GIS在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用與發(fā)展

GIS在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用與發(fā)展摘要：地理信息系統(tǒng)（GeographicalInformationSystem,簡稱GIS）是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多種空間的、動(dòng)態(tài)的地理信息為地理研究和決策服務(wù)。地理信息系統(tǒng)能為現(xiàn)實(shí)地理空間上的物質(zhì)和能量運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究提供方便、準(zhǔn)確的空間管理和空間分析手段。因此，將GIS與環(huán)境科學(xué)的結(jié)合運(yùn)用有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。在環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、環(huán)境工程及環(huán)境地球化學(xué)等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)（GIS）、環(huán)境科學(xué)、應(yīng)用、發(fā)展Abstract：Geographicinformationsystem（GeographicalInformationSystem,GIS）isbasedonthegeospatialdatabases,byusinggeographicmodelanalysismethodtosupportavarietyofspace,dynamicgeographicinformationforresearchanddecision-makingservices.Geographicinformationsystemcouldprovidetheconvenience,accuratespacemanagementandspaceanalysismeansforthestudyofthelawofmotionofmatterandenergyontherealitygeospatial.Therefore,combiningtheusagewithGISandEnvironmentalScienceshasahugepotentialfordevelopment.Ithasthewidespreadapplicationprospectsinthefieldofenvironmentalmanagement,planning,monitoring,impactassessment,engineeringandgeochemistry.KeyWords:GeographicalInformationSystem（GIS）,EnvironmentalSciences,application,progress1GIS的特征按通常理解，地理信息系統(tǒng)是一種采集、儲(chǔ)存、管理、查詢檢索、分析、顯示和描述空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是分析、處理、挖掘海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)［2。它是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)硬、軟件環(huán)境的支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。GIS本身的特點(diǎn)GIS是在計(jì)算機(jī)硬件支持下，對(duì)地理空間數(shù)據(jù)及相關(guān)的屬性進(jìn)行采集、錄入、編輯、處理、分析、輸出，并利用某一領(lǐng)域的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行空間分析、模擬的一門現(xiàn)代技術(shù)。其組成主要包括硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素。與一般的管理信息系統(tǒng)相比，地理信息系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：（1） 強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。將現(xiàn)實(shí)世界經(jīng)過模型處理后得到的各種數(shù)據(jù)（包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)）輸入到系統(tǒng)中，系統(tǒng)可以有機(jī)地組織、管理、顯示這些數(shù)據(jù)。（2） 形象直觀的應(yīng)用界面。系統(tǒng)用模型化了的電子地圖和用戶交互，使用者可依靠人類固有的對(duì)自然界的認(rèn)知和邏輯來操作數(shù)據(jù)。（3） 強(qiáng)大的空間分析能力。數(shù)據(jù)是空間對(duì)象的一種屬性，并可通過地理對(duì)象的相關(guān)性進(jìn)行連接、分割、總計(jì)等操作，使空間問題的處理簡單迅速。GIS應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)的優(yōu)勢由于環(huán)境問題在不同程度上都具有某種地理含義，因此GIS技術(shù)的引入，必將帶來巨大益處。主要有：（1）提高工作效率。利用專題地圖功能，可迅速將環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示在圖上，不必象以前費(fèi)時(shí)費(fèi)力。改善工作質(zhì)量。環(huán)境工作者可有效組織數(shù)據(jù)可視化。拓展工作范圍。例如:對(duì)于有害危險(xiǎn)氣體的環(huán)境影響評(píng)價(jià)。以前只能基于一維風(fēng)向模型，而GIS技術(shù)能夠提供路徑分析。利用當(dāng)?shù)氐娜丝跉庀髷?shù)據(jù)，建立二維的污染物擴(kuò)散模型。集成化解決問題。由于GIS數(shù)據(jù)參照同一空間坐標(biāo)系，這使得不同領(lǐng)域共享數(shù)據(jù)和結(jié)果變得簡單高效，各部門數(shù)據(jù)可集成支持整個(gè)項(xiàng)目的戰(zhàn)略決策。對(duì)環(huán)境監(jiān)測歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢分析。利用歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)可以對(duì)末來的環(huán)境狀況進(jìn)行預(yù)測，從而使得環(huán)境規(guī)劃管理手段適應(yīng)信息化和社會(huì)發(fā)展的需要。2GIS在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用GIS在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用環(huán)境監(jiān)測離不開環(huán)境信息的采集和處理，而環(huán)境信息85%以上與空間位置有關(guān)，因此地理信息系統(tǒng)就成為環(huán)境監(jiān)測的有效工具。在地理信息系統(tǒng)的幫助下，可以方便地獲取、存儲(chǔ)、管理和分析各種環(huán)境信息，并且能為環(huán)境監(jiān)測提供全面、及時(shí)、準(zhǔn)確、客觀和有效的環(huán)境信息。地理信息系統(tǒng)具有強(qiáng)大的空間分析和數(shù)據(jù)處理功能，充分利用GIS的功能模塊結(jié)合選定的環(huán)境監(jiān)測模型可以對(duì)多源環(huán)境信息進(jìn)行處理，從中發(fā)現(xiàn)環(huán)境演變的動(dòng)態(tài)規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，并將環(huán)境的變化情況、規(guī)律制成圖片直觀地表達(dá)出來⑶。GIS在大氣環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用隨著城市土業(yè)化的發(fā)展，城市工業(yè)企業(yè)數(shù)量和機(jī)動(dòng)車數(shù)量都在急劇增加，有毒有害污染物大量排人到城市空氣中，很多國家和地區(qū)都在為改善大氣環(huán)境質(zhì)量做著努力。而大氣環(huán)境有著以下特點(diǎn)：1、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；2、空氣在自然環(huán)境中有著最好的流動(dòng)性，地面是其不可逾越的固體邊界⑷。因此大氣環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測最適合用GIS技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測和分析。引用地理信息系統(tǒng)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，可以將所有對(duì)大氣有污染隱患的企業(yè)及位置信息、主要污染物、污染物移動(dòng)范圍、周圍地形進(jìn)行收集、整理，并建立地理信息數(shù)據(jù)庫。利用GIS空間分析和數(shù)據(jù)顯示功能，可獲得污染物在人氣中的濃度分布圖，進(jìn)而可了解污染物的空間分布和超標(biāo)情況。在這方面己經(jīng)有了成功實(shí)例：歐洲的RAINS模式就是一個(gè)跨國界的SO2排放量計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)⑸，我國“七五”環(huán)保項(xiàng)目中“國家大氣環(huán)境信息系統(tǒng)”⑷，都是通過GIS技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測和分析的。2.1.2GIS在水資源環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用水是人類生存和發(fā)展不可缺少的物資條件，是工農(nóng)業(yè)的重要資源，然而，水源污染口趨嚴(yán)重并多以復(fù)合型污染為基本特征，造成大比例水不能用于飲用，因此有必要加強(qiáng)對(duì)水資源環(huán)境的監(jiān)測和管理。水資源環(huán)境的特點(diǎn)是空間信息量大，而對(duì)空間信息的管理與分析正是GIS的優(yōu)點(diǎn)。GIS用于水資源環(huán)境監(jiān)測，主要是對(duì)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)有效的組織和管理，能夠讓管理人員方便地對(duì)各種空間信息進(jìn)行查詢、修改和編輯等；通過GIS強(qiáng)大的空間分析和圖標(biāo)分析功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間和檢測數(shù)據(jù)的分析和專題圖的制作，進(jìn)而為污染治理方案的制訂提供有效的信息支持。比如Adamus和Bergman采用GIS與篩選函數(shù)分析水域內(nèi)無點(diǎn)污染源的載荷分布，Richard和Host應(yīng)用GIS與相關(guān)函數(shù)分析河流生物與上游土地應(yīng)用及河流形狀的關(guān)系［4］，中國環(huán)境科學(xué)院鄭丙輝等應(yīng)用GIS定量分析昆明市松華壩水庫的流域面源污染⑹，Hudak等人在利用GIS技術(shù)對(duì)地下水監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的設(shè)計(jì)中，對(duì)所選研究區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的場地監(jiān)測和分析，從而有利于管理地表和地下廢物，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在污染源，加強(qiáng)對(duì)水源井的保護(hù)，還能為填埋場選址提供決策支持［刀。2.2GIS在環(huán)境綜合影響評(píng)價(jià)中的應(yīng)用應(yīng)用GIS進(jìn)行環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)，可以將大量的空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)與區(qū)域地理環(huán)境緊密結(jié)合，快速創(chuàng)建圖形化的評(píng)價(jià)結(jié)果，形象直觀地將區(qū)域環(huán)境污染的分布、污染物的數(shù)據(jù)及其環(huán)境影響顯示出來，為決策者或環(huán)境管理者服務(wù)，進(jìn)而能隨時(shí)運(yùn)用GIS強(qiáng)大的空間分析功能，按不同的范圍及約束條件，迅速生成評(píng)價(jià)區(qū)域的各種環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)果及專題圖。2.2.1數(shù)據(jù)處理環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)涉及大量的工程項(xiàng)目規(guī)劃數(shù)據(jù)、區(qū)域自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境數(shù)據(jù)、污染物排放數(shù)據(jù)和環(huán)境本底值，這些數(shù)據(jù)是進(jìn)行評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在GIS中可存入屬性數(shù)據(jù)庫中，然后與評(píng)價(jià)區(qū)域的地理空間位置圖綁定，對(duì)以后進(jìn)行的環(huán)境影響預(yù)測及評(píng)價(jià)提供了極大的方便，可以隨時(shí)調(diào)用任意地區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)，按照設(shè)定值進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和檢索。由于GIS具有海量數(shù)據(jù)的快速處理能力，可以滿足環(huán)境影響評(píng)價(jià)中大量數(shù)據(jù)分析、預(yù)測和評(píng)價(jià)的要求，并且可通過程序設(shè)計(jì)，將評(píng)價(jià)結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫中，再按照關(guān)系化數(shù)據(jù)庫語言進(jìn)行評(píng)價(jià)區(qū)域的結(jié)果分級(jí)檢索及生成專題圖，為環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)的數(shù)字化發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，使數(shù)據(jù)的處理快速、準(zhǔn)確、靈活。2.2.2影響預(yù)測和綜合評(píng)價(jià)GIS具有極強(qiáng)的管理空間數(shù)據(jù)的能力，并利用空間數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析，而環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)的原始數(shù)據(jù)、預(yù)測數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)結(jié)果與地理區(qū)域的空間位置聯(lián)系密切。這樣，在進(jìn)行環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)用GIS進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)，可以將評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和預(yù)測數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)相結(jié)合，得出不同方法所獲得的分析和評(píng)價(jià)結(jié)果，并以數(shù)據(jù)庫、圖形、圖表的方式保存，便于以后的分析與應(yīng)用。此外，編制應(yīng)用軟件將GIS與各種綜合評(píng)價(jià)方法進(jìn)行集成，設(shè)計(jì)環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)應(yīng)用軟件，可以有目的地對(duì)各種評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行空間分析，提高環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)的處理速度和空間表現(xiàn)力，并按照不同的要求及時(shí)提供預(yù)測分析結(jié)果，在評(píng)價(jià)區(qū)域地圖上對(duì)結(jié)果加以顯示或打印輸出⑻。2.2.3評(píng)價(jià)結(jié)果的查詢建立在GIS基礎(chǔ)上的環(huán)境影響評(píng)價(jià)，可以全面進(jìn)行污染源排放數(shù)據(jù)、影響預(yù)測數(shù)據(jù)、區(qū)域人口數(shù)據(jù)、評(píng)價(jià)結(jié)果數(shù)據(jù)、地理位置數(shù)據(jù)等大量數(shù)據(jù)的快速查詢，在查詢的過程中，可以選擇一點(diǎn)、一個(gè)區(qū)域進(jìn)行查詢，也可輸入一定的查詢條件（如綜合污染等級(jí)為一級(jí)、污染物濃度大于某一特定值等），在評(píng)價(jià)區(qū)域進(jìn)行篩選查詢，查詢結(jié)果會(huì)迅速顯示出來，并在區(qū)域電子地圖上標(biāo)明。查詢者還可以對(duì)電子地圖任意放大、縮小、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、居中，操作非常方便，為管理及決策者提供了快捷準(zhǔn)確的技術(shù)幫助，這正是GIS的優(yōu)勢所在。2.2.4評(píng)價(jià)專題地圖的生成應(yīng)用GIS進(jìn)行環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)人員可根據(jù)評(píng)價(jià)的要求，依據(jù)數(shù)據(jù)庫中的原始資料，經(jīng)過相關(guān)的分析計(jì)算后，得出區(qū)域環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果，并將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫中。由于數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可以被應(yīng)用軟件任意調(diào)用，只要將數(shù)據(jù)與區(qū)域地圖綁定，在地圖上就可以運(yùn)用一定的圖形表示方式，自動(dòng)生成顯示評(píng)價(jià)結(jié)果專題圖。GIS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形表示的方式主要有條形圖、點(diǎn)密度圖、填充區(qū)域圖及餅型圖等，在進(jìn)行環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的圖形表示時(shí)，評(píng)價(jià)人員可隨意選擇專題地圖的生成方式，GIS系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成相應(yīng)的結(jié)果圖。2.2.5多方案的優(yōu)化評(píng)估在進(jìn)行區(qū)域環(huán)境開發(fā)過程中，不同的開發(fā)規(guī)劃方案對(duì)環(huán)境的影響不同，評(píng)價(jià)人員必須對(duì)每個(gè)方案的綜合環(huán)境影響進(jìn)行判斷。GIS的空間分析(如緩沖區(qū)分析等)功能可以將不同方案造成的環(huán)境影響圖形化地加以顯示，并能自動(dòng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算不同等級(jí)影響的地理范圍、影響以及受影響人數(shù)及其他自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，是進(jìn)行多方案優(yōu)化評(píng)估的有力工具。同時(shí)，由于GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫管理、調(diào)用、檢索功能，節(jié)約了大量的人力、物力和財(cái)力。2.3GIS在其他環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用2.3.1環(huán)境規(guī)劃環(huán)境規(guī)劃處理，如流域的水污染控制、固體廢棄物的處置場址選擇、自然保護(hù)區(qū)的規(guī)劃等都需要處理大量的空間信息。為了正確、科學(xué)地進(jìn)行環(huán)境規(guī)劃工作，必須有足夠的、現(xiàn)時(shí)的環(huán)境狀態(tài)與特征的信息資料，處理和分析這些數(shù)據(jù)的工作量是很大的。GIS在環(huán)境規(guī)劃方面具有很大的優(yōu)越性，它可以把各種數(shù)據(jù)按類型進(jìn)行分類，并放在不同的圖層(Coverage)上，各層之間可以進(jìn)行運(yùn)算、變換、疊加、旋轉(zhuǎn)等。另外，在環(huán)境規(guī)劃中可以利用GIS數(shù)據(jù)表達(dá)直觀形象的特點(diǎn)使輸出的結(jié)果圖形化，更便于為人們所接受。2.3.2環(huán)境影響評(píng)價(jià)環(huán)境影響評(píng)價(jià)用以識(shí)別和預(yù)測某項(xiàng)人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的影響，解釋和傳播影響信息，制定出減輕不利影響的對(duì)策措施，從而達(dá)到人類行為與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。由于GIS能夠集成符理與場地有關(guān)的數(shù)據(jù)，例如水質(zhì)，空氣質(zhì)量、污染源、土地利用狀況等，因而特別適合作為環(huán)境影響評(píng)價(jià)的分析和輔助決策工具。2.3.3環(huán)境處理環(huán)境處理是指運(yùn)用經(jīng)濟(jì)、法律、技術(shù)、行政、教育等乎段，來限制人類損害環(huán)境質(zhì)量的活動(dòng)。通過全面規(guī)劃，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境相協(xié)調(diào)，達(dá)到既要發(fā)展經(jīng)濟(jì)，滿足人類基本需要，又不超過環(huán)境的允許極限。國家和地方各級(jí)環(huán)保局都需要大量環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)報(bào)表，而GIS能夠處理大氣質(zhì)量、噪聲、水資源、生物資源、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等，并能夠有效地組織這類信息來進(jìn)行環(huán)境統(tǒng)計(jì)、土地利用規(guī)劃及總體發(fā)展規(guī)劃等。日前，已有許多城市建立了自己的環(huán)境信息系統(tǒng)，它可以搜索、存儲(chǔ)、加工、傳輸本市的環(huán)境質(zhì)量、污染物的排放和治理、清潔生產(chǎn)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品、自然保護(hù)、生態(tài)平衡、環(huán)境處理以及對(duì)外合作等相關(guān)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息。還可利用GIS對(duì)環(huán)境監(jiān)測信息、環(huán)境處理業(yè)務(wù)信息、排污申報(bào)信息、貯存收集的其它部門相關(guān)信息等進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。重點(diǎn)污染源是環(huán)境處理的主要內(nèi)容，用GIS可以把重點(diǎn)源的地理位置、污染種類、污染負(fù)荷、對(duì)該地區(qū)的影響以及對(duì)區(qū)域環(huán)境的貢獻(xiàn)等清晰地反映出來，同時(shí)還可以對(duì)重點(diǎn)污染源的各種污染要素進(jìn)行分析和綜合統(tǒng)一的處理，還可分不同層面對(duì)污染源進(jìn)行顯示處理。Ventura等就利用GIS對(duì)城市面源污染進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)，并結(jié)合土地類型的分配，為采取控制措施提供決策依據(jù)。2.3.4減災(zāi)防災(zāi)及緊急事故竹理對(duì)于重大的環(huán)境事件，如有毒化學(xué)物質(zhì)爆炸和泄漏等，環(huán)保部門要能在事故發(fā)生后根據(jù)不同的污染物質(zhì)提出處理意見和各種防護(hù)措施，并為高層領(lǐng)導(dǎo)正確決策和指揮提供依據(jù)和條件。GIS提供的快速反應(yīng)決策能力，對(duì)減災(zāi)、救災(zāi)工作具有重要意義。它可以應(yīng)用于地震和洪水的地圖表示、颶風(fēng)和惡劣氣候建模、石油泄漏事故規(guī)劃、有毒氣體擴(kuò)散建模等。美國Geo-dynamics公司1993年10月利用GIS和準(zhǔn)實(shí)時(shí)遙感數(shù)據(jù)，幫助Califormnia州州撲滅LaugunaBeach的大火［9］。他們提供的GIS分析結(jié)果為該地區(qū)政府及時(shí)了解火災(zāi)情況，制定有效恢復(fù)計(jì)劃提供了巨大幫助。非工程防洪措施(Non-Structualmeasures是減緩洪澇災(zāi)害的有效方法之一，把GIS應(yīng)用于流域非工程防洪研究可以提供與洪災(zāi)及災(zāi)害評(píng)估有關(guān)的歷史、自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀的背景數(shù)據(jù)；可以對(duì)洪澇災(zāi)害的可能性、空間分布、危險(xiǎn)程度等進(jìn)行綜合的分析、評(píng)價(jià)、模擬分析和趨勢預(yù)測研究；可以輔助防災(zāi)、減災(zāi)決策分析，提供災(zāi)害快速評(píng)估與計(jì)算機(jī)輔助決策。2.3.5城市生態(tài)環(huán)境功能區(qū)劃城市生態(tài)環(huán)境功能區(qū)劃是為了揭示區(qū)域生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)的空間變化規(guī)律，進(jìn)行不同等級(jí)的區(qū)域劃分，因地制宜對(duì)制定環(huán)境規(guī)劃、管理與決策提供依據(jù)。利用GIS軟件支持，可以更精確、更直觀地對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分。把GIS應(yīng)用于城市生態(tài)功能區(qū)劃中節(jié)約了大量的人力、物力，可以提高工作效率，增加生態(tài)環(huán)境適宜度分析的科學(xué)性和客觀性。應(yīng)用GIS，區(qū)域的劃分更趨細(xì)致，在GIS的圖形中，柵格數(shù)據(jù)的分辨率可以大大提高，增加信息容量，準(zhǔn)確反映客觀事實(shí)。把GIS應(yīng)用于城市生態(tài)環(huán)境功能區(qū)劃，應(yīng)該以建立相應(yīng)的城市生態(tài)環(huán)境信息系統(tǒng)為發(fā)展目標(biāo)，直接為地方環(huán)境處理提供數(shù)據(jù)、信息、決策和預(yù)測服務(wù)，同時(shí)，又為上級(jí)環(huán)境管理部門和環(huán)境處理信息系統(tǒng)提供信息支持。3GIS在環(huán)境領(lǐng)域的發(fā)展方向3.1強(qiáng)調(diào)專業(yè)模型與空間信息技術(shù)的結(jié)合由于數(shù)據(jù)庫技術(shù)和其他相應(yīng)技術(shù)的成熟，制約環(huán)境領(lǐng)域GIS發(fā)展的關(guān)鍵已不在數(shù)據(jù)管理上，而在對(duì)所管理的數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的開發(fā)利用上。從20世紀(jì)90年代中期開始，人們就逐漸重視在GIS框架內(nèi)建立空間過程數(shù)學(xué)模型的研究。未來環(huán)境分析模型與空間信息技術(shù)的緊密結(jié)合必將直接解決復(fù)雜的環(huán)境問題，提高環(huán)境管理的水平和層次，推動(dòng)環(huán)境信息系統(tǒng)從“信息管理”型向“決策支持”和“專家”型等更高形式發(fā)展。3.2組件式GIS(ComGIS)突顯重要地位許多環(huán)境研究者從多年的實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到，環(huán)境地理信息系統(tǒng)的建設(shè)不應(yīng)該建立在單個(gè)的桌面GIS平臺(tái)上，ComGIS是當(dāng)今GIS發(fā)展的重要趨勢。如今，著名的GIS軟件廠商已由原來向用戶提供系統(tǒng)轉(zhuǎn)為提供控件OCX或ActiveX，用戶可以很容易的使用VB、VC或Delphi等開發(fā)工具，根據(jù)需要選擇控件，開發(fā)自己的應(yīng)用系統(tǒng)。ComGIS能成功解決傳統(tǒng)GIS在軟件開發(fā)、應(yīng)用系統(tǒng)集成和用戶學(xué)習(xí)使用等方面面臨的困難，降低成本，具有無限擴(kuò)展性等特點(diǎn)，因此，GIS在小型化、實(shí)用化上的突破會(huì)很大程度地促進(jìn)我國環(huán)境領(lǐng)域中GIS應(yīng)用從政府部門、科研單位向企業(yè)、商用乃至民用發(fā)展。3.3將真正解決二維、四維空間操作和分析目前的地理信急系統(tǒng)從根本上講，只是對(duì)一維地理事物進(jìn)行處理，雖能提供較為簡單的二維顯示操作功能，但完全的二維模型和時(shí)間模型尚未普遍使用。為了描述二維、四維地理實(shí)體，在擴(kuò)充模型及計(jì)算機(jī)貯存結(jié)構(gòu)上已有突破，但還沒有完全解決擴(kuò)充后的數(shù)據(jù)模型從表示到分析的一系列問題。相信不久的將來，環(huán)境地理信息系統(tǒng)可利用模型復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的環(huán)境變化過程，把用戶帶進(jìn)生動(dòng)、逼真、自由的虛擬世界no］。3.4基于Web上的GIS逐漸完善現(xiàn)在，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日新月異，基于Web的GIS出現(xiàn)，并得到應(yīng)用，環(huán)境地理信息系統(tǒng)建設(shè)從C/S型開始向B/S型轉(zhuǎn)變，必將逐漸地完善。在日益強(qiáng)調(diào)環(huán)境信息公開和環(huán)境管理應(yīng)加強(qiáng)公眾和企業(yè)參與的情景下，借助Internet/Intranet和新型WebGIS技術(shù)，以及未來網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下集群(Cluster)，網(wǎng)格(Grid)等新的系統(tǒng)建設(shè)策略，可以極大地縮短環(huán)境管理的空間距離，飛快地傳遞、迅速地獲取環(huán)境信急，促進(jìn)公眾了解自己所置身的環(huán)境質(zhì)量情況和環(huán)境問題的根源所在，自覺參與到環(huán)境保護(hù)中去。3.5智能化的GIS研究經(jīng)久不衰海量的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫伴隨通訊、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展并猛烈襲來，人們對(duì)智能化GIS的呼聲愈來愈高。長期以來，此類研究處于艱苦的摸索階段；被期望能解決復(fù)雜的專業(yè)問題，擅長于不確定知識(shí)表示的專家系統(tǒng)(ES)雖在環(huán)境科學(xué)研究中有所應(yīng)用，但尚未能達(dá)到實(shí)用程度；而由對(duì)象技術(shù)應(yīng)用對(duì)象、對(duì)象類結(jié)構(gòu)、對(duì)象間的通訊來描述客觀世界，可以直接定義和處理復(fù)雜的地物類型而倍受重視；數(shù)據(jù)挖掘(DataMining)從海量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱含的、先前不知道的、潛在的有用信息，可使GIS查詢和分析提高到發(fā)現(xiàn)知識(shí)的新階段[11]相信經(jīng)過不懈的努力，智能化GIS的探索會(huì)有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。目前，GIS技術(shù)在我國環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用還比較膚淺，但它的影響是不可低估的。隨著社會(huì)的進(jìn)步、計(jì)算機(jī)技術(shù)和環(huán)境科學(xué)的發(fā)展，未來的GIS技術(shù)應(yīng)用前景非常廣闊。參考文獻(xiàn)傅肅性.世紀(jì)之交地理信息系統(tǒng)的理論與應(yīng)用發(fā)展[J]?地球信息科學(xué),1999,(2):17-23.汪小欽