基于GIS的渤海灣溢油預(yù)測(cè)系統(tǒng)研究的開(kāi)題報(bào)告

基于GIS的渤海灣溢油預(yù)測(cè)系統(tǒng)研究的開(kāi)題報(bào)告一、選題背景及意義2018年1月15日，渤海海域發(fā)生了大面積原油泄漏事件，導(dǎo)致灑油面積超過(guò)100平方千米，給該地區(qū)海洋生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重危害。渤海灣位于我國(guó)北部，是中國(guó)最大的海灣之一，也是重要的港口和航道。渤海灣生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與修復(fù)具有重要的戰(zhàn)略意義，因此建立渤海灣溢油預(yù)測(cè)系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。地理信息系統(tǒng)(GIS)能夠較為全面、準(zhǔn)確地收集、分析與展示地理數(shù)據(jù)，其在預(yù)測(cè)、評(píng)估與處理海洋污染物方面有著廣泛應(yīng)用。本課題基于GIS系統(tǒng)，旨在設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一套渤海灣溢油預(yù)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)渤海灣災(zāi)害性溢油的預(yù)測(cè)及預(yù)防，降低溢油對(duì)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，建立有效的溢油應(yīng)急救援體系。二、研究目標(biāo)和內(nèi)容本課題的研究目標(biāo)如下：1.設(shè)計(jì)一套基于GIS的渤海灣溢油預(yù)測(cè)系統(tǒng)；2.實(shí)現(xiàn)對(duì)渤海灣溢油污染的追蹤、分析、評(píng)價(jià)以及預(yù)測(cè)；3.針對(duì)不同的漏油源的特點(diǎn)，分析漏油影響范圍，并探究不同模型的適用性；4.利用渤海灣實(shí)際漏油事故數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)比不同模型的預(yù)測(cè)結(jié)果，評(píng)估模型準(zhǔn)確性及可靠性。本課題的主要研究?jī)?nèi)容如下：（1）渤海灣溢油數(shù)據(jù)的收集、整理；（2）研究不同的GIS漏油模型及其適用范圍，設(shè)計(jì)基于GIS的漏油預(yù)測(cè)模型；（3）建立渤海灣漏油事件的地理數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)漏油的信息可視化和交互式查詢；（4）結(jié)合渤海灣的特點(diǎn)，建立渤海灣溢油風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，對(duì)可能的漏油事故進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)；（5）基于實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)比不同模型的優(yōu)缺點(diǎn)，評(píng)估系統(tǒng)的性能及可靠性。三、研究方法本課題采用以下研究方法：（1）文獻(xiàn)綜述法：到相關(guān)期刊、會(huì)議、圖書(shū)館、互聯(lián)網(wǎng)等渠道，收集有關(guān)GIS在海洋環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用案例，分析其技術(shù)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用情況，并綜合利用多個(gè)漏油模型，結(jié)合實(shí)際案例，評(píng)估各種預(yù)測(cè)模型的適用性；（2）數(shù)據(jù)處理方法：通過(guò)選取合適的遙感數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)，建立渤海灣的地理數(shù)據(jù)庫(kù)，使用軟件工具，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理整理，使其適于建立漏油預(yù)測(cè)模型；（3）數(shù)學(xué)建模法：利用數(shù)學(xué)建模方法，建立渤海灣溢油預(yù)測(cè)模型，并進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)效果的最佳化；（4）實(shí)地采集法：利用現(xiàn)場(chǎng)考察及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)建立的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)實(shí)際數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，評(píng)估各種模型的預(yù)測(cè)能力及準(zhǔn)確性。四、預(yù)期成果本課題預(yù)期實(shí)現(xiàn)以下成果：（1）建立一套基于GIS的渤海灣溢油預(yù)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)渤海灣溢油污染的追蹤、分析、評(píng)價(jià)以及預(yù)測(cè)；（2）基于實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)漏油預(yù)測(cè)模型進(jìn)行測(cè)試，評(píng)估模型的預(yù)測(cè)能力及準(zhǔn)確性；（3）發(fā)表與本課題相關(guān)的學(xué)術(shù)論文，參加相關(guān)學(xué)術(shù)會(huì)議，向?qū)W術(shù)界和社會(huì)公眾介紹本研究成果。五、研究進(jìn)度安排第一年：第一階段（1-4月）：文獻(xiàn)綜述，搜集渤海灣溢油數(shù)據(jù)，建立渤海灣的地理數(shù)據(jù)庫(kù)。第二階段（5-8月）：根據(jù)渤海灣的特點(diǎn)，研究不同的GIS漏油模型及其適用范圍，設(shè)計(jì)基于GIS的漏油預(yù)測(cè)模型。第三階段（9-12月）：完成預(yù)測(cè)模型的實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，評(píng)估預(yù)測(cè)能力及準(zhǔn)確性。第二年：第四階段（1-4月）：共同優(yōu)化預(yù)測(cè)模型參數(shù)，完善渤海灣漏油事件地理數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行渤海灣溢油風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究。第五階段（5-8月）：基于實(shí)際數(shù)據(jù)測(cè)試，評(píng)估系統(tǒng)的性能及可靠性，并對(duì)不足之處進(jìn)行改進(jìn)。第六階段（9-12月）：總結(jié)本課題研究成果，撰寫(xiě)論文，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。六、研