1.2 国内外水土保持相关管理信息系统发展状况

1.2.1 国外发展状况

20世纪50年代，随着计算机技术的发展，计算机的应用由科学研究逐渐扩展到企业、行政部门。到了20世纪60年代，数据处理已成为计算机的主要应用。数据处理也经历了人工管理阶段、文件系统阶段、倒排文件系统阶段和数据库阶段等四个阶段，并随着数据处理量的增长，产生了数据管理技术。数据管理技术的发展，与计算机硬件、系统软件和计算机应用范围有着密切的关系。20世纪60年代后期和70年代初期，层次数据库和网状数据库占据统治地位；1970年，Codd提出了关系型数据模型，以关系(Table，又称为表)作为描述数据的基础，并奠定了关系型数据库的理论基础。80年代，面向对象数据库为更多的人接受。随着计算机技术的发展，数据库系统向着大型化、智能化、网络化的方向发展。网络数据库、多媒体数据库、分布式数据库等新型数据库系统相继出现，并起着越来越重要的作用。数据库系统中也出现了许多新的内容：图像、图形、声音等新的数据类型；海量数据库系统、通用数据库系统、电子商务、电子出版等新的数据库应用领域；数据仓库、数据挖掘与数据库的联机分析处理技术;基于Internet和Intranet的数据库技术等。进入90年代后，计算机领域中其他新兴技术的发展对数据库技术产生了重大影响。数据库技术与网络通信技术、人工智能技术、多媒体技术等相互渗透，相互结合，产生了一系列新型数据库和新技术。同时，数据库在发展过程中与各应用领域结合，不断生成空间数据库、分布式数据库、数据挖掘与数据仓库、知识数据库等新的应用型数据库。

1956年，奥地利测绘部门在世界上首先建立了地籍数据库。20世纪60年代，加拿大环境部建立了加拿大地理信息系统，用于全国的自然资源的管理和规划。随着计算机技术的飞速发展，尤其是大容量存储设备的使用，美国、加拿大和日本等发达国家，相继建立了自己国家的地理信息系统、环境信息系统。

美国地质调查局经过多年努力，建立了50多个信息系统，作为地理、地质和水资源等领域处理空间信息的工具。美国农业部(USDA)下设的自然资源保护局(Natural Resource Conservation Service,NRCS;1994年以前称为土壤保持局，SCS)，建立了全国水土流失数据库，为自然资源的合理利用、水土保持规划等提供依据。美国环境保护署 (USEPA)牵头联合美国34个州，建立了国家环境信息交换管理系统，该系统包括了气体测量信息检索系统、空气质量子系统、地球空间数据库、环境实况、全球可持续发展决策支持系统等，为国家环境质量委员会、国家环保署、联邦一级的环境部门以及国会决策提供服务。

加拿大建立了可持续发展信息系统，向外界提供加拿大政府的可持续发展知识与信息的访问，包括项目计划、活动、产品、服务、经验以及与可持续发展有关的其他知识。

日本国立公害研究所开发了环境综合分析信息系统（SAPIENS），是一种集成了多种任务的综合环境信息系统，其功能除了数据存储外，还可以运用数理模型对系统收集和整理过的环境信息进行分析、长期预测和因果分析等，可用于环境政策评价和决策等。

澳大利亚建立了澳大利亚环境在线，这是由澳大利亚多部门提供的有关环境信息的网站，主要包括优先度、遗址、保护、海洋、自然遗址、环境报告等。此外，英国、荷兰、法国、德国、瑞典、新西兰、印度等许多国家也在生态资源管理系统建设方面做了大量研究与试验，在应用方面取得了很好的进展。

1.2.2 国内发展状况

我国在管理信息系统建设方面起步较晚，也经历了由单机到网络，由低级到高级，由电子数据处理到管理信息系统再到决策支持系统，由数据处理到智能处理的过程。从20世纪80年代开始，水利部、中国科学院、国家环境保护局、林业部、农业部、国土资源部等单位就开始研究建立相关的数据库及管理系统。在这里主要介绍与水土保持密切相关的数据库及管理系统。

（1）黄土高原水土保持数据管理系统。黄土高原水土保持数据管理系统是黄土高原水土保持科学研究几十年来科研积累的系统整理，实现了基于计算机网络技术的资源化管理。该系统主要服务于政府决策、科学研究、生产实践和科普教育，是中国科学院知识创新工程信息化建设重大专项——科学数据库及其应用的子项目之一。数据信息包括:黄河流域逐日水文泥沙数据、逐日气象数据、以县为单位的水土保持统计数据、相关科研单位的科研数据、生态环境因子等背景数据以及各种形式的图形、图片、视频数据，基本上全面收集了黄土高原水土保持监测预报、综合治理、生态修复、预防监督及科学研究方面的数据，反映了黄土高原环境演变和综合治理的历程。该系统在实体数据和元数据之间建立了相应的连接，方便了数据管理和维护。

（2）中国生态系统长期动态监测数据管理系统。中国生态系统长期动态监测数据管理系统包括农田生态系统、森林生态系统、草地生态系统、湖泊生态系统和海湾生态系统等中国五类典型的生态系统监测数据，主要是29个定位生态站的水环境、土壤环境、大气环境、生物环境等方面的长期定位监测数据，记录了这些项目的逐日或定期观测值，具体信息包括每条监测数据所属的生态站、采样时间、采样地经纬度、采样地点情况、采样条件、测定方法及单位、读数及最终监测结果等方面信息。该系统为生态环境及相关方面研究、评价提供了水、土、气、生等方面的一系列背景资料，具有一定的参考价值。目前可以通过互联网对该系统中的内容实现部分共享。

（3）全国生态环境综合数据库管理系统。全国生态环境综合数据库管理系统是根据全国生态环境调查的总体要求，利用GIS技术集成中国西部地区生态环境遥感调查和中东部地区生态环境调查所获得的全国范围多时相的遥感影像数据库，土地利用/土地覆被数据库，水土流失、海岸带、城市化和湿地等生态环境专题数据库，生态环境背景数据库等空间数据以及地面调查统计数据库和调查文档数据库。同时，建立基于全国生态环境综合数据库的数据集成系统，将所有生态调查成果数据及相关文档、多媒体等集成起来，使用户可按应用专题、时间范围、数据类型等多种方式灵活地查询全国生态环境调查的各种数据成果，使全国生态环境调查数据可以得到综合利用，为全国生态功能区划及各地生态环境保护的管理提供了数据支持和技术保障。全国生态环境调查数据集成系统主要由地理信息管理子系统、数据查询子系统、综合分析子系统、专题图生成子系统、元数据管理子系统、数据库维护子系统、地面数据采集子系统构成。系统以GIS空间组件为支撑，在数据库维护子系统、地面数据采集子系统和元数据管理子系统三个支持子系统的支持下，利用元数据管理的思想，对全部调查数据进行综合查询、显示对比和分析以及专题图、统计图等。数据量超过100GB。