地理信息系統在環境應急監測中的應用研究

何茂檀，曲偉，徐靜（青島市環境監測中心站，山東青島266000）

地理信息系統在環境應急監測中的應用研究

何茂檀，曲偉，徐靜（青島市環境監測中心站，山東青島266000）

科學處置突發性環境污染事故要快速掌握環境事故發生的地點、污染范圍、可能的擴散面積等空間信息。本文介紹了地理信息系統（GIS）在環境應急監測中的應用，分析了地理信息系統（GIS）在應用中存在的一些實際問題，并提出相關的對策建議。

地理信息；應急監測；環境預警

1 環境應急監測工作簡介

隨著工業化、城鎮化的快速發展，城市人口的日益集中和社會強度的增大，環境污染事故，尤其是重大突發性環境污染事故逐漸增多，環境應急監測任務也相應增加［1］。各級環保部門需要內容更為全面的環境質量數據和分析評價結果，環境應急監測己不再限于單純的就數據論數據和簡單的現狀描述，而是嘗試結合現狀特征，分析趨勢，摸清突發事件對周邊環境造成污染損害的程度，為實施消除污染損害提供科學的依據。

2 地理信息系統（GIS）在環境監測中的應用

地理信息系統（GeographicInformationSystemGIS），是一門集計算機、地球科學、信息科學為一體的高新技術。它是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。環境污染事故應急監測工作中，合理布設監測點位，需要掌握環境污染事故的發生地點、污染范圍、可能的擴散面積等空間信息和相關屬性數據，GIS的空間數據管理與空間分析功能為環境應急監測工作發展帶來新的契機，通過GIS技術的應用，可以實現對環境突發事故應急管理的科學化，及時高效的處置各類突發環境污染事故［2］。GIS在環境事故應急處置系統中的作用可具體歸納為下述幾個方面：

（1）GIS提供污染源空間和相關屬性數據的管理和查詢功能，提供有效的決策支持信息。通過GIS的空間信息屬性使原本具有空間屬性的抽象的環境監測數據規律化，更加明確的表征不同區域的環境質量狀況，可以快速摸清污染源類型，快速鎖定環境事故發生的地點、初步確定污染范圍、可能的擴散面積等空間信息。

（2）GIS提供污染源空間、屬性數據一體化的統計分析功能，提高環境應急監測的科學決策能力。利用GIS技術提供的路徑分析功能，在原先基于一維風向模型的基礎上，建立起二維污染物擴散模型。將模型的數值解和GIS技術相結合，對數學模型進行模擬演示，在空間上對污染擴散進行分析，預測不同地點的污染物質量濃度和污染程度。

（3）GIS與GPS技術相結合建立應急指揮體系，提高環境應急監測的快速反應能力。當發生環境污染事故后，利用GIS技術和GPS系統的電子地圖可以實時顯示應急車輛的準確位置，同時可以從數據庫中查找相應的應急處理措施，便于制訂環境應急監測計劃。一旦突發污染事故，應急人員和車輛可以迅速、準確在第一時間到達現場，最大限度地減少損失。

3 地理信息系統（GIS）在環境應急監測應用中存在的問題

由于突發環境污染事故具有不確定性和擴散性，如何在事故發生后，利用現有的可實現技術迅速對事故現場進行應急監測，在最大程度上降低事故的危害程度，成為環境監測部門極為重視的問題［3］。在環境污染事故發生后，應急監測的相關信息、命令通過系統平臺迅速發布，通過GIS技術實現從指揮調度、現場處置到處置后風險評估的全過程的信息化管理，有效提升環境應急監測的快速響應能力，為污染物的有效處置贏得寶貴的時間。雖然GIS功能強大，但GIS在實際應用中仍面臨以下幾個問題：

（1）GIS的污染源應急監測數據庫缺乏相關數據支持，還未完全覆蓋現有的污染源。環境應急監測基礎數據的收集、供應、更新、共享受到數據的信息化程度較低的制約。在突發環境事故后，完善的環境應急監測體系應該可以根據應急監測數據庫迅速反應，而現有的污染源應急監測數據庫由于開發時間較短，一些存在環境安全隱患的企業基礎數據尚未及時更新，在一定程度上限制環境應急監測預警體系發揮應有的作用。離建立先進的環境應急監測預警體系的要求還有較大的差距。

（2）GIS的環境監測數據與地圖信息相關聯性需進一步加強，綜合運用GIS技術開展環境應急監測實際問題的能力還需繼續提升。在環境應急監測的實際工作中，GIS系統必須根據突發環境事故的污染類型和現有地理數據的變化程度，選擇合適的環境模型進行預測，計算特定污染物在不同時期內的擴散濃度，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。GIS技術目前在環境應急監測中的應用尚停留在功能簡單的疊加、拓撲和分析應用階段。

（3）GIS的應急監測技術的培訓不及時到位，應急監測人員缺乏扎實的環境應急監測信息技術的業務能力和知識，由于日常例行監測工作任務繁重，應急監測人員沒有過多的精力去深入研究應急監測GIS的操作和實際應用，運用信息技術開展各類現場監測的能力不強，在實際的應急監測工作中，運用GIS技術開展空間分析、污染源預測、環境狀況預測、環境容量計算等分析預測的能力還需繼續提高，不能完全做到“說得清污染源狀況、說得清環境質量現狀及其變化趨勢、說得清潛在的環境風險”。

4 加強地理信息系統（GIS）應用的幾點建議

地理信息系統（GIS）是用于建立、編輯圖形和地理數據庫并對其進行空間分析的功能強大的工具集合，已經廣泛應用于多個領域。隨著環境公共服務水平的不斷提高，環境應急監測工作的重要性日益凸顯。GIS技術的加入為環境應急監測領域的發展帶來新的契機，能夠管理各種環境資源數據，并能有效的將相關信息應用于環境應急監測的實際應用中，為環境管理決策提供多方位、多形式的技術支持［4］。GIS在環境應急監測中的應用應在以下幾個方面進行加強：

（1）建立基于GIS平臺下的環境應急監測綜合信息系統，實現對突發環境事故的應急監測的信息化。在環境污染事故發生后，應急監測的相關信息、命令通過系統平臺迅速發布，利用GIS系統的專業地圖功能，迅速將污染源數據以圖表和空間分布的形式顯示在電子地圖上，實現從指揮調度、現場處置到處置后風險評估全過程的信息化管理，有效提升環境應急監測的快速響應能力，為污染物的有效處置贏得寶貴的時間。

（2）提升GIS的環境應急監測的分析預測能力，為環境應急管理的科學決策提供可靠的技術支持。開展多系列、多層次的污染物排放現狀和環境質量預測趨勢分析，利用GIS技術提供的路徑分析功能，建立起二維污染物擴散模型。將模型的數值解和GIS技術相結合，對數學模型進行模擬演示，在空間上對污染擴散進行分析，計算不同地點的污染物質量濃度和污染程度。在總結時空分布特征與變化規律的基礎上，科學預測污染源環境質量現狀及其變化趨勢。

（3）充分整合應急GIS的資源優勢，完善污染源企業應急監測基礎數據庫。根據全市的自然地理條件與產業結構布局特點，建立覆蓋全市范圍的環境安全風險企業的基礎數據庫，定期進行動態更新與維護。加強對環境安全隱患企業的排查和監督檢查，確保在環境應急監測中，能及時查詢到污染源特征污染物的種類，科學預測污染物的濃度和危害范圍。

（4）加強應急監測人員的業務培訓，打造一支反應迅速，快捷高效的環境應急監測隊伍。通過組織集體學習培訓，使應急監測人員熟練掌握基于GIS平臺下的環境應急監測系統的操作方法，定期組織有針對性的應急模擬演練，通過組織應急演練切實提高應急監測隊伍的快速反應能力，在演練中不斷提升應對突發環境污染事故的監測能力和水平。

［1］夏曉玲，張宇波，周黎寧.環境應急監測中的信息系統建設.環境研究與監測，2014（2）：9～13.

［2］唐云逸.地理信息系統在環境領域的應用.科學咨詢：科技·管理，2015（3）：63～64.

［3］徐國津，杜宇峰，趙建平，朱堅.新形勢下突發性環境應急監測存在的問題及對策研究.環境保護，2016，44（11）.

［4］李瑾.地理信息系統在環境保護上的應用.電腦知識與技術，2014（20）：4929～4930.

P208

A

2095-2066（2016）30-0004-02

2016-10-10