GIS在環境科學中的應用分析

作者簡介：齊爽，男，出生年：1986年，籍貫：河北省故城縣人，本科學歷 ，助理工程師，從事環境評估工作。

摘要：本文結合GIS基本概念及應用優勢，綜合論述了GIS技術在大氣環境動態監測、水資源環境監測等環境監測及數據處理、影響預測和綜合評價、查詢評價結果、專題地圖生成等環境影響綜合評價等環境保護方面的應用，GIS與環境科學的結合運用將充分發揮出巨大的發展潛力，地理信息系統（Geographical Information System，簡稱GIS）是以地理空間數據庫為基礎，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的、動態的地理信息為地理研究和決策服務的分析、處理、挖掘海量地理數據的通用技術，是一種采集、存儲、管理、查詢檢索、分析及顯示和描述空間數據的計算機系統。

關鍵詞：GIS；環境監測；環境影響綜合評價；應用

中圖分類號：X87 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（a）-0000-00

GIS是在計算機軟、硬件支持下，實現對整個或部分地球表層（含大氣層）空間相關數據及屬性的采集、錄入、儲存、編輯、處理、分析、輸出等，主要包括硬件、軟件、數據和用戶四部分，較一般的管理信息系統具有強大的空間數據管理系統、形象直觀的應用界面、強大的空間分析能力等。隨著生態環境的惡化，保護生態環境已成為全社會關注的問題，GIS與環境科學的結合運用有著巨大的發展潛力，將被廣泛應用于環境管理、環境監測、環境影響評價、環境規劃等領域，可快速、準確獲取環境信息，完成空間信息分析和圖形處理等，從空間和時間上分析出環境資源現狀及變化趨勢等。

1 GIS應用優勢

①GIS的標準化包括支持GIS工作的數據結構、數據交換格式的統一標準化，提供GIS工作基礎數據接口的標準化，建立開放地理信息系統的互操作標準，尋求網絡地理信息 系統數據和空間數據處理服務的標準方法等。GIS以上述標準化為基礎，既有利于地理數據的維護，又節省了大量時間和經費。

②與其他普通軟件相比，GIS具有獨特的空間和屬性數據管理以及空間分析應用功能，而且這是任何普通軟件無法替代的；GIS可將地理學發展史中現代理論、方法與計算機有機結合起來，充分發揮出其強大的空間、屬性分析能力，這是傳統手段方式無法比擬的；GIS在環境科學中彰顯出定量、快速、易修改、易更新，并能動態、模擬分析地理數據等特點，這也是常規評價方法難以實現的。

③GIS數據根據同一空間坐標及不同領域可享數據和結果，數據通用性相對增強，實現各部門之間的形成支持整個項目的戰略決策系統，完成數據的共享和自由交換，并通過WEBGIS及時發布成果。

2 GIS在環境科學中的應用

2.1 GIS環境監測

2.1.1 GIS大氣環境動態監測

隨著城市的擴展和人口的增多，機動車數量急劇增加，城市向著工業化方向發展，工業排放的大量有害物及機動車廢氣等使得城市空氣遭受嚴重污染，改善大氣質量，維護生態環境平衡是當前多國家和地區迫切需要解決的問題。人類賴以生存的大氣環境具有空間尺度大，空氣流動性強等特點，地面是自然環境中的空氣不可逾越的固體邊界。GIS技術適用于對大氣環境動態監測和分析，利用地理信息系統技術和數據庫管理技術收集并整理主要污染物、污染物擴散范圍、周圍地形及存在大氣污染隱患的工廠企業及其位置信息等，建立地理信息數據庫，然后通過GIS空間分析和數據顯示獲取污染物在大氣環境中的濃度分布圖，最終得出污染物的空間分布及超標情況。我國“七五”環保項目中“國家大氣環境信息系統”就是充分利用了GIS技術實現對大氣環境的監測和分析的。

2.1.2 GIS水資源環境監測

水是人類賴以生存和發展的重要物質條件之一。當前，由于水源污染趨于嚴重并存在復合型污染，造成大量水源不能飲用。近幾年，GIS技術被用于水資源環境監測和管理中，其強大的空間信息管理和分析功能完全符合水資源環境空間信息量較大的特點，可實現科學有效的進行組織和管理水質監測數據及空間數據，有利于管理人員查詢、編輯、修改各種空間信息；而且還可利用GIS空間分析及圖表分析優勢，分析空間和監測數據，并制作專題圖表，為管理部門制定水污染治理方案提供出有效的信息支持。

2.2 GIS在環境影響綜合評價

2.2.1 數據處理

環境影響綜合評價工作涉及大量的工程項目規劃數據、區域自然環境和社會經濟環境數據及污染物排放數據和環境本底值等用于評價的基礎數據，利用GIS技術開展該項工作，可將這些大量數據存入屬性數據庫，并綁定評價區域地理空間位置，有利于開展環境影響預測及評價時隨時調用任一區域相關數據，并可根據設定值查詢和檢索數據。GIS對海量數據快速處理能力滿足了對環境影響評價中大量數據分析、預測和評價的要求，并將評價結果經程序設計存入數據庫中，再通過關系化數據庫語言作出評價區域結果分級檢索并生成專題圖，準確、快速、靈活的處理數據，這種強大的技術支持促進了環境影響綜合評價工作的數字化發展。

2.2.2 影響預測和綜合評價

在進行環境綜合分析及評價時，可充分利用GIS極強的管理空間數據及空間數據分析功能，將環境影響綜合評價的原始數據、預測數據與地理區域空間位置數據相結合，獲取不同方法分析及評價結果，然后將這些結果采用數據庫、圖形、圖表等方式存儲用于以后應用。同時，通過編制應用軟件使GIS與各種綜合評價方法集成，設計出專業環境影響綜合評價應用軟件有目的的進行各種評價結果的空間分析，從而使環境影響綜合評價處理速度及空間表現力得到進一步提升，而且實現在評價區域地圖上按照不同要求對所提供的預測分析結果進行顯示或打印。

2.2.3 查詢評價結果

應用GIS進行環境影響評價，可實現全面、快速的查詢區域人口數據、地理位置數據、污染源排放數據、影響預測數據、評價結果數據等，并能在查詢過程選擇任一地點進行查詢，也可進行利用綜合污染等級、污染物濃度等條件查詢，查詢結果會迅速、準確的出現在區域電子地圖上，并可對電子地圖進行隨意放大、縮小、移動、旋轉等便捷操作，充分發揮GIS快捷準確的技術優勢，有利于管理人員進行管理和決策。

2.2.4 生成專題地圖

根據評價要求，GIS技術可對數據庫中原始資料進行相關分析計算得出區域環境影響評價結果，然后把結果存入數據庫。應用軟件可任意調用數據庫中相關數據，當綁定數據與區域地圖，就可以運用條形圖、餅型圖、點密度圖集填充區域圖等一定的圖形表示方式，在地圖上自動生成評價結果專題圖。評價人員根據需要隨意選取專題地圖生成方式，GIS系統就會自動生成相應的環境影響綜合評價結果圖。

3 GIS在其他環境科學領域中的應用

GIS技術可將數據及地圖連接起來，建立拓撲關系，進行空間分析、查詢及各類專題圖的制作等，直觀、形象的顯示環境質量和污染狀況，并可選擇各種評價方法進行單要素評價和區域綜合評價，實現評價因子分析、計算和評價成果的自動輸出，完成GIS項目環境影響評價、區域環境影響評價及累積環境影響評價等環境影響評價應用，降低人工勞動強度，提高評價工作進程。而且，還可利用GIS空間分析技術與基礎數據和空間圖形庫結合，對環境數據收集管理、環境質量評價預測及污染控制規劃等方面進行相應處理，更加快速、直觀、時效的放映環境規劃決策過程，充分發揮GIS在環境規劃中的及時更新數據、實時查詢地理空間信息和屬性數據以及可宏觀把握、微觀分析的功能優勢。

參考文獻

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