GIS技術(shù)在生態(tài)環(huán)境地質(zhì)評價中的應(yīng)用

嚴(yán)林

甘肅省核地質(zhì)二一九大隊 甘肅 天水 741025

引言

如今隨著全球環(huán)境的不斷惡化，各個國家都在大力提倡環(huán)境保護(hù)，因此生態(tài)環(huán)境地質(zhì)評價在工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。同時，隨著互聯(lián)網(wǎng)科技的不斷發(fā)展，地理信息系統(tǒng)（GIS）正在越來越多地應(yīng)用到環(huán)境影響評價中，因為GIS技術(shù)能將各種信息與地理空間數(shù)據(jù)有機地集成在一起，直接提供高精準(zhǔn)的決策信息，為城市規(guī)劃建設(shè)提供更準(zhǔn)確的信息，從而達(dá)到合理利用環(huán)境的目的[1]。隨著我國信息化的不斷進(jìn)步，GIS技術(shù)運用的也越來越多，它具有了不可替代的優(yōu)越性。

1 生態(tài)環(huán)境地質(zhì)評價中GlS技術(shù)的基本思路

生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查是為合理開發(fā)利用礦產(chǎn)資源、土地資源、水資源等自然資源，為區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境建設(shè)和保護(hù)提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料而進(jìn)行的一項新的基礎(chǔ)性地質(zhì)調(diào)查工作[2]。

開展生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的主要目的之一就是要調(diào)查評價區(qū)域地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的發(fā)展變化規(guī)律。動態(tài)性包括地下水、地表水 資源的區(qū)域性動態(tài)（生態(tài)水位、資源的質(zhì)與量）變化、地面沉降量變化等。這些動態(tài)變化要用GIS可視化表示，要突出揭示生態(tài)區(qū)域變化與地質(zhì)環(huán)境變化之間的內(nèi)在關(guān)系，為生態(tài)環(huán)境治理和保護(hù)提出切實可行的方案。根據(jù)這一要求，我們擬定了應(yīng)用GIS技術(shù)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境地質(zhì)評價的基本思路。由這一思路可以得出應(yīng)用GIS技術(shù)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境地質(zhì)評價是在生態(tài)環(huán)境地質(zhì)空間屬性數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上進(jìn)行的?；贕IS技術(shù)建立生態(tài)環(huán)境地質(zhì)空間屬性數(shù)據(jù)庫，主要包括圖形、屬性數(shù)據(jù)的輸入、編輯、查詢管理、空間分析、屬性分析等步驟。建立空間、屬性數(shù)據(jù)庫的目的是更加有效地利用多元地學(xué)信息，并為后續(xù)分析提供數(shù)據(jù)接口和掛接平臺，同時也是為了適應(yīng)現(xiàn)代信息社會數(shù)字化的需要。應(yīng)用GIS技術(shù)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境地質(zhì)評價主要包括評價單元的生成、評價指標(biāo)體系的確定、評價指標(biāo)值的提取、評價模型分析，通過評價模型分析，首先分別就地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)性和生態(tài)脆弱性兩個方面進(jìn)行評價，在此基礎(chǔ)上綜合評價區(qū)域生態(tài)環(huán)境地質(zhì)質(zhì)量。當(dāng)環(huán)境因素不斷發(fā)生變更的時候，我們可以得到各個專題數(shù)據(jù)的時間系列數(shù)據(jù)，將之代入評價模型進(jìn)行多次評價，即可達(dá)到動態(tài)分析生態(tài)環(huán)境地質(zhì)系統(tǒng)在其自身平衡附近的動態(tài)變化趨勢。以上兩個部分的工作都是在GIS的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所以需要重點考慮哪些數(shù)據(jù)是建立系統(tǒng)所必需的。其中數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的存儲結(jié)構(gòu)和方式、參與評價和決策的數(shù)據(jù)項及其量化表達(dá)方式，必然涉及圖形數(shù)據(jù)圖層規(guī)劃、屬性數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和評價指標(biāo)體系的問題。

因此，通過利用GIS技術(shù)將多媒體與虛擬現(xiàn)實相結(jié)合，在通過計算機對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析建立完整的數(shù)據(jù)庫，可以實現(xiàn)信息的多樣化的應(yīng)用，為后期的分析工作提供支持滿足數(shù)字化發(fā)展要求[3]。在地質(zhì)環(huán)境評價中，通過GIS技術(shù)的應(yīng)用可以從地質(zhì)災(zāi)害和生態(tài)脆弱性方面進(jìn)行分析，可以更好地確保分析的合理性，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

2 對生態(tài)地質(zhì)環(huán)境圖像進(jìn)行合理分析

生態(tài)環(huán)境地質(zhì)評價，首先，是將采集到的圖像和屬性數(shù)據(jù)輸入計算機。然后，是對這些圖像和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的管控，以實現(xiàn)圖形個屬性數(shù)據(jù)的高效分析與管理，并延伸分析空間[4]。在生態(tài)環(huán)境地質(zhì)系統(tǒng)中，由于包含很多和環(huán)境相關(guān)的屬性參數(shù)，所以在進(jìn)行工作中需要對圖像參數(shù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分錄入。在對生態(tài)地質(zhì)環(huán)境圖像管理中，需要對圖像參數(shù)進(jìn)行不同類別的檢索和添加操作，才可以進(jìn)行有效的錄入[5]。另外在對生態(tài)地質(zhì)環(huán)境圖像操作中，通過把屬性參數(shù)和相應(yīng)圖像因子連接起來，可以更好地提高數(shù)據(jù)應(yīng)用效果。

2.1 數(shù)據(jù)的錄入、編輯

在生態(tài)環(huán)境地質(zhì)系統(tǒng)中，對于數(shù)據(jù)錄入需要嚴(yán)格按照國家制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，另外在錄入數(shù)據(jù)的時候，需要對生態(tài)環(huán)境地質(zhì)評價特殊性進(jìn)行考慮，保證所錄入的數(shù)據(jù)的合理性。

2.2 圖像、屬性參數(shù)的連接

在生態(tài)環(huán)境地質(zhì)系統(tǒng)中，對于圖像屬性參數(shù)的連接需要把生態(tài)環(huán)境地質(zhì)勘探點對應(yīng)的參數(shù)表作為屬性，但是這種操作只能實現(xiàn)參數(shù)的顯示功能，對于數(shù)據(jù)的提取和分析上有很大影響[6]。所以，需要把每一層的相關(guān)參數(shù)直觀地看作是圖像文檔中的圖元實施儲蓄。這些操作涉及很多技術(shù)細(xì)節(jié)性問題，在整個參數(shù)控制過程中也顯得非常重要，所以，要想實現(xiàn)有效的控制，必須要對計算機和專業(yè)行業(yè)的理論有透徹的了解[7]。

2.3 GIS空間解析

在生態(tài)環(huán)境地質(zhì)系統(tǒng)中，GIS空間解析是非常重要一部分，可以對GIS系統(tǒng)和計算機輔助繪制系統(tǒng)進(jìn)行有效區(qū)分。在進(jìn)行GIS空間解析中，主要包括專業(yè)屬性和空間坐標(biāo)兩個方面[8]。其中空間坐標(biāo)主要是用來對空間方位和形態(tài)進(jìn)行描述，而專業(yè)屬性主要對實體某一蒼茫特征進(jìn)行描述。通過空間分析，可以從圖例中檢索到某一類實體參數(shù)，而且可以實現(xiàn)對空間的疊加分析，從而更好地進(jìn)行整體規(guī)劃。另外在生態(tài)環(huán)境地質(zhì)系統(tǒng)中，通過空間分析可以對基本參數(shù)進(jìn)行初步處理，更好地為后期地質(zhì)評價進(jìn)行服務(wù)。GIS軟件可以實現(xiàn)對各種空間進(jìn)行有效分析，但是在具體工作中，如果只是利用空間分析來完成專業(yè)參數(shù)分析還有很多不足。

這是因為基本GIS的大部分解析功能都是為一般解析而創(chuàng)建的。這就要求研發(fā)人員在GIS基礎(chǔ)軟件平臺的支持下實現(xiàn)二次研發(fā)，拓寬空間分析的范圍，提取有價值的信息。

3 GlS技術(shù)支持下生態(tài)環(huán)境地質(zhì)評價步驟

3.1 做好評價目標(biāo)的選擇

在生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作中，由于數(shù)據(jù)和信息范圍比較廣泛，所以需要保證生態(tài)環(huán)境調(diào)查專業(yè)性，才能更好保證地質(zhì)調(diào)查工作效果。在具體工作中，由于沒有成熟的經(jīng)驗可以進(jìn)行參考，所以會對生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作效果造成一定程度影響[9]。由于所調(diào)查區(qū)域的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，單純依靠現(xiàn)有的認(rèn)知來分析出來合適的管理決策具有一定困難。所以在生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作中，需要對目標(biāo)評價策略進(jìn)行應(yīng)用，從實際工作作為出發(fā)點，然后選擇最好的評價策略，才能保證地質(zhì)環(huán)境評價質(zhì)量。

第一，針對地質(zhì)環(huán)境所進(jìn)行的評價?？梢酝ㄟ^對該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境方面入手來進(jìn)行分析評價。工程環(huán)境地質(zhì)評價作為工程環(huán)境地質(zhì)的重要內(nèi)容之一，應(yīng)從影響地質(zhì)環(huán)境的因素入手，利用數(shù)學(xué)模型和專家經(jīng)驗做好環(huán)境劃分工作。同時，還需要對地質(zhì)環(huán)境惡化可能產(chǎn)生的后果進(jìn)行預(yù)測，做好地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展規(guī)律的研究，開展地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域評價和預(yù)測[10]。第二，環(huán)境容量。在地質(zhì)災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境中災(zāi)害的易發(fā)性和承受能力分析中得出，首先要認(rèn)清環(huán)境的承載能力，為土地利用資源的合理性開發(fā)提供重要的意義。第三，做好土地利用與開發(fā)評價工作，這一環(huán)節(jié)主要針對的是土地資源。第四，做好對水資源的質(zhì)量和儲量進(jìn)行評價，確保后續(xù)工作的有序開展。第五，地質(zhì)適應(yīng)性評價。在分析地質(zhì)環(huán)境與生態(tài)環(huán)境相互作用的基礎(chǔ)上，對地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀以及趨勢進(jìn)行評價，目的就是為了研究地質(zhì)環(huán)境對生態(tài)環(huán)境的制約作用[11-12]。

3.2 評價單元

對于地質(zhì)質(zhì)量的評價，主要針對該區(qū)域生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境的大概情況進(jìn)行容易發(fā)生災(zāi)害的程度，對于土地的利用和地形地貌等等因素來劃分為單元。

3.3 指標(biāo)體系

指標(biāo)體系直接關(guān)系到生態(tài)環(huán)境地質(zhì)的最終評價以及預(yù)測結(jié)果。在傳統(tǒng)的預(yù)測工作中主要受到主觀性、客觀性（人為）等因素的影響，很多都會存在缺乏規(guī)范性的提取、可操作性等問題[13]。因此，指標(biāo)體系的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到評價結(jié)果。在實際工作中，由于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的不足，指標(biāo)體系一般都是依靠專家的經(jīng)驗來判定[14]。所以，在評價指標(biāo)的選擇上，要從保證評價目標(biāo)的先進(jìn)性要素和準(zhǔn)確性兩方面入手，在保證指標(biāo)獨立性的同時，對于可控制因素進(jìn)行綜合有效的分析。

3.4 模型分析

目前，很多的數(shù)學(xué)模型被廣泛應(yīng)用到了實踐當(dāng)中，因此，在應(yīng)用中需要在保證參數(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)性以及保證參數(shù)物理意義的基礎(chǔ)上進(jìn)行，同時，還要整合不同的分析方法來保證評價的合理性，以滿足實際工作要求。

4 對某流域地質(zhì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價的預(yù)測分析

4.1 可靠性驗證分析

在水資源和地質(zhì)環(huán)境資源評價中，我國在很早就建立了江流域水環(huán)境GIS，可以對水質(zhì)做出準(zhǔn)確的快速的分析。一些相關(guān)的流域水管理單位將GIS技術(shù)用于江河流域地質(zhì)洪水等災(zāi)害的應(yīng)用中[15]。另外在可靠性驗證分析中，通過對定量評價結(jié)果和定性結(jié)果一致，很好地說明了應(yīng)用GIS技術(shù)對這條河的流域生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)質(zhì)量進(jìn)行定量評價是可行的。

4.2 綜合評價預(yù)測

綜上所述，在GIS技術(shù)支持下為地質(zhì)質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境的分析提供了一個很好的平臺，有很好的優(yōu)越性[16]。水資源特別豐富的流域，農(nóng)業(yè)生態(tài)穩(wěn)定性和人們生態(tài)環(huán)境以及地質(zhì)質(zhì)量也是很高的，給人們提供了一個良性的生態(tài)環(huán)境。

5 結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，通過做好生態(tài)環(huán)境地質(zhì)條件評價工作，可以更好地促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。在生態(tài)環(huán)境地質(zhì)評價工作中，通過GIS技術(shù)應(yīng)用，可以確保生態(tài)環(huán)境地質(zhì)評價的順利實施。但是在實際工作中，生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查和評價還存在很多不足，文章中涉及的評價目標(biāo)集和評價模型需要在具體調(diào)查和評價實踐中不斷改進(jìn)以優(yōu)化，只有做好細(xì)節(jié)研究才能提高評價的準(zhǔn)確性，發(fā)揮更廣泛的應(yīng)用。