導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇地理信息科學(xué)研究進(jìn)展，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1（略）

國(guó)內(nèi)在環(huán)境信息科學(xué)的一些主要論題包括環(huán)境信息系統(tǒng)、環(huán)境遙感、環(huán)境模型、環(huán)境可視化、環(huán)境信息處理等方面都開展了一些研究工作。20世紀(jì)90年代以來(lái)，環(huán)境信息化發(fā)展迅速，特別是從上至下的各級(jí)政府主管部門環(huán)境信息系統(tǒng)的建設(shè)極大地推動(dòng)了這一工作的進(jìn)展，環(huán)境地理信息系統(tǒng)則已成為實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息化的主要途徑。地理信息系統(tǒng)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用，正在從初期的信息管理、環(huán)境專題制圖發(fā)展到Gls與環(huán)境模型集成陳9]、35技術(shù)集成的多媒體環(huán)境系統(tǒng)、基于Gls的環(huán)境污染擴(kuò)散模擬t‘’，‘“1、基于GIS的環(huán)境治理決策支持系統(tǒng)等。遙感技術(shù)在環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，一些主要領(lǐng)域包括大氣污染遙感、水環(huán)境遙感、固體廢棄物遙感監(jiān)測(cè)、城市熱島效應(yīng)與熱環(huán)境監(jiān)測(cè)、植被遙感、景觀格局遙感監(jiān)測(cè)、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)等。環(huán)境建模與模擬一直是環(huán)境工程研究的重要內(nèi)容，一方面，各種數(shù)學(xué)模型、物理模型、統(tǒng)計(jì)模型在環(huán)境信息科學(xué)中得到大量應(yīng)用，另一方面，基于環(huán)境過(guò)程機(jī)理的計(jì)算機(jī)模擬模型、元胞自動(dòng)機(jī)(CA)模型、智能體(Agent)模型等也在環(huán)境領(lǐng)域受到重視。數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)是從海量數(shù)據(jù)庫(kù)中挖掘和提取對(duì)決策分析有用的、先前未知的隱含模式和規(guī)則的過(guò)程，筆者在1999年即面向環(huán)境信息化與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展，試圖將二者結(jié)合，提出“環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)中的知識(shí)發(fā)現(xiàn)”并進(jìn)行了初步研究?？梢暬潜磉_(dá)和傳輸環(huán)境信息有效的形式，通過(guò)三維可視化、三維模擬實(shí)現(xiàn)環(huán)境現(xiàn)象、過(guò)程的真實(shí)感表達(dá)，能夠更加逼真地傳輸環(huán)境信息。近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域的應(yīng)用中受到了研究人員的重視卿]。“虛擬地理環(huán)境”是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下地球科學(xué)研究的創(chuàng)新平臺(tái)，依托這一平臺(tái)，能夠進(jìn)行環(huán)境科學(xué)與工程相關(guān)的理論研究、技術(shù)開發(fā)、工程實(shí)踐、模擬決策等活動(dòng)。針對(duì)環(huán)境信息技術(shù)集成應(yīng)用的趨勢(shì)，聶慶華提出了“數(shù)字環(huán)境”的概念，數(shù)字環(huán)境是環(huán)境信息化的過(guò)程和結(jié)果，是三維顯示的數(shù)字虛擬環(huán)境，包括環(huán)境信息數(shù)字化、環(huán)境信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、環(huán)境分析模型化和環(huán)境空間決策的智能化、環(huán)境過(guò)程和管理可視化。盡管國(guó)內(nèi)目前在環(huán)境信息科學(xué)各個(gè)分支方向的研究非常活躍，但缺乏整體性、系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)和探討。本文在分析環(huán)境信息科學(xué)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，基于環(huán)境信息流和信息分析處理構(gòu)建了環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)，并以煤礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)治理與管理為例，全面分析了環(huán)境信息科學(xué)理論、方法與技術(shù)的應(yīng)用，以期促進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)研究及其在構(gòu)建和諧社會(huì)、推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用。

2環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)及其在煤礦區(qū)的應(yīng)用

2.1環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)盡管環(huán)境信息科學(xué)的概念提出已有近20年的時(shí)間，但從目前國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀來(lái)看，對(duì)于環(huán)境信息科學(xué)的概念、學(xué)科體系還缺乏明顯的定義。已有的一些環(huán)境信息科學(xué)研究計(jì)劃中界定的范疇也不盡相同。因此，從促進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)研究的視角出發(fā)，首先需要對(duì)環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行界定。HuangGH等川提出的環(huán)境信息科學(xué)的構(gòu)成要素及相互之間的關(guān)系見圖l，這是當(dāng)前引用較多的環(huán)境信息科學(xué)體系結(jié)構(gòu)。由圖1可見，環(huán)境信息科學(xué)是多學(xué)科集成的領(lǐng)域。傳感器綜合技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展使得大尺度地面采樣技術(shù)成為可能，處理不同特征、尺度和復(fù)雜性問(wèn)題的模型綜合成為新的挑戰(zhàn)，包括不同模擬、優(yōu)化、評(píng)價(jià)模型以及相關(guān)信息技術(shù)與平臺(tái)的合并，不同技術(shù)輸人與輸出之間的聯(lián)接，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子的量化，以及大尺度集成模型的解算策略。在此基礎(chǔ)上，HuangGH等「‘〕提出基于環(huán)境信息科學(xué)研究的環(huán)境決策支持系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)（圖略）USGS的研究報(bào)告’)中，將環(huán)境信息科學(xué)定義為:環(huán)境信息科學(xué)是為加強(qiáng)對(duì)不同復(fù)雜程度的環(huán)境現(xiàn)象的理解，并提出新的認(rèn)識(shí)的，集成物理、生物學(xué)、計(jì)算機(jī)和信息科學(xué)的多學(xué)科方法的研發(fā)、試驗(yàn)和應(yīng)用的學(xué)科。不同定義都強(qiáng)調(diào)環(huán)境信息科學(xué)的多學(xué)科交叉、以信息技術(shù)為支持、解決復(fù)雜環(huán)境問(wèn)題的特點(diǎn)。Huang等川的觀點(diǎn)顯然更強(qiáng)調(diào)以遙感、地理信息系統(tǒng)和GPS技術(shù)為基礎(chǔ)的空間信息技術(shù)與環(huán)境科學(xué)和工程的交叉，而USGS的定義則重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)、人工智能等在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是USGS在其未來(lái)環(huán)境信息科學(xué)發(fā)展規(guī)劃中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了計(jì)算智能等技的應(yīng)用。基于以上觀點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外研究的進(jìn)展，結(jié)合我們的研究實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，以環(huán)境信息流和環(huán)境信息處理分析為主線，可以構(gòu)建環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)方法（圖略）。環(huán)境信息科學(xué)的理論基礎(chǔ)來(lái)源于面向環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域需求的多學(xué)科理論交叉，技術(shù)支持在于面向環(huán)境信息流的多技術(shù)手段集成，最終通過(guò)不同學(xué)科領(lǐng)域方法模型的綜合，實(shí)現(xiàn)環(huán)境科學(xué)與工程各個(gè)階段、各個(gè)過(guò)程的目標(biāo)和任務(wù)。因此，需要從多學(xué)科理論交叉與多技術(shù)手段集成的角度推進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)研究。

2.2環(huán)境信息科學(xué)在煤礦區(qū)綜合應(yīng)用的研究從一定意義上來(lái)講，環(huán)境信息科學(xué)并不是一門獨(dú)立存在的新興學(xué)科，而是諸多學(xué)科的交叉和集成。不同學(xué)科在研究過(guò)程中，特別是遙感與地理信息系統(tǒng)應(yīng)用、資源環(huán)境規(guī)劃與城鄉(xiāng)管理、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域都從不同的角度開展著與環(huán)境信息科學(xué)密切相關(guān)的內(nèi)容，這些學(xué)科的研究成果是促進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。換言之，以前進(jìn)行的研究工作往往是從環(huán)境信息科學(xué)的開展的相關(guān)論題研究，其重點(diǎn)還在于不同學(xué)科方向，但已經(jīng)構(gòu)成了環(huán)境信息科學(xué)研究的基礎(chǔ)層。為了促進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)的研究，需要改變從外部到內(nèi)部的“包圍型”研究模式，努力推進(jìn)從核心到的“拓展型”發(fā)展模式，即從環(huán)境信息流出發(fā)，組織和集成相關(guān)學(xué)科的研究，特別是在不同學(xué)科交叉鏈接的關(guān)鍵論題上開展深入研究，以便形成適應(yīng)環(huán)境信息科學(xué)體系與研究需求的理論方法體系和應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)。煤礦區(qū)作為1種以資源開采為驅(qū)動(dòng)力發(fā)展起來(lái)的特殊地理區(qū)域，由于煤炭資源開采(以下僅涉及地下開采礦區(qū))破壞上覆巖層原始應(yīng)力狀態(tài)，導(dǎo)致地下水流失、地面塌陷，進(jìn)而引發(fā)土壤污染、水土流失，礦山排研形成的研石山壓占大量土地，堆積物導(dǎo)致嚴(yán)重大氣污染和土壤損害，甚至引發(fā)各種地質(zhì)災(zāi)害。因此，煤炭區(qū)是1種典型的由于礦山開采導(dǎo)致的景觀破壞、環(huán)境污染、生態(tài)退化的復(fù)雜區(qū)域，煤礦區(qū)的環(huán)境問(wèn)題具有明顯的復(fù)雜性。目前，對(duì)于煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境主要的研究視角包括:(l)從煤礦開采損害角度出發(fā)研究開采沉陷與地表變形預(yù)計(jì)、監(jiān)測(cè)與治理;(2)從煤礦區(qū)土地資源管理角度出發(fā)研究煤礦區(qū)土地利用/覆蓋變化與生態(tài)響應(yīng);(3)從煤礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境角度出發(fā)研究礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)與地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防，(4)從煤礦區(qū)水資源環(huán)境角度出發(fā)研究礦井水害、水污染與水資源調(diào)控;(5)從景觀格局生態(tài)學(xué)角度出發(fā)研究煤礦區(qū)景觀格局;(6)從地理環(huán)境演變角度出發(fā)研究煤礦區(qū)地理環(huán)境演變與模擬;(7)從遙感與GIS應(yīng)用角度出發(fā)研究礦區(qū)資源環(huán)境遙感與信息系統(tǒng);(8)從大氣污染角度出發(fā)研究煤礦區(qū)大氣污染評(píng)價(jià)與控制;(9)從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度出發(fā)研究煤礦區(qū)環(huán)境經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià);(10)從管理學(xué)與可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)研究煤礦區(qū)環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境管理與可持續(xù)發(fā)展決策;等等。對(duì)以上不同視角的研究進(jìn)行綜合分析，可以看出多主題、多要素的時(shí)空環(huán)境信息是其中的關(guān)鍵，任何視角的研究都需要充分的信息和數(shù)據(jù)的支持、需要環(huán)境信息和背景信息的集成、需要計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)和分析工具的支持、需要環(huán)境知識(shí)和其它領(lǐng)域知識(shí)的交叉和集成。因此，從環(huán)境信息科學(xué)的角度出發(fā)，可以集成現(xiàn)有的研究工作，充分應(yīng)用相關(guān)學(xué)科已有研究成果，通過(guò)成果整合與集成，在推進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)研究的同時(shí)，也進(jìn)一步推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的研究。實(shí)現(xiàn)整合的關(guān)鍵在于不同研究視角之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系構(gòu)建、鏈接邊界選擇、信息傳輸反饋、系統(tǒng)相互作用。煤礦區(qū)環(huán)境信息科學(xué)綜合研究與應(yīng)用體系框架（圖略）。按照該研究框架，煤礦區(qū)環(huán)境信息科學(xué)的重點(diǎn)在于多學(xué)科研究的交叉點(diǎn)，主要包括:(l)基于采礦環(huán)境影響機(jī)理的模型建立、參數(shù)獲取;(2)各種環(huán)境模型的建立、參數(shù)提取與模型驗(yàn)證(面向環(huán)境系統(tǒng)分析的環(huán)境評(píng)價(jià)、污染擴(kuò)散、環(huán)境演變模型和面向環(huán)境管理決策的規(guī)劃模型、優(yōu)化配置、動(dòng)態(tài)演變模型以及環(huán)境保護(hù)治理與生態(tài)重建方案設(shè)計(jì));(3)面向環(huán)境監(jiān)測(cè)的遙感信息源選擇與圖像處理、環(huán)境信息提取與分析，以及組織、集成與管理多種環(huán)境相關(guān)信息的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與建立;(4)環(huán)境信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)平臺(tái)下的模型解算與解釋、分析結(jié)果可視化與應(yīng)用;(5)集成信息、模型、數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)、知識(shí)的環(huán)境決策支持系統(tǒng)(專家系統(tǒng))構(gòu)建。(6)資源一環(huán)境一人類一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的信息流與信息應(yīng)用。

篇2

關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；科學(xué)研究；專業(yè)建設(shè)

中圖分類號(hào)：G642　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1　引言

智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科以計(jì)算機(jī)科學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合了認(rèn)知科學(xué)、信息學(xué)、控制科學(xué)、生命科學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等學(xué)科的相關(guān)理論和研究方法，是一門新興的交叉學(xué)科，將成為21世紀(jì)信息科學(xué)研究的制高點(diǎn)和信息產(chǎn)業(yè)價(jià)值的主要提升點(diǎn)。

在國(guó)外，許多著名高校都設(shè)立了“人工智能”專業(yè)并授予智能科學(xué)專業(yè)學(xué)位：世界多數(shù)知名的理工類院校都設(shè)立有人工智能研究所或?qū)嶒?yàn)室，進(jìn)行智能科學(xué)專業(yè)的研究生培養(yǎng)及科研工作。在國(guó)內(nèi)，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)起步則較晚：2003年12月5日，教育部正式批準(zhǔn)北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院設(shè)立“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)，這標(biāo)志著我國(guó)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的誕生。

廈門大學(xué)在智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)有多年的研究積累和師資儲(chǔ)備。2006年12月，教育部正式批準(zhǔn)廈門大學(xué)設(shè)立“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)，2007年6月6日，廈門大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系經(jīng)學(xué)校批準(zhǔn)成立，并于2007年9月迎來(lái)了第一屆本科生。本文將簡(jiǎn)要介紹近幾年來(lái)廈門大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的建設(shè)情況。

2　廈門大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究進(jìn)展

廈門大學(xué)在智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的研究已開展了多年。早在1988年，學(xué)校就成立了校級(jí)科研機(jī)構(gòu)――“廈門大學(xué)人工智能與計(jì)算機(jī)研究所”，目前，經(jīng)廈門大學(xué)批準(zhǔn)，正式更名為“廈門大學(xué)人工智能研究所”。它是一個(gè)以實(shí)用智能技術(shù)研究為主、集基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開發(fā)于一體的研究機(jī)構(gòu)，是廈門大學(xué)組建智能科學(xué)與技術(shù)系的主要基礎(chǔ)。

廈門大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系面向國(guó)際學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)家發(fā)展的重大需求，利用人工智能研究的方法和手段，不斷開辟新的研究領(lǐng)域，逐漸確立了語(yǔ)言信息處理、認(rèn)知計(jì)算、智能信息檢索、中醫(yī)信息處理、視頻圖像處理、智能機(jī)器人等主要研究方向。在語(yǔ)言信息處理方面，現(xiàn)設(shè)手寫漢字識(shí)別、自然語(yǔ)言理解、機(jī)器翻譯、語(yǔ)料庫(kù)技術(shù)等研究領(lǐng)域；在認(rèn)知計(jì)算方面，現(xiàn)設(shè)覺(jué)知計(jì)算、腦機(jī)接口、機(jī)器感覺(jué)、隱喻邏輯等研究領(lǐng)域；在智能信息檢索方面，現(xiàn)設(shè)文本信息過(guò)濾、信息檢索、信息提取、智能數(shù)據(jù)挖掘、Web挖掘等研究領(lǐng)域；在中醫(yī)信息處理方面，現(xiàn)主要研究開發(fā)多媒體中草藥智能查詢系統(tǒng)、基于舌象中醫(yī)智能體檢系統(tǒng)；在視頻圖像處理方面，現(xiàn)設(shè)圖像數(shù)據(jù)庫(kù)、生物特征識(shí)別、遙感圖像、地理信息系統(tǒng)等研究領(lǐng)域。2008年，系里引進(jìn)了被稱為“人工大腦之父”的著名學(xué)者Hugo de Garis教授，并以他為首組建了人工大腦研究室，該研究室的目標(biāo)是，經(jīng)過(guò)三年左右的時(shí)間，建設(shè)中國(guó)首個(gè)人工大腦。

經(jīng)過(guò)十幾年的不懈努力，我們?cè)谏鲜鲅芯款I(lǐng)域均取得了一批有影響的重要研究成果，在我國(guó)學(xué)術(shù)界具有一定的學(xué)術(shù)地位，獲得數(shù)十項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的支持。目前在研的項(xiàng)目有國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目3項(xiàng)、國(guó)家863項(xiàng)目2項(xiàng)、國(guó)家863子項(xiàng)目2項(xiàng)、福建省自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)、福建省科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目2項(xiàng)。在漢字識(shí)別、詞語(yǔ)切分標(biāo)注、語(yǔ)法分析、詞義消歧、指代消解、語(yǔ)言神經(jīng)基礎(chǔ)、漢語(yǔ)理解策略、網(wǎng)上信息的選擇翻譯、統(tǒng)計(jì)機(jī)器翻譯、語(yǔ)音識(shí)別與合成、計(jì)算機(jī)音樂(lè)、計(jì)琴學(xué)等諸多方面進(jìn)行了有特色的研究，形成了具體的算法，并且還提出了一種系統(tǒng)性的協(xié)動(dòng)計(jì)算理論，出版專著5部，數(shù)百篇，其中近三年被EI、SCI等檢索的論文達(dá)200余篇。

在基礎(chǔ)理論研究的基礎(chǔ)上，智能科學(xué)與技術(shù)系還十分注重產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，先后與北京德威特電力系統(tǒng)自動(dòng)化有限公司和深圳名人電腦等公司進(jìn)行合作研發(fā)，廣泛開展應(yīng)用系統(tǒng)的研制開發(fā)，主要包括：手寫漢字機(jī)器識(shí)別系統(tǒng)、漢語(yǔ)分詞和詞性標(biāo)注系統(tǒng)、機(jī)器翻譯系統(tǒng)以及網(wǎng)上漢語(yǔ)文本分類和信息過(guò)濾系統(tǒng)。其中，手寫漢字機(jī)器識(shí)別系統(tǒng)獲浙江省教育廳科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)：機(jī)器輔助漢英互翻系統(tǒng)獲福建省科技廳科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)；漢語(yǔ)分詞和詞性標(biāo)注系統(tǒng)獲得2003年863中文信息處理評(píng)測(cè)第二名：機(jī)器翻譯系統(tǒng)(包括XMMT漢英機(jī)器翻譯系統(tǒng)、Matrix英漢機(jī)器翻譯系統(tǒng)、Light英漢機(jī)器翻譯系統(tǒng)和Neon英漢雙向機(jī)器翻譯系統(tǒng))在863智能接口評(píng)測(cè)中多次名列前茅，形成多項(xiàng)產(chǎn)品，技術(shù)授權(quán)國(guó)內(nèi)多家單位使用。

在科研平臺(tái)建設(shè)方面，智能科學(xué)與技術(shù)系發(fā)揮廈門大學(xué)多學(xué)科交叉的優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合人文學(xué)院、外文學(xué)院和海外教育學(xué)院華文系的學(xué)術(shù)力量，于2003年成立了“廈門大學(xué)語(yǔ)言技術(shù)中心”，其中，漢外多語(yǔ)言機(jī)器翻譯為主攻方向之一。2006年獲批了“智能信息技術(shù)福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”；目前，以人工大腦相關(guān)內(nèi)容為研究核心的“福建省仿腦智能系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”也已獲批。

3　廈門大學(xué)“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)建設(shè)情況

廈門大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系現(xiàn)有一個(gè)本科專業(yè)(智能科學(xué)與技術(shù))，三個(gè)學(xué)術(shù)型碩士學(xué)位授予專業(yè)(人工智能基礎(chǔ)、模式識(shí)別與智能系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù))，一個(gè)“計(jì)算機(jī)技術(shù)”工程碩士培養(yǎng)方向(智能工程及網(wǎng)絡(luò)安全方向)，一個(gè)博士學(xué)位授予專業(yè)(人工智能基礎(chǔ))?，F(xiàn)有在校本科生近90人，碩士研究生80多人，博士研究生25人，博士后2人。本系教職工近30人，其中：教授5人，副教授5人，80％具有博士學(xué)位或者博士在讀，40歲以下的年輕教師占2／3。

3.1　本科生專業(yè)建設(shè)

在本科生培養(yǎng)方面，廈門大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系的目標(biāo)是要求學(xué)生能夠有效和系統(tǒng)地掌握本學(xué)科的理論基礎(chǔ)，比較深入地理解智能科學(xué)與技術(shù)理論；培養(yǎng)具有一定的分析、綜合和創(chuàng)新能力，能夠承當(dāng)智能信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)和智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教學(xué)任務(wù)的，德、智、體全面發(fā)展的科學(xué)技術(shù)工作者：畢業(yè)生適宜到科研機(jī)構(gòu)、學(xué)校、技術(shù)或行政管理部門、公司、廠礦等企事業(yè)單位從事科技研究、應(yīng)用開發(fā)、信息管理和教學(xué)工作，也可以進(jìn)一步攻讀該專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的碩士學(xué)位。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，我們遵循“寬口徑、厚基礎(chǔ)、抓關(guān)鍵、重實(shí)踐”四項(xiàng)基本原則，制定了較合理的教學(xué)計(jì)劃，在本科一、二年級(jí)安排公共基本課程、校通識(shí)教育課程、院系通修課程；從二年級(jí)下學(xué)期開始結(jié)束院系通修課程，轉(zhuǎn)而推出部分學(xué)科通修課程，向?qū)I(yè)化過(guò)渡，三年級(jí)開始加入方向性選修課程。其中，公共基本課程621學(xué)時(shí)、33學(xué)分；校通識(shí)教育課程262學(xué)、15學(xué)分；學(xué)科通修課程1544學(xué)時(shí)、90學(xué)分；方向性課程120學(xué)時(shí)、分；學(xué)科跨方向性課程108學(xué)時(shí)、6學(xué)分。這樣的安排能真正使學(xué)生在獲得扎實(shí)而寬厚的理論基礎(chǔ)、合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，培養(yǎng)較強(qiáng)的獲取新知識(shí)的能力和創(chuàng)新精神。

為了能切實(shí)提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，我們?cè)谵k學(xué)過(guò)程中十分重視和強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練并倡導(dǎo)理論與實(shí)際 相結(jié)合，已經(jīng)規(guī)劃建設(shè)一個(gè)特色實(shí)驗(yàn)室――“仿腦認(rèn)知與智能機(jī)器人”實(shí)驗(yàn)室，可支撐仿腦認(rèn)知與智能機(jī)器人兩個(gè)方向相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，總經(jīng)費(fèi)預(yù)算100萬(wàn)元。依托該實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合相關(guān)課程，高年級(jí)本科生可以進(jìn)行“心理物理測(cè)試實(shí)驗(yàn)”、“眼動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)”、“面部表情與腦電對(duì)照實(shí)驗(yàn)”、“行為學(xué)與智能關(guān)系測(cè)試實(shí)驗(yàn)”、“機(jī)器人避障行走路徑規(guī)劃”、“機(jī)器人目標(biāo)識(shí)別與跟蹤”、“機(jī)器人聲控實(shí)驗(yàn)”、“機(jī)器人智能語(yǔ)言翻譯”、“機(jī)器人足球比賽”等眾多特色實(shí)驗(yàn)。

3.2　研究生專業(yè)建設(shè)

廈門大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)系的研究生培養(yǎng)以加強(qiáng)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為核心，以加強(qiáng)基礎(chǔ)課、專業(yè)課，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)、論文創(chuàng)新寫作、促進(jìn)理論與實(shí)踐相結(jié)合為重點(diǎn)，包含碩士研究生和博士研究生兩個(gè)培養(yǎng)層次。其中，碩士研究生層次又分為學(xué)術(shù)型研究生和工程碩士?jī)煞N類型，分別進(jìn)行培養(yǎng)。

在學(xué)術(shù)型碩士研究生培養(yǎng)方面，我們的目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)智能科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，適應(yīng)國(guó)家社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步事業(yè)需要的，德、智、體、美全面發(fā)展，系統(tǒng)地掌握本學(xué)科基本概念、基本原理、基本方法、基本技能的，具有創(chuàng)新能力、理論聯(lián)系實(shí)際的高級(jí)專門人才和能適應(yīng)未來(lái)從事基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)研究和工程應(yīng)用研究之人才。畢業(yè)生適宜到科研部門、學(xué)校從事科學(xué)研究和教學(xué)工作；適宜到計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)相關(guān)的企事業(yè)單位從事智能科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的開發(fā)研究、應(yīng)用與管理等工作；可以繼續(xù)攻讀智能科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)及其相關(guān)學(xué)科的博士學(xué)位。目前包含“人工智能基礎(chǔ)”、“模式識(shí)別與智能系統(tǒng)”和“計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)”三個(gè)專業(yè)。其中，“人工智能基礎(chǔ)”專業(yè)包含如下培養(yǎng)方向：認(rèn)知科學(xué)理論、認(rèn)知邏輯學(xué)、計(jì)算語(yǔ)言學(xué)、智能計(jì)算方法、藝術(shù)認(rèn)知與計(jì)算、腦高級(jí)功能成像等；“模式識(shí)別與智能系統(tǒng)”專業(yè)包含如下培養(yǎng)方向：計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器翻譯系統(tǒng)、智能中醫(yī)診斷系統(tǒng)、機(jī)器音樂(lè)、模式識(shí)別、音頻信息處理等：“計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)”專業(yè)包含如下培養(yǎng)方向：人工智能應(yīng)用技術(shù)、自然語(yǔ)言處理技術(shù)、智能信息檢索技術(shù)、多媒體綜合應(yīng)用技術(shù)、圖像與視頻處理技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。

在工程碩士培養(yǎng)方面，目前智能系招收“計(jì)算機(jī)技術(shù)”工程碩士――B方向(智能工程及網(wǎng)絡(luò)安全)的工程碩士研究生，目標(biāo)是培養(yǎng)具有扎實(shí)的計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)知識(shí)和工程技術(shù)能力，掌握現(xiàn)代智能與網(wǎng)絡(luò)科學(xué)前沿知識(shí)，在智能工程與網(wǎng)絡(luò)安全方向具有一定研究深度和項(xiàng)目研發(fā)能力的高層次應(yīng)用型人才。培養(yǎng)方向包括：嵌入式智能家居、視頻圖像處理、網(wǎng)絡(luò)視覺(jué)監(jiān)控、模式識(shí)別與智能系統(tǒng)、智能機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容監(jiān)管、黑客與網(wǎng)絡(luò)攻防技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息安全、信息檢索與信息過(guò)濾、自然語(yǔ)言處理、機(jī)器翻譯、語(yǔ)音識(shí)別與合成、智能中醫(yī)信息處理、人工大腦、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。

在博士研究生培養(yǎng)方面，設(shè)有“人工智能基礎(chǔ)”博士學(xué)位授予專業(yè)，目標(biāo)是培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)，具有創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)某一領(lǐng)域有全面深入了解或?qū)δ骋粦?yīng)用領(lǐng)域有獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力，能夠解決前人未能解決的科學(xué)問(wèn)題或社會(huì)發(fā)展中亟待解決的技術(shù)問(wèn)題的高級(jí)專業(yè)人才：其研究工作對(duì)科學(xué)技術(shù)或社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有明顯貢獻(xiàn)，為人工智能技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用提供新的基礎(chǔ)或新技術(shù)、新方法。培養(yǎng)方向包括：人工智能以及應(yīng)用技術(shù)、藝術(shù)認(rèn)知與計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、軟計(jì)算方法及其應(yīng)用、智能多媒體信息處理、腦功能成像技術(shù)等。

4　總結(jié)與展望

篇3

關(guān)鍵詞：合川區(qū)；DEM；溝壑密度；坡度；高程

中圖分類號(hào) P931.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）12-0162-03

水土流失是指在水流作用下，土壤被侵蝕、搬運(yùn)和沉淀的整個(gè)過(guò)程。我國(guó)是世界上水土流失最為嚴(yán)重的國(guó)家之一[1]，據(jù)第二次全國(guó)土壤侵蝕遙感調(diào)查顯示，我國(guó)水土流失面積高達(dá)3.56×106km2，占國(guó)土總面積的37.6%[2]。地形是影響地表徑流和土壤侵蝕的重要因素[3]，溝壑密度、坡度、高程等指標(biāo)是影響土壤侵蝕的重要變量。在進(jìn)行水土保持方案規(guī)劃和工程建設(shè)之前，應(yīng)對(duì)區(qū)域的地形進(jìn)行準(zhǔn)確把握。

DEM是當(dāng)今地理學(xué)、地貌學(xué)界，特別是地理信息科學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題[4]。本文基于DEM數(shù)字高程模型對(duì)合川區(qū)進(jìn)行地形分析。通過(guò)ArcGIS軟件對(duì)合川區(qū)的DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行水文提取，計(jì)算溝壑密度、坡度、高程，以期對(duì)該區(qū)的地形特征形成綜合的認(rèn)識(shí)。當(dāng)前合川區(qū)工業(yè)化、城市化正在快速發(fā)展中，但水土流失阻礙了其經(jīng)濟(jì)發(fā)展，破壞了生態(tài)環(huán)境。本研究通過(guò)對(duì)合川區(qū)的地形的分析，以為合川區(qū)的水土保持工作提供可靠的理論依據(jù)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，并且為其他區(qū)域的地形因子分析、水土保持等提供經(jīng)驗(yàn)。

1 研究區(qū)概況

合川區(qū)地理坐標(biāo)為東經(jīng)105.58′37″～106.40′37″、北緯29.51′02″～30.22′24″，位于長(zhǎng)江上游，重慶西北部，區(qū)內(nèi)嘉陵江、渠江、涪江三江匯流，處嘉陵江下游，上游來(lái)水量大。地處中丘陵和重慶平行嶺谷的交接地帶，全境地貌大致分為平行嶺谷和平緩丘陵兩大類型：東南邊緣的華鎣山區(qū)為平行嶺谷地形；西北部廣大地區(qū)，屬渝西丘陵盆地，為平緩丘陵地型。境內(nèi)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年降雨量達(dá)1552.7mm，但降水分布不均，雨季降雨量約占全年的70%。土壤以紫色泥巖、砂巖為主，易風(fēng)化和流失[5]。全區(qū)幅員面積2343km2，總?cè)丝?56萬(wàn)，人口密度大，土地墾殖系數(shù)高，水土流失問(wèn)題依然嚴(yán)重[5]。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文使用的是由美國(guó)航天局（NASA）與日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省（METI）共同推出的全球數(shù)字高程模型，簡(jiǎn)稱ASTER GDEM[6]。該數(shù)據(jù)的分辨率為30m×30m，全球覆蓋范圍為83°N～83°S的所有陸地區(qū)域。在ArcGIS10.2中，定義合川區(qū)的矢量坐標(biāo)與DEM數(shù)據(jù)的坐標(biāo)相同，為D_WGS_1984。對(duì)DEM柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接裁剪，得到合川區(qū)的DEM數(shù)據(jù)，進(jìn)而求出溝壑密度、坡度、高程地形因子（圖1）。

3 水文提取

3.1 洼地填 DEM是比較光滑的地形表面的模擬，但是由于一些真實(shí)的地形地貌和誤差的存在，DEM中的洼地分為了自然洼地和偽洼地。研究表明，洼地影響水流的方向，柵格中的水只能流入洼地不能流出，故在進(jìn)行水文分析前，應(yīng)先進(jìn)行填洼，得到無(wú)洼地的DEM數(shù)據(jù)。

3.2 流向分析 計(jì)算流向采用的是ArcGIS中最常用的D8算法。其原理是計(jì)算DEM中每一柵格單元與其相鄰柵格單元間的最大坡降，以最大坡降的單元格為水流出的方向。如果存在相鄰柵格坡降相等，就向外擴(kuò)張至尋找到最大坡降為止。

3.3 匯流累積量 單位柵格的匯流累積量等于DEM中該柵格單元上游匯入的累加數(shù)目。匯流累積量是基于流向數(shù)據(jù)計(jì)算的。匯流累積量的大小直接反映了單元柵格的匯水能力。匯流累積量越大說(shuō)明該地的地勢(shì)越低洼，最大值處易形成河流；相反，匯流累積量越小，說(shuō)明該處地勢(shì)越高，最小值處可視為分水嶺。

3.4 河網(wǎng)提取 河網(wǎng)提取與匯流累計(jì)量的閾值有關(guān)，閾值越小，其河網(wǎng)越密集，閾值越大，河網(wǎng)越稀疏。但是閾值的選定與當(dāng)?shù)氐牡匦巍⒌刭|(zhì)、氣候、植被等因素相關(guān)。本文首先假設(shè)閾值為500，750，1000……8500，算出不同閾值對(duì)應(yīng)的溝壑密度，然后以溝壑密度趨于穩(wěn)定的第一個(gè)閾值為本文的最佳閾值。

4 結(jié)果與分析

4.1 溝壑密度分析 溝壑密度也叫溝道密度或溝谷密度，指單位面積內(nèi)溝壑的總長(zhǎng)度，單位為km/km2。溝壑密度是評(píng)價(jià)地表侵蝕影響、水土流失情況、進(jìn)行地貌類型分析等的重要指標(biāo)[7]。本文根據(jù)合川區(qū)30米分辨率DEM進(jìn)行河網(wǎng)提取，得出當(dāng)閾值為8000時(shí)，溝壑密度相對(duì)穩(wěn)定，為0.28km/km2，區(qū)內(nèi)河流總長(zhǎng)約為606.28km（表1）。溝壑密度愈大，表明地面被切割得愈破碎，侵蝕愈強(qiáng)烈[8]。合川區(qū)的溝壑較小，但境內(nèi)河流處于幼年時(shí)期，以侵蝕作用為主，且匯流累積量大，存在明顯的水蝕作用。

4.2 坡度分析 在ArcGIS中進(jìn)行坡度分析，步驟如下：打開Arc Toolbox 的Spatial Analyst―表面分析―坡度工具，就可以對(duì)合川區(qū)的DEM數(shù)字高程模型進(jìn)行坡度分析。再將坡度柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類，得到坡度的分級(jí)。坡度是反映一個(gè)區(qū)域地形特征的基本參數(shù)，坡度對(duì)土壤侵蝕的影響最大，是水土保持工作中首先要考慮的因素之一[9]。坡度分級(jí)方法分為一般主觀分級(jí)法、臨界坡度分級(jí)法與模式分發(fā)三類[10]，本文采取主觀分級(jí)的方法，簡(jiǎn)單、靈活[11]。根據(jù)合川區(qū)的坡度數(shù)據(jù)，本文將坡度分為5級(jí)，分別是：0°～2°、2°～6°、6°～15°、15°～25°、>25°。坡度小于2°，說(shuō)明地形相當(dāng)平坦，一般無(wú)水土流失；坡度位于2°～6°的地區(qū)，坡度增大，存在輕度土壤侵蝕，應(yīng)注意水土保持；坡度為6°～15°的地區(qū)，可能存在中度土壤侵蝕，應(yīng)用梯田、等高種植等措施保持水土；15°～25°的地區(qū)，坡度較高，水土流失嚴(yán)重，應(yīng)該加強(qiáng)工程生物等措施防治侵蝕；坡度>25°，是開荒限制坡度，已耕種的應(yīng)該逐步退耕還林還草。合川區(qū)坡度>15°的地區(qū)，主要位于東南部平行嶺谷地帶，地形起伏大，坡度較高。境內(nèi)坡度主要集中在2°～15°的西部廣大地區(qū)，地形相對(duì)平坦，但受人類活動(dòng)影響大，地表植被覆蓋差，土壤抗蝕力弱（圖2、圖3）。

4.3 高程分析 根據(jù)合川區(qū)總體的海拔高度，將該地分為低海拔（1000m）四類。區(qū)內(nèi)>500m的范圍主要分布在東部和東南部，屬川東平行嶺谷地帶，呈東北―西南走向。200～500m的海拔高度在區(qū)內(nèi)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，主要分布在中部和西部的廣大地區(qū)。雨季降水量大，降雨集中，山區(qū)易形成山洪、泥石流等災(zāi)害，水土流失問(wèn)題嚴(yán)重（圖4、圖5）。

5 結(jié)論與討論

本研究基于DEM數(shù)據(jù)分析了合川區(qū)的溝壑密度、坡度、高程地形特征，并指出了地形對(duì)水土流失的影響。

合川區(qū)溝壑密度較?。?.28km/km2），但R流累積量大，水蝕作用明顯；區(qū)內(nèi)地形主要以中部和西部的丘陵盆地為主，坡度范圍為2°～15°，海拔500m以下，農(nóng)業(yè)活動(dòng)頻繁，地表植被以農(nóng)作物為主，土壤抗蝕能力差；合川區(qū)東部和東南部屬華鎣山低山區(qū)，坡度15°以上，海拔500m以上，在降水集中的夏季易發(fā)生山洪泥石流等災(zāi)害。

本文分析了溝壑密度、坡度、高程對(duì)合川區(qū)水土流失的影響，但是造成水土流失的因素是多方面的，未考慮到區(qū)域河流發(fā)展演化階段、人類活動(dòng)、地表植被狀況、降水、土壤等客觀條件。因此，今后還需對(duì)合川區(qū)的水土流失狀況進(jìn)行系統(tǒng)研究。

參考文獻(xiàn)

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篇4

關(guān)鍵詞：水環(huán)境；承載力；分析計(jì)算；發(fā)展趨勢(shì)

【分類號(hào)】：X832

1.概述

人類社會(huì)進(jìn)入二十世紀(jì)后，生產(chǎn)力飛速發(fā)展，環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，在某些地區(qū)資源的掠奪性開發(fā)及環(huán)境污染已威脅著人類自身的生存，人們開始思考一個(gè)問(wèn)題：這種生活模式能夠維持多久？什么是健康的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，因而出現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)。1987年，世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)及挪威首相希倫特蘭（Brundtland）提出了《我們共同的未來(lái)》這份著名的綱領(lǐng)性報(bào)告，可持續(xù)發(fā)展的概念被定義為“即滿足當(dāng)代人的需要，又不對(duì)后人滿足其自身需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展”。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展人們很自然地提出了環(huán)境承載能力的問(wèn)題，即人們尋求的資源開發(fā)程度和污染水平，不應(yīng)超過(guò)環(huán)境承載能力[1]。

1.1 承載力概述與水環(huán)境承載力的定義

承載力原為力學(xué)中的一個(gè)指標(biāo)，指物體在不產(chǎn)生任何破壞時(shí)的最大（極限）荷載，通常具有力的量綱。當(dāng)人們研究區(qū)域系統(tǒng)時(shí)，借用這一概念來(lái)描述區(qū)域系統(tǒng)對(duì)外部環(huán)境變化的最大承受能力。隨著研究的不斷深入，承載力概念的內(nèi)涵與外延都發(fā)生了變化，并被賦予現(xiàn)代含義，成為用來(lái)描述發(fā)展限制程度常用的一個(gè)指標(biāo)。承載力在生態(tài)學(xué)中一般被定義為“某一生境所能支持的某一物種的最大數(shù)量”[2]。

水資源承載能力特別強(qiáng)調(diào)“生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)”這個(gè)目標(biāo)。針對(duì)水環(huán)境來(lái)說(shuō)，水體到底能容納多大的污水及污染物，這是水環(huán)境承載能力計(jì)算問(wèn)題。我國(guó)對(duì)水環(huán)境承載力的概念，表述從不同角度有下列三種：

第一種表述是站在單純的水體角度，不考慮作用于水體的人類行為，以水體的納污能力作為水環(huán)境的承載力。如汪恕誠(chéng)提出的“在一定的水域，其水體能夠被繼續(xù)使用并仍保持良好的生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，所能夠容納污水及污染物的最大能力”，這一定義的特點(diǎn)是其承載對(duì)象為污染物，指標(biāo)體系容易表達(dá)，指標(biāo)能夠量化，便于和其它水體流域進(jìn)行比較。該定義下水環(huán)境承載力和水資源承載力聯(lián)合使用，可以較好地表達(dá)流域水體對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的支撐作用以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)流域水體的反作用。

第二種表述是在第一種的基礎(chǔ)上加入了水體環(huán)境所能承載的人口規(guī)模和人口數(shù)量，如高占喜在環(huán)境承載力中講述的在一定生活水平和環(huán)境質(zhì)量要求下，在不超出生態(tài)系統(tǒng)彈性限度條件下環(huán)境子系統(tǒng)所能容納的污染物數(shù)量，以及可支撐的人口規(guī)模與相應(yīng)人口數(shù)量。如朱一中在水環(huán)境承載力中講述的某一區(qū)域在特定歷史階段的特定技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平條件下，以維持生態(tài)良性循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展為前提，當(dāng)?shù)厮Y源系統(tǒng)可支撐的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)規(guī)模和具有一定生活水平的人口數(shù)量。這一定義的特點(diǎn)是將水環(huán)境對(duì)人類社會(huì)的 “承載”內(nèi)涵表述出來(lái)，把水環(huán)境承載力具體到人口數(shù)量和污染物。

第三種表述是在第二種的基礎(chǔ)上加入了水體所能承載的經(jīng)濟(jì)規(guī)模。將人類行為（經(jīng)濟(jì)行為）對(duì)水環(huán)境承載力的影響概括在內(nèi)，如何希吾在水環(huán)境承載力中講述的“一個(gè)流域、一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國(guó)家在不同階段的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件下，在水資源合理開發(fā)利用的前提下，當(dāng)?shù)厮Y源能夠維持和支撐的人口、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境規(guī)模總量”。

鑒于對(duì)遼河流域水資源承載能力進(jìn)行的研究，因此，本次研究將討論第一種定義下的水環(huán)境承載能力，即計(jì)算在遼河流域某一水環(huán)境單元在給定的環(huán)境目標(biāo)下所能容納的污染物的量，也就是指環(huán)境單元依靠自身特性使本身功能不至于被破壞的前提下能夠允許的污染物的量。

1.2 水環(huán)境承載力的內(nèi)涵

人類社會(huì)發(fā)展初期，生產(chǎn)力水平低下，人類生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)水環(huán)境破壞程度輕微，水環(huán)境并沒(méi)有對(duì)社會(huì)發(fā)展帶來(lái)制約作用，直至工業(yè)革命以前，水環(huán)境問(wèn)題一直沒(méi)有成為社會(huì)的突出問(wèn)題。隨著工業(yè)革命的發(fā)展，人類開發(fā)利用和改造自然的能力空前增強(qiáng)，人類從自然界獲取的資源越來(lái)越多的同時(shí)，排放的污染物也迅速增加，其排放量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出水環(huán)境的自凈能力，水環(huán)境質(zhì)量日益惡化，人們開始注重水環(huán)境問(wèn)題的研究。本文以遼河流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，進(jìn)行了區(qū)域水環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)。

水環(huán)境承載力是在人們對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展與水環(huán)境相互關(guān)系有了較深刻認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上被提出來(lái)的[3]。少量污染物進(jìn)入水環(huán)境并不會(huì)引起環(huán)境質(zhì)量的明顯變化，但水環(huán)境的納污量是有限的，污染物的排放量超過(guò)一定限度之后，水環(huán)境質(zhì)量就會(huì)發(fā)生惡化。隨著污染物種類和數(shù)量的增多，水環(huán)境構(gòu)成的制約作用越來(lái)越明顯，人們不得不考慮水環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展人們很自然地提出了環(huán)境承載能力的問(wèn)題，即人們尋求的資源開發(fā)程度和污染水平，不應(yīng)超過(guò)環(huán)境承載能力。

1.3 水環(huán)境承載力的基本特性

水環(huán)境承載力針對(duì)不同時(shí)空、流域等因素具有不同計(jì)算結(jié)果，但是水環(huán)境承載力在某些方面上是一致的，這些一致的特征，就是水環(huán)境承載力的基本特性，可以歸結(jié)為以下五方面：

（1）相對(duì)極限性：指在某一具體的歷史發(fā)展階段，水環(huán)境承載能力具有最大的特性，即可能的最大承載指標(biāo)。隨著歷史階段的變更，水環(huán)境承載能力也會(huì)發(fā)生一定的變化。

（2）動(dòng)態(tài)性：說(shuō)明了事物總是處于不斷發(fā)展變化的歷史過(guò)程中，通過(guò)提高不同時(shí)期的總體技術(shù)或生產(chǎn)力水平，使水環(huán)境承載力在不同時(shí)期上具有跳躍性，因而水資源承載力在時(shí)間上具有動(dòng)態(tài)性。

（3）模糊性：承載主體水環(huán)境系統(tǒng)受生態(tài)環(huán)境、水生生物及人類活動(dòng)的影響，有著一定的不確定性。而承載客體社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境維護(hù)則是一個(gè)更為復(fù)雜的系統(tǒng)，有著更大的隨機(jī)性。兩方面因素加上人類認(rèn)識(shí)世界和自然規(guī)律的局限性，決定了水環(huán)境承載能力的模糊性。

（4）可增強(qiáng)性：隨著人類社會(huì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類不斷拓寬水環(huán)境的研究范圍，提高生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，從而增加水環(huán)境的承載能力。

（5）被承載模式的多樣性：即經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展模式的多樣性，它決定了水環(huán)境承載能力研究是一個(gè)復(fù)雜的決策問(wèn)題。

2.研究的背景及意義

當(dāng)今，可持續(xù)發(fā)展的理念己被人們所廣泛接受。要實(shí)現(xiàn)人類生存和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，自然資源的持續(xù)利用和良好的生態(tài)環(huán)境是最根本的物質(zhì)保證。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人口的不斷增長(zhǎng)，水資源短缺和水環(huán)境破壞已經(jīng)成為全球性的嚴(yán)峻問(wèn)題。造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的，其中最不容忽視的，一方面是用水量逐年增加，另一方面則是人類隨意地亂砍濫伐、不合理的放牧以及向環(huán)境排入大量污染物，造成水污染不斷加劇、水環(huán)境明顯惡化，人們開始注重水環(huán)境問(wèn)題，流域水環(huán)境承載力是自然資源承載力的重要組成部分，是人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)與河流生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要影響因素。開展水環(huán)境承載能力研究，對(duì)于協(xié)調(diào)區(qū)域水資源分配、改善流域水環(huán)境，實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展，具有十分重要的意義。

水環(huán)境系統(tǒng)到底能夠承載多少污染物？選擇什么的數(shù)學(xué)模型才能有效計(jì)算出水環(huán)境承載能力？怎樣做才能保持水資源的開發(fā)利用處于水環(huán)境承載能力范圍內(nèi)？這對(duì)可持續(xù)發(fā)展十分重要，也是水環(huán)境承載能力計(jì)算方面亟待解決的問(wèn)題。因此，研究水環(huán)境承載力，了解當(dāng)前水環(huán)境的承載狀況，并通過(guò)對(duì)影響水環(huán)境承載能力的各因素有所側(cè)重的改善與發(fā)展，從而對(duì)達(dá)到協(xié)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、居民生活水平與生態(tài)環(huán)境建設(shè)關(guān)系的目的是非常重要的[4]。它是水資源安全度量和規(guī)劃的基礎(chǔ)，不僅能夠給管理者提供決策依據(jù)，而且在一定程度上能增強(qiáng)人們的節(jié)水意識(shí)，對(duì)促進(jìn)水資源的持續(xù)利用和實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

3.水環(huán)境承載力的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

提到水環(huán)境，不得不提及環(huán)境與生態(tài)環(huán)境。環(huán)境按其主體可分為兩類：一類是以人類為主體，其他生命物體和非生命物質(zhì)都被視為環(huán)境要素的環(huán)境；另一類是以生物體作為環(huán)境的主體，只把非生命物質(zhì)視為環(huán)境要素，而不把人類以外的生命物體看成環(huán)境要素的環(huán)境。生態(tài)環(huán)境是以人類為主體，其他生命物體和非生命物質(zhì)都被視為環(huán)境要素的環(huán)境，除包括自然因素外，還包括社會(huì)因素。是人類賴以生存的有機(jī)結(jié)合體，包括生物性的生態(tài)因子和非生物性的生態(tài)因子，如草木植被、河流、湖泊、土地氣候等自然地理?xiàng)l件和人為條件都是人類所賴以生存和發(fā)展的環(huán)境基礎(chǔ)。影響生態(tài)環(huán)境演變的因素不外乎兩大類，即自然因素和人為因素。人為因素形成的生態(tài)環(huán)境演變現(xiàn)象，包括農(nóng)墾引起的荒漠化、鹽堿化，水生生物減少或滅絕、草場(chǎng)退化；排污引起的水環(huán)境污染、大氣環(huán)境污染、土地肥力下降、生物生存環(huán)境破壞。特別是人類活動(dòng)日益強(qiáng)烈的近代，人類作用急劇加劇了生態(tài)環(huán)境的破壞。在環(huán)境與生態(tài)環(huán)境的研究基礎(chǔ)上，針對(duì)水環(huán)境研究，國(guó)內(nèi)外都有了很大進(jìn)展。

3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

世界自然保護(hù)聯(lián)盟、聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署、世界野生生物基金會(huì)在共同發(fā)表的《保護(hù)地球一可持續(xù)生存戰(zhàn)略》一書中指出：承載力是“地球或任何一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)所能承受的最大限度的影響就是其承載力”。隨著承載力研究的深入，水資源具有量的承載力，同時(shí)提出質(zhì)的承載力，首先研究了水資源承載力，水環(huán)境承載力國(guó)外的經(jīng)典研究很少，很多只是泛泛的討論。

如1968年首先由日本學(xué)者提出，水環(huán)境承載力（Water Environmental of Carrying Capacity， WECC）是承載力概念與水環(huán)境領(lǐng)域的自然結(jié)合，其理論雛形為水環(huán)境容量；1993年，Pearce D .W 研究了經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系；國(guó)外對(duì)于流域、海灣、湖泊等水體進(jìn)行的生態(tài)學(xué)意義的承載力研究中，也涉及到一些水環(huán)境承載力研究，但專門的研究較少，一般僅在可持續(xù)發(fā)展文獻(xiàn)中簡(jiǎn)單地涉及。如北美湖泊協(xié)會(huì)曾對(duì)湖泊承載力進(jìn)行定義；美國(guó)的UPS公司對(duì)佛羅里達(dá)Keys流域的承載能力進(jìn)行了研究，內(nèi)容包括承載力的概念、研究方法和模型量化手段等方面；Rijiberman. J等在研究城市水資源評(píng)價(jià)和管理體系中將承載力作為城市水資源安全保障的衡量指標(biāo)；2002年，美國(guó)環(huán)保局United States Environmental Protection）進(jìn)行了4個(gè)鎮(zhèn)區(qū)環(huán)境承載力研究（Four Town ship Environmental Carrying Capacity Study），具體計(jì)算了4個(gè)湖泊的環(huán)境承載力，并提出了保護(hù)和改善湖泊水質(zhì)的建議。

3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

水環(huán)境承載力的研究對(duì)控制環(huán)境污染有十分積極的意義，但由于環(huán)境承載力指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)開發(fā)活動(dòng)、環(huán)境質(zhì)量狀況之間的數(shù)量關(guān)系非常復(fù)雜，加之諸多偶然因素的影響，環(huán)境承載力研究進(jìn)展不快，對(duì)水環(huán)境承載力的理論和實(shí)踐研究目前尚處于探索階段。

我國(guó)較嚴(yán)格的“環(huán)境承載力”概念最早出現(xiàn)在《福建省泥洲灣開發(fā)區(qū)環(huán)境規(guī)劃綜合研究總報(bào)告》中[5]，即“在某一時(shí)期，某種狀態(tài)或條件下，某地區(qū)的環(huán)境所能承受的人類活動(dòng)的闔值”。此后，許多學(xué)者對(duì)環(huán)境承載力展開了研究。

1995年，唐劍武等在《環(huán)境承載力及其在環(huán)境規(guī)劃中的初步應(yīng)用》中給出了水環(huán)境承載力的概念，但水環(huán)境承載力的科學(xué)定義目前學(xué)術(shù)界尚未達(dá)成共識(shí)。

郭懷成[6]等認(rèn)為水環(huán)境承載力是指某一時(shí)期、某種環(huán)境狀態(tài)下、某一區(qū)域水環(huán)境對(duì)人類活動(dòng)支持能力的閉值。

賈振幫[7]認(rèn)為水環(huán)境承載力的含義是在一定的自然環(huán)境條件和特定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式下，區(qū)域水環(huán)境（包括水資源和水污染）對(duì)其社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支持能力。

崔鳳軍把城市水環(huán)境承載力定義為：某一城市（含郊區(qū)）、某一時(shí)期、某種狀態(tài)下的水環(huán)境條件對(duì)該城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活需求的支持能力。

廖文根[8]認(rèn)為水環(huán)境承載力是指：水環(huán)境系統(tǒng)功能可持續(xù)正常發(fā)揮前提下接納污染物的能力（即納污能力）和承受對(duì)其基本要素的改變（系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力）。

汪恕成[9]認(rèn)為水環(huán)境承載能力指的是在一定的水域，其水體能夠被繼續(xù)使用并仍能保持良好生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，所能夠容納污水及污染物的最大能力。

崔樹彬[10]在《河流水環(huán)境承載能力及定量化問(wèn)題探討》中認(rèn)為，水環(huán)境承載能力就是通常意義上的“水環(huán)境容量”或者是“環(huán)境（水體）的納污能力”，水環(huán)境容許污染負(fù)荷量等。

錢華在《河流水庫(kù)水環(huán)境承載力研究一以黃河萬(wàn)家寨水庫(kù)為例》中提出的水環(huán)境承載力的定義：水壞境系統(tǒng)在自我維持、自我調(diào)節(jié)能力正常的情況下，水環(huán)境系統(tǒng)的承納能及其可維育的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)強(qiáng)度和具有一定生活水平的人口數(shù)量。

在聯(lián)合國(guó)開發(fā)署資助的《華北水資源項(xiàng)目》中，研究的內(nèi)容就是華北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源配置和環(huán)境承載能力之間的平衡和協(xié)調(diào)問(wèn)題。當(dāng)時(shí)確定的兩個(gè)最主要的目標(biāo)函數(shù)就是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值GDP 和生物需氧量BOD5，前者衡量經(jīng)濟(jì)發(fā)展及效益，后者衡量水環(huán)境清潔水平，而沒(méi)有明確提出其可接受的最大限度，即承載力。

鑒于對(duì)遼河流域水資源承載能力進(jìn)行的研究，因此，本次研究將采用的水環(huán)境承載能力，即計(jì)算在遼河流域某一水環(huán)境單元在給定的環(huán)境目標(biāo)下所能容納的污染物的量，也就是指環(huán)境單元依靠自身特性使本身功能不至于被破壞的前提下能夠允許的污染物的量。

4. 水環(huán)境承載能力研究中存在的問(wèn)題

當(dāng)前，我國(guó)時(shí)空變化差異很大，不管是南方或北方，水資源危機(jī)以及相關(guān)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題都相當(dāng)突出，在優(yōu)化水資源配置的同時(shí)，也要充分地考慮到各個(gè)地區(qū)的水環(huán)境承載力。我國(guó)水環(huán)境承載力研究，目前雖已取得了一定的進(jìn)展，但是仍然存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題。

（1）基礎(chǔ)理論不完善

關(guān)于水環(huán)境承載力概念及其內(nèi)涵特點(diǎn)多為經(jīng)驗(yàn)性描述，系統(tǒng)分析不足，其外延模糊，至今還沒(méi)有統(tǒng)一、公認(rèn)的定義、理論基礎(chǔ)和研究方法，未形成一個(gè)完整的計(jì)算體系。定義與計(jì)算形式不統(tǒng)一，承載力的單位不明確，因此應(yīng)用上缺乏足夠的可行性，實(shí)施和操作性還不強(qiáng)。水環(huán)境承載力的研究是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)多目標(biāo)決策問(wèn)題，其研究領(lǐng)域?qū)拸V，涵蓋了從生態(tài)功能等宏觀領(lǐng)域到水生生物呼吸作用等微觀領(lǐng)域，從水文學(xué)到生態(tài)學(xué)、環(huán)境學(xué)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)等不同層次、不同學(xué)科的研究范圍，學(xué)科交叉性強(qiáng)。但目前的理論基礎(chǔ)還不足以支撐所有的研究領(lǐng)域[11]，因此要加強(qiáng)水資源承載能力的基礎(chǔ)理論研究和完善。

（2）研究原則和目標(biāo)不明確

水的問(wèn)題已經(jīng)成為中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵制約因素。這就需要我們?cè)谶M(jìn)行對(duì)水的研究時(shí)要充分地考慮可持續(xù)發(fā)展[12]。而我們?cè)谒h(huán)境承載力的研究過(guò)程中，究竟應(yīng)該以怎樣的可持續(xù)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)和計(jì)算水環(huán)境承載力，或者怎樣的水環(huán)境承載力才可以真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，目前尚未明確和統(tǒng)一。

（3）亟待建立完善公認(rèn)的、適合流域特點(diǎn)的承載能力指標(biāo)體系

現(xiàn)有的水環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系不多，大部分的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系過(guò)于簡(jiǎn)單或冗余，一般僅是探索性的成果，還未形成統(tǒng)一的、公認(rèn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，尚無(wú)適宜的篩選框架和分析方法。在承載力研究中，雖然引入了研究復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模方法，但各方法都具有一定的局限性[13]。而且數(shù)學(xué)模型中涉及到的指標(biāo)和指標(biāo)體系往往過(guò)于簡(jiǎn)單，沒(méi)有給出分析和篩選框架。這些指標(biāo)往往不能同時(shí)描述人口―生態(tài)―社會(huì)經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)的復(fù)雜性和水環(huán)境承載力的大小。而且水環(huán)境承載力研究中有大量的定性指標(biāo)，如政策法規(guī)、管理水平、環(huán)保意識(shí)等，而對(duì)這些定性指標(biāo)的定量化具有相當(dāng)?shù)碾y度，所以至今還沒(méi)有既能描述水資源社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，又能描述水環(huán)境承載力大小的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。現(xiàn)行的指標(biāo)體系忽略了對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)各因子間相互作用規(guī)律的研究，對(duì)水環(huán)境承載力的評(píng)價(jià)因子的引入不全面，這極大地阻礙了水環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)研究的深入開展，也限制了水環(huán)境承載能力研究的系統(tǒng)性和規(guī)范性。

（4）計(jì)算分析方法尚待進(jìn)一步創(chuàng)新

目前，對(duì)于水環(huán)境承載力的研究大多都是在定性的分析上，而且靜態(tài)的分析較多，動(dòng)態(tài)的分析計(jì)算較少。因此，不能充分反映出動(dòng)態(tài)下的水環(huán)境系統(tǒng)、宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)以及生態(tài)環(huán)境之間的相互協(xié)調(diào)、相互制約和合理配置的關(guān)系?；谒h(huán)境的特殊性，建立一套屬于水環(huán)境承載力系統(tǒng)本身的計(jì)算方法非常必要。

5.結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)上述探討，水環(huán)境承載力的研究應(yīng)加強(qiáng)以下方面的研究，以促進(jìn)水環(huán)境承載力分析計(jì)算的理論研究和應(yīng)用發(fā)展。

（1）將水環(huán)境承載力置于可持續(xù)發(fā)展框架下進(jìn)行研究。研究應(yīng)建立在生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)復(fù)合系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的前提條件下，因此，只有真正明確可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵，深入剖析水環(huán)境承載力與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系，才能合理地對(duì)水環(huán)境承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)和計(jì)算，同樣，只有進(jìn)行了水資源承載力的研究，才能使水資源的開發(fā)利用以及社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展達(dá)到可持續(xù)。

（2）重視生態(tài)系統(tǒng)需水量的研究。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的，水環(huán)境承載力的研究必須以維護(hù)生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展為條件，科學(xué)研究生態(tài)需水量，然后進(jìn)行水環(huán)境分析。

（3）加強(qiáng)水環(huán)境承載力理論基礎(chǔ)的研究。完善水環(huán)境承載力理論體系，為水環(huán)境承載力研究尋找新思路新方法提供理論依據(jù)，并為國(guó)家決策、規(guī)劃、計(jì)劃和社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

（4）以系統(tǒng)的觀點(diǎn)研究水環(huán)境與其他資源的綜合承載能力。人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展需要水環(huán)境和其他資源的共同支持，因此必須從系統(tǒng)的角度研究水環(huán)境與其他資源的綜合承載力。[14]

（5）引入新方法?，F(xiàn)代計(jì)算手段和新技術(shù)的日新月異，將為水環(huán)境承載力研究提供嶄新的理論基礎(chǔ)和研究技術(shù)手段。

（6）結(jié)合物理、化學(xué)、生物自凈理論，把人工措施與水體自凈能力相結(jié)合等方面，如建設(shè)氧化塘來(lái)處理污水，利用土地處理系統(tǒng)處理污水，及結(jié)合筑堤、建庫(kù)等水利工程措施來(lái)提高河流自凈能力等。利用沿河灘濕地，提高水生生物多樣性，提高河道的水體自凈能力。

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