一 研究目標
本研究試圖在GIS和遙感軟體支援下，綜合野外調查、遙感及定位資料，結合專家系統、資料庫、多媒體和網路技術，引入視覺化技術、互動技術和虛擬現實技術，建立多維的熱帶亞熱帶植被資訊系統，探討3S技術在不同組織層次植被研究中的應用如森林群落的水平和垂直分析、植被的時空動態模擬和預測、以及森林景觀的格局研究等。
二 研究內容和研究方法
GIS平臺為ESRI ARCVIEW 3.x及其擴充套件模組，遙感軟體為PCI GEOMATICA (?), 程式語言為C ，圖形處理用OPENGL。主要的研究方法參見表1。
1 種群 Population：以距離為基礎的種群分佈格局、種間聯結、鄰體效應、種間競爭、母樹-幼苗空間關係等。
2 群落 Community：以面積為基礎的重取樣技術、各種面積曲線、冠層分析等。
3 生態系統 Ecosystem：以地圖為基礎的植被分類、生產力或生物量估算、植被水平或垂直分佈等。
4 景觀 Landscape: 以DEM為基礎的景觀格局結構、綴塊分析、生境評價、虛擬3D森林等。
5 植被資訊系統：構建多維熱帶亞熱帶植被資訊系統(圖1)。
三 擬解決的關鍵問題
1遙感生物資訊提取
遙感影象的光譜特徵、空間特徵、極化特徵和時間特性是我們鑑別各種物體和現象的依據。如何從遙感圖象中識別植被、昆蟲種群、大型動物等生物資訊，則是建立多維生物地理資訊系統的基礎。通常是用植被不同波段的反射率及其它因子的組合來獲得植被指數(VI)，並採用非監督分類或監督分類的方法，區分不同地物和不同植被型別，但只能用於較大的植被分類階元;較小的植被單位如群叢必須結合實地調查和其它環境因子，能否直接利用遙感判斷還有待於進一步研究。昆蟲種群和大型動物的判定一般是根據這種昆蟲的生境，也可以考慮標記和電子反射器的辦法來定位。引入專家系統或者決策支援系統，模糊數學、遺傳演算法、神經網路理論，可以更加有效地和精確地進行識別。
2 時空資料模型和時空分析
傳統的GIS面向的是隻含空間維度和屬性維度的SGIS(Static GIS)，而能夠處理時間維度的GIS則稱為TGIS(Temporal GIS)。時間維度具有和空間維度不一樣的特點，如何將空間資料模型的概念和方法引申到時空資料模型，是當前GIS研究的熱點和難點之一。時空一體化的資料模型必須具有時空二維的拓撲特徵，才能有效地提高資料質量和分析效率，減少資料存貯的冗餘(陳晉等，1995)。生物學中涉及了許多時空分析問題，也發展了時序分析和生物地理統計的方法，但這些方法的理論和應用都有待完善。而且,現有的GIS軟體均不能很好地完成這些分析。
3 專業元件設計
現有的許多GIS軟體並不包含生物學專業模組;建立獨立的完全面向生物學的GIS費時費力，而且也不必要。因此，元件GIS是不錯的選擇。我們可以用各種計算機語言或GIS軟體附帶的語言，編寫出適用於生物學的控制元件或模組，組合到現有的GIS軟體中。
4 其它
不同資料型別、不同維度資料的操作和管理，真三維GIS和虛擬景觀的構建等，也是急待解決的問題。
四 可行性分析
1 實驗室具備必須的軟硬體;
2 實驗組具備相關的軟體操作和程式設計能力;
3 導師組具備相當的指導水平;
4 實驗組具備一定的野外調查和室內分析能力。
五 創新之處
1可能填補GIS在種群/種間空間分析方面的空白。
2 首次進行GIS應用於生態學不同組織水平的綜合研究。
3 國內首次建立多維熱帶亞熱帶綜合植被資訊系統。
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