GIS在環境監測數據管理中的應用分析

孫英杰

摘 要：近年來，GIS技術取得了很大的突破，這使得GIS在環境監測數據管理分析中的應用越來越廣泛。本文首先闡述了GIS的概念和特點，對環境監測與GIS的關系以及GIS在環境監測數據管理中的應用進行了探討分析。

關鍵詞：GIS；地理信息系統；環境監測；關系；數據管理；應用

隨著環境污染問題的日益嚴重，傳統環境監測手段已不能勝任新時期現代化管理的需要，GIS技術的發展為解決當前資源與環境問題，提供了有力的技術支撐。例如GIS以地理空間數據庫為基礎，在計算機硬、軟件環境的支持下，將地理空間模型化并存儲在計算機中，適時提供多種空間地理信息，輔助相關的地理研究和地理決策，能有效處理基于環境問題的大量復雜空間信息，使得環境監測數據的管理分析更加快速、實時、有效。

1GIS的概念和特點

GIS即地理信息系統， 是一門集計算機科學、信息學等多門科學為一體的新興學科，它以地理空間數據庫為研究對象，在計算機軟件和硬件支持下，運用系統工程和信息科學的理論，科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據，以提供對規劃、管理、決策和研究所需信息的空間信息系統。

GIS （地理信息系統）特點是能把各種信息同地理位置和有關的視圖結合起來，并把地理學、幾何學、計算機科學及各種應用對象、Internet、多媒體技術及虛擬現實技術等融為一體，利用計算機圖形與數據庫技術來采集、存儲、編輯、顯示、轉換、分析和輸出地理圖形及其屬性數據，且可根據用戶需要將這些信息圖文并茂地輸送給用戶，便于工程管理者對項目的分析管理、規劃設計、檢查驗收等提供決策依據。

2環境監測與GIS的關系

隨著現代科學技術的不斷發展，以及信息更新速度的加快，環境監測的手段已經逐漸走向自動化，而GIS能夠對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、存儲、管理、運算、分析和可視化表達的信息處理與管理，能對已有空間和屬性信息進行加工處理，得出科學結論。這使GIS技術與環境監測結合成為可能，同時，GIS技術具備著引導作用，推動著環境監測工作的發展。這集中體現在：其能夠將具有空間屬性的多種環境監測信息管理得當，在工作中準確地分析監測管理和實踐模式，便于決策，實現科學與政策標準評價的目的。GIS是環境監測工作中的技術支柱。

從另一個方面上來說，環境監測設計復雜和敞開的地表系統，而GIS為研究物質和能量在實現地理空間的運動和轉化規律提供了方便準確的空間管理和空間分析手段，GIS空間數據庫可實現對環境監測數據的有效管理，其形象生動的制圖表達、強大綜合分析功能、友好的界面交互等優點，使得到的環境過程描述更貼近實際，能夠有效地解決各種環境問題，對于環境監測的發展是十分有益的。

3 GIS在環境監測數據管理中的應用分析

3.1環境質量監測

環境質量監測是環境監測工作的主體，它是對各種環境要素的污染狀況和污染物的變化趨勢進行監測，并且對環境污染控制措施的效果進行評價，收集與環境質量監測相關的數據評價控制措施的效果判斷環境標準的實施情況和改善環境取得的進展，以此確定一定區域內環境污染狀況和變化趨勢。一般情況下，環境質量監測針對的是一定的區域，對該區域的水質、噪聲、空氣狀況、固體廢物等方面進行定點的、長時間的監測以掌握該區域的污染現狀并且對其進行全面準確的評價，從而反映出該區域受污染的程度和污染物空間分布狀況。一般情況下，監測所獲得的有關數據都是在空間上離散的點，我們可以利用GIS的空間數據內插方法來準確地反應環境質量的現狀。比如說，通過某監測河流上監測斷面的數據對該河流的水質狀況進行評價。另外，在對監測環境中的各種客體（如廢棄物、水質等）進行評價時，常常與多個污染指標有關。怎樣依靠這些多個單一的、包含一定空間信息的污染物指標來對空氣的質量進行綜合評價，我們可以通過GIS的空間疊合分析來實現它?？臻g疊合分析就是在一定的空間系統條件下，每次將同一區域的兩個地理圖層進行疊合，以此產生空間區域的多重屬性特征，或者建立各種地理對象間的空間聯系。前者通?？梢杂脕硭阉魍瑫r具有集中地理屬性的分布區域，稱為空間疊合屬性；后者通常用于發現某區域內一些專題的特征，稱為空間疊合統計。這樣就實現了利用多個污染指標的空間疊合分析對環境質量的全面分析和評估。綜上所述，為了準確地表述某一區域的環境質量，僅靠某一點的監測是不夠的，只有利用GIS強大的空間處理能力和綜合分析等優勢，結合污染物的分布，全面統計分析監測數據，才能得到準確而客觀的表述。

3.2污染源監督監測

污染源監督監測是為了掌握主要污染源在時間和空間的變化所采取的定期定點的常規性監督監測，在進行此項工作時，必須觀察污染物濃度、排放總量和污染趨勢，同時充分利用信息技術，通過監視網來預報、預測某一個地區的環境情況。進行污染源監督監測的最終目的，是想找出污染源，并且對其進行合理分析，找出對應的措施改善環境。要找出污染源，評價各種不同的污染源造成的污染程度，不僅僅需要監測出污染源的濃度和排放總量數據。在污染物排放量相同的前提條件下，因為地理方位存在差別，將必然導致污染源造成的污染程度與范圍相差較大，因此，污染源的地理空間特性決定了對污染源的影響分析必須采用GIS， GIS與污染源監督監測相結合，使得污染源監督性監測能夠根據污染源的污染類型和現有的地理數據的變化程度，從選擇合適的環境模型如擴散模型、影響模型等進行預測，利用預測結果和不同時期的環境污染數據進行比較，計算給定污染物在不同時期的擴散濃度，確定其污染擴散的范圍，得出污染源排放與環境污染之間的規律，預測環境污染的發展趨勢，為污染源規劃決策和環境質量提供科學依據。

3.3環境應急監測

GIS廣泛應用于環境污染的應急監測。污染物應急監測是指對各種污染事故的污染源進行現場追蹤，確定污染事故造成環境的污染程度，帶來的危害等。按照它的特定目的，還可以繼續劃分為以下幾種：污染事故監測，一旦這個區域被污染，則必須立刻采取應急措施，得出污染物的類型和污染程度、以及其擴散狀況，為污染控制工作提供支持；仲裁監測，這主要是針對污染事故糾紛而言，其目的是為了解決環境監測過程中的沖突；考核驗證監測，它涉及的內容相對較多，比如人員考核、方法驗證和新建項目的環境考核評價及污染治理項目竣工時的驗收監測；咨詢服務監測，它主要是為政府部門，一些科研機構提供服務的。污染物事故應急監測的對象較多，各種污染事故都是其現場追蹤的對象。在這個過程中，必須找出事故的污染程度和范圍，以及造成的不良后果。只有這樣，才能及時跟蹤環境污染狀況，及時處理一些重要污染事故。為保證應急措施符合實際，快速、高效，必須使用到地理信息系統技術。通過多方面地分析的數據以及應采取的辦法，可以較快找出事故發生地位置，并通過GIS與環境模型的結合預測受到污染的地區，采取GIS的可視化功能，合理確定出污染建筑以及一些敏感單位，為應急監測、應急救援工作的決策工作提供便利。

結束語

隨著GIS技術的不斷發展，GIS技術在環境監測數據管理中的應用將進一步得到擴展和完善，為環境監測數據管理提供更多的技術保障。

參考文獻

[1]湯世明等.基于GIS的大氣污染物擴散模擬分析系統設計與實現[J].水電能源科學，2011（9）.

[2]袁慶GIS在環境監測數據管理分析中的應用[J]科技傳播2014年07期

[3]黃偉峰，王清華.GIS在我國環境監測中的應用.北方環境.2012年8月第24卷第4期