环境GIS及其系统阐述
环境地理信息系统
环境地理信息系统在当今这个时代，环境问题日益严峻，成为了全球关注的焦点。
为了更有效地管理和保护我们的环境，环境地理信息系统应运而生。
它就像是一个强大的工具，帮助我们更好地理解和应对环境中的各种挑战。
那么，什么是环境地理信息系统呢？简单来说，它是一种将地理信息系统（GIS）技术应用于环境领域的系统。
地理信息系统大家可能都听说过，它能够处理和分析地理空间数据，比如地图、地形、位置等等。
而环境地理信息系统则是专门针对环境相关的数据进行处理和分析。
想象一下，我们生活的地球是一个巨大的生态系统，其中包含了空气、水、土壤、生物等各种要素。
这些要素在空间上分布不均，并且相互之间有着复杂的联系和影响。
环境地理信息系统就能够帮助我们把这些复杂的关系清晰地呈现出来。
比如说，对于空气质量的监测。
通过在不同地点设置监测站点，收集到的数据可以输入到环境地理信息系统中。
系统会将这些数据与地理位置信息相结合，生成一幅详细的空气质量地图。
这样，我们就能够直观地看到哪些地区的空气质量好，哪些地区存在污染问题，从而为制定针对性的治理措施提供依据。
再比如水资源管理。
水是生命之源，但水资源的分布并不均衡，而且面临着污染和浪费等问题。
环境地理信息系统可以整合河流、湖泊、地下水等水资源的分布信息，以及用水和污染排放的数据。
通过分析这些信息，我们可以更好地规划水资源的开发利用，保护水源地，防止水污染的扩散。
在生态保护方面，环境地理信息系统也发挥着重要作用。
它可以帮助我们了解生物多样性的分布情况，监测生态系统的变化，为划定自然保护区、制定保护策略提供科学依据。
比如，通过对森林、草原等生态系统的监测，我们可以及时发现非法砍伐、过度放牧等破坏行为，采取措施加以制止。
而且，环境地理信息系统还能够用于灾害预警和应对。
像洪水、地震、山体滑坡等自然灾害，往往与地理环境密切相关。
系统可以整合地形、气象、地质等数据，对灾害进行模拟和预测，提前发出警报，帮助人们做好防范准备，减少灾害造成的损失。
列举地理信息系统的组成部分及各部分的功能
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、存储、处理、分析和显示空间数据的工具。
它将地理空间数据与属性数据相结合，为决策制定者提供了一种新的决策支持工具。
GIS在土地管理、环境保护、城市规划、农业、地质勘探、交通运输等领域都有着广泛的应用。
一、硬件系统GIS系统的硬件系统包括计算机设备和外部设备两部分。
1. 计算机设备主要包括主机、显示器、打印机、输入设备等。
主机一般是配置高性能CPU和大容量存储设备的服务器或个人计算机，用来运行GIS软件和存储数据。
显示器用于显示地图、数据和分析结果，打印机用于输出地图和报表，输入设备用于数据采集和编辑。
2. 外部设备主要包括GPS接收机、扫描仪、摄像头、绘图仪等。
GPS 接收机用于采集地理坐标数据，扫描仪用于数字化地图和影像，摄像头用于采集地面照片，绘图仪用于输出地图和图表。
二、软件系统GIS系统的软件系统包括操作系统、GIS软件和数据库管理系统三部分。
1. 操作系统是GIS系统的基本环境，常用的操作系统包括Windows、UNIX和Linux。
操作系统负责管理硬件资源、运行应用程序和处理用户命令。
2. GIS软件是GIS系统的核心组成部分，常用的GIS软件包括ArcGIS、MapInfo、GeoMedia、ERDAS、ENVI等。
GIS软件提供了数据管理、数据查询、空间分析、地图制图等功能，是用户进行地理信息处理和分析的主要工具。
3. 数据库管理系统用于存储和管理GIS数据，常用的数据库管理系统包括Oracle、SQL Server、PostgreSQL和MySQL。
数据库管理系统负责数据的存储、查询、更新和管理，为GIS提供了数据支持和管理功能。
三、数据源GIS系统的数据源包括地图数据、影像数据、GPS数据、遥感数据和属性数据五种。
1. 地图数据是GIS系统最基本的数据，包括矢量数据和栅格数据两种。
地理信息系统(GIS)在环境保护中的应用
地理信息系统（GIS）在环境保护中的应用地理信息系统（GIS）是一种集成了地理数据收集、管理、分析和展示功能的技术系统。
它在环境保护领域发挥着重要的作用，可以通过空间数据的整合和分析，提供科学决策支持，管理和保护地球资源和环境。
本文将介绍GIS在环境保护中的应用，并且探讨其在该领域的潜力。
一、环境监测与评估GIS技术在环境监测与评估方面发挥着关键作用。
通过GIS地图的创建和数据的叠加、分析，可以实时监测环境中的污染源、污染物分布等信息。
同时，GIS还可以进行环境评估，评估不同地区的环境状况并生成报告。
这些数据和报告可以帮助政府和决策者了解环境质量，采取相应措施保护环境。
二、自然资源管理GIS在自然资源管理中扮演着至关重要的角色。
通过GIS技术，可以对土地利用、植被覆盖、水资源等进行全面管理和监测。
此外，GIS 还可以对森林资源进行管理和评估，帮助决策者做出科学决策，保护和合理利用自然资源。
三、灾害管理和预防GIS技术在灾害管理和预防方面具有广泛应用。
通过GIS技术，可以对地震、洪水、火灾等自然灾害进行监测和分析，提前做出应对措施。
同时，GIS还可以对灾害风险进行评估，为政府和决策者提供决策支持，减少灾害损失。
四、城市规划与土地管理对于城市规划和土地管理来说，GIS技术也具备重要价值。
通过GIS的应用，可以进行空间分析、市场研究、交通流量分析等，为城市规划提供科学依据。
此外，GIS还可以帮助管理人员监测土地利用和土地管理情况，对土地资源进行合理利用和保护。
五、生态保护生态保护是环境保护的关键领域之一，而GIS技术在生态保护中的应用也越来越被重视。
通过对生态环境的采样、收集和分析，GIS可以在生态监测和保护方面发挥作用。
同时，GIS技术还可以辅助制定生态保护区的划分方案，保护濒危物种和自然生态系统的完整性。
六、环境教育与公众参与GIS技术不仅可以为专业人员和决策者提供信息，还能通过地理信息系统产品和Web应用程序的开发，向公众提供环境保护相关信息。
地理信息系统(GIS)在环境监测中的应用
地理信息系统（GIS）在环境监测中的应用地理信息系统（GIS）是一种结合了地理、地图绘制和数据管理的技术。
它可以捕捉、存储、分析、管理和展示地理空间信息。
随着科技的进步和环境保护意识的增强，GIS在环境监测中的应用变得越来越重要。
本文将探讨GIS在环境监测中的应用，并讨论其优势和限制。
一、地理信息系统（GIS）在环境监测中的优势1. 空间数据分析能力GIS的主要优势之一是其强大的空间数据分析能力。
通过收集和整理环境监测相关的数据，GIS可以对其进行空间分析，揭示地理位置与环境变量之间的关系。
例如，在大气污染监测中，GIS可以帮助确定空气质量与污染源之间的关联性，以及污染物的扩散路径。
这些分析结果可以提供决策者更准确的环境信息，从而指导环境保护措施的制定。
2. 数据集成与可视化GIS具有良好的数据集成和可视化能力。
在环境监测中，涉及到的数据常常来自不同的来源，如传感器、无人机、卫星图像等。
使用GIS可以将这些数据集成到一个统一的平台上，通过地图展示和可视化呈现。
这样，环境监测人员可以直观地了解到不同地理位置的环境状况，并更好地解读和分析数据。
3. 建模和预测GIS可以帮助环境监测人员进行建模和预测，以评估环境变量的可能发展趋势和效果。
通过收集历史数据和实时数据，GIS可以利用数学和统计模型来模拟未来的环境情况。
这对于环境监测人员预测环境变化、评估不同干预措施的效果至关重要。
二、地理信息系统（GIS）在环境监测中的应用案例1. 水资源管理GIS在水资源管理中发挥着重要作用。
通过收集和分析水源的空间和统计数据，可以实现对水质、水流等指标的监测和评估。
例如，GIS 可以用于分析水源涵养区的分布情况，为保护水源提供科学依据。
此外，GIS还可以帮助确定水质分布的空间特征，以及水质的变化趋势，为水资源管理者提供决策支持。
2. 自然灾害监测GIS在自然灾害监测中也发挥着重要作用。
它可以用来分析和预测地震、洪水、沙尘暴等自然灾害的发生概率和影响范围。
GIS技术在环境保护中的应用指南
GIS技术在环境保护中的应用指南GIS（地理信息系统）是一种用于捕捉、存储、处理、分析和展示空间和地理数据的技术。
在环境保护领域，GIS技术的应用范围广泛，从环境监测到自然资源管理，都能够为决策者提供可靠的数据和信息支持。
本文将探讨GIS技术在环境保护中的应用指南，以帮助读者更好地理解和利用这一强大的工具。
1. 环境监测与评估GIS技术在环境监测和评估中的应用能够提供准确、全面的数据，并帮助识别和分析环境问题。
例如，通过将各种环境指标数据与地理位置信息关联，可以绘制出受污染地区的分布图，指导环境保护工作的重点。
此外，GIS技术还可以模拟和预测环境变化的趋势，为政策制定者提供科学依据。
2. 自然灾害管理自然灾害是全球范围内面临的共同挑战。
GIS技术在自然灾害管理中的应用可以提供更好的灾害风险评估和应急响应。
通过整合地理数据、卫星图像和气象数据等，GIS能够生成精确的风险地图，识别潜在的灾害风险区域，为灾害防范和减灾提供科学指导。
3. 水资源管理水资源是人类生存和发展的基本需求，但目前正面临着日益严重的威胁。
GIS技术在水资源管理中的应用可以帮助监测、分析和规划水资源的合理利用和保护。
通过深入了解地理信息，理解水文变化和水文循环的趋势，可以更好地预测和解决水资源短缺、水污染等问题。
4. 生态环境保护生态环境保护是实现可持续发展的关键领域。
GIS技术可以提供全面的生态系统数据和多样性信息，帮助监测生物多样性的变化、分布和健康状况。
利用GIS技术，可以开展生态环境评估，评估人类活动对生态系统的影响，并提出相应的保护措施。
5. 土地利用与规划土地利用与规划是保护自然资源和管理城市化的重要手段。
GIS技术可以提供详细的土地利用数据和面积统计，帮助规划师更好地理解和评估土地利用的现状和潜力。
此外，通过空间分析和模型建立，GIS能够优化土地利用方案，促进城乡一体化发展和可持续用地管理。
6. 环境教育与公众参与环境保护需要公众的参与和共同努力。
GIS技术在环境保护中的应用
环境监测与评估
环境质量监测
GIS技术可以整合各种环境监测数据，如空气质量、水质、噪声等，进行实时监 测和预警，为环境管理部门提供决策支持。
环境影响评估
在进行建设项目环境影响评估时，GIS技术可以用于模拟和预测项目对环境的影 响，为决策者提供科学依据。
生态保护与恢复
生态红线划定
利用GIS技术，可以对重要生态功能区、生态环境敏感区进行 划定，制定生态保护红线，防止人类活动对生态环境的破坏 。
04 GIS技术在环境保护中的 未来展望
智能化GIS技术发展
智能化数据处理
利用人工智能和机器学习技术， 实现GIS数据的自动分类、识别和 预测，提高数据处理效率和准确 性。
智能化空间分析
借助深度学习技术，实现GIS空间 分析的自动化和智能化，为环境 决策提供更准确、全面的支持。
智能化地图可视化
利用虚拟现实、增强现实等技术， 实现地图的可视化交互和动态展 示，提高地图的视觉效果和用户 体验。
02 GIS技术在环境保护中的 应用领域
资源管理
资源清查
利用GIS技术，可以对各种自然资源进行清查和评估，了解资源的分布、数量、 质量等信息，为资源管理和保护提供基础数据。
资源规划
GIS技术可以帮助制定合理的资源开发计划，实现资源的可持续利用。例如，在 土地资源管理中，GIS可以用于土地利用规划、土地整理和土地复垦等方面。
GIS技术的发展历程
起步阶段
20世纪60年代，GIS技术开始起步，主要用于地图制作和简单的 空间分析。
发展阶段
20世纪80年代以后，随着计算机技术的进步，GIS开始广泛应用于 资源调查、环境监测等领域。
成熟阶段
进入21世纪，GIS技术逐渐成熟，开始与大数据、云计算等新技术 融合，为环境保护提供更强大的支持。
地理信息系统知识：GIS在环境污染监测中的应用
地理信息系统知识：GIS在环境污染监测中的应用随着工业化和城市化的发展，环境污染问题越来越严重。
环境污染的监测和管理已经成为了当今社会发展的重要议题。
地理信息系统（GIS）是一种可视化、高效的技术工具，在环境污染监测和管理中具有广泛的应用价值。
一、GIS的基本概念和功能GIS是一种基于计算机软硬件平台的信息系统。
其主要作用是将空间数据与属性数据相结合，将地球表面上的地物、现象与空间位置关联，通过各种技术手段进行加工、分析和表示，从而生成各种形式的地理信息，为地理信息的管理、分析和应用提供技术支持。
其中，GIS包含以下三个基本的功能：1、地理数据库管理GIS可以用来管理多种类型的地理数据，包括矢量数据（点、线、面）、栅格数据、图像数据、数字高程模型等。
其基本功能是实现地理数据库的建立、存储、管理、更新、查询和维护等操作。
2、地理数据分析GIS提供了一系列地理数据分析工具，包括地理空间分析、统计分析、选址分析、路径分析等，可以有效地进行环境污染监测和评估。
例如，可以通过分析数据的空间分布特征，预测污染扩散趋势，研究污染源的影响范围，优化监测方案等。
3、地理可视化和应用GIS可以将地理数据通过可视化的方式展示出来，包括地图、图表、三维模型等形式。
这对于环境污染监测和管理非常重要，可以直观地展示污染源的位置和污染程度，帮助决策者进行决策和管理。
二、GIS在环境污染监测中的应用实践1、污染源监测和评估GIS可以将地图和污染数据进行集成，通过对污染源的位置和强度进行分析和可视化，帮助决策者更好地了解污染源及其影响范围。
同时，GIS还可以将污染源的空间分布特征纳入到模型中作为输入，对污染扩散和风险评估进行预测和分析。
例如，利用GIS对某个工业园区的污染源进行监测和评估。
通过采集该区域的污染源和环境数据，并利用GIS进行空间分析和可视化分析，可以对污染程度和污染源类型进行评估，并预测出污染扩散的方向和范围，有效地提高了环境监测的准确性和效率。
地理信息系统知识：GIS在环境保护中的应用
地理信息系统知识：GIS在环境保护中的应用随着人们对环境问题的不断关注，环境保护成为现代社会不可忽视的问题。
而在环境保护中，地理信息系统（GIS）已经成为一种非常有效的工具。
GIS可以帮助政府和企业行业在环境保护和管理方面做出更准确、更及时、更全面的决策和行动，从而促进环境质量的提升。
GIS在环境保护中的应用主要表现在以下几个方面：一、自然资源的管理和保护通过GIS，可以对水资源、土地资源、森林资源、矿产资源等自然资源进行准确的描述与分析，并制定相应的资源管理和保护策略，减少自然资源的消耗和浪费。
例如，利用GIS技术可以制作水源地保护区、水质保护区、林地保护区等专项规划图，对自然生态环境进行全面保护。
二、环境监测GIS可以通过遥感技术和数字地图等手段，实现对大气污染、水污染、噪声污染、土壤污染等环境污染源的实时监测。
通过GIS技术，可以准确检测各种环境指标的变化趋势，并进行分析和预测，为环境监管和环保决策提供科学依据。
三、环境应急与灾害管理GIS可以在自然灾害、其他环境意外事故等突发事件发生后，快速准确地评估灾害范围、影响程度，及时制定应急管理措施。
例如，在火灾、洪灾、地震等突发事件发生时，GIS可以帮助相关部门快速获取准确信息，制定救援计划，及时应对灾害，保障人民生命财产安全。
四、环境治理与规划GIS可以帮助环境规划师们对城市规划、交通建设、工业发展等领域进行科学规划和治理。
通过GIS分析，可以制定空气质量治理区、农业区、城市绿地系统等，促进城市可持续发展和生态环境的改善。
五、环保科普与宣传GIS可以为环保部门提供数据和地图支持，便于宣传和推广环保理念，提高公众环保意识。
例如，GIS技术可以制作废弃物处理设施分布图、天然气管线规划图等，方便公众获取环保信息。
在实际应用中，GIS技术的可视化呈现能力极强，使用者可以轻松获取地图信息。
而通过高精度的测量和模拟，GIS可以模拟现实中的情形，从而帮助决策者制定更好的决策。
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为规划和决策提供有 关信息，提供信息 的存储和查询等功 能
负责本省环境信息的管理工作，向 国家提供信息，指导城市级环 境GIS
市环保局 (市环境监测
站/中心 站）
市级环境 GIS
县（区）环 县（区）级 保局（环 环境GIS 境监测站）
为国家、省级环境保 直接担负环境质量和污染源的监测、
护管理部门提供环 分析、统计、评价等任务，指
1.6.3 业务工作流程分析
二、环境监测业务流程
审 核 流 程
1.6.3 业务工作流程分析
二、环境监测业务流程
国家级、省级部门
决策任务、目标 环境基础数据
市级、区（县）级部门
1.6.3 业务工作流程分析
一、环境监测业务
环境监测数据采用电子表格的方式进行传输，电子表格 的格式由监测总站统一规定，将监测数据按照监测要素分 成水、气、声三类，表格下发到各个省市监测站。各地数 据报表采用.dbf文件格式保存，省市监测站每月汇总并上 报一次监测数据结果。
要素型 按不同的环境要素来建立的监测网络
管理型 混合型
美国环保监测网络
按行政管理体系建立的网络
我国的环境监测网络
同时考虑信息类别和管理效能建立的网络
流域水环境、生态近岸海域等监测网络
我国的管理型监测网络
混合型监测网络
1.6.3 业务工作流程分析
在我国环保行政管理部门中，4级部门扮演不 同的角色，省级、国家级宏观管理、综合分析和 决策规划；县（区）、市级提供环境数据和产生 环境信息，并依法负责本辖区内环境要素的质量 监测和污染源的监督监测。
现阶段我国环境管理的模式主要以行政命 令为主，环境保护管理机构主要分为4级，即 国家、省级、市级、县级。
对应于环境保护管理工作的需求，我国环 境GIS也对应由国家级、省级、市级和县（区） 级四级构成。
各级环保管理部门及其对应的环境GIS
环保管理机 环境GIS级
构
别
国家环保总 局
（中国环境 监测总 站）
按照习惯，环境数据主要分成以下5种 类型：环境监测数据、工业污染与防治数 据、生活及其他污染与防治数据、自然生 态环境保护数据和环境管理数据。
§1.5.1 环境监测数据
空气质量和废气监测数据、降水监测数 据、地表水和废水监测数据、土壤底质固 体废弃物监测数据、生物监测数据、噪声、 振动监测数据、辐射监测数据、森林生态 系统监测数据、荒漠生态系统监测数据、 农业系统生态监测数据、生态破坏监测数 据、化学污染监测数据、淡水生态监测数 据、湿地生态监测数据、海洋生态监测数 据。
第一章 环境GIS及其系统分析
主讲： 卢晓宁
环境地理信息系统
第一章 环境GIS及其系统分析
§1.1 概述 §1.2 环境空间信息与环境GIS §1.3 环境GIS的特点 §1.4 环境GIS应用模式 §1.5 环境数据源分析 §1.6 环境GIS业务需求分析 §1.7 环境GIS功能需求分析
§1.5 环境数据源分析
国家级环境 GIS
省环保局 省级环境
(省级环境监
GIS
测中心站)
各级环境GIS职能
各级环境GIS具体工作
为国家环保总局的宏 观环境管理和决策 提供信息支持和服 务
全国环境GIS的业务建设和技术管 理，环境信息网络建设，环保 电子政务建设，环境管理应用 软件，国家环境信息标准和规 范，全国的环境信息……
一、环境监测业务
（3）噪声监测
在全国建成功能完善的城市环境噪声监测网络和重点交 通源的自动监测网络系统。运用具有自动采样功能的设备，按 网格布点法进行区域环境噪声监测，按路段布点法进行道路交 通噪声监测，按分期定点连续监测法进行功能区噪声监测。
1.6.3 业务工作流程分析
二、环境监测业务流程
a. 总体业务流程
业务计划——执行监测——数据录入——数据审核——业务提交
b. 环境空间数据采集与数据录入流程 c. 审核流程 d. 环境空间数据查询分析流程
1.6.3 业务工作流程分析
二、环境监测业务流程
总 体 业 务 流 程 分 析
1.6.3 业务工作流程分析
二、环境监测业务流程
环 境 空 间 数 据 采5.4 自然生态环境保护数据
自然保护区建设情况、野生动物保护情 况、生态示范区建设情况、生态功能保护 区建设情况、农村环境污染及治理情况。
§1.5.5 环境管理数据
法律法规情况、环保年度计划执行情况、跨 世纪绿色工程规划执行情况、建设项目环境影响 评价制度执行情况、建成投产项目“三同时”制 度执行情况、排污收费制度执行情况、污染源限 期治理制度执行情况、环境科技工作情况、环保 产业情况、环保信访工作情况、人大政协提案情 况、环保档案工作情况、环保系统自身建设情况。
一、环境监测业务
（1）水质监测
国家要求上报国控网点的数据，省级要求省控网点的数 据。国控网监测点主要服务于重点流域及城市水环境，省控网 监测断面在国控基础上增加重点河流、水域等。
一、环境监测业务
（2）空气监测
国家要求每日上报省会城市和环保重点城市的空气自 动监测数据，各地每月例行上报自动监测数据以及常规监测 数据。
境基础信息
导县级环境GIS
为上级机构提供基础 直接担负环境质量和污染源的监测、
信息
分析、统计、评价等任务。
1.6.1 环境保护管理部门及其业务职能
市、县级环境信息系统是全国环境 信息系统的重要基础和主要信息源。
[举例] 成都市环保局
1.6.2 环境监测网络体系
环境监测网络体系是监测数据获取的组织、技术 基础和手段。
第一章 环境GIS及其系统分析
§1.1 概述 §1.2 环境空间信息与环境GIS §1.3 环境GIS的特点 §1.4 环境GIS应用模式 §1.5 环境数据源分析 §1.6 环境GIS业务需求分析 §1.7 环境GIS功能需求分析
§1.6 环境GIS业务需求分析
1.6.1 环境保护管理部门及其业务职能
§1.5.2 工业污染与防治数据
工业污染企业的基本情况、工业污染物 排放情况、固体废物排放情况、工业污染 治理设施情况、工业企业在建污染治理项 目建设情况。
§1.5.3 生活及其它污染与防治数据
生活污水排放情况、城市污水处理情况、生 活废气排放情况、城市垃圾处理情况、规模化畜 禽养殖场污染排放。