淺談GIS技術(shù)在環(huán)境評(píng)價(jià)領(lǐng)域的應(yīng)用

蓋建功，劉本甫

（定西市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，甘肅 定西 743000）

環(huán)境是影響社會(huì)生活狀態(tài)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，環(huán)境評(píng)價(jià)是有效預(yù)防和治理環(huán)境污染的關(guān)鍵手段。因此，針對(duì)環(huán)境整體質(zhì)量等級(jí)，要進(jìn)行合理評(píng)定，評(píng)定過程應(yīng)預(yù)先做好相關(guān)環(huán)境影響因素方面的評(píng)價(jià)，即利用一整套的評(píng)判基準(zhǔn)及方法來對(duì)某一空間區(qū)域內(nèi)的實(shí)際環(huán)境優(yōu)劣情況等進(jìn)行評(píng)估，并對(duì)環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢(shì)與可能存在的人為影響做出推斷。地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種環(huán)境綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)，其具備效能高、協(xié)作性強(qiáng)及便于管理等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境評(píng)價(jià)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

1 地理信息系統(tǒng)（GIS）綜述

1.1 地理信息系統(tǒng)（GIS）的基本概念

地理信息系統(tǒng)，英文為Geographic Information System（GIS）是同時(shí)融入了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)以及地理科學(xué)等多種理論知識(shí)與技術(shù)為一體的綜合性信息系統(tǒng)。利用系統(tǒng)工程與信息科學(xué)等相關(guān)技術(shù)，GIS可廣泛搜集大量的地理數(shù)據(jù)信息，然后進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析，從而為環(huán)境規(guī)劃、管理等提供充足的數(shù)據(jù)支撐[1]。追溯地理信息系統(tǒng)（GIS）的發(fā)展進(jìn)程，其最初由加拿大知名地理專家RogerTomlinson教授率先提出，重點(diǎn)包含四項(xiàng)組成部分，分別是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)、地理空間數(shù)據(jù)庫以及專業(yè)化的系統(tǒng)管理人員。地理信息系統(tǒng)（GIS）不僅能夠及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、編輯、存儲(chǔ)和管理，還能夠根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)構(gòu)形成圖表和二次開發(fā)。

1.2 地理信息系統(tǒng)（GIS）的特點(diǎn)

地理信息系統(tǒng)（GIS）的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：其一，可大幅度擴(kuò)展工作區(qū)間。地質(zhì)信息系統(tǒng)GIS技術(shù)在對(duì)環(huán)境影響因素進(jìn)行綜合評(píng)估時(shí)，其本身所具有的獨(dú)島性空間及技術(shù)數(shù)據(jù)可在較大程度上拓展工作空間。其二，強(qiáng)化工作成效。正如上文所述，地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)可實(shí)現(xiàn)有關(guān)數(shù)據(jù)的廣泛搜集、存儲(chǔ)與管理，這使得技術(shù)人員能夠更加直觀地查看環(huán)境參數(shù)，從而更加系統(tǒng)而完整地評(píng)估環(huán)境品質(zhì)與環(huán)境狀態(tài)。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)自主開展數(shù)據(jù)運(yùn)算、分析與評(píng)估，可有效地降低任務(wù)量，提高工作效率。其三，優(yōu)化評(píng)價(jià)工作品質(zhì)。GIS技術(shù)充分融合了當(dāng)代地理學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)，科技含量高且辨析判斷能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)化的仿真過程極大地提升了評(píng)價(jià)工作質(zhì)量[2]。

2 地理信息系統(tǒng)（GIS）在環(huán)境評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

2.1 GIS技術(shù)在水污染環(huán)境中的應(yīng)用

水體污染是近年來我國(guó)頻繁發(fā)生的一種環(huán)境污染類型，地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)在水污染環(huán)境評(píng)價(jià)中具有十分廣泛的應(yīng)用。水是生命之源，保持水體潔凈是每一個(gè)公民的責(zé)任，也是區(qū)域發(fā)展的重點(diǎn)任務(wù)。目前，地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)在水污染環(huán)境中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在水體發(fā)生污染問題時(shí)的預(yù)警、污染源處理以及污染擴(kuò)散的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等方面。

三峽水庫即是GIS技術(shù)應(yīng)用的典型案例。技術(shù)人員基于對(duì)三峽水庫水體情況與外在環(huán)境的充分分析的基礎(chǔ)上，將GIS技術(shù)引入到三峽水庫突發(fā)水體污染的響應(yīng)系統(tǒng)中，隨后依據(jù)我國(guó)水體污染突發(fā)事件管理系統(tǒng)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，將有關(guān)的地理數(shù)據(jù)、地質(zhì)水文情況、生態(tài)環(huán)境信息以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀態(tài)等統(tǒng)一錄入該數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中。通過水體污染的一般性擴(kuò)張模型，技術(shù)人員可以針對(duì)性地分析和計(jì)算水污染的擴(kuò)散趨勢(shì)，為三峽水庫管理方及時(shí)制定科學(xué)而正確的水體污染控制措施而提供支持。

地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)也為三峽水庫的諸多環(huán)境評(píng)價(jià)工作提供了高精度、強(qiáng)有力而可靠的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，其具有精準(zhǔn)的環(huán)境數(shù)據(jù)信息查詢、信息共享、水污染突發(fā)預(yù)警以及應(yīng)急處理等功能[3]。除此之外，GIS技術(shù)還可運(yùn)用于水體污染計(jì)劃系統(tǒng)，通過與空間數(shù)據(jù)庫的有機(jī)結(jié)合，綜合分析水體的整體狀況、污水排出情況與水質(zhì)量指標(biāo)，從而就水體未來變化做出科學(xué)評(píng)估與預(yù)測(cè)，這有益于提前做好水體污染計(jì)劃、加強(qiáng)水污染環(huán)境管理。

2.2 GIS技術(shù)在大氣污染環(huán)境中的應(yīng)用

隨著工業(yè)化生產(chǎn)與汽車排放量的迅速增加，大氣污染逐步成為許多地區(qū)存在的主要污染類型。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)在大氣污染中也獲得了一定的應(yīng)用，重點(diǎn)表現(xiàn)在準(zhǔn)確測(cè)量大氣污染物類型、污染物分布狀態(tài)以及預(yù)測(cè)污染物的擴(kuò)散趨勢(shì)等方面。當(dāng)前，生態(tài)環(huán)境部門已經(jīng)引入GIS技術(shù)，并將其與大氣形態(tài)模擬、大氣污染預(yù)警系統(tǒng)等有效結(jié)合，從而制定出科學(xué)有效的大氣污染治理措施。

2.3 GIS技術(shù)在項(xiàng)目工程環(huán)境評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

除上述領(lǐng)域之外，地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)在項(xiàng)目工程環(huán)境評(píng)價(jià)中也具有至關(guān)重要的運(yùn)用。項(xiàng)目工程規(guī)劃與施工方可利用GIS技術(shù)中的三維地形建立模型工具，在充分結(jié)合項(xiàng)目工程具體環(huán)境狀況的基礎(chǔ)上，針對(duì)性地設(shè)計(jì)出數(shù)字地形模型，然后利用高程和數(shù)字分析技術(shù)，科學(xué)評(píng)估與預(yù)測(cè)該項(xiàng)目工程建設(shè)可能會(huì)對(duì)外界環(huán)境產(chǎn)生的影響，最終為項(xiàng)目工程施工過程中的水渠建設(shè)與水土涵養(yǎng)工作提供參考。除此之外，項(xiàng)目工程的環(huán)境評(píng)價(jià)人員利用GIS技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)，針對(duì)性地構(gòu)建出符合工程需求的環(huán)境分析模型，并恰當(dāng)測(cè)算出項(xiàng)目工程施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)水文數(shù)據(jù)，從而形成了一種數(shù)據(jù)分析庫與同時(shí)具有空間和屬性的數(shù)據(jù)管理庫?？偟膩碚f，地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)是項(xiàng)目工程規(guī)劃建設(shè)的基礎(chǔ)。

2.4 GIS技術(shù)在地理環(huán)境管理中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)作為21世紀(jì)興起的、集多種技術(shù)于一體的高新技術(shù)，其應(yīng)用范圍逐步得到拓展，地理環(huán)境管理也成為重要的應(yīng)用層面。截至目前，地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)在我國(guó)地理環(huán)境管理中的應(yīng)用重點(diǎn)表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。一是地籍信息管理。地籍管理制度是我國(guó)最基本的土地管理制度之一，運(yùn)用GIS技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)土地信息的廣泛搜集、集中整理、準(zhǔn)確登記與統(tǒng)計(jì)，亦有助于科學(xué)評(píng)價(jià)土地的使用狀態(tài)。二是土地評(píng)價(jià)與規(guī)劃。土地是國(guó)家建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，做好土地規(guī)劃至關(guān)重要。相比土地管理來說，土地的規(guī)劃與利用是一項(xiàng)影響深遠(yuǎn)的復(fù)雜工作，承擔(dān)著土地控制、土地使用情況的協(xié)調(diào)與監(jiān)督等諸多作用，只有做好土地規(guī)劃與評(píng)價(jià)，方能同時(shí)保障土地獲取經(jīng)濟(jì)收益、社會(huì)效益與生態(tài)環(huán)境效益。GIS技術(shù)在土地資源清查、生產(chǎn)潛力分析、適宜性評(píng)價(jià)以及人口承載力評(píng)估等方面具有不可忽視的作用。

3 GIS技術(shù)在環(huán)境因素評(píng)估中的實(shí)用狀況分析

3.1 構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范化的GIS技術(shù)參數(shù)儲(chǔ)備庫

構(gòu)建完整高效的GIS技術(shù)參數(shù)儲(chǔ)備庫，定然要牽扯到多個(gè)方面的信息參數(shù)，對(duì)于源于不同渠道的信息，參數(shù)儲(chǔ)備庫的形態(tài)及款式各不相同。選取對(duì)應(yīng)參數(shù)庫中的各類參數(shù)和所屬類型，估測(cè)數(shù)據(jù)容量，讓其達(dá)到規(guī)范化、一致化，這樣才能構(gòu)建出更為高效、完整的地質(zhì)信息處置平臺(tái)。

3.2 依照不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)選用正確模型進(jìn)行分析

GIS系統(tǒng)中存在不同的模型，如統(tǒng)計(jì)分析模型、模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、多元回歸評(píng)價(jià)模型、指數(shù)評(píng)價(jià)模型、信息量評(píng)價(jià)模型、協(xié)同性評(píng)價(jià)模型和層次分析評(píng)價(jià)模型。人們要根據(jù)不同的環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建立與之相匹配的模型。除此之外，根據(jù)所需要的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，確定相應(yīng)的分析方法也至關(guān)重要。這兩點(diǎn)也直接影響評(píng)價(jià)的精確性。

3.3 實(shí)現(xiàn)3S技術(shù)的深入融合

GPS、GIS和ES技術(shù)三者的有機(jī)結(jié)合有助于提高環(huán)境評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性、可靠性以及高效性，尤其是對(duì)于ES（專家分析系統(tǒng)）技術(shù)的集成至關(guān)重要。這將對(duì)結(jié)果分析以及后續(xù)做出的規(guī)劃、決策產(chǎn)生重要影響。

4 結(jié)語

GIS信息系統(tǒng)形成于20世紀(jì)60年代，經(jīng)過十年的研究與發(fā)展，國(guó)際上第一個(gè)由加拿大開發(fā)的地質(zhì)地理信息系統(tǒng)正式投入使用。隨后，GIS信息系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)獲得了快速發(fā)展，并逐步豐富了應(yīng)用范圍。其中，環(huán)境評(píng)價(jià)是其最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一，水體污染、大氣污染、項(xiàng)目工程環(huán)境以及土地信息管理等方面均取得了良好的應(yīng)用效果。隨著新一輪科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，GIS信息系統(tǒng)必將推動(dòng)我國(guó)環(huán)境評(píng)價(jià)持續(xù)進(jìn)步。