歐宇

摘 要：GIS技術(shù)可以有效地從多種信息學(xué)角度，對(duì)相應(yīng)的空間體進(jìn)行全方面的描述，并且結(jié)合有關(guān)計(jì)算機(jī)軟件的知識(shí)，可以有效地對(duì)地球表面的各項(xiàng)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和判斷。GIS技術(shù)自身具有綜合性、復(fù)雜性的特點(diǎn)，可以深層次地挖掘環(huán)境科學(xué)的有關(guān)內(nèi)容，將GIS技術(shù)的自身價(jià)值在環(huán)境科學(xué)研究中充分地展現(xiàn)出來。主要以GIS技術(shù)在環(huán)境科學(xué)研究中的主要應(yīng)用為主題，針對(duì)有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng);環(huán)境科學(xué);展望;應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）技術(shù)是一項(xiàng)新型的技術(shù)，可以將地理學(xué)、遙感學(xué)以及相應(yīng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)充分結(jié)合起來。最早在1967年就將地理信息系統(tǒng)研發(fā)出來，主要是儲(chǔ)存、分析一些土地統(tǒng)計(jì)局所收集的相應(yīng)數(shù)據(jù)。隨著我國國際地位的不斷提升，現(xiàn)代人對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視度也越來越高。如何應(yīng)對(duì)現(xiàn)在越來越復(fù)雜的環(huán)境問題，是有關(guān)人員需要著重探討的內(nèi)容，也是現(xiàn)在環(huán)境科學(xué)著重研究的方向。傳統(tǒng)的研究環(huán)境科學(xué)的技術(shù)和方法具有一定的落后性，不能很好地適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展。GIS技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的充分應(yīng)用，可以更好地加強(qiáng)研究的效果[1]。

1?分析GIS技術(shù)的功能和特點(diǎn)

GIS技術(shù)與其他技術(shù)相比具有很大優(yōu)勢(shì)，對(duì)于一般的信息管理技術(shù)而言，具有以下特點(diǎn)和功能。

1.1? 輸出界面更加生動(dòng)直觀

在有關(guān)系統(tǒng)中，相應(yīng)人員可以利用電子地圖進(jìn)行溝通和交流，而且操作人員可以依靠有關(guān)人員的認(rèn)知和邏輯，更好地完成對(duì)數(shù)據(jù)的各項(xiàng)操作，在輸出界面上也會(huì)顯得更加生動(dòng)直觀，幫助有關(guān)人員更好地理解。

1.2? 地理空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)更加完善

與通常的信息管理技術(shù)系統(tǒng)相比，地理空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)會(huì)更加完善，在數(shù)據(jù)的收集方面也會(huì)更加全面，大多數(shù)據(jù)都是來自實(shí)際案例，并且通過對(duì)期權(quán)方面的處理和研究，可以更好地得到相應(yīng)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果。將其導(dǎo)入相應(yīng)的系統(tǒng)中，可以有序協(xié)調(diào)各項(xiàng)組織，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的展示。除此之外，在GIS中，由于其數(shù)據(jù)參考的是同一空間坐標(biāo)，在不同領(lǐng)域中可以對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行共享，方便了各個(gè)部門對(duì)GIS技術(shù)所分析的數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行共享，使得數(shù)據(jù)的通用性大大提升。各部門負(fù)責(zé)人可以結(jié)合數(shù)據(jù)的結(jié)果來制定相關(guān)的戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃，更好地增加整體經(jīng)營收入[2]。

1.3? 整體的空間分析能力會(huì)更加準(zhǔn)確

空間分析能力一直是現(xiàn)代人比較重視的內(nèi)容，有關(guān)數(shù)據(jù)可以對(duì)相應(yīng)的空間對(duì)象進(jìn)行全方面的描述，同時(shí)也是空間對(duì)象的直接屬性。GIS技術(shù)可以根據(jù)地理對(duì)象的現(xiàn)象數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的分析，可以更好地展示相關(guān)的空間問題。有關(guān)人員可以圍繞這些空間問題采取解決措施，使得空間問題的處理變得更加高效。除此之外，GIS技術(shù)在應(yīng)用過程中體現(xiàn)出來的易更新、定量、快速等多種特點(diǎn)，也是傳統(tǒng)的常規(guī)評(píng)價(jià)技術(shù)無法達(dá)到的水平。

1.4? 整體的工作范圍會(huì)更加廣泛

當(dāng)一些有害氣體對(duì)周圍環(huán)境造成一定污染時(shí)，需運(yùn)用GIS技術(shù)，并對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂蛴兄羁痰恼J(rèn)識(shí)，特別是一些風(fēng)向的問題。傳統(tǒng)的系統(tǒng)只能在一些風(fēng)向上建立模型，導(dǎo)致在對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)的過程中存在不全面性。但是GIS技術(shù)的運(yùn)用可以對(duì)污染物進(jìn)行全方面的分析，并且通過精準(zhǔn)的分析之后，可以建立相應(yīng)的擴(kuò)散模型，幫助有關(guān)人員處理相應(yīng)的問題。

2 GIS技術(shù)在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的具體應(yīng)用

根據(jù)上述內(nèi)容了解到，GIS技術(shù)展現(xiàn)出來的特征和優(yōu)勢(shì)，是傳統(tǒng)的環(huán)境科學(xué)研究技術(shù)無法達(dá)到的水平。有關(guān)人員要充分利用GIS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)并制定發(fā)展戰(zhàn)略，更好地保障該技術(shù)在環(huán)境科學(xué)研究中的價(jià)值，以下將針對(duì)GIS技術(shù)在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的具體應(yīng)用進(jìn)行分析[3]。

2.1? 在環(huán)境管理信息系統(tǒng)方面的應(yīng)用

20世紀(jì)60年代中后期以來，一些發(fā)達(dá)國家就對(duì)GIS進(jìn)行了充分的研究，像一些工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家，在相應(yīng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)等各個(gè)領(lǐng)域都會(huì)建立信息管理系統(tǒng)。美國最早確定的AIRS系統(tǒng)和STORET系統(tǒng)，就是對(duì)GIS技術(shù)的充分應(yīng)用。我國在該技術(shù)方面的研究比較晚，在20世紀(jì)80年代才對(duì)資源與環(huán)境管理信息系統(tǒng)進(jìn)行研究，并且通過大量的研究和分析之后，初步確定了環(huán)境管理信息系統(tǒng)，像我國的水質(zhì)管理信息系統(tǒng)、國家環(huán)境統(tǒng)計(jì)信息系統(tǒng)和國家污染控制管理信息系統(tǒng)等，都是充分應(yīng)用了有關(guān)技術(shù)?！捌呶濉敝螅覈贕IS技術(shù)方面的研究越來越深入，并且也建立起更加專業(yè)的研究團(tuán)隊(duì)，同時(shí)，也不斷完善了地方和全國性的空間型信息系統(tǒng)。與此同時(shí)，還開發(fā)了黃土高原信息系統(tǒng)以及相應(yīng)的洪水災(zāi)害預(yù)防地理信息系統(tǒng)。我國逐漸在各個(gè)大中型城市建立城市信息系統(tǒng)，尤其是在環(huán)境保護(hù)方面，江蘇省作為第一個(gè)省級(jí)環(huán)境管理信息系統(tǒng)的試點(diǎn)，在此之后推廣到各個(gè)城市。我國在環(huán)境空間信息和共享方面的開發(fā)，可以更好地滿足現(xiàn)代環(huán)境空間數(shù)據(jù)共享的需求，也為相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域提供了相關(guān)技術(shù)支持。

2.2? 在環(huán)境規(guī)劃和決策專家系統(tǒng)方面的應(yīng)用

20世紀(jì)90年代以后，我國在GIS技術(shù)方面的研究獲得了飛速發(fā)展，開始向一些商品化生產(chǎn)階段轉(zhuǎn)變。很多GIS技術(shù)被運(yùn)用于自然生態(tài)環(huán)境研究，對(duì)于城市定量考核方面，也建立了專項(xiàng)的城市環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)。比如美國將其運(yùn)用于環(huán)境數(shù)據(jù)的管理方面，并建立了更加完善的專業(yè)系統(tǒng)，制定了相關(guān)法律法規(guī)，在投資成本風(fēng)險(xiǎn)上作出了全方面的規(guī)定。比如美國將GIS技術(shù)充分應(yīng)用于區(qū)域開發(fā)、城市管網(wǎng)設(shè)計(jì)、廢水處理廠、大氣污染等多個(gè)行業(yè)，發(fā)揮了GIS技術(shù)的價(jià)值和作用。

除此之外，GIS技術(shù)也可以在模型驅(qū)動(dòng)方面開展相應(yīng)的知識(shí)工作，是現(xiàn)代環(huán)境科學(xué)研究方面的重要話題。GIS技術(shù)和環(huán)境模型本來是不同的研究對(duì)象，但兩者之間的充分融合可以有效解決現(xiàn)代環(huán)境行業(yè)中面臨的各項(xiàng)問題。環(huán)境模型的完善工作，可以及時(shí)解決相應(yīng)的環(huán)境問題，提高其整體算法的準(zhǔn)確度;同時(shí)，還有很多空間特性，比如一些三維和二維的水質(zhì)模型、地下水中運(yùn)移模型，這些模型的應(yīng)用可以更好地幫助有關(guān)人員加深對(duì)環(huán)境問題的認(rèn)識(shí)，而且利用這些模型，可以對(duì)環(huán)境模型研制的對(duì)象產(chǎn)生全方面的認(rèn)識(shí)，加深對(duì)動(dòng)態(tài)變化的了解。

2.3? 在環(huán)境評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)方面的具體應(yīng)用

通過以上內(nèi)容的分析，可以知道GIS技術(shù)本身具有較強(qiáng)的空間分析能力，可以對(duì)相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等進(jìn)行多方面的分析，還可以利用RS對(duì)整個(gè)行業(yè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)更新。有關(guān)人員可以根據(jù)環(huán)境質(zhì)量資料、污染源流域邊界等各項(xiàng)數(shù)據(jù)建立相關(guān)模型，對(duì)環(huán)境規(guī)劃和決策工作起到一定輔助性作用，比如美國地質(zhì)勘察局會(huì)利用水文數(shù)據(jù)庫，對(duì)國家地表水資源產(chǎn)生充分的認(rèn)識(shí)。除此之外，環(huán)境有關(guān)人員可以通過將傳遞模型和數(shù)據(jù)庫充分連接起來，有效偵查水資源中的營養(yǎng)物質(zhì)和污染物的含量比。近年來，人們不斷深入研究GIS技術(shù)，地下水的殺蟲劑模型、污染物遷移模型、滲透帶模型都成為現(xiàn)代有關(guān)人員研究的重點(diǎn)。有關(guān)人員在早期對(duì)相應(yīng)的假設(shè)穩(wěn)定條件進(jìn)行了回歸分析，并且結(jié)合指數(shù)模型，更好地描繪了地下水的脆弱性，了解了滲透帶鹽分布的具體區(qū)域，有效對(duì)地下水污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，更好地幫助了有關(guān)人員認(rèn)識(shí)到地下水存在的問題。

我國相關(guān)研究人員可以通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的擬合方法，全方位地認(rèn)識(shí)濃度分布圖，充分了解污染物整體的空間分布情況，并對(duì)污染物的超標(biāo)情況產(chǎn)生深刻的了解。通過對(duì)這些內(nèi)容的認(rèn)識(shí)，可以更好地反映全區(qū)的環(huán)境質(zhì)量，比如上海環(huán)保局利用環(huán)境地理信息系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)，除此之外，該系統(tǒng)還具備查詢、雙向檢索等功能，更好地保障了生態(tài)環(huán)境。環(huán)境評(píng)價(jià)作為環(huán)境科學(xué)研究的重要領(lǐng)域，通過建立環(huán)境評(píng)價(jià)模型，可以更好地幫助有關(guān)人員深刻認(rèn)識(shí)環(huán)境科學(xué)。傳統(tǒng)的環(huán)境評(píng)價(jià)主要是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的模型分析，并向大眾展示數(shù)據(jù)表或者分析圖。對(duì)于普通人員來說，理解起來有一定的難度，而且整個(gè)數(shù)據(jù)圖也具備一定的抽象性。但是，GIS技術(shù)在環(huán)境評(píng)價(jià)中的充分應(yīng)用可以使評(píng)價(jià)結(jié)果變得更加生動(dòng)，幫助有關(guān)人員對(duì)其產(chǎn)生深刻的認(rèn)識(shí)[4]。

2.4? 在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用

有關(guān)人員可以利用GIS技術(shù)對(duì)地下水進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)，并且對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)報(bào)告的分析，更好地幫助其對(duì)地表和地下廢物設(shè)施開展管理工作，幫助有關(guān)人員盡快發(fā)現(xiàn)地下水存在的污染源，并且根據(jù)河流上方的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)地質(zhì)以及排放到河流中的工業(yè)污水進(jìn)行合理評(píng)價(jià)。除此之外，也可以運(yùn)用GPS技術(shù)對(duì)污染源進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)整體污染總量的全方位跟蹤。

3?對(duì)GIS在環(huán)境科學(xué)研究中的展望進(jìn)行分析

隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，對(duì)水文資源的發(fā)展提出了更高的要求。GIS技術(shù)的多維發(fā)展可以更好地滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)水文資源的實(shí)際要求，幫助GIS技術(shù)從二維走向了三維。GIS技術(shù)雖然在決策表達(dá)和地理空間分析方面存在一定的不足，但是其與水文資源模型的充分結(jié)合，可以有效地反映相應(yīng)問題，擺脫傳統(tǒng)技術(shù)的局限性，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的分析。同時(shí)，也可以針對(duì)土地管理開展深層次的審計(jì)工作，使有關(guān)人員對(duì)各項(xiàng)工作進(jìn)行深層次的管理和跟蹤。

我國GIS技術(shù)在環(huán)境科學(xué)方面的研究并不深入，在一些應(yīng)用方面也沒有過多的認(rèn)識(shí)。但是不可否認(rèn)的是，GIS技術(shù)最終的應(yīng)用效果較好。隨著GIS技術(shù)不斷成熟，相關(guān)地理環(huán)境技術(shù)也會(huì)得到廣泛應(yīng)用，為我國環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域提供更加高效的技術(shù)支持。

4?結(jié)語

在傳統(tǒng)GIS技術(shù)的研究過程中，各個(gè)部門都是獨(dú)立開發(fā)和研究的，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)要求，而且在信息交流和表達(dá)方面，也存在很大的阻礙。隨著現(xiàn)代信息系統(tǒng)的不斷完善，GIS技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)越來越明顯，且在環(huán)境科學(xué)方面的研究作用也越來越大，因此，有關(guān)人員要加強(qiáng)這方面的研究工作。

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