GIS技術在環境保護中的應用

（石河子市環境保護局環境信息中心，石河子市，832000） 肖艷陽

隨著我國環境信息化的快速發展和計算機新技術在環境保護領域的廣泛應用，環境信息系統在環境保護管理和決策工作中發揮著越來越重要的作用。而地理信息系統技術的出現為環境保護工作邁向信息化、現代化提供了技術支持。目前，全國27個省級環保局及一百多個城市環保部門都已經使用地理信息系統平臺軟件和相應的硬件設施，大部分省市已經建立環境基礎數據庫，在GIS平臺上開發了城市環境地理信息系統、重點流域水資源管理、環境污染應急預警預報系統等，取得了顯著的成效。下面將結合實例分別闡述GIS技術在環保領域的應用情況。

1 GIS技術在環境保護中的應用

1.1 應用GIS制作環境專題圖

環境制圖是環境科學研究的基本工具和手段。與傳統的、周期長、更新慢的手工制圖方式相比，利用GIS建立起地圖數據庫，可以達到一次投入、多次產出的效果。它不僅可以為用戶輸出全要素地形圖，而且可以根據用戶需要分層輸出各種專題圖，如污染源分布圖、大氣質量功能區劃圖等等。GIS的制圖方法比傳統的人工繪圖方法要靈活得多，在基礎電子地圖上，通過加入相關的專題數據就可迅速制作出各種高質量的環境專題地圖。可以根據實際需要從符號和顏色庫中選擇圖件，使之更好地突出專題效果和特性。

1.2 應用GIS建立各種環境地理信息系統

各級環保部門在日常管理業務中，需要采集和處理大量的、種類繁多的環境信息。而這些環境信息85%以上與空間位置有關。GIS的強大功能之一是它的空間數據的采集、編輯、處理功能和對空間數據的管理能力。使用GIS，可以建立各種環境空間數據庫。例如：污染源空間信息數據庫(包括工業、農業、交通等污染源數量、屬性和污染源發生的地域范圍)、環境質量信息數據庫(包括空氣、水、噪聲等)，GIS能夠把各種環境信息與其地理位置結合起來進行綜合分析與管理，以實現空間數據的輸入、查詢、分析、輸出和管理的可視化。例如，基于GIS平臺，廈門市建立了城市環境空間數據庫和污染源監測屬性數據庫，開發了網絡化城市環境質量地理信息系統，該系統涵蓋了大氣、地表水、聲學環境的監測信息，以分布圖、專題圖、三維模型等形式，生動直觀地反映環境質量狀況。

1.3 GIS應用于環境監測

在環境監測過程中，利用GIS技術可對實時采集的數據進行存儲、處理、顯示、分析，實現為環境決策提供輔助手段的目的。如廣東省以東深流域自然環境地理信息為基礎，對東深流域的監測數據進行存儲處理，利用GIS技術開發了東深流域水環境管理信息。該系統直觀顯示和分析東深流域水環境現狀、污染源分布、水環境質量評價，追蹤污染物來源。可結合數字地圖查詢歷年監測數據及各種統計數據，進行空間分析(如緩沖區查詢與分析)、輔助決策(容量計算及污染狀況的預測)為流域水環境的科學化管理和決策提供了先進的科學手段。

1.4 GIS應用于自然生態現狀分析

在進行自然生態現狀分析過程中，利用GIS可以比較精確地計算水土流失、荒漠化、森林砍伐面積等，客觀地評價生態破壞程度和波及的范圍，為各級政府進行生態環境綜合治理提供科學依據。國家環保總局把GIS技術與遙感技術相結合，對我國西部12省的生態環境現狀進行調查，得到了西部地區生態環境的空間分布與空間統計狀況、生態環境質量狀況和生態環境變化的空間規律特點，為該地區經濟的可持續發展與資源環境的可持續利用提供了科學依據。青海省遙感中心將“3S”技術運用到青海湖環湖重點區域調查上，快速查清了該區域土地利用、土地覆蓋現狀，建立了生態環境數據庫和生態環境評價指標體系，為政府規劃決策、資源開發、環境保護提供了寶貴資料。

1.5 GIS應用于環境應急預警預報

建立重大環境污染事故區域預警系統，能夠對事故風險源的地理位置及其屬性、事故敏感區域位置及其屬性進行管理，提供污染事故的大氣、河流污染擴散的模擬過程和應急方案。例如，大連市的“重大污染事故區域預警系統”把重大污染事故的多種預測模型與GIS技術相結合，當某一風險源發生事故時提供應急措施、報警信息和救援信息，為重大污染事故應急指揮奠定了基礎。上海市應用GIS、RS與GPS技術開發了環保應急熱線系統，該系統采用GIS技術進行污染源搜索和定位;將GIS與GPS結合起來，用于出警指揮和導航;用RS技術獲取地面信息，解決了GIS基礎底圖動態更新問題。通過“3S”技術的綜合應用，更好地發揮了GIS在環保執法和應急事件中的作用。

1.6 GIS應用于環境質量評價和環境影響評價

由于GIS能夠集成管理與場地密切相關的環境數據，因而也是綜合分析評價的有力工具。環境影響評價是對所有的改、擴、建項目可能產生的環境影響進行預測評價，并提出防止和減緩這種影響的對策與措施。利用GIS的空間分析功能，可以綜合性地分析建設項目各種數據，幫助確立環境影響評價模型。由于GIS系統具有層的結構，可將不同的環境影響進行計算并疊加。深圳市環境保護研究所已利用GIS技術進行編制環境影響評價報告書和制圖。在區域環境質量現狀評價工作中，可將地理信息與大氣、土壤、水、噪聲等環境要素的監測數據結合在一起，利用GIS軟件的空間分析模塊，對整個區域的環境質量現狀進行客觀、全面的評價，以反映出區域中受污染的程度以及空間分布情況。如通過疊加分析，可以提取該區域內大氣污染布圖、噪聲分布圖;通過緩沖區分析，可顯示污染源影響范圍等。

1.7 GIS應用于水環境管理

水環境信息具有明顯的空間屬性和層次屬性，利用GIS可以更加明確地揭示不同區域的水環境狀況，反映水體環境質量在空間上的變化趨勢。可以更加直觀地反映如污染源、排污口、監測斷面等環境要素的空間分布。利用GIS還可以進行污染源預測、水質預測、水環境容量計算、污染物削減量的分配等，以表格和圖形的方式為水環境管理決策提供多方位、多形式的支持。目前，全國各省環保局正在使用GIS軟件進行各省水環境功能區劃匯總工作，在此基礎上，進一步開發水環境功能區管理信息系統，實現水環境數據查詢、水質評價、統計分析、水質預測等功能，將各種水環境信息以可視化的方式表達，對水環境的科學管理將具有非常重要的意義。地理信息系統近年來發展迅速，尤其是“3S”集成技術的出現，使我國的環境地理信息系統開發與應用邁上新的臺階。隨著國家環境地理信息系統的建立和100城市日援項目的實施，GIS技術必將在環境保護領域得到更廣泛的應用。

[1]韋雪華，陸雍森.《地理信息系統在環境領域中的應用》

[2]何艷，徐建明，施加春.《GIS在環境保護中的應用現狀與發展》