地理信息系統(tǒng)技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用

楊佳曉

摘 要：隨著GIS技術(shù)的不斷發(fā)展，其在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用也愈發(fā)廣泛。本文采用系統(tǒng)分析法對(duì)GIS技術(shù)在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中的各個(gè)方面的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了深入地研究與分析，并對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用前景進(jìn)行了探討與展望。研究表明，GIS技術(shù)在環(huán)境預(yù)報(bào)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境管理以及環(huán)境影響評(píng)價(jià)等各方面均得到了高效應(yīng)用，涉及到的相關(guān)問題也均得到了有效解決。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測(cè);環(huán)境規(guī)劃;地理信息系統(tǒng)技術(shù);環(huán)境科學(xué)

1地理信息系統(tǒng)綜合概述

1.1地理信息系統(tǒng)的概念

就目前來看，GIS地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用已涵蓋到了各大領(lǐng)域，無論是理論研究，抑或是實(shí)踐應(yīng)用均獲得了較大提升。GIS地理信息系統(tǒng)是一項(xiàng)基于計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)以及地理空間數(shù)據(jù)庫，通過對(duì)空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行采集、分析、顯示、管理、操作，同時(shí)借助地理模型分析法對(duì)空間以及動(dòng)態(tài)地理信息展開分析與加工的技術(shù)。該技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域得到了有效應(yīng)用，能對(duì)環(huán)境進(jìn)行客觀有效的評(píng)價(jià)。地理信息系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)軟硬件共同支持下，聯(lián)合數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)技術(shù)軟件共同組成的空間信息系統(tǒng)，已成為當(dāng)前各領(lǐng)域不可或缺的空間信息系統(tǒng)。其一方面可以對(duì)整個(gè)地球表層的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，另一方面還可以對(duì)包括大氣層在內(nèi)的空間相關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行分析?？偠灾?，GIS地理信息系統(tǒng)是一項(xiàng)建立在地理空間數(shù)據(jù)庫以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對(duì)地理信息進(jìn)行高效準(zhǔn)確地采集、分析、描述、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算等的現(xiàn)代化空間信息系統(tǒng)。

1.2地理信息系統(tǒng)的功能

GIS地理信息系統(tǒng)的功能即該技術(shù)在地理數(shù)據(jù)處理以及應(yīng)用中所發(fā)揮的效用，包括地理數(shù)據(jù)采集與輸入、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、數(shù)據(jù)運(yùn)算與分析、圖形和圖像處理等常用功能，以及地形表面操作、拓?fù)浏B壓、緩沖區(qū)域分析以及地理投影變幻等特色功能。就目前而言，不少地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品都具備用戶操作、投影成像意見及通訊開放等功能，該技術(shù)的應(yīng)用因此更大眾化、便捷化、高效化。

2地理信息系統(tǒng)技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的具體應(yīng)用

2.1GIS技術(shù)在環(huán)境管理方面的應(yīng)用

長期以來，環(huán)境管理均受到數(shù)據(jù)錯(cuò)綜復(fù)雜、難以系統(tǒng)管理與分析等問題的限制，GIS技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用打破了這一限制，解決了環(huán)境管理中涉及到的數(shù)據(jù)難題。GIS技術(shù)通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、描述、分析、運(yùn)算等操作，將環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)展開有效分析與處理。此外，GIS技術(shù)還具備對(duì)環(huán)境管理數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分類的功能，如社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)類別;水資源、大氣資源與質(zhì)量類別;生物資源以及噪聲等類別，對(duì)環(huán)境各類因素進(jìn)行了系統(tǒng)化、組織化的管理。GIS技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用使得環(huán)境科學(xué)規(guī)劃的可行性與有效性得到了提升，同時(shí)節(jié)省了大量的人力、物力資源，縮短了環(huán)境科學(xué)管理與規(guī)劃的耗時(shí)。

2.2GIS技術(shù)在面源污染方面的分析

近幾年來，我國經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的同時(shí)，環(huán)境、大氣污染等問題也愈發(fā)難以忽視。要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，當(dāng)務(wù)之急是要處理好環(huán)境污染問題。環(huán)境科學(xué)將目前的污染問題統(tǒng)歸為面源污染問題，即污染范圍較廣、成因較為復(fù)雜，需要區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控的一類污染。如今，GIS技術(shù)的誕生、發(fā)展與應(yīng)用將成為研究面源污染有力武器。例如，針對(duì)某一污染河流水質(zhì)展開研究與分析，可借助面源污染模型聯(lián)合地理信息系統(tǒng)技術(shù)綜合分析，既可以有效生成圖形類分析結(jié)果，還可以準(zhǔn)確反應(yīng)出污染嚴(yán)重程度與易受侵蝕區(qū)域。此外，最后還可以借助GIS的評(píng)價(jià)功能對(duì)河流進(jìn)行面源污染評(píng)價(jià)，使環(huán)保部門的面源污染治理工作的開展有據(jù)可依、高效高質(zhì)。

2.3GIS技術(shù)在水文環(huán)境研究方面的管理應(yīng)用

GIS技術(shù)對(duì)地表、地形、大氣等環(huán)境要素的管理與分析成效顯著，對(duì)水文環(huán)境的管理與分析所發(fā)揮的作用也不容小覷，即利用GIS技術(shù)中關(guān)于水文環(huán)境的特定程序?qū)δ骋粎^(qū)域的水文環(huán)境展開綜合分析與處理。例如，可將柵格型地理信息系統(tǒng)同有限元方法聯(lián)合支持暴雨徑流的研究，可以有效分析出洪水泛濫以及高徑流量情況并可生成清晰的圖形，進(jìn)而可模擬出該區(qū)域洪災(zāi)對(duì)區(qū)域內(nèi)地標(biāo)物質(zhì)的影響，并能夠依次作為水壩或是泄洪地點(diǎn)的選擇依據(jù)。除此之外，GIS技術(shù)還具備建立科學(xué)系統(tǒng)的水文數(shù)據(jù)的功能，如降雨量、降雨周期、地址數(shù)據(jù)降雨情況以及含水層等數(shù)據(jù)的采集、描述、分析、處理等。這些數(shù)據(jù)的收集與處理為工程部門的工作開展提供了科學(xué)有效的依據(jù)。

2.4GIS地理信息系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中應(yīng)用

一般來說，要評(píng)價(jià)某處環(huán)境受到污染源污染的程度，不僅要對(duì)綜合樣品濃度、排放數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，還要考慮不同地理空間環(huán)境條件信息、天氣條件等信息。GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)污染源的地理空間環(huán)境信息展開分析的功能，所以也能實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)在一定空間范圍內(nèi)分布，加強(qiáng)環(huán)保網(wǎng)站的功能，通過對(duì)區(qū)域單位監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，能充分發(fā)揮并提升各級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)能力，為環(huán)境保護(hù)水平的提高提供了技術(shù)支撐。

2.5GIS地理信息系統(tǒng)在大氣污染監(jiān)測(cè)與管理中應(yīng)用

GIS技術(shù)還能用于研究環(huán)境污染物容量區(qū)，甚至能直接描述出城市與區(qū)域的環(huán)境。氣象環(huán)境因素的干擾，使得同一污染物的污染程度以及所污染的范圍有所差異。就目前來看，在大氣污染監(jiān)測(cè)與管理中，采用定量分析與空間分析相結(jié)合的GIS技術(shù)來控制大氣污染源的監(jiān)測(cè)和污染排放成效顯著。GIS技術(shù)不僅能整合數(shù)據(jù)和圖形的空間分布，還能提供數(shù)字與空間思維支持。對(duì)比傳統(tǒng)地圖分析方法，GIS技術(shù)能更快捷、更有效地對(duì)數(shù)據(jù)展開定量分析。

結(jié)語

近幾年來，隨著GIS技術(shù)的逐步完善與升級(jí)，其在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用也越發(fā)普遍，包括環(huán)境管理、監(jiān)測(cè)、影響評(píng)價(jià)、水文管理、面源污染等方面。GIS技術(shù)在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用一方面使得環(huán)境科學(xué)管理與監(jiān)測(cè)更高效高質(zhì)，另一方面也使得環(huán)境科學(xué)相關(guān)工作的開展更有據(jù)可依，從技術(shù)上為我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供了支持。筆者建議，應(yīng)大力推廣GIS技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用，使其充分發(fā)揮在環(huán)境保護(hù)、環(huán)境污染治理中的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬宇航，高志英，侯晶晶.地理信息系統(tǒng)技術(shù)及其在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2015，35（3）：101.

[2]張則飛.海洋地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)研究[J].城市建設(shè)理論研究，2014（11）：125-127.