环境地球化学空间信息系统的建立与应用
环境地球化学信息系统的建立及其应用
２０ ０ ６年 ６月
农 机 化 研 究
第 ６期
环 境 地 球 化 学 信 息 系统 的 建 立 及 其 应 用
黎
地 质大 学 计 算 地 球 化 学 研 究 室 ，武 汉
华 ，李方林 。 ，夏
４０ ７ ３ ０４）
斌 。
（． １ 中国科学院 广州地球化学研究所 ，广州 ５ ０ ４ ；２ 中国科学院 研究生 院 ，北京 １０ ３ ；３ 中国 １６ ０ ． ００９ ．
系 统 的 研 究 有 以下 几 个 步 骤 （ 图 ｉ所 示 ） 如 ：
传 统 的 手 工 管 理 和 分 析 手 段 效 率 低下 ，查 询分 析 和 环境 质 量 分 析 极 为 不 便 ；属 性 数 据 库 管 理 虽 然 查 询 较 为 方 便 ，但 却 缺 少 可 视 化 管 理 和 空 问 分 析 的
语 青 编 制 而 成 的 ，综 合 运 用 了 Ｍ ｃ ｅ ｓ 软 件 和 ＳＡｃ ｓ ＯＢ Ｄ Ｃ技 术 。
Ｍｐ Ｉ ａ Ｇ Ｓ提 供 了完 整 的二 次 开 发 函数 库 ，主要 以 Ａ Ｉ函 数 、Ｍ Ｃ类 库 、Ａ ｔ ｖ Ｘ控 件 ３种 方 式 提 供 ， Ｐ Ｆ ｃ ｉｅ
摘 要 ： 利用 Ｍ ｐ Ｉ ａ Ｇ Ｓ的二 次开发功能 ，自主开发了一个环境地球 化学信息 系统 。该系统具有 区域地质介绍 子系统 、属性数据库管理分析 子系统 、空问数据库管理分 析子系统 。为 此 ，介 绍了系统 的实现思路 和设计 方法 ，并且较详细地 阐述 了空 间数据库管理分析子系统 ，最后将该 系统 运用 于湖北黄石地 区的环境 地球化
学 研究 工 作 中 ，对 该 地 区 的环 境 地 球 化 学 数 据 进 行 查 询 分 析 和 质 量 评 价 ，与实 际 情 况 比较 吻 合 ，证 明 了该
生态环境地球化学评价信息系统的建立方法研究
理、 研究 各 种空 间实 体 及 相 互 关 系 ， 把 地 理 位 置 和 相 它 关 属性 有 机结 合 起 来 ， 据 实 际需 要 准 确 真 实 ， 文 并 根 图 茂 地 输 出给 用 户 。传 统 的手 工 管 理 和 分 析 手 段 效 率 低下 ， 查询 分 析 和 生 态 环 境 地 球 化 学 质 量 分 析 极 为 不 便 ； 性数 据 库 管 理虽 然查 询 较 为 方 便 ， 却 缺 少 可 视 属 但 化 管 理 和空 间 分析 的 功能 ； 而地 理 信 息 系 统 （Ｇ Ｓ 却 可 Ｉ） 以较 好 地将 空 间数 据 管理 和 属性 数 据 管 理 结合 起 来 ， 而 且 可视 化 能力 比较 强 大 。因 此 ， 立 基 于 Ｇ Ｓ的生 态 环 建 Ｉ 境 地球 化学 信 息 系统 不仅 有 利 于科 学 ， 范 和 高效 地 管 规
Ａ ｔ ｙ ｏ ｈ ｅ ｈｏ ｆＥｓａ ｌ ｈ ｎｇ Ｅｃ ｌ ｇ ｃ ｌＥｎ ｉ ｏ ｍ ｅ ｔ Ｓ ｕｄ ｆｔ ｅ Ｍ ｔ ｄ ｏ ｔ ｂ ｉ ｉ ｏ ｏ ｉ ａ ｖ ｒ ｎ ｓ ｎ Ｇｅ ｃ ｍ ｉｔ ｙ Ａｓ ｅ ｓ ｅ ｔ Ｉ ｆ ｒ ａ ｉ ｎ Ｓ ｓｅ ｏ ｈｅ ｓ ｒ ｓ ｓ ｍ ｎ ｎ ｏ ｍ ｔ ｙ ｓｐａ ｅ ｌｂｏ ａｅ ｏ ｔｅ ｉ ｏ ｎ ｅ ｏ ｓａ ｌｓ ｎ ｃ ｌ ｇｃ ｌｇ ｏ ｈｅ ｉｔｙ ａ ｓ ｓｍ ｅ ｔｉｆ ｒ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ，ａ ｄ ｕ ｓ ｉ ｐ ｒｅａ ｒ ｔ ｓ ｎ ｈ ｍｐ ￣ａ ｃ ｆｅ ｔ ｉｈｉｇ ｅ ｏ ｏ ｉａ ｅ ｃ ｍ ｓｒ ｓ ｅ ｓ ｎ ｎ ｏ ｍａｉ ｎ ｓ ｓｅ ｂ ｎ ｐ ｔ
学等 多学科 交 叉融 合 产 生 的新 学科 ， 地 球 化 学领 域 新 是 的发展 方 向 。中国地质 调查 局 为促 进 地 质大 调 查与 国 民 经济 和社 会 发展 的 紧密结 合 ， 实现地 质 工作 的根 本转 变 ， 近年来 大力 推进 多 目标 区域 地球 化 学调 查 工作 。多 目标 地球 化学调 查 以 区域 土壤 和水 体 地 球 化学 调 查 为 依 托 ， 以第 四纪地 质 为研 究对 象 ， 以土地 质量 评价 为 主要 内容 ， 以服务 于农 业生 产 、 境保 护 、 产 资源普 查 等多 领域 为 环 矿 目标 … 。 近年 来 ， 目标 区域 地球 化 学调 查 工 作 取 得 了丰 硕 多 的成果 ， 同样 也获 得 了海 量高 精度 的地 球 化学 数据 ， 如何 有 效地 管理 和综合评 价 分析 这 些海 量 高精 度地 球 化学 数 据， 从这些 海量 数 据 中挖 掘 出一 些 隐含 的 生态 环境 信 息
GIS在环境地质研究中的应用
GIS在环境地质研究中的应用地理信息系统（GIS）是一种利用计算机技术进行空间数据的集成、分析和显示的工具。
在环境地质研究中，GIS可以提供一种强大的方法来收集、处理和分析地质数据。
以下是GIS在环境地质研究中的一些应用。
1. 地貌分析：利用GIS，可以分析地形数据，绘制高程图和坡度图。
这有助于识别和研究地貌特征，如山脉、河流和湖泊。
地形分析还可以用于研究地质灾害风险，如滑坡和泥石流。
2. 水文模拟：GIS可以集成水文数据，如降雨分布、河流流量和地下水位。
通过分析这些数据，可以模拟水文过程，如洪水、土壤湿度和地下水补给。
这对于水资源管理和水环境保护非常重要。
3. 矿产资源勘查：GIS可以用于矿产资源的勘查和评估。
通过集成地质、地球化学和地球物理数据，可以识别潜在的矿产资源区域。
GIS还可以用于确定最佳的矿物勘探和开采方案。
4. 环境监测：GIS可以用于监测环境的变化和污染物的扩散。
通过收集和分析地理数据，可以评估环境质量和生态系统的健康状况，并提供决策支持，以保护环境和人类健康。
5. 土地利用规划：GIS可以用于土地利用规划和管理。
通过集成地理数据，如土地利用类型、土地所有权和土地价值，可以制定最佳的土地利用政策。
这对于合理利用土地资源、保护生态环境和实现可持续发展非常重要。
6. 环境风险评估：GIS可以用于评估环境风险和灾害潜在性。
通过集成地质、地形、气候和人口数据，可以分析和模拟自然灾害，如地震、洪水和风暴潮。
这有助于制定风险管理计划和减少灾害损失。
7. 生态保护：GIS可以用于生态系统的保护和恢复。
通过收集和分析生态数据，如物种分布和栖息地破碎性，可以评估生物多样性和生态系统服务的价值。
这有助于制定保护计划和管理自然资源。
GIS在环境地质研究中具有广泛的应用。
它不仅可以提供数据分析和可视化的工具，还可以为环境保护和可持续发展提供决策支持。
随着技术的不断进步，GIS在环境地质研究中的应用还将不断发展和扩展。
地理信息系统在资源管理中的应用
地理信息系统在资源管理中的应用在当今社会，资源管理已经成为了一个至关重要的领域。
无论是自然资源，如土地、水、森林和矿产，还是社会资源，如人力资源、经济资源和信息资源，有效的管理都是实现可持续发展和提高生活质量的关键。
而地理信息系统（GIS）作为一种强大的技术工具，在资源管理中发挥着越来越重要的作用。
地理信息系统是一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的计算机系统。
它将地理空间数据与属性数据相结合，通过地图、图表和报表等形式，为用户提供直观、准确和全面的信息。
在资源管理中，GIS 可以帮助我们更好地了解资源的分布、数量、质量和利用情况，从而制定更加科学合理的管理策略。
一、GIS 在土地资源管理中的应用土地是人类生存和发展的基础，也是最重要的自然资源之一。
在土地资源管理中，GIS 可以用于土地利用规划、土地调查、土地评估和土地监测等方面。
1、土地利用规划通过 GIS 技术，可以对土地利用现状进行分析，了解不同类型土地的分布和利用情况。
同时，结合人口、经济和环境等因素，预测未来土地需求，为制定合理的土地利用规划提供科学依据。
GIS 还可以对规划方案进行模拟和评估，比较不同方案的优缺点，选择最优方案。
2、土地调查利用遥感技术获取土地的影像数据，结合 GIS 进行处理和分析，可以快速、准确地获取土地的面积、形状、位置和权属等信息。
这大大提高了土地调查的效率和精度，为土地管理提供了可靠的数据支持。
3、土地评估GIS 可以综合考虑土地的自然条件、地理位置、基础设施和市场需求等因素，对土地的价值进行评估。
这有助于合理确定土地出让价格，保障土地资源的合理配置和有效利用。
4、土地监测通过定期获取土地的遥感影像，利用 GIS 进行对比分析，可以及时发现土地利用的变化情况，如土地的开垦、占用和退化等。
这为土地执法和监管提供了有力的手段，有助于保护土地资源。
二、GIS 在水资源管理中的应用水是生命之源，水资源的合理管理对于保障人类的生存和发展具有重要意义。
应用地球化学考试题
应用地球化学考试题一、名词解释：（共10题，每小题3分）1．应用地球化学：是研究地球表层系统物质组成与人类生存关系，并能产生经济效益和社会效益的学科。
2．地球化学障：表生带在短距离内迁移条件明显交替，并导致化学元素浓集的地段称为地球化学障。
3. 地球化学省：某区域不止是一两类岩石中某元素丰度特别高，某种元素的矿床成群出现，而且在历史演化中，某元素的矿产出现率也特别高。
通常将地壳的这一区段称为地球化学省。
4.原生环境：指天然降水循环面以下直到岩浆分异和变质作用发生的深部空间的物理化学条件的总和。
5.次生环境：地表天然水、大气影响所及的空间所具有物理化学条件的总和。
6．表生环境：在地表发生风化、土壤形成和沉积作用以及大气圈、水圈、生物圈和地球表层疏松物所处的环境。
7．地球化学储量：地球化学系统中元素的总质量。
8.地球化学景观：所有影响表生作用的外部因素的总和。
9.铁帽：指含铁硫化物、氧化物风化后形成的铁的含水氧化物土状或结核物质。
10.脱硫酸作用：还原环境中脱硫酸细菌能使硫酸根还原为硫化氢，使碳酸根浓度增大，地下水碱性增强并富含硫化氢，这是地下封闭环境在有机质存在时最常进行的化学作用。
11．脱碳酸作用：当温度升高或压力降低时，一部分二氧化碳从水中逸出，水中碳酸根离子与钙镁离子结合形成碳酸钙或碳酸镁沉淀的过程称为脱碳酸作用。
12.土壤地球化学异常：原生矿体及其原生晕在表生风化过程中，经过各种地球化学作用在土壤中形成的异常。
13.水化学异常：又称水文地球化学异常，是地表水和地下水溶解了矿体及其原生晕、次生晕中的某些组分，在天然水体中形成的地球化学异常。
二、回答题：（共10题，每小题7分）1．简述应用地球化学的研究内容。
（1）矿产勘查地球化学方面，研究成矿元素及其伴生元素的空间分布规律与矿产的联系。
（2）环境地球化学方面，研究对人类生存与发展、对人类健康有影响的化学元素的分布分配及其存在形态。
（3）农业土壤地球化学方面，研究对作物生长有益或必需元素在土壤中的丰缺程度以及有毒有害元素在土壤中的富集程度。
应用地球化学课程总结
1、应用地球化学的概念:它是一门运用地球化学基本理论和方法技术，解决人类生存的自然资源和环境质量等实际问题的学科。
简而言之，是研究地球表层系统物质组成与人类生存关系，并能产生经济效益和社会效益的学科。
2．应用地球化学的研究内容及方法（1）矿产勘查地球化学方面，研究成矿元素及其伴生元素的空间分布规律与矿产的联系。
研究元素在集中分散过程中与矿体周围各类介质中形成的地球化学异常与矿床的联系，异常形成机制、影响因素、发现异常和解释评价异常的方法技术。
（2）环境地球化学方面，研究对人类生存与发展、对人类健康有影响的化学元素的分布分配及其存在形态。
（3）农业土壤地球化学方面，研究对作物生长有益或必需元素在土壤中的丰缺程度以及有毒、有害元素在土壤中的富集程度。
（4）研究一切化学元素及其化合物在地球表层系统中的分布分配、活动演化可能给人类生存带来直接或间接影响，例如地震、地热、环境改造与治理，利用地球化学作用于土壤改良、土壤施肥等等。
应用地球化学的研究方法基本可分为两方面，其一是现场采样调查评价研究，其二是实验研究。
①地质观察与样品采集；②样品加工及分析测试；③数据的统计分析；④地球化学指标及异常研究；⑤地球化学图表的编制；⑥异常评价及验证、探矿工程布置；资料研究，指导农业种植结构调整，地方病发病机理研究及环境问题研究等。
3、第四套应用地球化学方法命名系统：地球化学岩石测量、地球化学土壤测量、水系沉积物测量、水化学测量、地球化学气体测量和地球化学生物测量。
4、丰度值一般均在10-2％以上元素称之为“常量元素”。
丰度均在10-2％以下。
故称之为“微量元素”。
常用重量百万分率（10-4％）表示，书写用ppm（part per million）代表。
lppm=10-6=10-4％=0.0001％=1μg/g超微量元素由于丰度极低，通常以十亿分率（10-7％）表示，用ppb（part per billion）代表。
lppb= 10-9=10-7％=0.0000001％=1ng/g5、岩浆结晶过程中，某些元素并不进入造岩矿物晶格，它们倾向于在富含水的流体相中富集，地球化学家用元素相容性来描述在结晶相或流体相富集的特征。
地球信息科学在地球化学研究中的应用
地球信息科学在地球化学研究中的应用地球化学研究是研究地球内部、地球表层以及地球大气中各种元素和化学物质的存在、分布和变化规律的学科。
随着地球信息科学的快速发展，越来越多的地球信息科学技术应用于地球化学研究中，为科学家们提供了更为全面且精确的数据，促进了地科领域的进步和突破。
本文将从几个方面介绍地球信息科学在地球化学研究中的应用。
一、遥感技术在地球化学研究中的应用遥感技术是指利用航空器、卫星等遥感平台获取地球表面信息的技术手段。
通过遥感技术获取的大量数据，可以用于地球化学研究中元素的探测和分析。
例如，通过遥感技术可以实时观测到地球表面的植被覆盖情况，从而辅助判断土壤肥力和地下水含量等。
此外，还可以利用遥感技术检测地球表面的矿产资源、土地利用情况等，为地质勘探和环境保护提供重要参考信息。
二、地球信息系统在地球化学研究中的应用地球信息系统（GIS）是一种将地理空间数据与属性数据相结合的综合性信息管理系统。
地球化学研究中，地球信息系统可以用于构建元素分布的空间数据库，方便科学家们更好地分析和研究元素在地球不同区域的分布规律。
通过地球信息系统，可以将多源地球化学数据进行整合和分析，进一步提高分析结果的准确性。
此外，GIS还可以用于模拟地球系统中物质的运移和转化过程，为污染传输和环境风险评估提供科学的技术支持。
三、地球系统模型在地球化学研究中的应用地球系统模型是模拟地球系统中各种过程和相互作用的数学模型。
地球化学研究中，利用地球系统模型可以模拟不同因素对元素的影响，进而预测元素在地球中的行为和分布。
例如，可以通过模型模拟大气中的化学反应，预测大气环境中不同元素的浓度分布；还可以模拟海洋中的溶解氧分布，预测海洋中氧气的运移和变化规律。
地球系统模型能够更好地揭示地球元素运动的规律，提高地球化学研究的精确性和可靠性。
四、地球信息科学技术在环境监测中的应用地球信息科学技术在地球化学研究中应用最广泛的领域之一就是环境监测。
地球化学ppt课件
水环境地球化学研究
2024/1/25
水体化学组成与性质
研究水体中各种溶解物质、胶体物质和悬浮物质的含量、分布和 变化规律，揭示水体的化学性质。
水体中污染物的迁移转化
分析水体中污染物的来源，研究其在水体中的迁移、转化和归宿， 为水污染防治提供依据。
水环境地球化学过程
探讨水体中化学物质的循环、转化和相互作用过程，以及这些过程 对水环境的影响。
可燃冰资源勘查
利用地球化学方法分析可燃冰赋存层位的岩石、 土壤等介质中的气体组成和同位素特征，揭示可 燃冰的成因和分布规律。
2024/1/25
16
环境资源评价中地球化学方法
1 2
环境质量评价
通过分析土壤、水、大气等环境介质中的元素和 化合物含量，评价环境质量状况及其对人类健康 的影响。
污染来源与迁移转化研究
灾害体地球化学特征分析
分析滑坡、泥石流等灾害体的物质组成、化学成分等地球化学特征 。
灾害预测和防治
结合地质环境地球化学评价和灾害体地球化学特征分析，进行滑坡 、泥石流等地质灾害的预测和防治。
26
人类活动对环境影响评价中地值 调查
调查评价区域的环境地球化学背景值 ，为环境影响评价提供依据。
研究地球化学异常的成因 机制，包括地震孕育过程 中的物理化学变化、地下 流体运移等。
异常时空演化规律
分析地球化学异常在时间 和空间上的演化规律，为 地震预测预报提供依据。
24
火山活动监测和预警中地球化学方法
火山气体监测
通过监测火山释放的气体 成分和含量变化，判断火 山活动的状态和趋势。
2024/1/25
2024/1/25
数据获取和处理
地球化学数据获取困难，处理和分析方法复杂，需要进一步提高 数据质量和处理效率。