GIS在環(huán)境領域中的應用

1、 簡述地理信息系統(tǒng)在環(huán)境領域的應用摘要： 地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System簡稱GIS)是一項新興技術,有時又稱為“地學信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。GIS隨著地理科學、計算機技術、遙感技術和信息科學的 進展和交叉而形成,它是一種特定的格外重要的空間信息系統(tǒng)。是一個能夠對空間相關數據進行采集、管理、分析和可視化輸出的計算機信息系統(tǒng)。GIS 與環(huán)境科學在爭辯對象和爭辯方法上所具有的相像性和互補性,使二者的結合孕育著巨大的進展?jié)摿?預期在環(huán)境管理、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境影響評價、環(huán)境工程及環(huán)境地球化學等領域擁有廣泛的應用前景。供便利、精確的管理和空間分

2、析手段。因此, GIS 與環(huán)境科學的結合運用有著巨大的進展?jié)摿?。關鍵字： 地理信息系統(tǒng) 新興技術 環(huán)境規(guī)劃 林業(yè)資源 適宜性或多宜性評價正文：地理信息系統(tǒng)萌芽于20世紀60年月初，1972年，世界上第一個物理信息系統(tǒng)加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS）全面投入運行。此后，地理信息系統(tǒng)在全球范圍內獲得了快速進展，在西方發(fā)達國家GIS應用已經滲透到社會經濟生活的各個方面，目前已成功地應用到了資源管理、環(huán)境愛護、災難猜測、投資評價、城市規(guī)劃建設、人口和商業(yè)管理、交通運輸、石油和自然氣、教育、軍事等眾多領域。在我國隨著經濟建設的快速進展，GIS在城市規(guī)劃管理、環(huán)境愛護、交通運輸、防災減災

3、、農業(yè)、林業(yè)等領域發(fā)揮了重要的作用，取得了良好的經濟效益和社會效益。環(huán)境愛護以及污染治理治理是城市可持續(xù)進展的重要保證,加強城市環(huán)境管理是我國環(huán)境愛護的政策之一,城市的可持續(xù)進展需要高質量環(huán)境與環(huán)境管理的保證。城市環(huán)境管理工作主要包括環(huán)境規(guī)劃與決策、監(jiān)測、評價、猜測與模擬等。地理信息系統(tǒng)(GIS)在環(huán)境領域應用格外廣泛,地理信息系統(tǒng)(GIS)技術的應用是環(huán)境科技進展的一個重要方向,可用于城市環(huán)境規(guī)劃與決策、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境評價、環(huán)境模擬與猜測等方面的環(huán)境管理工作,是實現城市可持續(xù)進展有力的技術支持。 隨著我國環(huán)境信息化的快速進展和計算機新技術在環(huán)境愛護領域的廣泛應用，環(huán)境信息系統(tǒng)在環(huán)境愛護管理和

4、決策工作中發(fā)揮著越來越重要的作用。而地理信息系統(tǒng)技術的消滅為環(huán)境愛護工作邁向信息化、現代化供應了技術支持。目前，全國27個省級環(huán)保局及一百多個城市環(huán)保部門都已購置了ESRI公司的ARCGIS、ARCVIEW地理信息系統(tǒng)平臺軟件和相應的硬件設施，大部分省市已經建立環(huán)境基礎數據庫，在GIS平臺上開發(fā)了城市環(huán)境地理信息系統(tǒng)、重點流域水資源管理、環(huán)境污染應急預警預報系統(tǒng)等，取得了顯著的成效。簡潔地說，GIS在環(huán)境管理、環(huán)境監(jiān)測等方面有著很大應用，具體如下。一：GIS可應用于環(huán)境管理。 環(huán)境管理工作就是運用經濟、法律、技術、行政、教育等手段,使經濟進展與環(huán)境相協(xié)調,達到既進展經濟,滿足人類基本需要,又不

5、超過環(huán)境的允許極限。環(huán)境管理工作中引進GIS技術,無疑有助于很多環(huán)境問題的解決。二：GIS可用于環(huán)境模型模擬、檢驗、空間分析,加之直觀的結果顯示(圖形或表格)和可共享的數據源,提高環(huán)境模型的應用效率。 環(huán)境管理的核心內容是對重大污染源的把握。利用GIS的空間拓撲關系進行查詢,可以把污染源的地理位置、污染種類、排放量及其他狀況等清楚地反映出來。同時還可以對重點污染源的各種污染要素進行分析和綜合統(tǒng)一的管理,還可分不同層面對污染源進行顯示處理?？梢酝ㄟ^結構化查詢語言(SQL)進行統(tǒng)計查詢,獲得所需的信息。目前,已有很多城市建立了自己的環(huán)境信息系統(tǒng),利用計算機上的虛擬現實等技術,使有關部門能夠對城市環(huán)

6、境進行有效的方案和管理。它的建立過程一般包括數據搜集、分析、方案和設計、評價等幾個步驟。它可以搜尋、存儲、加工、傳輸本市的環(huán)境質量、污染物排放和治理、清潔生產、環(huán)保產業(yè)與產品、自然愛護、生態(tài)平衡、環(huán)境管理以及對外合作等相關的社會經濟信息。三：GIS可應用于環(huán)境監(jiān)測。 城市環(huán)境的演化是一個動態(tài)的過程,城市環(huán)境動態(tài)監(jiān)測的實現,有賴于信息的適時更新和對信息的空間分析與綜合處理。地理信息系統(tǒng)具有強大的空間分析和數據處理功能,充分利用GIS的功能模塊結合選定的環(huán)境監(jiān)測模型可以對多源環(huán)境信息進行處理,從中發(fā)覺環(huán)境演化的動態(tài)規(guī)律,通過不同時段環(huán)境信息的對比和綜合分析,幫助決策。其關鍵在于建立科學的監(jiān)測模型,

7、對信息進行有效的綜合處理,從而實現對環(huán)境的綜合動態(tài)監(jiān)測。包括大氣污染的監(jiān)測,水體污染監(jiān)測、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測,環(huán)境災難監(jiān)測等。GIS強大的專題制圖功能可將環(huán)境的變化狀況、規(guī)律通過直觀的圖件資料予以顯示。3.1大氣環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測與分析 大氣環(huán)境是環(huán)境問題的一個重要因素,尤其是人口密集、工業(yè)企業(yè)集中的城市大氣環(huán)境問題顯得尤為突出。目前很多國家和地區(qū)都在為改善和恢復大氣環(huán)境做著樂觀的努力。在進行這項工作時,首先要了解大氣環(huán)境的特點。第一,它的空間尺度大,人類賴以生存的大氣圈有上百公里的厚度;其次,空氣在自然環(huán)境中有著最好的流淌性,地面是其不行逾越的固體邊界。因此大氣環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測與分析工作最適合用GIS技

8、術進行爭辯。應用GIS建立城市大氣污染的管理系統(tǒng)時,將基礎數據進行如下分類:屬性數據,如污染物排放量、人口狀況、工業(yè)結構等;地理(空間)數據,如污染源的分布、城市現狀平面圖等。把數據庫分為基本型和導出型,應當既更新基本型數據庫,又更新導出型數據庫。利用GIS的空間圖形圖像的顯示、分析功能,可以獲得各污染物濃度分布圖,了解各污染物的空間分布及超標狀況。致力于大氣環(huán)境問題的科研人員已經在這些方面取得了長足的進展,國內外都有成功的實例。比如,歐洲的RAINS模式就是一個跨國界的SO2排放量計算機管理系統(tǒng),我國“七五”環(huán)保項目中“國家大氣環(huán)境信息系統(tǒng)”。大家熟知的大氣層的臭氧層“黑洞”就是通過GIS和

9、遙感技術發(fā)覺的。3.2水資源環(huán)境監(jiān)測隨著工業(yè)的進展,水資源也受到了不同程度的污染。此外人口的急劇增長及城市的進展,很多城市消滅了用水緊急的局面。因此,加強對水資源的監(jiān)測和管理迫在眉睫。水資源環(huán)境的一個特點是空間信息量大,而對空間信息的管理與分析正是GIS的優(yōu)勢,這樣GIS便成了一個強有力的水資源管理工具,使水資源的管理工作由傳統(tǒng)模式進入了現代化的動態(tài)管理模式。GIS應用于水資源數據的監(jiān)測管理,主要是對水質數據、供水部門數據及遙感數據進行管理與分析等。GIS與計算機水域模型的結合已成為動態(tài)評估城市水資源環(huán)境的強有力工具。如Adamus和Bergman接受GIS與篩選函數分析水域內無點污染源的荷載

10、分布,Richard和Host應用GIS與相關函數分析河流生物與上游土地應用及河流外形的關系,中國環(huán)境科學院鄭丙輝等應用GIS定量分析昆明市松華壩水庫的流域面源污染。用GIS管理水資源數據,使得數據資源共享具有很大潛力,增加了數據管理與分析的可視性,將數據管理的水平又提高到一個新的高度。Hudak等人在利用GIS技術對地下水監(jiān)測網絡進行的設計中,對所選爭辯區(qū)域進行具體的場地監(jiān)測和分析,從而有利于管理地表和地下廢物設施,準時發(fā)覺潛在污染源,加強對水源井的愛護,還能為填理場選址供應決策支持。上海市環(huán)境管理部門于20世紀80年月末開頭GIS的應用爭辯,并建立了黃浦江流域水環(huán)境地理信息系統(tǒng),系統(tǒng)具有動

11、態(tài)監(jiān)測顯示、水污染過程模擬及取水口水環(huán)境管理功能,并可對水質作出快速猜測分析和預報。3.3生態(tài)環(huán)境宏觀監(jiān)測我國改革開放以來,經濟高速增長,然而資源的過度開發(fā)利用,對生態(tài)環(huán)境造成了嚴峻的破壞。為了實現我國經濟可持續(xù)進展戰(zhàn)略,必需了解生態(tài)環(huán)境現狀,解決主要生態(tài)環(huán)境問題,以保障有關決策部門在資源開發(fā)利用和愛護生態(tài)環(huán)境方面做出合理的、科學的宏觀決策。由于生態(tài)環(huán)境信息具有容量大、層次多、內容廣、關系簡單、空間分布和動態(tài)變化的特點,以往所做的大都是一些常規(guī)的、單項的生態(tài)環(huán)境和資源調查,而且監(jiān)測結果的技術質量較低。3.4GIS可應用于環(huán)境質量評價和環(huán)境影響評價 由于GIS能夠集成管理與場地親密相關的環(huán)境數據

12、，因而也是綜合分析評價的有力工具。環(huán)境影響評價是對全部的改、擴、建項目可能產生的環(huán)境影響進行猜測評價，并提出防止和減緩這種影響的對策與措施。利用GIS的空間分析功能，可以綜合性地分析建設項目各種數據，掛念確立環(huán)境影響評價模型。由于GIS系統(tǒng)具有層的結構，可將不同的環(huán)境影響進行計算并疊加。深圳市環(huán)境愛護爭辯所已利用GIS技術進行編制環(huán)境影響評價報告書和制圖。在區(qū)域環(huán)境質量現狀評價工作中，可將地理信息與大氣、土壤、水、噪聲等環(huán)境要素的監(jiān)測數據結合在一起，利用GIS軟件的空間分析模塊，對整個區(qū)域的 環(huán)境質量現狀進行客觀、全面的評價，以反映出區(qū)域中受污染的程度以及空間分布狀況。如通過疊加分析，可以提取

13、該區(qū)域內大氣污染布圖、噪聲分布圖；通過緩沖區(qū)分析，可顯示污染源影響范圍等。 地理信息系統(tǒng)是近二十年來快速進展的信息技術的重要組成部分,它的應用已經從早期的礦產資源管理拓展到與空間地理相關聯的更廣泛的領域,特殊是在環(huán)境領域,原有的多種環(huán)境信息處理技術(環(huán)境模型、環(huán)境規(guī)劃分析)正在與地理信息系統(tǒng)融合,漸漸形成具有強大功能并具有環(huán)境特征的地理信息管理系統(tǒng),即環(huán)境地理信息系統(tǒng)(EGIS)。它將成為各個環(huán)境管理部門日常信息處理不行缺少的新工具。它將徹底轉變傳統(tǒng)的信息處理方式?？梢哉f它是環(huán)境管理進入信息時代的標志。參考文獻： 1傅肅性. 世紀之交地理信息系統(tǒng)的理論與應用進展J .地球信息科學,1999 , (2) :17-23. 2