的能力，使其成为拥有较强社会竞争力的复合型人才。
地理信息系的实践教学是学生通过学习理论知识，在接受他人认识成果的基础上，通过亲身实践得到直接经验的过程。地理信息系的实践教学是一个较为复杂的教学活动，一般指教学活动中的实验、设计、实习、实践等。
地理信息系的实践教学克服了传统教学中存在的一系列问题：
一、落后的教学观念及内容
传统教学观念认为教学便是教授知识，没有实习和实践单一授课方式，主要是教师讲解，要求学生灌输式的学习，掌握。没有与实践很好的结合，课程的内容都是地理方面的知识，没有任何的创新和发展，教课死板，不能调动起来学生的兴趣，特别是枯燥乏味的课堂内容，很难使学生想象到以后的生活和工作会于课堂有什么联系。同时浅尝辄止是目前实践课程设计存在的主要问题，不引导学生进行深入探索、思考和讨论，学生不能参与课堂，更加不能提高学生的能力。教学内容独立，不与其他学科交叉，许多课程没有形成体系，学生不能系统地掌握专业知识；实践教学课时数偏少，再加上忽视现代技术在实践教学中的运用，学生综合能力培养受到了较大限制，实践教学效果不理想，结果导致学生综合分析能力较差。因此，转换实践教学观念、调整教学内容是地理信息系的实践教学改革和创新的关键。
二、教学方式单一、设施缺乏
大多学校开设地理信息系专业只是流于形式，不能进行配套的课程设计，没有多样性的活动来配合知识，没有专业性的设施进行配套讲解，缺乏专业性，教学方式过于单一，使学生的动手能力得不到锻炼，从而影响了学生将知识联系实际的实践能力。由于教学体系不完整，资金匮乏等原因，造成了地理信息系统专业实践教学设施、设备及相关软件资料严重匮乏并且十分落后， 影响了教学质量。
三、教学实践严重不足
注重理论讲授，忽视实践教学。目前的GIS专业教学模式仍以理论知识讲授为主，学生实际动手能力往往被忽视。即使有些中职学院中开设GIS专业的实践课程，也以认知性实践课程为主，主要目的是为了提高学生的认知能力。中职院校对实践教学的目的是什么、学生通过实践环节应该掌握哪些知识与技能、培养哪些素质等问题，现行的实践教学计划中没有具体的规范，就很难提高实践教学质量，造成了学生校外实践效果不佳的现状。此外，由于学校没有与社会进行充分地联系，学生相应就缺少社会实践机会，教学与市场需求脱轨，不能培养出市场急需的专业人才。
为了改变中职学院地理信息系专业培养的人才与社会和市场脱节的问题，我们应该高度重视中职学院地理信息系专业实践教学改革，从根本上解决地理信息系专业人才培养的问题。
一、改变教学理念，建设合理的教学体系、考核体系等
为了从根本上解决中职学院地理信息系专业教学中存在的问题，首相要解决思想上不重视的问题，改变教师的教学观念，进行引导教学，启发学生进行自主性学习，不断进行动手和动脑相结合的学习。变学生的被动参与为主动探索、学习和动手实践。同时要求教职工对教学内容进行系统设计，并定期进行考核，考核要设计的科学合理，并且应结合实践考核，逐渐建立符合教学要求和学生学习状况的实践考核体系非常必要，要改变当前不利于学生成长的评价方式，科学合理建立完善的评价体系，以此调动学习的积极性与主动性，使学生真正成为学习的主人，促进其全面发展。
二、多样性的教学内容和考评方式，加强设施建设
为了吸引学生进行课程学习，教学内容的充实和引导性非常重要，同时要提高对学生的考评监督，在考评内容上，也同样需要改变单一的学习内容进行单一的评价方式，应针对多样性的教学内容安排多元化评价方式，采取地理科学素养考评和人文素养考评相结合。同时实行教师考评、小组考评及自我考评相结合，过程评价、结果评价相结合，定性评价、定量评价相结合，小组成绩、个人成绩相结合的方式与原则，对学生的德、勤、能、绩等方面进行综合全面评定，只有这样才能切实提高GIS 专业野外实践教学的质量。
为了丰富教学内容，注重学生实践和操作能力，学校需要进行投资建设相应的设施，满足教学需要，除了配备多媒体教学软硬件设施外，还有计算机课程软件配备和 GIS 课程需要的实验室设施，学生需在理论课后去校内实验室使用各种软件或仪器，达到熟练操作的能力，此外，还需要对一些情景模拟的实践活动设施进行投资，辅助教学内容，使学生对知识的掌握更为牢固，并注重实践教学。
三、增加教学实践活动
加强教学实践活动首先应该从师资队伍的建设入手，督促教师形成良好的教学体系，系统的完成教学内容，并能够有效的对教学和实践的目的、方式等进行控制。如果教师不能够敏锐的观察地理环境，不能及时发现一些有益于课堂教学的社会和户外实践教学资源，将不能更好指导学生进行实践和学习。因此，师资队伍需要学校进行投资建设，不断对老师进行培训和考核，加强老师的自身素质，从而给学生提供良好的教学环境。
地理信息系专业实践包括学校内部实践和校外实践、野外实践等。
地理信息系专业实践的校内实践，主要是计算机软件，包括掌握各种GIS 软件及C 语言、C+ +语言程序设计等计算机软件。另外计算机遥感图像处理、遥感原理与应用的上机实习都需要使用 ERDAS 软件，通过对该软件的操作，学生可以掌握遥感原理与方法，学会利用遥感图像提取数据。这些课程是地理信息系统理论教学完成后开展的实践教学环节，是对理论教学的补充与深化，是对学生应用能力的培养，同时，也可以使学生熟悉和掌握一些常用的 GIS 软件，并学会应用这些软件解决实际问题。
地理信息系专业实践的校外实践等实践活动，需要在校外考察大自然，或者带领学生去重点高校听知名教授介绍学科前沿动态、研究课题与研究成果等，使学生了解目前学科的研究动态、研究方法与研究成果。有条件的中职院校还可以带领学生去遥感卫星地面站、卫星应用中心等单位参观，了解卫星概况及覆盖区域，遥感图像的获取、处理、应用等相关内容，加强学生对抽象概念的理解，拓展学生视野。
结语：我国需要具有创新精神与实践能力的复合型人才，因此地理信息系的实践教学也要从学生的综合素质出发对学生进行教育和实践培训。地理信息系的实践教学既要反映新时期社会和经济发展对人才的新要求，也应该是高校教学工作的出发点与归宿。
参考文献：
地理信息系统概念及其理解范文2
虚拟地理环境的兴起与发展为地理过程表达、地理知识获取、地理问题求解提供了新思路、新方法和新技术［1］。地理模拟系统是虚拟地理环境研究的重要方面。关于地理模拟系统的研究已经有很多成果。闾国年［2－3］面向地理分析，将虚拟地理环境分为数据环境、建模环境、表达环境与协同环境四个子环境，解析了各子环境的功能、关键技术与研究思路。黎夏等［4－5］提出了地理模拟与决策支持系统的理论体系，将元胞自动机、多智能体等统一在同一框架中，为复杂的区域发展和规划决策提供了强有力的分析工具。林珲等［6］提出实验地理学的研究方法可从野外考察与观测、室内物理模拟及地理数学建模和计算机模拟，拓展到虚拟地理环境平台下的虚拟地理实验。岳天祥等［7］讨论了数学模型与地理信息系统有效集成问题。黄宏胜等［8］通过模型表达规范化的研究，探讨了资源环境模型和地理信息系统（GIS，Geographic Information System）空间分析模型的表达形式（输入－处理－输出方式），实现资源环境模型和GIS的功能集成。这些研究反映出自20世纪90年代中期以来，人们开始关注地理信息系统对于地理空间理解与表达的合理性、地理过程建模与分析的科学性、以及地理信息系统功能与服务的智能性［9－10］。但是至今人们已经归纳出的各种与地理模型相关的模型超过100种［11－13］，每个模型基本上可以解决地理系统中的某个侧面的问题。有的解决无空间数据的整体的变化（如系统动力学模型），但没有空间特性［14－15］；有的可以解决整体的（如元胞自动机模型），但没有宏观反馈和总量返回功能［16－17］；有的解决局部问题，有的解决区域问题，有的解决只是一个参数问题［11］。那么，是否存在一个地理系统模拟的基本模型，这些基本模型可以将地理客体通过抽象转换成计算机数字环境，以便人们可以对其在深度和广度上进行扩展，类似于将现实世界通过抽象成点、线、面后编制成地图，从而在计算机系统中形成GIS。这里的点、线、面就是地图制图的基本模型。陈述彭［18］提出了统一地理学观点，地理系统把地理环境看作是一个运动着的发生和发展中的世界，并认为统一地理学的基础是地理综合体。钱学森等［19］也认为地理系统是开放复杂巨系统。正是由于地理系统过于复杂，地理学的理论研究一直落后于地理学的实践，被认为是追随型的学科［20］。地理系统的复杂性特征决定了其研究必须采取复杂性方法。空间系统复杂性研究成为地理学面临的迫切任务［21］，它几乎涉及到地理研究的各个分支领域。我们经过长期的研究，发现地理系统模拟的基本模型是存在的。本文在归纳总结已有成果基础上，将从地理系统、地理系统认知、地理系统过程、地理系统表达等方面，深入分析地理系统模拟的基本模型，即在GIS基础上，阐述元胞自动机（CA，Cellular Automaton）、智能体（AB，Agent－Based）、系统动力学模型（SD，SystemDynamics）基本原理、集成框架、数据通讯、应用途径等，初步构建地理系统模拟基本模型的框架体系，为地理系统模拟模型进一步发展及地理系统模拟平台研制与开发提供参考。
2地理系统及其构成
2．1地理系统认知地理系统（geographical system）是一个多层次的开放系统、动态系统，而且每一系统内部又存在多种要素间的联系，系统内部之间也发生相互作用。把系统方法引入地理学主要归功于哈特向、乔莱、哈维等地理学家［20］。然而，当深入探讨地理空间行为和空间演化规律时却发现地理系统具有非线性、多层次、多尺度、突变性、随机性、自组织、自相似等复杂系统的特点，地理学家需要用复杂理论和方法来进行研究。由于地理系统的极端复杂性，到目前地理系统模型基本上没有超出地理系统概念模型的范围，实质性的突破乏善可陈，又正是这种复杂性，成为地理研究方法论的突破点所在［22］。地理系统认知是地理地理系统模拟研究的基础，其研究成果对于地理系统的理解与表达具有基础作用［23］，是突破地理系统模拟技术发展的关键。地理系统空间认知与地理系统信息表达的研究已经取得某些进展，如Peuquet［24］提出需要建立一个表达地理空间的统一概念框架；鲁学军等［23，25］提出了地理认知理论、空间认知模式；王家耀等［26］、万刚等［27］从空间认知、心像地图、地图认知学理论等方面对这一领域开展了研究。Peuquet［28］又提出，GIS中时空信息的多元表达需要从数据驱动转变到综合的概念及理论驱动的方法，需要从形态表达发展到过程表达与模拟，探求能够提供用户之间灵活而全面的互动能力与方式的新一代时空表达、可视化与分析工具。地理系统研究的终极目标，要求精确地表达、优化、控制地理要素间的复杂关系。由此出发，有望对地理实体进行描述、模拟和预测。
2．2地理系统模拟在已有的各种地理模拟中，更多关注的是“地理模拟系统”，而对“地理系统模拟”关注不够。地理模拟系统主要是从如何构建计算机系统为落脚点来实现各种模型的研究与集成［2，4，29］。“地理系统模拟”则侧重地理系统整体，从系统角度分析各地理要素的能量流、物质流和信息流的相互作用构成的有一定结构和功能的整体，在对地理系统认知的基础上进行模拟系统的搭建和实现［30］。地理系统模拟（geographical system simulation）是用数理模型、计算机技术等手段对复杂地理事物作实验、观测和演示的一种研究方法。地理学理论的一个重要方面是关于地理系统详尽地表达于地理模型中［31－32］。地理系统的复杂性及其运动过程的多样性导致以人地关系为核心的地理研究的效果不尽如人意，至今还没有形成完整的令人信服的科学理论体系。地理系统研究的最大障碍在于其定量化的难度，如何从复杂的要素中选取影响因子以及对影响因子的量化、指标体系、模型建立与检验、动态预测等方面至今还都缺乏坚实的理论基础。复杂科学的兴起为地理科学提供了新的思路和方法［33］。地理系统复杂性研究的重要贡献是从方法论的层面上为地理学提供了有力的工具，系统动态学、元胞自动机、多智能体、混沌、分形、突变、神经网络、遗传算法等在地理研究中得到广泛的应用［21］。这些方法或单体、或组合应用推动了地理系统模拟的发展。［29，34］图1 地理系统要素构成示意图
2．3地理系统构成要素传统的地理系统要素划分是将地理系统分为自然地理系统和人文地理系统，这两类系统有密切联系，相互作用。从特征看，地理系统有空间结构、时间结构、数量结构、组织结构［35］。从过程看，地理系统主要有地理环境、地理过程、地理结果。从相互关系看，地理学关于地理系统分析涉及到四个基本概念：地理空间、地理梯度、地理流和空间关系［36］。从层次看，地理系统有总系统与子系统之分［37］。归纳地理系统的各种要素构成，无论从哪个侧面都可以将其划分为：地理系统边界、地理环境、地理过程、地理关系、地理流、地理尺度。见图1。地理系统边界是地理系统研究的对象范围。地理环境指伴有状态变化但没有明显位置移动的环境空间，包括自然空间、社会空间，反映地理系统外部状态。地理过程指地理现象从一种状态到另一种状态的变化过程，包括时间过程、空间过程，反映地理系统的内部状态变化。地理关系指地理系统内部子系统间、各要素间的相互关系，包括数量关系、空间关系、人地关系，反映地理系统的关联性。地理流指地理系统子系统之间、要素之间的传输过程，包括物质流、能量流、信息流、人口流、货币流、经济流等，反映地理系统子系统、要素之间动态交互影响。地理尺度指地理系统子系统、要素之间的等级、层次关系，包括范围与粒度，反应研究对象视野、深度和精度。
3地理系统模拟基本模型要素
3．1地理系统模拟平台地理信息系统（GIS）作为地理数据、信息、知识、服务的计算机处理技术和地理空间计算理论与分析方法，是进行现代地理学科学研究的有力工具。从20世纪80年代至今，先后经历了从GISystem到GIScience再到GIService的三个发展阶段，形成了理论研究、技术开发、工程应用与产业化管理的完善体系。三个发展阶段大致可分为：一直到20世纪80年代后期和90年代初期，以发展GISystem为主；20世纪90年代初期到21世纪初期在完善GISystem基础上，以发展GIScience为主；21世纪初期至今在完善GISystem和GIScience基础上，以发展GIService为主，后者的发展同时推进了前者的发展。可以说，GIS已经比较成熟地、广泛地应用于自然科学研究、经济社会发展的各个领域，成为人们日常生活中非常重要的技术或工具。3．2地理系统模拟基本模型要素
3．2．1系统动力学系统动力学（SD，system dynamics）是由麻省理工学院（MIT）的Forrester教授所创立的一门研究系统动态复杂性的科学。20世纪70年代末由杨通谊、王其藩、许庆瑞、吴建中等引入中国［38］。SD不是依据抽象的假设，而是以现实世界的存在为前提，不追求“最佳解”，而是从整体出发寻求改善系统行为的机会和途径，是依据对系统的实际观测信息建立动态的仿真模型，并通过计算机试验来获得对系统未来行为的描述。系统动力学把研究对象划分为若干子系统，并且建立起各个子系统之间的因果关系网络，立足于整体以及整体之间的关系研究，以整体观替代传统的元素观，通过建立流图和构造方程式，实行计算机仿真试验。该模型的特点是反馈，基于历史数据的参数计算、基于现状的未来预测，但仅有水平变量、速率变量、辅助变量、常量等最基本的计算元素及其方程式，对变量随时间的变化模拟几乎做到了极限。其明显的缺点是没有空间数据表达。而其对整体的反馈及与各个子系统的反馈乃至各个变量反馈，可谓地理系统模拟必不可少的，也是其他模拟不可替代的。
3．2．2元胞自动机元胞自动机（Cellular Automata，CA）在一个有限的规则格网中的每一元胞取有限的离散状态，遵循同样的作用规则，依据确定的相同的局部规则作同步更新。大量元胞通过简单的相互作用而构成动态系统的演化［39］。Wolfram的著作《一种新科学》将CA推向空前的高度，并认为CA的基础就在于“如果让计算机反复地计算极其简单的运算法则，那么就可以使之发展成为异常复杂的模型，并可以解释自然界中的所有现象”的观点［40］。CA最基本组成：元胞、状态、元胞空间、邻居、规则等部分。CA不同于一般的动力学模型，它不是由严格定义的物理方程或函数确定，而是用一系列模型构造的规则构成。凡是满足这些规则的模型都可以算作是CA模型。CA进行的是局部演化，对整体的反馈较弱，CA进行的是规则演化，计算方程较少。这样的复杂性模型正好符合地理系统的变化特征，因为并不是所有的地理过程都是可量化的，有时候需要说明规则即可，人文现象更是如此。所以，地理系统模拟基本模型必须包括CA。CA的缺陷在于无法判断个体对整体的影响，以及整体对个体的反馈影响。
3．2．3智能体模型智能体（Agent－Based，AB），有时候也叫multi－agentsystem（MAS）或者multi－agent simulation（MAS），是一种用来模拟独立存在的个体（一个个体，或者一个群体）的行为或者个体间的互动的计算模型。这种模拟方式的特点是通过个体活动可以了解个体对整体的影响。它综合了博弈论、复杂系统、突现、计算社会学、进化编程和蒙特卡洛方法等一些其他思想。这个模型为了再现和预测某复杂现象的特征，模拟多个个体的同时行动和他们之间的互动。这个过程是从低（微）层到高（宏）层（自下而上）的突现。也就是说，这个模型的关键就是简单的行为规则生成复杂的行为。另一个原则是整体比个体的总和要大。一般来说，个体在一定活动范围内，按照自己的利益（比如繁殖）、经济利益、或者社会状态做某些行为，这些行为是通过简单的决策规则或者探试来决定的。个体在本模型中可能会进行学习，适应和繁殖［41］。AB模型中的个体可以进行移动，也可以与环境进行信息交换，同时可以感受群体的变化信息。这种感受是可以跨区域、跨尺度的。正是其可移动性被选作地理系统模拟基本模型要素之一。
3．3平台与要素的组合从目前可见的地理系统模拟模型来看，地理过程无非包括某个时点的状态、可能变化的环境、导致环境变化的地理梯度（地理势）、地理流、个体和群体等。在众多的地理模型中，虽然很多模型可以解决某个具体的问题，但作为基本模型分析地理过程，GIS、SD、CA、AB的组合集成就基本可以满足整体需要。虽然他们之间的功能会存在某些方面的交叉与重叠，但集成融合之后将会是整体功能大于他们各自的单体功能。也就类似于一个大的锻造车床，可以进行各种工具的加工。其他工具只是其中起辅助和完善的作用。因此这里我们称之为地理系统模拟基本模型，姑且简称为GSBM（Geo－graphic System Basic Model）。地理系统模拟基本模型组合见表1。表1 地理系统模拟基本模型要素组合SD CA ABSD√√CA√√AB√√组合结果SD＋CA，SD＋AB，SD＋CA＋AB，SD＋AB＋CA在这里，GIS为所有计算数据提供空间模拟环境，同时与各种模型进行属性信息交换，并将结果可视化在GIS中。GIS的强大空间分析功能可以辅助其他基本模型工作。CA借助GIS空间进行局部演化，并将演化的结果与GIS和其他模型进行交换。AB可以在GIS中实现“跨越式”变化，算是一个“凌驾于”CA之上的“灵长类”模型。SD模型则成了贯穿整个模型的时间模型，它不仅通过调用GIS的属性信息进行模拟，而且可以将信息传递或反馈给CA、AB，从宏观到微观形成地理流的模拟，实现地理过程可视化监测。
4地理系统模拟模型框架
4．1地理系统模拟基本模型集成按照表1的组合，可以从他们的底层原理中进行融合。之前的研究已经表明，SD与GIS可以结合［42－43］CA与AB可以结合［44］，CA和AB都可以与GIS结合［45－48］，SD与CA和AB也可以结合［49－51］。也就是GIS，SD，CA及AB之间实际上是可以打通所有环节的，实现真正意义上的贯通，实现无缝融合。见图2。图2反映了地理系统模拟基本模型的集成框架及其各自核心元素的原理层的对接可能性。GIS以点线、面方式提供基础地理空间框架、属性信息以及其自身的空间分析工具；CA以元胞、邻域、邻域空间、规则状态等在GIS空间框架上工作；AB则以其智能体、规则、行为、生命期等在GIS空间框架上工作，与CA进行交互；SD以其多尺度的子系统表达模式在元胞层面乃至整个研究区范围内参与CA和AB的运算。整个模拟过程在初始GIS空间框架上，依据SD的时间步长进行演化，CA，AB与GIS，SD同步工作，最终结果将会形成以元胞为基本单元的点、多个元胞组成的线或面。模拟的结果重新回到空间可视化状态。
4．2地理系统模拟基本模型通讯已有研究表明，SD与CA之间、CA与AB之间、SD与AB之间是可以互相进行协同工作的。他们之间的协同工作基础除了空间共享之外，就是地理信息的交换。这里的地理信息的交换实际上就是模型之间的数据通讯。从图3我们可以看到，在GIS中有空间数据、属性数据（类型数据），在CA中也有空间、类型数据，在AB中也有空间和类型数据，GIS、CA、AB可以实现完整意义上的数据通讯。SD中则只有属性数据（类型数据），SD则主要通过属性数据（类型数据）计算与其他模型交换属性数据（类型数据）来进行数据通讯。图3 地理系统模拟基本模型数据通讯集成框架
4．3地理系统模拟基本模型集成透视为了更好地阐述地理系统模拟基本模型的集成框架，我们通过透视方式绘制了一张图（图4）。这个图参阅了多个已有比较公认的集成环境模型以及已经发表的单体模型的组合应用案例［52］。通过图4我们可以发现，地理系统通过点、线、面抽象后分层通过GIS进行管理。在GIS中可以实现网格化（元胞单元划分），网格可以实现动态网格以表达不同的地理尺度［53］，这个网格可以用于CA和AB的环境空间、SD的计算单元，每个网格单元中具有属性或类型信息，CA、AB和SD就可以方便进行数据交换和通讯。执行过程中我们可以监测这个过程，看到每一个网格单元的变化信息，使原来黑箱或灰箱的地理过程变得透明，提高可视化水平。
5讨论与结论本文总结了以往研究中地理模拟系统的巨大成就也提出了地理模拟系统存在的局限性，从而提出了基于地理系统的地理模拟思想。地理系统模拟模型已经有众多单体，甚至有几个单体模型的组合，但是一直没有人关注这些模型在原理层面上的集成，或者在地理系统模型中寻找最基本的模型，从而简化模型选型与构建中大量的重复工作。本文尝试性地进行抽象、归纳，提出了基于GIS、SD、CA和AB的地理系统模拟基本模型框架体系。
5．1 GSBM的主要特点从上述的阐述可以看出，GSBM中的各个模型均具有全局性，也就是其变化可以起步于局部（如一个元胞单元），变化过程则波及到整个研究区。GSBM中的各模型均是基于状态和规则的。无论SD，CA，AB等都有一个针对起始点的状态，状态的变化通过规则来实现基本上很少用到复杂的数学计算。也正是它们的这些特点，才使这些模型集成后构成地理系统模拟的基本模型。在已知的众多地理模型研究中，将静态与动态结合、自然与人文结合、原位与异位结合起来的模型，应该基本上就是本文提出的这些模型的组合集成，亦即所谓的统一地理学模型。
5．2 GSBM与其他模型的关系众多的地理模拟系统模型中有灰色预测、统计计算、空间插值、时间序列等，这些模型大多不能直接从元胞到整体的计算或变化分析。目前与本文提到的模型相近的模型主要有遗传算法（Genetic Algorithm，GA）粒子群算法（Particle Swarm Optimization，PSO）等人工智能算法，属于进化计算技术。但由于其涉及到优化算法而不是通过规则进行演化，使其失去了作为基本模型的基础。其他数理模型只是GSBM的辅助模型或者参数修订模型［54］。
地理信息系统概念及其理解范文3
何谓生态规划?生态规划就是“运用生物学及社会文化信息，就景观利用的决策提出可能的机遇及约束。或者如伊恩·麦克哈格定义的，'某一地区借此而得以在法规及时间的运作中被解读为一个生物物理及社会过程。它也可以被再解释为就任何特定的人类使用方式明确地提出面临的机会和约束，调查能够揭示出最合适的区位与过程'”。
自工业革命以来，人类在创造辉煌物质财富的同时，资源环境问题日益突出，已经威胁到人类社会的生存与发展。于是在十九世纪中叶，以弗雷德里克·劳·奥姆斯特德 (Frederick Law 0lmsted)、乔治·珀金·玛希(George Perikns Narsh)(1864)和埃比尼泽·霍华德(Ebenezer Howard)为代表的规划师在不断的反思过程中认识到景观、生态是一个自然的系统，并开始了生态规划的初步尝试。从二十世纪初至中叶，出现了大量涉及开放空间系统、城市公园及国家公园的规划。在思想上，奥尔多·利奥波德(Aldo Leopold)、芒福德与本顿·麦凯(Benton Mackaye)等人先后倡导了规划的“生态理论”。而在技术上，沃伦·曼宁(Warren Marnning)和派特里克·盖迪斯(Patrick Geddes)等人则创造并改进了生态规划的方法。此时生态思想已经渗入到规划领域，为规划注入了活力。到20世纪70年代，生态与环境已得到大众的广泛关注。景观规划的伦理基础、工作理论、理念、技术等构成的范式也得到人们的普遍认同。其中伊恩·麦克哈格(Ian McHarg)等更是建立了生态规划框架，成为以后生态规划的一个基本思路。直至今日，在无数规划工作者的不懈努力下，生态规划得到了更进一步的发展。目前生态规划已成为世界各地规划研究的热点，一系列专著也相继问世，《The Living Landscape》便是其中一部获得高度评价的著作。
2、弗雷德里克·斯坦纳与《The Living Landscape》
《The Living Landscape》一书的作者斯坦纳教授具有丰富的景观设计的理论和实践经验，参与了大量的社区和区域规划项目。该书从规划师如何开展生态规划、应从哪些方面入手进行生态规划出发，从生态环境的角度，总结了规划技术与规划应用的经验。这本在今天和未来都实用的生态规划动手册，介绍了如何从无到有地开展生态规划，以及如何确定规划问题、规划目标的步骤、方法和原则。这本书还包括区域尺度的景观分析、地方尺度的景观分析、细节分析、规划区域概念及方案、景观规划．社区参与与市民教育、设计方案、规划设计的实施等内容，以及涉及城市、郊区、乡村，国内外环境等各方面的20多个案例研究。此外还有详细的工作流程、环境影响评价的详细资料及各种分区、土地利用等方面的控制文件。
《The Living Landscape》是一本经得住时间考验的、适于职业设计师使用的参考书，同时也是一本适用于当今城市和景观规划设计的课程。书中介绍了多位生态规划创始人及当代生态规划师的工作成果，理论。如麦克哈格、芒福德、卡尔·斯坦尼兹(Carl Steinitz)等，而本书的作者亦是生态规划界的杰出学者。通过阅读这本书，不仅可以了解斯坦纳教授本人的思想，还可以了解生态规划最经典及最先进的理论、技术，具有很高的阅读价值。现在，这本书已经成为美国多所大学相关课程的指定参考书，并被评为“该领域的杰出著作”。该书第一版(1991年出版)即荣获美国景观设计师协会的Merit Award奖，该书的第二版(2000年出版)更将当前的规划实践与景观生态学、可持续发展的新理论较好地结合起来，获得了读者的高度评价。
3、生态规划过程详解
如前所述，麦克哈格最早建立了生态规划框架，“麦克哈格式的环境分析……(已经)几乎成为进行任何形式的地方规划都必须遵循的通用方法步骤”。不过有些学者还认为，尽管这些分析“非常重要……但仍需要一种更为全面和整体的方法”。因而，斯坦纳教授在这本书中试图提供更为全面的步骤与方法。
斯坦纳教授认为，现实中的规划过程往往不是依据现行与理性的模式开展的，但为了将问题说明清楚，仍可把规划过程表述为简单的组织框架。于是，他把生态规划划分为下列11个步骤，详述每一步骤可能开展的工作，循序渐进地引导读者了解如何开展生态规划，从而使规划步骤更为清晰。同时他也指出，步骤之间存在反复过程，即后几步的工作也可能导致前面步骤的修改，而这种修改又会影响到后面的步骤，需做出新的调整(图1)。为了便于读者理解，斯坦纳教授在书中为每个规划步骤插入了北美的一系列实际案例并加以详细阐述，十分生动形象。
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(1)明确规划问题与机遇。人类面临着许多机遇及环境问题，而问题与机遇则导出了特定的规划议题，如郊区的发展常常占用最优质的农田，土地利川的冲突引发了许多问题。又如，海滩因其优美的风景面临新的发展机遇，而关键的挑战在于如何在适应新发展的同时，保护那些吸引人们来此的自然资源。
(2)确立规划目标。在确认了所有的问题后，针对这些问题确立规划目标，而这些目标应该是规划过程的基础。所有受此目标影 响的人都应该参与到确立目标的工作中来。
确立规划目标的公众组织包括市民咨询委员会、技术咨询委员会、邻里规划委员会、名义团体研讨会等。这些方法也会在后面的规划阶段被用到。而且，这种公众参与是持续性的，即人们能够继续参与其后的规划过程。
(3)景观分析，区域尺度。斯坦纳教授指出，规划工作涉及环境的不同尺度，包括相互联系的各种尺度等级，如区域、地方及特定场地(强调地方性)，而每个等级的整体都是更高等级的组成部分。故规划应从不同尺度有条理地层开分析。
流域被认为是对景观规划和自然资源管理很有用的分析等级。许多规划案例是以流域盆地为基础的，如水土流失控制规划。
(4)景观分析，地方尺度。规划应对更为具体的规划区域上发生的过程进行研究。地方尺度的分析，主要是为了获得对自然过程、人类计划或活动的认识。
生态规划过程中的这一步骤类似于前面各步，包括对构成规划区域的物理、生物及社会元素的相关资料的收集。由于成本与时间在许多规划过程中都是很重要的因素，故现有的已出版或绘制的资料是最容易、也是能最快地获取的。如果预算及时间允许，在开展景观分析时，最好组织跨学科团队收集新的资料。无论是哪一种情况，这个步骤都是跨学科收集资料的过程，包括搜寻、汇集、调查、绘制。
在这一阶段，土地分类系统能让规划师将各种资料归纳到一般的组类中，因而非常有价值。
先收集上述(3)、(4)两步骤所需的生物物理环境要素(包括：区域气候、地貌。地形、水文、土壤、微气候、植被、动物、土地利用现状等)。然后弄清这些要素之间的关系及其相互作用。在人文社会要素调查方面，不同的规划项目需要不同的社会信息，最后综合所有资料，建立景观格局。
(5)详细研究。将问题、目标与资料调查、分析联系在一起。典型的详细研究，如适宜性分析，是基于生态调查及土地使用者的价值观念，以确定某一特定地区对多种土地利用类型的适宜性。详细研究的基本目的是为了理解人类价值观、环境的机遇与约束及正在研究的问题之间的复杂关系。要完成此任务，关键是要使研究与当地现状联系在一起。
地理信息系统在这里发挥了重要的作用，大大提高了信息处理的效率和准确性。作者在该书第二版中为适应规划发展的需要，对这部分内容进行了大量补充，介绍了当前生态规划的应用技术与工具。
(6)规划区的概念及多解方案。在适宜性基础上提出了具有普遍性的概念模型，以及为问题的解决提供预景分析。提出的模型必须能够保证目标的完成而不应偏离规划目标；预景分析(即未来可能的选择)确定了未来对区域进行管理的可能方向，因此可以作为讨论的基础，而由社区来选择其未来。在此当中，实施的可能性也应当予以考虑。
规划选择的组织有专家研讨会、特别工作组、市民咨询委员会、技术咨询委员会、公众听证会等。规划选择的技术手段包括公民投票、同步调查、“目标一实现”矩阵等。
(7)景观规划。景观规划将最优的概念和待选方案综合在一起，并考虑自然和社会两方面，在地方尺度上提出发展战略。它为政策制定者、土地管理者及土地使用者提供了灵活的导则，以指导对某一地区进行的保护、恢复或开发。在这种规划中，必须留有足够的自由度，便于地方官员及土地使用者针对新的经济需要或社会变化而调整其行动。规划应该包括对政策及实施战略的书面表述，以及一张表现景观空间组织结构的地图。
这一步是规划过程中关键的决策点。
(8)持续的市民参与及社区教育机制。一个规划的成功很大程度上取决于有多少民众 参与到其决策过程中。例如，政府突然公布某规划方案，但该规划事先并未与相关群众协商，尽管规划将对他们产生深刻的影响，结果很明显——该规划将受到民众反对。可行之策应是使民众参与到规划过程中，征求民众意见，并将意见融入规划中。虽然这么做可能会使规划周期加长，但会获得地方民众较高的支持率，从而加强对规划的监督力度。
斯坦纳教授自始至终都在强调，生态规划是一动态的过程，必须考虑规划项目涉及到的各方利益主体。只有这样，规划才能真正解决所面临的迫切问题，获得大众的支持，从而便于实施。因此，公众参与应贯穿整个生态规划过程。斯坦纳教授认识到这一点，是与他多年的工作经验分不开的。
(9)设计探索。规划师在景观规划的基础上进行详细设计，可以帮助决策者了解其政策的后果。设计代表了对前面所有规划研究的综合。在这一阶段，设计也应是生态的设计。只有这样，决策者才能认识人类生活的生态背景，正确评价各种事物。
设计可以通过图形模拟、建设示范项目等来表达。专家研讨会是产生设计思想源泉的良好平台。
(10)规划与设计的实施。无法实施的规划是毫无用处的。因此，本书在最后用较大篇幅阐述了规划的实施策略及其管理措施。
实施是采用各种战略、战术及程序，实现生态规划中确定的目标及政策。斯坦纳教授详细介绍了美国政府实施规划通常采用的4种权力(管制权、征用权、支付权及税收权)及具体内容(自愿达成契约、地役权、土地购买、开发权转移、分区制、设施推广政策及执行标准等)。斯坦纳教授指出，采用的方法必须适应此地区的实际情况。例如，在某些地区，传统的分区制可能是行之有效的，而在另一些地区，则可能发现分区效果并不理想，而不得不寻找其它的实施措施。
(11)管理。生态规划的最后一步是对规划进行管理。管理包括对规划实施的全程监控及评价。由于现实情况会不断发生变化，会不断出现新的信息，因此对规划的修正，调整或管理无疑是必要的。管理可以由市民委员会通过监督当地法令的执行委员会及评审委员会等形式来完成。
在此阶段，还可对项目做出影响评价，以衡量项目的效益。这些影响评价包括环境、经
济、国家财政、社会等多个方面。
4、对中国规划界的参考意义
总的来说，《The Living Landscape》通过对规划过程的详细描述，以及对众多案例、图表的列举，向读者阐明了有效开展生态规划的方法。对景观设计、建筑、环境规划及自然资源管理行业的学生与从业者来说，《The Living Landscape》无疑是一本不可多得的好书，对于中国目前的生态规划来说更具有重要的指导意义。
斯坦纳教授在书中指出，美国在土地共享上正面临着一个特别困难的时期：虽然保留了许多壮丽的自然景观，但又用过份俗丽的符号、无聊的作品或平庸丑陋的建筑毁掉了其它的美景；人们希望在乡村居住，而一旦在农村定居，又会要求农民们摒弃其正常的农业活动。人们不希望政府来告诉他们该如何处理他们的土地，但是在遭遇灾害时，却又希望能从政府那里获得帮助……而生态规划，正可在一定程度上解决这类问题。
然而中国又何尝没有这类问题?甚至于此类矛盾也许更多。中国庞大的人口规模和快速城市化的压力，使得当代中国面临着许多生态环境问题，倘若没有正确的规划、管理理念引导，此类问题将日趋严重。因此，如何在对人类社区的规划中融入生态的理念，已日益为中国规划界所关注。美国开展生态规划已有多年历史，而我国在这方面的工作可以说才刚刚起步。尽管不少人已有了生态规划的思想，但并不清楚如何具体开展生态规划，因此迫切需要了解开展生态规划的正确、完整的步骤。目前，生态规划正在中国如火如荼地开展，但由于生态规划在中国并个成熟，产生了—些误区、如一些人仅从字面来理解生态规划，误以为生态规划就是狭义的绿地规划，这些误区亟待纠正。因此，有必要引进国外成熟的生态规划理念与方法，来指导我国的生态规划工作。而正在此时，《The Living Landscape》—书再版并被译为中文《生命的景观——景观规划的生态学途径》，即将发行，实为一件幸事。
这本书将使人们知道如何从环境与自然中获得知识与信息并将之运用到规划当中，从而在规划人类的生存环境的同时，亦保护自然环境，使人与自然和谐相处；这本书将使人们系统地看待整个区域，用生态的眼光看待人与环境的关系，从而用更长远的眼光看问题，解决问题。可以说，该书对中国规划师具有较高的参考价值。
[B][作者简介][/B]
李小凌，女，北京大学景观设计学研究院硕士生。
周年兴，男，北京大学景观设计学研究院博士生。
参考文献：
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地理信息系统概念及其理解范文4
关键字：城市湿地；湿地生境；乡土物种；外来物种
Measures for Rational Development and Sustainable Utilization of City Wetland
[Abstract] In urban development， some irrational wetland development has resulted in the degradation of the function of the city wetland. Therefore， it is necessary to perform scientific design and planning for wetland landscape in our future city planning， restoring the wetland mainly with local native species， setting up a sustainable monitoring system for the city wetland restoration， and reducing human interference and setting up related guiding policies to practically improve and protect the city wetland.
[Key words] City wetland; Wetland ecological environment; Native species; Foreign species
一、城市湿地的生态及社会服务功能
城市湿地受城市建成区扩张的影响，形成了在城区中面积较小、分布不均匀、孤岛式生境的斑块，斑块之间的连接度低，湿地内部生境的破碎化较为严重。城市湿地作为城市的重要生态基础设施，具有众多服务功能，包括：①为城市居民、城市提供必需的水源；②为城市提供完善的防洪排涝体系；③调节区域气候，降低城市热岛效应，提高城市环境质量；④为动植物提供独特的生境栖息地，形成物种多样性；⑤为城市居民提供休闲娱乐场所，丰富市民的业余生活。此外，一些城市湿地还具有特殊的历史文化价值，并已成为重要的爱国主义及科普教育基地。
二、城市化对湿地生境的影响
20世纪初至今，城市人口增长了近10倍，城市人口比例从14％增到50％。快速城市化不仅使湿地面积减少，生境破碎化情况加剧，也导致了城市湿地生境的丧失[1~2]。如，北京从20世纪60年代—70年代中期，有8个湖泊共33．4hm2：湿地面积被填。具有500年历史的护城河也遭同样厄运，1953年护城河面积为 41．19km，现在剩下的总长度不到原来的一牛[3]。美国农业部门的研究表明，城市化进程都涉及侵占湿地问题，美国已丧失了58％的湿地[4]。另一方面由于城市化过程中的不合理规划，湿地受污染情况愈来愈严重，并对其周围环境也造成污染，降低了湿地的生态及社会服务功能[5]。另外，因湿地生境条件的改变以及湿地规划中盲目引进一些异地物种，引起外来物种对湿地生境的入侵，降低了本地物种的存活机率，增加了城市湿地保护和恢复的难度[4]。
三、城市湿地保护相关措施
一个未受异常自然和人类扰动的湿地，因其物种的多样、结构的复杂性、功能的综合性和抵抗外力的稳定性，而处于健康状态。当外力扰动超过湿地的自我修复能力时，湿地生境恶化，功能退化，进而影响区域环境[6]。城市湿地的保护及恢复，需要相关部门采取前瞻性的规划理念及科学的规划措施。
3．1进行合理的城市土地利用规划
高速公路、城市建筑等基础设施的扩建，改变了城市的土地利用类型，对城市湿地水文和生物学特征也产生了很大的影响。湿地物种多样性与流域不可渗透地面面积、湿地水面波动情况密切相关。
在湿地流域不可渗透地面的面积小于4％和大于12％的区域中，具有明显的湿地水面波动[7]。当研究区域不可渗透地面面积高于10％时，湿地生境功能逐渐下降。虽然不可渗透地面面积阈值因流域特征不同而发生变化，但最佳阈值应保持在8％—10％，同时应保持50％的森林植被，用于改善湿地生境状况。
综合国外的一些研究经验后认为，在进行城市湿地物种保护时，对湿地水文特性要求应遵循几条原则：①年平均水面波动高度不能超过20cm；②一年的全部干旱期不能超过2周；③避免因流域发展过程中永久湿地转变为暂时湿地；④一年中大于15cm水面波动的频率不能多于6次；⑤一年中每一次大于15cm水面波动的持续时间不能超过72小时[7]。
这些相关湿地保护措施理应以合理的城市土地利用规划来完成，从而达到维持城市湿地的生态服务功能。
3．2进行科学的湿地景观设计，维护湿地生态安全和公众安全
维护湿地生境的生态安全，是城市湿地治理的重要措施。作为市民重要的娱乐休闲场所，在恢复及重建湿地生境时，应通过科学的设计，提高湿地环境的安全性，保证公众安全。
(1)维护湿地生态安全是城市湿地资源可持续利用的基础。人类、自然灾害(洪水、干旱等)引起的干扰，都影响着城市湿地生态系统的生态安全。可利用地理信息系统、遥感技术和生态安全格局理论，分析干扰类型、作用机制和扩张路线，并通过科学的景观规划和设计，控制干扰的发生及扩散，达到保护城市湿地的目的[8~10]。
(2)合理设计湿地坡面。湿地坡面是市民接触湿地的界面，不合理的湿地坡面设计，会增加湿地的危险系数，降低其休闲、娱乐等功能。通过结合区域土壤、植被等自然特征和城市文化特点，设计出安全系数较高的湿地坡面。在建立湿地坡面台阶时，权威人士认为，台阶的垂直高度和平面宽度间比值小于 1／8时效果最佳[11]。
(3)控制湿地生境传染病源害虫。通常，大多数湿地可为蚊子等害虫提供定居、繁殖的生境条件，所以控制害虫的定居及扩散也是保护公众安全的重要组成部分。应在充分认识不同蚊子的生活特性及传播病菌能力的基础上，进行合理的湿地治理[12]。
在湿地系统中控制蚊子种群时可考虑以下几方面[11]。
①湿地斑块特征。斑块形状特征较简单、面积与边缘周长比值较低的水池可抑制蚊子种群的定居及繁殖，而面积较小的水池(30度)和较深的底部(>1．3m)。
②湿地水文。水面开阔、波动较大的湿地可限制蚊子种群的定居和繁殖。因为水面波动可以破坏蚊子的呼吸作用，并且抑制藻类和水生植物的生长，减少蚊子的生存栖息地。
③水质。湿地水质是控制蚊子种群的重要决定因素，营养物质含量高的水体有利于蚊子生存及繁殖。所以，在湿地规划和设计中，应控制湿地污染源，同时通过相应的措施，维持湿地水面流动，增加水体含氧量，以减少蚊子种群。
④植被。湿地植被是蚊子种群的食物源，也为蚊子子孓种群提供了理想的避难所。如果定期收割密集的自然植物群落，改善捕食者的生境条件，将会减少蚊子种群。
⑤化学和生物学祛除措施。在蚊子的繁殖区域中将主要使用适宜的杀虫剂及引入其捕食者来控制蚊子种群。但如果长期使用化学药品不仅使蚊子产生免疫功能，降低灭蚊效率，同时会造成环境污染。生物防治方法主要是以天敌来控制蚊子种群。湿地的无脊椎捕食者能降低蚊子幼体种群，但问题是难以调控无脊椎捕食者种群动态。可利用蝙蝠和鸟类捕食成年蚊子的生活习性，建立鸟类人工栖息地，控制蚊子种群。同时引进以害虫为食的鱼类，不仅抑制蚊子种群的增长，也可获取一定的商业利益，是一种实用性很强的湿地蚊子治理措施。
⑥建立相应的基础设施。建立相应的通风和洒水等基础设施，增加水面干扰，抑制蚊子的产卵及繁殖，降低蚊子种群的生长。
在城市湿地治理中，要利用景观生态学、保护生物学、景观规划学、生态安全格局等相关原理，以专业研究人员为主，进行科学、合理的规划和设计，提高湿地安全(包括公众安全和湿地生态安全)，达到湿地可持续利用目标。
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3．3建立及恢复城市湿地时应以本地乡土物种为主
乡土物种是通过多年的物种选择证明适宜生长于本地生境的物种。在恢复及建立湿地植被时，利用本地物种不仅加大了实际工作的可行性，也可节约自然资源及社会资源。而盲目引进外来物种(包括非正常因素的人为引入)，则易给当地湿地原有生物带来不利影响[12]。生物入侵的生态代价是造成本地物种多样性不可弥补的消失以及物种的绝灭，经济代价是农林渔牧业产量、质量的惨重损失与高额防治费用的耗费[13]。
因此，为了保护本地生物多样性，建立及，恢复湿地系统，在物种引进中应首先考虑乡土本地种，若确需引入外来物种时，须分析物种之间的相互作用，进行引进种的利益与风险评估，建立严格的科学监管体制及全面的检疫体系。
3．4建立持续的城市湿地监控机制
在湿地生境退化和丧失较为严重的区域，可通过恢复和重建湿地生境来维持其特有功能。要完全恢复功能健全的湿地一般需要经过10年—15年，而且湿地系统各项功能的发育速度有所不同。如在湿地重建过程中，水文功能恢复得比较快，营养物质也可经过一段时间积累而成，但要发育成支持多种野生动物的湿地生境则需要多年的时间[14]。大多数城市湿地恢复项目，当其湿地群落结构有比较合理的比例时，可认为湿地恢复得比较成功。
在对湿地功能和结构的要求上，城市湿地与“自然湿地”有所不同。例如，一些工业区中的湿地具有控制污染的作用，一些城市公共绿地中的湿地可为鸟类提供栖息地和避难所，可成为市民娱乐、休闲的场所。因此对于这些城市湿地来说，它们的环境功能和社会功能是最重要的。这些湿地虽然具有与自然湿地不同的群落结构，但是它们可以提供特有的服务功能。在恢复此类湿地生态系统时应选择容易栽培的本地区物种，
另外，城市湿地的保护和恢复还必须建立相应的监控机制和功能评价体系，以对城市湿地进行持续的测定和调控。在城市湿地治理过程中，湿地监控时间的长短是重要的决定因子[14]。
3．5合理解决人类干扰问题
城市湿地经常受到人类干扰，例如修建城市基础设施而引起的湿地内部生境破碎化、城市三废处理造成的湿地污染等。所以，在城市湿地治理时必须考虑这些干扰因子。城市人类干扰可分为持续的胁迫式干扰和短暂的脉；中式干扰，因此而产生的生态反应也可分为胁迫式和脉冲式反应[15]。胁迫式干扰是长时间的，例如城市扩张过程中高速公路的修建等，脉冲式干扰持续时间较短，例如河道污染等。不同干扰类型对湿地群落结构产生不同影响：
(1)湿地植被对于胁迫式干扰可产生胁迫式和脉冲式反应，随着干扰时间的持续，原有个体持续死亡，引起外来物种的入侵，抑制原有种群的恢复，从而使得群落结构发生根本性变化(胁迫式反应)。而在干扰强度较小的情况下，生物个体可以适应新的生境条件，群落结构变化小(脉冲式反应)。
(2)湿地植物群落对脉冲式干扰产生脉冲式生态反应，如湖泊受到污染物短时间泄漏的影响时造成一些生物个体的死亡，但是只要停止排放这些污染物即可很快恢复原有的种群。
对植物群落进行轻度人为干扰，可保持较高的生物多样性。因此，合理利用人为干扰，维护湿地群落物种多样性及生态功能是湿地治理的关键。应在城市建设中就人类干扰类型及生态反应的不同情况，建立合理的城市基础设施建设方案，维护城市湿地的群落结构及生态服务功能，这对城市湿地保护和城市可持续发展具有重要意义。
3．6建立相应的政策指导，保护城市湿地
国家湿地保护政策对城市湿地治理起着重要作用。前瞻性的、科学的城市生态基础设施建设指导方针，不仅可以提高城市环境质量、改善城市居住环境，而且对城市的可持续发展起到重要作用 [8]。佛罗里达州关于水系和湿地管理方面的历史政策不仅造成湿地丧失，而且对整体景观构成威胁。而现在联邦和州政府的一些政策中，几乎所有类型的湿地受到了保护，并为湿地保护及恢复提供了专项基金[16]。城市湿地生态系统是城市重要的生态基础设施，具有多种生态服务功能和社会历史文化价值。滞后的湿地恢复计划难以弥补由于自然湿地丧失所损失的湿地功能。所以，国家政府决策部门应加大湿地研究的力度，建立系统的湿地研究信息库，依据不同的城市湿地功能特征，确定不同的治理目标和措施，建立健全的城市湿地保护法律体系，从而达到保护城市湿地的目的。
3．7提高全民素质，公众参与保护湿地
休闲和娱乐是城市湿地主要的功能之一[8]，城市居民对湿地的任意践踏，垃圾处理方式不当等，都会对湿地生态环境产生不良影响。保护城市湿地生境，提高城市环境是市民共同的事业，维护城市湿地健康的生态环境必须靠市民的共同努力。所以加大宣传力度，普及环保教育，提高市民素质，不仅是城市湿地保护的必要条件，也是城市可持续发展的重要组成部分。
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[作者简介]
