地理信息系統(tǒng)在環(huán)境質(zhì)量綜合分析中的應(yīng)用研究

孫義峰 孫立娥 劉維龍

（青島市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站山東青島266000）

地理信息系統(tǒng)在環(huán)境質(zhì)量綜合分析中的應(yīng)用研究

孫義峰 孫立娥 劉維龍

（青島市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站山東青島266000）

地理信息系統(tǒng)(GIS)是用于新建、匯總地理數(shù)據(jù)庫(kù)和圖形，并對(duì)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析的工具集合，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。本文介紹地理信息系統(tǒng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用的基本情況，分析地理信息系統(tǒng)在環(huán)境質(zhì)量綜合分析應(yīng)用中面臨的實(shí)際問(wèn)題，并提出相關(guān)的對(duì)策建議。

地理信息系統(tǒng)；環(huán)境質(zhì)量；綜合分析；應(yīng)用

1 地理信息系統(tǒng)基本概況

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System GIS)，又被稱為“環(huán)境與資源信息系統(tǒng)”或“地學(xué)信息系統(tǒng)”，是一門集計(jì)算機(jī)、地球科學(xué)、信息科學(xué)為一體的高新技術(shù)。是在計(jì)算機(jī)信息互聯(lián)技術(shù)的支持下，對(duì)地球表層空間中的相關(guān)地理分布信息進(jìn)行管理，匯總、儲(chǔ)存、計(jì)算、分析、顯示及表述的信息技術(shù)系統(tǒng)[1]。具體功能主要為：數(shù)據(jù)的收集與匯總、地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的管理、地理路徑分析、地理信息制圖、空間信息的查詢與分析等幾部分，其中空間信息的查詢與分析功能是GIS系統(tǒng)的核心。

2 地理信息系統(tǒng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

隨著環(huán)境公共服務(wù)水平的不斷提高，各級(jí)環(huán)保部門需要內(nèi)容更為豐富的環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)和分析評(píng)價(jià)結(jié)果，環(huán)境監(jiān)測(cè)己不是簡(jiǎn)單的就數(shù)論數(shù)和環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀的敘述，而是與環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀特征相結(jié)合、通過(guò)環(huán)境綜合分析手段系統(tǒng)全面的分析環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢(shì)，為環(huán)境管理提供更為有效的技術(shù)支撐[2]。在表征方法方面，環(huán)境監(jiān)測(cè)的實(shí)際應(yīng)用側(cè)重通過(guò)更加多樣的圖形和表格形式來(lái)增加環(huán)境綜合分析的可讀性、生動(dòng)性。主要體現(xiàn)在以下方面。

2.1 實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息和數(shù)據(jù)時(shí)空分布的規(guī)律化。通過(guò)GIS的空間信息功能，將原先具有抽象空間屬性的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更為規(guī)律化，豐富不同區(qū)域環(huán)境質(zhì)量的表征形式，在空間上更加客觀的反映環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢(shì)，從而全面掌握環(huán)境質(zhì)量的空間分布規(guī)律。

2.2 環(huán)境監(jiān)測(cè)的實(shí)際工作水平進(jìn)一步提高。通過(guò)GIS的地理信息制圖功能，將環(huán)境統(tǒng)計(jì)報(bào)表中的數(shù)據(jù)信息在地圖上以圖形和表格的形式實(shí)現(xiàn)空間分布，環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的實(shí)際工作量得到有效消減，環(huán)境數(shù)據(jù)表征形式多樣，當(dāng)前的環(huán)境狀況可以更為直觀的展現(xiàn)。

2.3 環(huán)境監(jiān)測(cè)的分析領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬。利用GIS的路徑分析功能，將原先建立的基于一維風(fēng)向模型升級(jí)為二維污染物擴(kuò)散模型。將模型的數(shù)值解和GIS相結(jié)合,對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬演示，在空間上對(duì)污染擴(kuò)散進(jìn)行分析,計(jì)算不同地點(diǎn)的污染物質(zhì)量濃度和污染程度。

3 當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量綜合分析工作中面臨的實(shí)際問(wèn)題

環(huán)境質(zhì)量綜合分析是“加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的資料管理，增強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行機(jī)制，確保各類環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高速傳遞，及時(shí)報(bào)送各類環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)告，為環(huán)境管理提供更為有效服務(wù)”[3]。面對(duì)當(dāng)前的環(huán)境管理需求，環(huán)境質(zhì)量綜合分析仍然存在一些薄弱環(huán)節(jié)，具體表現(xiàn)在以下幾方面。

3.1 環(huán)境質(zhì)量的綜合分析手段和方法缺乏創(chuàng)新性。環(huán)境質(zhì)量分析報(bào)告基本根據(jù)原先固定的模板進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)，采用的分析方法和評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)模型多應(yīng)用于專業(yè)的研究課題與學(xué)術(shù)論文，缺乏實(shí)際應(yīng)用的有效創(chuàng)新。受到統(tǒng)計(jì)分析手段單一的影響，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的有效信息不能得到充分挖掘，環(huán)境質(zhì)量的深層次信息和隱含的內(nèi)在聯(lián)系難以揭示。

3.2 環(huán)境質(zhì)量缺乏深度分析。環(huán)境質(zhì)量綜合分析僅限于對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)本身的分析評(píng)價(jià)，編制簡(jiǎn)單的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)告，缺乏必要的綜合分析。與國(guó)家的宏觀政策形勢(shì)、地方具體實(shí)施的環(huán)境管理措施聯(lián)系較少。與環(huán)境質(zhì)量息息相關(guān)的領(lǐng)域和要素分析不夠，分析內(nèi)容深度不夠，不能全面說(shuō)清環(huán)境質(zhì)量變化趨勢(shì)和存在的環(huán)境問(wèn)題，缺乏有針對(duì)性的建議和對(duì)策。

3.3 缺乏主動(dòng)服務(wù)環(huán)境管理的精神。環(huán)境質(zhì)量綜合分析離環(huán)境管理的實(shí)際需求還有較大差距，環(huán)境質(zhì)量綜合分析報(bào)告的大部分屬于例行性和常規(guī)性報(bào)告，對(duì)當(dāng)前的環(huán)境熱點(diǎn)問(wèn)題和社會(huì)公眾關(guān)心的環(huán)境問(wèn)題涉及較少，主動(dòng)開展技術(shù)服務(wù)的能力還需進(jìn)一步加強(qiáng)。

4 在環(huán)境質(zhì)量綜合分析中加強(qiáng)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的建議

在加快推進(jìn)建設(shè)“生態(tài)文明”的新要求下，應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)環(huán)境質(zhì)量綜合分析工作，為環(huán)境管理提供更為高效的技術(shù)支持。通過(guò)加強(qiáng)GIS在環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，進(jìn)一步拓展綜合分析的深度與廣度。以更為綜合全面的角度，開展多系列、多層次的污染物排放現(xiàn)狀和環(huán)境質(zhì)量預(yù)測(cè)趨勢(shì)分析，說(shuō)清環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及其變化趨勢(shì)。為環(huán)境管理決策提供多方位、多形式的技術(shù)支持[4]。

4.1 建立環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)法律法規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)，使環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、政策法規(guī)與環(huán)境質(zhì)量綜合分析的項(xiàng)目相適應(yīng)。新形勢(shì)下的環(huán)境管理與綜合決策需要以完善的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保法律法規(guī)為保障，確?？茖W(xué)判斷當(dāng)前的環(huán)境形勢(shì)，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，不斷增強(qiáng)GIS的針對(duì)性與時(shí)效性。

4.2 加強(qiáng)區(qū)域自然與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)信息收集。自然環(huán)境信息包括地形、地質(zhì)、水文等方面;社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息包括行政區(qū)面積、經(jīng)濟(jì)水平、人口數(shù)量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施等方面?？梢苑奖愕亓私庾匀慌c社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況對(duì)環(huán)境的影響。建立自然與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)信息庫(kù)，提升查詢和綜合分析的效率，進(jìn)一步拓展GIS在環(huán)境質(zhì)量相關(guān)性分析中深度與廣度。

4.3 建立區(qū)域污染源和環(huán)境質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫(kù)。污染源信息包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、機(jī)動(dòng)車等污染源的環(huán)境統(tǒng)計(jì)信息，區(qū)域的圖形信息和地理信息。環(huán)境質(zhì)量信息包括空氣、水、土壤的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；開展環(huán)境質(zhì)量綜合分析，在分析污染源時(shí)間變化規(guī)律和空間分布特征的基礎(chǔ)上，全面分析環(huán)境質(zhì)量的變化情況，科學(xué)預(yù)測(cè)環(huán)境質(zhì)量變化的趨勢(shì)，說(shuō)清潛在的環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)隱患，為環(huán)境管理提供可靠的依據(jù)。

[1]繆建軍.地理信息系統(tǒng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì),2011.

[2]唐云逸.地理信息系統(tǒng)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用.科學(xué)咨詢·科技·管理,2015(3):63-64.

[3]沈紅軍.對(duì)環(huán)境質(zhì)量綜合分析工作的思考與建議.環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù),2013(4):7-8.

[4]成國(guó)興,王亞超.加強(qiáng)環(huán)境質(zhì)量綜合分析的現(xiàn)狀與對(duì)策探討.綠色科技,2013(6):207-209.