基于WebGIS的蘇州市濕地景觀健康評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊朝輝，鄭留蔣

（蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇蘇州215009）

基于WebGIS的蘇州市濕地景觀健康評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊朝輝，鄭留蔣

（蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇蘇州215009）

使用SSH開(kāi)源框架搭建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合GeoServer的地圖服務(wù)和OpenLayers客戶端開(kāi)發(fā)工具，設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)基于WebGIS的蘇州市濕地景觀健康評(píng)價(jià)系統(tǒng)。系統(tǒng)首先對(duì)道路密度、水體密度、植被密度與建設(shè)用地密度等評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行多線程解析，在此基礎(chǔ)上確定評(píng)估指標(biāo)的優(yōu)化函數(shù)與權(quán)重系數(shù)并構(gòu)建評(píng)價(jià)模型，最終以圖表等直觀形式在客戶端顯示各濕地的評(píng)價(jià)結(jié)果。該系統(tǒng)可為濕地保護(hù)與合理利用提供科學(xué)的方法和有效的決策依據(jù)。

濕地景觀；健康評(píng)價(jià)；WebGIS；評(píng)價(jià)模型

濕地被定義為水陸相互作用形成的自然綜合體，它在調(diào)蓄洪水、凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)氣候和維持生物多樣性等方面均起著巨大的作用，對(duì)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生存環(huán)境有著重要的影響[1]。蘇州市位于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的長(zhǎng)江三角洲地區(qū)，地處長(zhǎng)江與太湖流域，境內(nèi)水網(wǎng)密布，河道縱橫交錯(cuò)，濕地資源非常豐富[2]。但是，近年來(lái)隨著城市的全面擴(kuò)張、人口的急劇增加與經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，蘇州濕地遭受到越來(lái)越嚴(yán)重的破壞，水污染情況日益加重，生物多樣性逐漸喪失，生態(tài)功能?chē)?yán)重受損[3]，嚴(yán)重制約了蘇州市生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。為了更好地保護(hù)濕地，蘇州市政府先后頒布了《蘇州市濕地保護(hù)條例》與《蘇州市級(jí)重要濕地名錄（第一批）》，并開(kāi)始啟動(dòng)濕地健康評(píng)價(jià)工作。濕地健康評(píng)價(jià)的目的是診斷由自然因素和人類活動(dòng)相互作用造成的濕地生態(tài)的破壞或退化程度，據(jù)此為相關(guān)管理部門(mén)提供濕地保護(hù)和管理的決策依據(jù)[4]。由于濕地健康評(píng)價(jià)涉及物理、化學(xué)、生物與經(jīng)濟(jì)等多方面因素，考慮到蘇州市濕地分布面積廣、專業(yè)人員匱乏、現(xiàn)場(chǎng)高精度觀測(cè)數(shù)據(jù)較少，加之人類的經(jīng)濟(jì)與開(kāi)發(fā)活動(dòng)大部分在景觀層次上進(jìn)行，因此，景觀是研究蘇州濕地健康的合適尺度[5]，景觀健康評(píng)價(jià)可以反映出人類活動(dòng)對(duì)蘇州濕地的干擾與影響。美國(guó)環(huán)保局（USEPA）利用遙感和地理信息系統(tǒng)等技術(shù)手段，在景觀尺度下使用較少的人力物力資源完成大面積濕地的景觀健康評(píng)價(jià)[6]。Brown等研究了景觀開(kāi)發(fā)強(qiáng)度指數(shù)法[7]，通過(guò)測(cè)定不同類型的景觀對(duì)應(yīng)的單位面積內(nèi)不可更新能源產(chǎn)生的能耗值與對(duì)應(yīng)土地利用類型的面積比值完成評(píng)價(jià)。國(guó)內(nèi)學(xué)者則大多將生物、化學(xué)、物理與社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，使用“壓力－狀態(tài)－響應(yīng)（PSR）”等數(shù)學(xué)模型，對(duì)研究區(qū)的景觀健康狀況做出評(píng)價(jià)[8-10]。

筆者以蘇州濕地作為研究對(duì)象，選取道路密度、水體密度等景觀因子作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，開(kāi)發(fā)基于WebGIS的蘇州市濕地景觀健康評(píng)價(jià)系統(tǒng)。系統(tǒng)基于SSH開(kāi)源框架，將GeoServer作為免費(fèi)開(kāi)源的地圖服務(wù)工具，采用OpenLayers遞交客戶端請(qǐng)求。系統(tǒng)通過(guò)多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合加權(quán)分析，實(shí)現(xiàn)蘇州市濕地景觀健康評(píng)價(jià)，進(jìn)而為濕地管理部門(mén)提供濕地規(guī)劃與保護(hù)的決策依據(jù)。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

考慮到B/S模型具有開(kāi)發(fā)與管理成本低、資源共享簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，該系統(tǒng)基于B/S模型結(jié)構(gòu)，使用集成

SSH框架、開(kāi)源GIS軟件GeoServer2.6.3、OpenLayers3.4與數(shù)據(jù)庫(kù)軟件MySQL，開(kāi)發(fā)基于WebGIS的蘇州市濕地景觀健康評(píng)價(jià)系統(tǒng)。集成SSH框架是Spring、Struts和Hibernate的簡(jiǎn)稱，它是搭建服務(wù)端應(yīng)用的高效解決方案。其中Hibernate負(fù)責(zé)持久層的操作，它封裝了數(shù)據(jù)庫(kù)底層的實(shí)現(xiàn)步驟，以面向?qū)ο蟮男问綄?duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)和儲(chǔ)存；Struts是MVC模式架構(gòu)，它負(fù)責(zé)表現(xiàn)層與業(yè)務(wù)邏輯層的對(duì)接；Spring則是系統(tǒng)框架的核心，它將各部分有效的結(jié)合起來(lái)，將不同功能組裝起來(lái)。GeoServer是基于JavaEE的開(kāi)源GIS服務(wù)器軟件[11]，主要用于地圖空間數(shù)據(jù)的發(fā)布。OpenLayers作為一種輕量級(jí)的開(kāi)源WebGIS開(kāi)發(fā)框架，具有成本低、開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、支持多種地圖格式等特點(diǎn)[12]。OpenLayers可向GeoServer請(qǐng)求返回地理信息數(shù)據(jù)，從而在客戶端進(jìn)行解析渲染操作，將濕地景觀健康的評(píng)價(jià)結(jié)果以可視化的形式呈現(xiàn)給管理者與用戶。

系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。用戶在客戶端通過(guò)瀏覽器登入系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求，系統(tǒng)將GeoServer所發(fā)布的地理信息數(shù)據(jù)返回給客戶端瀏覽器，由OpenLayers對(duì)地理信息進(jìn)行解析渲染并得到評(píng)價(jià)結(jié)果，最終將評(píng)價(jià)結(jié)果在客戶端中顯示出來(lái)。圖中數(shù)字箭頭表示系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的流程。用戶成功登入系統(tǒng)后根據(jù)實(shí)際需求向服務(wù)器發(fā)送AJAX請(qǐng)求，服務(wù)器接收到AJAX請(qǐng)求后先在MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索，若數(shù)據(jù)庫(kù)中包含此評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)函數(shù)結(jié)果，則直接返回查詢結(jié)果，并以JSON格式的字符串對(duì)客戶端請(qǐng)求做應(yīng)答返回。否則運(yùn)用多線程實(shí)時(shí)解析評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的JSON文件，并將評(píng)價(jià)結(jié)果存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。客戶端再通過(guò)Javascript腳本語(yǔ)言對(duì)JSON結(jié)果字符串進(jìn)行解析，并調(diào)用OpenLayers API對(duì)解析結(jié)果作進(jìn)一步處理，生成Open-FlashChart數(shù)據(jù)格式的字符串，結(jié)合OpenFlashChart引擎生成可視化圖表，最終將詳細(xì)的可視化評(píng)價(jià)結(jié)果反饋給用戶。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)可分為地圖發(fā)布模塊、圖層顯示模塊、濕地評(píng)價(jià)模塊和結(jié)果顯示四大功能模塊，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)主要功能模塊

2.1 地圖發(fā)布模塊

通過(guò)GeoServer發(fā)布濕地相關(guān)的地理信息數(shù)據(jù)，包括矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)。其中矢量數(shù)據(jù)層有：濕地、水體、道路、建設(shè)用地和研究區(qū)域邊界等；柵格數(shù)據(jù)有：蘇州遙感影像圖、地表水體密度圖、道路密度圖、建設(shè)用地密度圖和植被NDVI等。圖3為GeoServer在服務(wù)器端所發(fā)布的地圖數(shù)據(jù)。

圖3 GeoServer發(fā)布的圖層數(shù)據(jù)

2.2 圖層顯示模塊

客戶端通過(guò)Javascript調(diào)用Open-Layers的WMS請(qǐng)求，從GeoServer服務(wù)

器中獲取image/png格式的圖層數(shù)據(jù)。請(qǐng)求獲取的數(shù)據(jù)通過(guò)設(shè)定的邊界（bounds）、縮放級(jí)別和投影坐標(biāo)在地圖顯示區(qū)域顯示。另外，通過(guò)OpenLayers自帶的API函數(shù)，可以方便地實(shí)現(xiàn)地圖的放大、縮小、移動(dòng)與圖層疊加等操作，并實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的空間查詢。

2.3 結(jié)果顯示模塊

使用AJAX異步傳輸技術(shù)開(kāi)發(fā)更好、更快、交互性更強(qiáng)的Web應(yīng)用程序。當(dāng)Web應(yīng)用獲取地理信息數(shù)據(jù)時(shí)只需與服務(wù)器進(jìn)行少量的信息交換，而不用對(duì)整個(gè)頁(yè)面進(jìn)行更新，從而實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果的快速顯示。

2.4 濕地評(píng)價(jià)模塊

通過(guò)設(shè)計(jì)由指標(biāo)優(yōu)化函數(shù)E和綜合評(píng)定函數(shù)P構(gòu)成的濕地健康評(píng)價(jià)模型，在景觀單元上將多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)合理的組合在一起，并定量地得到評(píng)價(jià)結(jié)果，公式如下[13]

式中zij，t是景觀單元點(diǎn)（i，j）上評(píng)價(jià)指標(biāo)t的原始值，zt是評(píng)價(jià)指標(biāo)t的有效區(qū)間，用以排除少量數(shù)值過(guò)大或過(guò)小、并遠(yuǎn)離數(shù)據(jù)聚集中心的評(píng)價(jià)指標(biāo)原始值，Sij是（i，j）上的濕地景觀健康綜合指數(shù)。

評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始值z(mì)ij，t有時(shí)很難直觀地體現(xiàn)出對(duì)濕地景觀健康的影響程度，而指標(biāo)優(yōu)化函數(shù)E通過(guò)優(yōu)化評(píng)價(jià)指標(biāo)原始值，將其合理的與濕地景觀健康狀況關(guān)聯(lián)起來(lái)。綜合評(píng)定函數(shù)P則基于各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重將多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)有機(jī)結(jié)合，綜合計(jì)算出每個(gè)景觀單元點(diǎn)的濕地景觀健康綜合指數(shù)。由于不同評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的優(yōu)化區(qū)間各不相同，必須結(jié)合評(píng)價(jià)指標(biāo)原始值分布情況、專家經(jīng)驗(yàn)等多方面因素進(jìn)行設(shè)置。

確立評(píng)價(jià)模型函數(shù)后，根據(jù)評(píng)價(jià)函數(shù)類型及所設(shè)置的參數(shù)，將每一評(píng)價(jià)指標(biāo)依次對(duì)濕地區(qū)域進(jìn)行逐像素求解，并取所有點(diǎn)的平均值作為該濕地的該評(píng)價(jià)指標(biāo)單項(xiàng)得分，而將該濕地所有評(píng)價(jià)指標(biāo)的加權(quán)得分作為該濕地的綜合得分。另外，為了簡(jiǎn)化該系統(tǒng)，可提前設(shè)定常用的評(píng)價(jià)模型函數(shù)，并根據(jù)對(duì)應(yīng)的指標(biāo)優(yōu)化函數(shù)E與綜合評(píng)定函數(shù)P的參數(shù)將各種評(píng)價(jià)信息預(yù)先制作成圖表儲(chǔ)存在服務(wù)器，直接供用戶調(diào)用而快速完成濕地景觀健康的網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)，從而避免每一次進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)都進(jìn)行大量的運(yùn)算。

以圖4的石湖濕地為例，通過(guò)石湖濕地邊界的Shape文件對(duì)地表水體密度、道路密度、建設(shè)用地密度和植被密度評(píng)價(jià)指標(biāo)的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行裁剪，獲取每個(gè)景觀單元點(diǎn)上對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)原始值。采用指標(biāo)優(yōu)化函數(shù)E對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化與歸一化。最后經(jīng)過(guò)濕地專家討論得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)相應(yīng)的權(quán)重，從而計(jì)算出濕地內(nèi)部每個(gè)景觀單元點(diǎn)對(duì)應(yīng)的的綜合加權(quán)得分，并將所有景觀單元點(diǎn)加權(quán)得分的平均值作為該濕地的景觀健康評(píng)價(jià)總體得分。系統(tǒng)使用AHP方法確定指標(biāo)權(quán)重，通過(guò)蘇州市濕地保護(hù)專家委員會(huì)專家為各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行1-9級(jí)的兩兩對(duì)比打分，建立判斷矩陣，在驗(yàn)證一致性的條件下求得各評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重。

圖4 石湖濕地綜合評(píng)價(jià)得分的求解

3 主要功能實(shí)現(xiàn)

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)多線程解析

評(píng)價(jià)指標(biāo)的合理選擇是濕地景觀健康評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，所選指標(biāo)應(yīng)該能夠準(zhǔn)確地反映出濕地景觀的健康狀況，體現(xiàn)景觀生物物理特性的變化與人類活動(dòng)對(duì)濕地健康的影響。考慮到遙感影像是快速提取景觀尺度的有效數(shù)據(jù)源，道路、水體、植被與建設(shè)用地等景觀要素均能夠直觀反映濕地景觀健康狀況[14]，該系統(tǒng)選擇新一代的Landsat8遙感影像作為基本數(shù)據(jù)源提取影響濕地健康的景觀要素。其中，道路是影響濕地生態(tài)環(huán)境的主要因素[15]，道路越密集，區(qū)域車(chē)流與人流量也越多，對(duì)濕地造成的干擾也越大，該系統(tǒng)使用基于感知編組和動(dòng)態(tài)規(guī)劃的道路提取方法實(shí)現(xiàn)道路要素的檢測(cè)與提取。地表植被覆蓋信息能夠反映濕地魚(yú)類、鳥(niǎo)類與水禽等動(dòng)物的食物供給量與活動(dòng)空間，該系統(tǒng)采用改進(jìn)的植被指數(shù)模型SAVI提取植被要素，并通過(guò)將濕地水域

范圍置零而消除湖泊藍(lán)藻信息對(duì)NDVI的干擾。水體主要包括湖泊與河流，是影響濕地健康的重要景觀要素。開(kāi)放水體面積越大越有利用于魚(yú)類與鳥(niǎo)類的活動(dòng)，該系統(tǒng)使用改進(jìn)的水體歸一化指數(shù)方法提取水體要素。建設(shè)用地是人類生活空間、工作場(chǎng)所和建設(shè)工程的主要載體，也是影響濕地的重要因素，該系統(tǒng)采用IBI算法[16]實(shí)現(xiàn)建設(shè)用地要素的自動(dòng)提取。

在提取出道路、植被、水體與建設(shè)用地等相關(guān)景觀要素后，采用密度制圖方法，生成以空間最小景觀單元（30 m空間分辨率）為基本單位的道路密度、水體密度、植被密度與建設(shè)用地密度等評(píng)價(jià)指標(biāo)的柵格圖。雖然上述4個(gè)指標(biāo)并不能完全表達(dá)濕地景觀健康的全部特征，但在現(xiàn)有景觀尺度觀測(cè)數(shù)據(jù)較少的前提下是一種有益的嘗試。

由于在評(píng)價(jià)模型的運(yùn)算過(guò)程中需要在濕地區(qū)域內(nèi)逐像素讀取上述四類評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)值，考慮到各濕地的面積大小不一，尤以陽(yáng)澄湖與澄湖濕地的面積為大，在解析對(duì)應(yīng)的JSON評(píng)估指標(biāo)文件時(shí)，將成為影響運(yùn)算速度的主要因素。該系統(tǒng)首先將陽(yáng)澄湖與澄湖濕地的Shape文件分割成若干小塊（如圖5所示），然后再利用分割后的Shape文件對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)柵格圖進(jìn)行切割，將其轉(zhuǎn)換為JSON文件。為了提高運(yùn)算速度，在對(duì)各濕地JSON文件解析時(shí)采用多線程設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的線程數(shù)量，避免過(guò)多的線程進(jìn)行切換，更充分的利用CPU來(lái)提高程序運(yùn)算性能。實(shí)驗(yàn)中所使用的電腦配置為4核，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)將線程數(shù)量設(shè)置為CPU核心數(shù)的兩倍時(shí)，對(duì)CPU的利用率將達(dá)到最高，運(yùn)算速度也最快。

圖5 分割后的濕地Shape文件

3.2 評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

選擇地表水體密度、道路密度、建設(shè)用地密度和植被密度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，獲取各濕地對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始值。根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)原始值分布情況與專家經(jīng)驗(yàn)選擇合適的指標(biāo)優(yōu)化函數(shù)對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化與歸一化。如圖6（a）與（b）所示，用戶可以根據(jù)不同評(píng)價(jià)指標(biāo)的特點(diǎn)分別選擇線性函數(shù)、二次函數(shù)或者通過(guò)函數(shù)編輯器來(lái)自定義優(yōu)化函數(shù)。另外，蘇州市濕地保護(hù)專家委員會(huì)專家使用AHP方法對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行兩兩對(duì)比打分，在驗(yàn)證一致性的條件下求得各評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重，如圖6（c）所示。

以某次評(píng)價(jià)為例，道路密度原始值范圍為0-4.7，選擇自定義遞減函數(shù)，權(quán)重為0.21；地表水體密度原始值范圍為0-787.6，選擇自定義遞增函數(shù)，權(quán)重為0.34；植被NDVI原始值范圍為0-0.713，選擇自定義遞增函數(shù)，權(quán)重為0.24；建設(shè)用地密度原始值范圍為0-782.8，選擇自定義遞減函數(shù)，權(quán)重為0.21。這樣通過(guò)設(shè)置評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的優(yōu)化函數(shù)與權(quán)重，即可完成評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建。從而計(jì)算出濕地內(nèi)部每個(gè)景觀單元點(diǎn)對(duì)應(yīng)的綜合加權(quán)得分，并將所有景觀單元點(diǎn)加權(quán)得分的平均值作為該濕地的景觀健康評(píng)價(jià)總體得分。

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果顯示

將道路密度、水體密度、植被密度與建設(shè)用地密度等4個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)輸入上述評(píng)價(jià)模型，計(jì)算濕地區(qū)域內(nèi)每個(gè)景觀單元對(duì)應(yīng)的濕地景觀健康綜合指數(shù)，得到如圖7所示的評(píng)價(jià)結(jié)果表格。表格中分別統(tǒng)計(jì)出每個(gè)濕

地的總面積、各個(gè)得分區(qū)間內(nèi)包含的景觀單元個(gè)數(shù)、得分方差與濕地的平均得分。將平均得分作為最終評(píng)價(jià)結(jié)果，并按照0-40分、40-60分、60-80分與80-100分劃分為差、一般、較好與良好四個(gè)等級(jí)，并將結(jié)果返回到客戶端，用不同顏色進(jìn)行顯示，得到如圖8所示的評(píng)價(jià)等級(jí)分布圖。此外，為了更直觀地顯示評(píng)價(jià)結(jié)果，系統(tǒng)還提供了折線圖、直方圖與扇形圖工具來(lái)可視化顯示各個(gè)濕地的評(píng)價(jià)結(jié)果（如圖9所示）。

圖7 評(píng)價(jià)結(jié)果表格顯示

圖8 評(píng)價(jià)等級(jí)分布圖

圖9 評(píng)價(jià)結(jié)果可視化圖形顯示工具

從評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，以南星湖濕地與盛澤蕩濕地為代表的濕地健康等級(jí)為良好或較好，這些濕地大多位于蘇州市郊，濕地周?chē)_(kāi)發(fā)程度小，以農(nóng)田與水塘為主，基本沒(méi)有工業(yè)區(qū)與商業(yè)區(qū)，不易受到人類活動(dòng)的干擾。相反，以金雞湖濕地與尹山湖濕地為代表的濕地健康等級(jí)為一般或差，這些濕地大多數(shù)靠近開(kāi)發(fā)強(qiáng)度較高的城區(qū)中心，開(kāi)放水體面積相對(duì)較小，易受到人類活動(dòng)的干擾（見(jiàn)圖10）。整體上看，蘇州大部分濕地景觀健康狀況一般，受人類活動(dòng)干擾與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響較大，退化情況比較嚴(yán)重，需要盡快地進(jìn)行保護(hù)與管理。

圖10 不同景觀健康評(píng)價(jià)等級(jí)的濕地

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)濕地生態(tài)景觀健康進(jìn)行評(píng)價(jià)是為了更好的保護(hù)和合理利用濕地。筆者采用了SSH、GeoServer和Openlayers一套免費(fèi)開(kāi)源并且成熟、穩(wěn)定的軟件框架，搭建開(kāi)發(fā)了基于WebGIS的蘇州市濕地景觀健康評(píng)價(jià)

系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用道路密度、水體密度、植被密度與建設(shè)用地密度等評(píng)價(jià)指標(biāo)完成對(duì)濕地的定量評(píng)價(jià)，并最終將評(píng)價(jià)結(jié)果以圖表等直觀的顯示方式返回用戶所在的客戶端。該系統(tǒng)借助SSH架構(gòu)搭建，各功能模塊的加入以組件的形式拓展，可以很容易的對(duì)系統(tǒng)各模塊進(jìn)行功能上的修改與改進(jìn)。該系統(tǒng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，具有很好的穩(wěn)定性和高效性，可成為濕地管理部門(mén)進(jìn)行濕地規(guī)劃與保護(hù)的有效工具。

[1]李玉鳳，劉紅玉.濕地分類和濕地景觀分類研究進(jìn)展[J].濕地科學(xué)，2014，12（1）：102-108.

[2]蘇州市林業(yè)局.蘇州市濕地資源調(diào)查報(bào)告[R].蘇州：蘇州市林業(yè)局，2010.

[3]蘇群，楊朝輝.基于遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的蘇州城市濕地公園保護(hù)研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，33（6）：123-127.

[4]陳展，尚鶴，姚斌.美國(guó)濕地健康評(píng)價(jià)方法[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，29（9）：5015-5022.

[5]曹宇，哈斯巴根，宋冬梅.景觀健康概念、特征及其評(píng)價(jià)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，13（11）：1511-1515.

[6]US Environmental Protection Agency.Application of elements of a state water monitoring and assessment program for wetlands[R].Washington，DC：Wetlands Division，Office of Wetlands，Oceans，and Watersheds，U.S.Environmental Protection Agency，2006.

[7]BROWN M T，VIVAS M B.Landscape development intensity index[J].Environmental Monitoring and Assessment，2005，101（1/3）：289-309.

[8]崔保山，楊志峰.濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系II.方法與案例[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，22（8）：1231-1239.

[9]常學(xué)禮，呂世海，葉生星，等.輝河濕地國(guó)家自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30（9）：1905-1911.

[10]張淼，劉俊國(guó)，趙旭，等.基于景觀開(kāi)發(fā)強(qiáng)度法的濕地健康變化研究[J].水土保持研究，2014，21（3）：157-162.

[11]銀正彤，鄭文鋒，袁軼，等.基于GeoServer的WebGIS在旅游服務(wù)中的應(yīng)用[J].國(guó)土資源遙感，2009（80）：106-109.

[12]袁瑩，陳木盛，陳曉強(qiáng)，等.基于OpenLayers的校園地理信息系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J].廈門(mén)理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，19（1）：34-38.

[13]SHIX，LONG R，DEKETT R，et al.Integrating different types of knowledge for digital soil mapping[J].Soil Science Society of America Journal，2004，5：1682-1692.

[14]FALCONE J A，CARLISLE D M，WEBER L C.Quantifying human disturbance in watersheds：Variable selection and performance of a GIS-based disturbance index for predicting the biological condition of perennial streams[J].EcologicalIndicators，2010，10（2）：264-273.

[15]FENNESSY M S，JACOBS A D，KENTULA M E.An evaluation of rapid methods for assessing the ecological condition of wetlands[J].Wetlands，2007，27（3）：543-560.

[16]XU H.A new index for delineating built-up land features in satellite imagery[J].International Journal of Remote Sensing，2008，29（14）：4269-4276.

Design and realization of WebGIS-based landscape health assessment system of Suzhou wetlands

YANG Zhaohui，ZHENG Liujiang
（School of Environmental Science and Engineering，SUST，Suzhou 215009，China）

Using open source framework of SSH,GeoServer map services and OpenLayers client development tool，we have designed and implemented WebGIS-based landscape health assessment system of Suzhou wetlands.Firstly，the assessment factors of road density，water-body density,vegetation density and built-up land density were resolved by multi-threading process.Then assessment model was constructed by determining optimal function and weight coefficients of assessment factors.Finally，the assessment results were shown with figures and tables at client sites.This system can provide scientific methods for wetland protection，rational utilization and effective decision.

wetland landscape；health assessment；WebGIS；assessment model

P962；TP391

A

1672－0687（2016）04－0072－06

責(zé)任編輯：謝金春

2015－07－06

江蘇省六大人才高峰資助項(xiàng)目（2014-NY-020）；江蘇省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（BK20141182）；江蘇省環(huán)境科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金資助項(xiàng)目（Zd131208）；蘇州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（SYN201510）

楊朝輝（1976-），男，江蘇常州人，副教授，博士，研究方向：濕地監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。