地理信息系統(tǒng)(GIS)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

遼寧省錦州市太和區(qū)高級中學(xué) 高成遠(yuǎn)

GIS即地理信息系統(tǒng)，是近些年迅速發(fā)展起來的一門空間信息分析技術(shù)，它是一門綜合性學(xué)科，結(jié)合地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感和計(jì)算機(jī)科學(xué)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。GIS 技術(shù)不僅可以對地球表層空間中的地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲和管理，還能有效地對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、分析、描述以及顯示，從而使其具有更為廣泛的實(shí)用價值。

在開展環(huán)境保護(hù)工作與建設(shè)環(huán)境地理信息系統(tǒng)的實(shí)踐過程中，面對我國環(huán)境污染和生態(tài)破壞的嚴(yán)峻形勢和艱巨繁雜的環(huán)境保護(hù)任務(wù)目標(biāo)，我國各級環(huán)保部門已逐漸認(rèn)識到及時、準(zhǔn)確、高效的獲取與處理環(huán)境信息的重要性，認(rèn)識到在環(huán)境保護(hù)工作中廣泛、靈活地應(yīng)用信息技術(shù)的重要性。

目前，全國已有20多個省市自治區(qū)的環(huán)保部門及一百多個市地級環(huán)保部門開始使用地理信息系統(tǒng)軟件和相應(yīng)的硬件設(shè)施，其中大部分省市已經(jīng)建立較為完備的環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，并在GIS平臺基礎(chǔ)上開發(fā)了城市環(huán)境地理信息系統(tǒng)、重點(diǎn)流域水資源管理、環(huán)境污染應(yīng)急預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)等模塊，根據(jù)目前的反饋來看，GIS平臺的應(yīng)用取得了顯著的成效。

一、GIS在環(huán)境管理中的應(yīng)用

GIS在環(huán)境管理中的介入，使得各種環(huán)境問題和環(huán)境過程描述更加符合實(shí)際，并促進(jìn)了環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。

在GIS和環(huán)境管理的實(shí)際結(jié)合中，可以將3S(GPS、RS、GIS)集成化運(yùn)用。一是在汽車上裝載GPS定位儀等設(shè)備，將車輛在移動中或是污染源現(xiàn)場采集的實(shí)時數(shù)據(jù)及時輸送到GIS系統(tǒng)；二是針對固定采樣點(diǎn)的信息采集，利用GPS將其坐標(biāo)值導(dǎo)入GIS，然后對管理值進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測并及時更新。

三是遙感(RS)技術(shù)在環(huán)境管理中也有著廣泛的運(yùn)用，環(huán)境研究人員通過運(yùn)用遙感，得到準(zhǔn)確的污染源分布、擴(kuò)散條件、擴(kuò)散范圍等情況。環(huán)保部門通過將GIS與遙感技術(shù)相結(jié)合，對我國西部10多個省市自治區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行調(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(jì)數(shù)據(jù)。

二、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。2.1 GIS在大氣環(huán)境動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用大氣環(huán)境有著以下特點(diǎn):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；空氣在自然環(huán)境中有著最好的流動性,地面是其不可逾越的 固體邊界 。因此大氣環(huán)境動態(tài)監(jiān)測最適合用GIS技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測和分析。利用GIS空間分析和數(shù)據(jù)顯示功能,可獲得污染物在大氣中的濃度分布圖,進(jìn)而可了解污染物的空間分布和超標(biāo)情況。2.2 GIS在水資源環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用 當(dāng)今，水源污染日趨嚴(yán)重并多以復(fù)合型污染為基本特征,因此有必要加強(qiáng)對水資源環(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。

三、GIS在環(huán)境影響評價中的應(yīng)用

環(huán)境影響評價是對環(huán)境質(zhì)量優(yōu)劣的定性定量評價，通過對所有的改、擴(kuò)、建項(xiàng)目的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、預(yù)測、評價，并給出保護(hù)環(huán)境的相應(yīng)措施和對策。

GIS技術(shù)可以將數(shù)據(jù)和地圖相連起來,建立拓?fù)潢P(guān)系,進(jìn)行空間分析、查詢以及制作各類專題圖,形象、直觀地顯示環(huán)境質(zhì)量和污染狀況；3.1 GIS在項(xiàng)目環(huán)境影響評價中的應(yīng)用利用GIS集成與場地和項(xiàng)目有關(guān)的各種數(shù)據(jù)及用于環(huán)境評價的各種模型,進(jìn)行綜合分析、模擬和預(yù)測,為環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行分析和決策。GIS還具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)管理、更新和跟蹤能力,以此來協(xié)助檢查和監(jiān)督環(huán)境影響評價單位和工程建設(shè)單位履行各自職責(zé),并對環(huán)境影響報告書進(jìn)行事后驗(yàn)證。3.2 GIS 在區(qū)域環(huán)境影響評價中的應(yīng)用GIS在區(qū)域環(huán)境影響評價的作用主要體現(xiàn)在:能有效地管理一個大的地理區(qū)域復(fù)雜的污染源信息、環(huán)境質(zhì)量信息及其他有關(guān)方面的信息,并能統(tǒng)計(jì)、分析區(qū)域環(huán)境影響的變化情況及主要污染源和主要污染物的地理屬性和特征等；將區(qū)域的污染源數(shù)據(jù)庫和環(huán)境特征數(shù)據(jù)庫(如地形、氣象等)與各種環(huán)境預(yù)測模型相關(guān)聯(lián),采用模型 預(yù)測法對區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測。

四、GIS在環(huán)境應(yīng)急預(yù)警中的應(yīng)用

建立環(huán)境應(yīng)急預(yù)警，能夠?qū)κ鹿曙L(fēng)險源的地理位置及其屬性、事故敏感區(qū)域位置及其屬性進(jìn)行管理，提供污染事故的大氣、河流污染擴(kuò)散的模擬過程和應(yīng)急方案。GIS在環(huán)境應(yīng)急系統(tǒng)中的作用主要是提供足夠空間數(shù)據(jù)和相關(guān)屬性數(shù)據(jù)的快速存取和管理功能，切實(shí)提高環(huán)境工作人員的管理決策能力。同時，GIS具有提供智能分析及策略的功能。例如，GIS可以通過對污染源位置、污染嚴(yán)重程度進(jìn)行綜合分析，將準(zhǔn)確并具有時效性的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到相應(yīng)的污染應(yīng)急模型中，便可以生成對應(yīng)的應(yīng)急方案，為決策者和應(yīng)急處置人員提供客觀且詳實(shí)的預(yù)案。

隨著GIS技術(shù)的不斷發(fā)展,相信它在環(huán)境領(lǐng)域的運(yùn)用會進(jìn)一步得到擴(kuò)展和完善, GIS系統(tǒng)在環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮著越來越重要的作用，它與各種環(huán)境管理、分析系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合，為環(huán)境工作者提供重要的技術(shù)指導(dǎo)和建議，有效地提高了環(huán)境工作效率，降低工作難度，使環(huán)境保護(hù)工作更加現(xiàn)代化、科學(xué)化。GIS的應(yīng)用必將為我國的環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域做出巨大的貢獻(xiàn)。