地理信息系統(tǒng)在環(huán)境保護中的應用

黃 菊

（首都師范大學科德學院，北京 100048）

地理信息系統(tǒng)在環(huán)境保護中的應用

黃 菊

（首都師范大學科德學院，北京 100048）

隨著科學技術水平的不斷提升，各種現(xiàn)代科技在環(huán)境保護中的應用也逐漸廣泛起來。將地理信息系統(tǒng)與環(huán)境保護相結合已經(jīng)成為環(huán)境管理領域中廣泛應用的結果，本文從介紹環(huán)境保護領域中幾個地理信息系統(tǒng)應用實例，提出未來的地理信息系統(tǒng)技術將在環(huán)境保護領域得到更大程度和更廣泛的應用。

地理信息系統(tǒng)；環(huán)境保護

人口、資源和環(huán)境是當今人類社會所共同面臨的嚴峻問題。隨著全球性環(huán)境的日益惡化，人們已越來越認識到環(huán)境保護的重要性。與此同時，相關科學技術，特別是能夠?qū)Νh(huán)境保護進程產(chǎn)生重大推動作用的信息技術也日益受到各界關注。環(huán)境保護離不開環(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，所以，地理信息系統(tǒng)就自然成為環(huán)境保護工作的有力工具。在地理信息系統(tǒng)的技術支持下，研究者不僅可以方便的獲取、存貯、管理和顯示各種環(huán)境信息，而且可以對環(huán)境進行有效的監(jiān)測、模擬、分析和評價，從而為環(huán)境保護提供全面、及時、準確和客觀的信息服務和技術支持。我國地域遼闊，環(huán)境問題突出，建設和發(fā)展國家環(huán)境地理信息系統(tǒng)有著十分明顯的必要性和迫切性。它對國家環(huán)境保護工作的觀念、效率、方式和面貌都會帶來深刻的變化和影響。然而，國家地理信息系統(tǒng)建設與發(fā)展尚處于起步階段，有大量的問題需要進行研究。

1 環(huán)境地理信息系統(tǒng)建設現(xiàn)狀

在開展環(huán)境保護工作與建設環(huán)境地理信息系統(tǒng)的實踐過程中，面對我國環(huán)境污染和生態(tài)破壞的嚴峻形勢和艱巨繁雜的環(huán)境保護任務目標，我國各級環(huán)保部門已逐漸認識到及時、準確、高效的獲取與處理環(huán)境信息的重要性，認識到在環(huán)境保護工作中廣泛、靈活地應用信息技術的重要性。

目前，全國已有27個省市自治區(qū)的環(huán)保廳及一百多個市地級行政區(qū)劃內(nèi)的環(huán)保部門開始使用地理信息系統(tǒng)平臺軟件和相應的硬件設施，其中大部分省市已經(jīng)建立較為完備的環(huán)境基礎數(shù)據(jù)庫，并在GIS平臺基礎上開發(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)等模塊，根據(jù)目前的反饋來看，GIS平臺的應用取得了顯著的成效。在下文中將結合實例分別闡述GIS技術在環(huán)境保護領域的應用情況。

2 GIS技術在環(huán)保領域的應用

2.1 GIS制圖

應用GIS技術制作各類環(huán)境專題圖并匯集成專題圖庫，是該技術在應用上的重要內(nèi)容。與制作周期長、內(nèi)容更新慢的傳統(tǒng)手工制圖技術相比，利用GIS技術建立地圖數(shù)據(jù)庫，在基礎資源的利用上可收到“一次投入、多次產(chǎn)出”的效果，同時，GIS地圖數(shù)據(jù)庫用戶還可以根據(jù)各自不同的需求輸出各類專題圖，如污染源分布圖、大氣質(zhì)量功能區(qū)劃圖等。

2.2 基于GIS的地理信息系統(tǒng)

GIS出眾的功能之一，就是它對空間數(shù)據(jù)采集、編輯、整合的強大處理能力和對相應空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)管理能力。基于這一優(yōu)點，可以建立起綜合性強的完備地理信息系統(tǒng)，例如使用GIS可以建立各種環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫，如污染源空間數(shù)據(jù)庫，環(huán)境質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫等。

2.3 GIS在環(huán)境監(jiān)測中的應用

利用GIS技術能夠有效地對實時采集的數(shù)據(jù)進行存儲、處理、顯示、分析，這一特點使實現(xiàn)為環(huán)境問題即時決策提供輔助手段成為可能。如廣東省開發(fā)了東深流域水環(huán)境信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以直接顯示和分析水環(huán)境的現(xiàn)狀、直觀呈現(xiàn)污染源分布，并能夠水環(huán)境質(zhì)量做出即時評價，還具備追蹤污染物來源等功能。但是我國環(huán)境信息獲取和處理的總體技術水平還比較低，環(huán)境監(jiān)測技術手段普遍還停留在常規(guī)階段，對環(huán)境污染和生態(tài)還不能實現(xiàn)大面積、全天候、全天時的連續(xù)動態(tài)監(jiān)測。

2.4 GIS在生態(tài)分析中的應用

地理信息系統(tǒng)還可用于對生態(tài)現(xiàn)狀的分析，如利用GIS可以比較精確地計算水土流失范圍和荒漠化面積，也可以通過客觀評價生態(tài)破壞程度和波及范圍，為各級政府進行生態(tài)環(huán)境治理提供科學依據(jù)。原國家環(huán)?？偩诌€將GIS技術與遙感技術相結合，對我國西部12個省市自治區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況進行過調(diào)查，并從中得出了西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境的空間分布和空間統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2.5 GIS與環(huán)境應急預警

GIS也可以應用于環(huán)境應急預警預報，環(huán)境質(zhì)量評價和環(huán)境影響評價等工作中。從環(huán)境污染應急處置系統(tǒng)的信息需求來看, 該系統(tǒng)必須融合大量的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)、法律法規(guī)信息、模型信息、多媒體信息等。因此, 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立、管理尤其空間與屬性數(shù)據(jù)的協(xié)同管理是系統(tǒng)建設的關鍵。這就需要引入GIS 的數(shù)據(jù)管理功能。GIS 在環(huán)境事故應急處置系統(tǒng)中的作用包括提供空間數(shù)據(jù)和相關屬性數(shù)據(jù)的快速存取和管理功能；提供分層的可視化的顯示功能；提供空間和屬性數(shù)據(jù)間的互動查詢；提供空間、屬性數(shù)據(jù)一體化的統(tǒng)計分析功能以及 提供多種空間決策功能等，此外GIS 還可與環(huán)境污染分析預測模型相結合，生成有效的決策支持信息。由此可見, 將GIS 技術應用于環(huán)境事故應急處置系統(tǒng), 可使環(huán)境事故應急管理和環(huán)境事故應急處置水平上升到一個更高的層次，并可以使環(huán)境基礎信息與環(huán)境管理信息以及模型分析結果以可視化的圖形、圖像方式呈現(xiàn)給決策管理人員, 提高環(huán)境應急管理工作效率。

3 結論

通過對GIS在環(huán)境領域的應用我們可以得出以下結論：一、GIS以其高度集成的空間和地理等特征，能為廣大環(huán)境工作者提供豐富的地理、氣候、水文數(shù)據(jù)，在環(huán)境保護領域引入GIS能夠充分的考察地理因素在環(huán)境中的影響，讓環(huán)境管理決策更加準確客觀。二、將GIS應用到環(huán)境保護各個領域，利用其能大量存儲、更新、技術數(shù)據(jù)的功能，是環(huán)境決策人能夠更加及時地獲得各種環(huán)境信息，掌握到不同地區(qū)的污染變化情況，從而能夠及時的調(diào)整環(huán)境策略。三、GIS系統(tǒng)能夠與各種環(huán)境管理、分析系統(tǒng)進行有效結合。在系統(tǒng)中編入各種污染、評價、預測等數(shù)學模型，通過對GIS采集到的污染源位置和污染分布狀況數(shù)據(jù)輸入模型進行計算，可以立即得到各種有效的理論評估和決策方案，為環(huán)境工作者提供重要的技術指導和建議。四、未來將GIS、GPS、RS三者集成化的應用是重要的領域，這種集成的技術能為區(qū)域環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測和評價提供全面精確的衛(wèi)星遙感資料，在環(huán)境保護領域能夠揮巨大的作用。隨著GIS技術的不斷發(fā)展，我國環(huán)境地理信息系統(tǒng)的卡發(fā)與應用將邁向更高的臺階，同時隨著國家環(huán)境地理信息系統(tǒng)的建立，它在環(huán)境領域的應用也將進一步得到擴展和完善，更加提升環(huán)境管理的便利性和有效性。

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A

1673-288X（2012）03-0110-02

黃菊, 講師,主要研究方向:環(huán)境管理的數(shù)字化應用,計算機技術研究