黃 菊

（首都師范大學(xué)科德學(xué)院，北京 100048）

地理信息系統(tǒng)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

黃 菊

（首都師范大學(xué)科德學(xué)院，北京 100048）

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，各種現(xiàn)代科技在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用也逐漸廣泛起來。將地理信息系統(tǒng)與環(huán)境保護(hù)相結(jié)合已經(jīng)成為環(huán)境管理領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的結(jié)果，本文從介紹環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中幾個(gè)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例，提出未來的地理信息系統(tǒng)技術(shù)將在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域得到更大程度和更廣泛的應(yīng)用。

地理信息系統(tǒng)；環(huán)境保護(hù)

人口、資源和環(huán)境是當(dāng)今人類社會(huì)所共同面臨的嚴(yán)峻問題。隨著全球性環(huán)境的日益惡化，人們已越來越認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性。與此同時(shí)，相關(guān)科學(xué)技術(shù)，特別是能夠?qū)Νh(huán)境保護(hù)進(jìn)程產(chǎn)生重大推動(dòng)作用的信息技術(shù)也日益受到各界關(guān)注。環(huán)境保護(hù)離不開環(huán)境信息的采集和處理，而環(huán)境信息85%以上與空間位置有關(guān)，所以，地理信息系統(tǒng)就自然成為環(huán)境保護(hù)工作的有力工具。在地理信息系統(tǒng)的技術(shù)支持下，研究者不僅可以方便的獲取、存貯、管理和顯示各種環(huán)境信息，而且可以對(duì)環(huán)境進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)、模擬、分析和評(píng)價(jià)，從而為環(huán)境保護(hù)提供全面、及時(shí)、準(zhǔn)確和客觀的信息服務(wù)和技術(shù)支持。我國地域遼闊，環(huán)境問題突出，建設(shè)和發(fā)展國家環(huán)境地理信息系統(tǒng)有著十分明顯的必要性和迫切性。它對(duì)國家環(huán)境保護(hù)工作的觀念、效率、方式和面貌都會(huì)帶來深刻的變化和影響。然而，國家地理信息系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展尚處于起步階段，有大量的問題需要進(jìn)行研究。

1 環(huán)境地理信息系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀

在開展環(huán)境保護(hù)工作與建設(shè)環(huán)境地理信息系統(tǒng)的實(shí)踐過程中，面對(duì)我國環(huán)境污染和生態(tài)破壞的嚴(yán)峻形勢(shì)和艱巨繁雜的環(huán)境保護(hù)任務(wù)目標(biāo)，我國各級(jí)環(huán)保部門已逐漸認(rèn)識(shí)到及時(shí)、準(zhǔn)確、高效的獲取與處理環(huán)境信息的重要性，認(rèn)識(shí)到在環(huán)境保護(hù)工作中廣泛、靈活地應(yīng)用信息技術(shù)的重要性。

目前，全國已有27個(gè)省市自治區(qū)的環(huán)保廳及一百多個(gè)市地級(jí)行政區(qū)劃內(nèi)的環(huán)保部門開始使用地理信息系統(tǒng)平臺(tái)軟件和相應(yīng)的硬件設(shè)施，其中大部分省市已經(jīng)建立較為完備的環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，并在GIS平臺(tái)基礎(chǔ)上開發(fā)了城市環(huán)境地理信息系統(tǒng)、重點(diǎn)流域水資源管理、環(huán)境污染應(yīng)急預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)等模塊，根據(jù)目前的反饋來看，GIS平臺(tái)的應(yīng)用取得了顯著的成效。在下文中將結(jié)合實(shí)例分別闡述GIS技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用情況。

2 GIS技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 GIS制圖

應(yīng)用GIS技術(shù)制作各類環(huán)境專題圖并匯集成專題圖庫，是該技術(shù)在應(yīng)用上的重要內(nèi)容。與制作周期長、內(nèi)容更新慢的傳統(tǒng)手工制圖技術(shù)相比，利用GIS技術(shù)建立地圖數(shù)據(jù)庫，在基礎(chǔ)資源的利用上可收到“一次投入、多次產(chǎn)出”的效果，同時(shí)，GIS地圖數(shù)據(jù)庫用戶還可以根據(jù)各自不同的需求輸出各類專題圖，如污染源分布圖、大氣質(zhì)量功能區(qū)劃圖等。

2.2 基于GIS的地理信息系統(tǒng)

GIS出眾的功能之一，就是它對(duì)空間數(shù)據(jù)采集、編輯、整合的強(qiáng)大處理能力和對(duì)相應(yīng)空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)管理能力?；谶@一優(yōu)點(diǎn)，可以建立起綜合性強(qiáng)的完備地理信息系統(tǒng)，例如使用GIS可以建立各種環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫，如污染源空間數(shù)據(jù)庫，環(huán)境質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫等。

2.3 GIS在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

利用GIS技術(shù)能夠有效地對(duì)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、顯示、分析，這一特點(diǎn)使實(shí)現(xiàn)為環(huán)境問題即時(shí)決策提供輔助手段成為可能。如廣東省開發(fā)了東深流域水環(huán)境信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以直接顯示和分析水環(huán)境的現(xiàn)狀、直觀呈現(xiàn)污染源分布，并能夠水環(huán)境質(zhì)量做出即時(shí)評(píng)價(jià)，還具備追蹤污染物來源等功能。但是我國環(huán)境信息獲取和處理的總體技術(shù)水平還比較低，環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)手段普遍還停留在常規(guī)階段，對(duì)環(huán)境污染和生態(tài)還不能實(shí)現(xiàn)大面積、全天候、全天時(shí)的連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

2.4 GIS在生態(tài)分析中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)還可用于對(duì)生態(tài)現(xiàn)狀的分析，如利用GIS可以比較精確地計(jì)算水土流失范圍和荒漠化面積，也可以通過客觀評(píng)價(jià)生態(tài)破壞程度和波及范圍，為各級(jí)政府進(jìn)行生態(tài)環(huán)境治理提供科學(xué)依據(jù)。原國家環(huán)?？偩诌€將GIS技術(shù)與遙感技術(shù)相結(jié)合，對(duì)我國西部12個(gè)省市自治區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行過調(diào)查，并從中得出了西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境的空間分布和空間統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

2.5 GIS與環(huán)境應(yīng)急預(yù)警

GIS也可以應(yīng)用于環(huán)境應(yīng)急預(yù)警預(yù)報(bào)，環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)和環(huán)境影響評(píng)價(jià)等工作中。從環(huán)境污染應(yīng)急處置系統(tǒng)的信息需求來看, 該系統(tǒng)必須融合大量的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)、法律法規(guī)信息、模型信息、多媒體信息等。因此, 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立、管理尤其空間與屬性數(shù)據(jù)的協(xié)同管理是系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵。這就需要引入GIS 的數(shù)據(jù)管理功能。GIS 在環(huán)境事故應(yīng)急處置系統(tǒng)中的作用包括提供空間數(shù)據(jù)和相關(guān)屬性數(shù)據(jù)的快速存取和管理功能；提供分層的可視化的顯示功能；提供空間和屬性數(shù)據(jù)間的互動(dòng)查詢；提供空間、屬性數(shù)據(jù)一體化的統(tǒng)計(jì)分析功能以及 提供多種空間決策功能等，此外GIS 還可與環(huán)境污染分析預(yù)測(cè)模型相結(jié)合，生成有效的決策支持信息。由此可見, 將GIS 技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境事故應(yīng)急處置系統(tǒng), 可使環(huán)境事故應(yīng)急管理和環(huán)境事故應(yīng)急處置水平上升到一個(gè)更高的層次，并可以使環(huán)境基礎(chǔ)信息與環(huán)境管理信息以及模型分析結(jié)果以可視化的圖形、圖像方式呈現(xiàn)給決策管理人員, 提高環(huán)境應(yīng)急管理工作效率。

3 結(jié)論

通過對(duì)GIS在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用我們可以得出以下結(jié)論：一、GIS以其高度集成的空間和地理等特征，能為廣大環(huán)境工作者提供豐富的地理、氣候、水文數(shù)據(jù)，在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域引入GIS能夠充分的考察地理因素在環(huán)境中的影響，讓環(huán)境管理決策更加準(zhǔn)確客觀。二、將GIS應(yīng)用到環(huán)境保護(hù)各個(gè)領(lǐng)域，利用其能大量存儲(chǔ)、更新、技術(shù)數(shù)據(jù)的功能，是環(huán)境決策人能夠更加及時(shí)地獲得各種環(huán)境信息，掌握到不同地區(qū)的污染變化情況，從而能夠及時(shí)的調(diào)整環(huán)境策略。三、GIS系統(tǒng)能夠與各種環(huán)境管理、分析系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合。在系統(tǒng)中編入各種污染、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)等數(shù)學(xué)模型，通過對(duì)GIS采集到的污染源位置和污染分布狀況數(shù)據(jù)輸入模型進(jìn)行計(jì)算，可以立即得到各種有效的理論評(píng)估和決策方案，為環(huán)境工作者提供重要的技術(shù)指導(dǎo)和建議。四、未來將GIS、GPS、RS三者集成化的應(yīng)用是重要的領(lǐng)域，這種集成的技術(shù)能為區(qū)域環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)提供全面精確的衛(wèi)星遙感資料，在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域能夠揮巨大的作用。隨著GIS技術(shù)的不斷發(fā)展，我國環(huán)境地理信息系統(tǒng)的卡發(fā)與應(yīng)用將邁向更高的臺(tái)階，同時(shí)隨著國家環(huán)境地理信息系統(tǒng)的建立，它在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用也將進(jìn)一步得到擴(kuò)展和完善，更加提升環(huán)境管理的便利性和有效性。

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A

1673-288X（2012）03-0110-02

黃菊, 講師,主要研究方向:環(huán)境管理的數(shù)字化應(yīng)用,計(jì)算機(jī)技術(shù)研究