chap1：环境信息系统概论
环境信息系统期末复习资料总结
环境信息系统填空题信息的传递;把信息从时间或空间上的某一点向其他点移动的过程称为信息传递。
实现信息传递的载体称为信息媒介。
信息传递过程必须具备信息员源、新宿、信道、信息四个基本要求。
中国的环境管理体制分为五个层次：国家、省市、地市、县市、乡镇我国环境信息系统建设分为国家级、省级、城市级、区县级四级系统国家环境信息系统建设将集成地理信息系统、遥感技术、全球定位系统技术，逐渐形成国家级环境信息系统应用平台和应用体系环境信息分类：按应用为基础的匪类方法可分为各种环境管理信息、环境办公信息、决策信息根据信息计算处理特点分为数值型信息、空间信息、多媒体信息数据库的三种模型：层次（树形）模型、网状模型、关系模型信息系统的开发方式：独立开发、委托开发、合作开发、购买现成软件信息系统实施阶段的主要工作包括：系统硬件的购置与安装、程序的编写（购买）与调试、系统操作人员的培训、系统有关数据的准备和录入、系统调试和转换、文件资源归档等软件的四种维护：改正性维护、适应性维护、完善性维护、预防性维护3S技术：是GPS、GIS、RS，是现代空间信息研究的先进技术。
名词解释信息：事物显示其存在方式和运动状态的属性，是客观存在的现象。
同时，信息与认知主体又有着密切关系，它必须通过主体的主观认知才能被反映和揭示。
因此信息是一种比运动、时间、空间等等更高级的哲学范畴，是一个复杂的、多层次的概念。
环境信息系统：对各种各样的环境信息及相关信息加以系统化和科学化的信息系统。
是正确认识环境管理和加强环境管理的基础，是环境信息采集系统、环境信息处理系统、环境资源信息系统、环境管理信息系统等与环境相关的信息系统的总称数据库管理系统：提供各种数据管理服务功能的计算机软件系统。
编码：是将事物或概念赋予了一定规律性的、易于人或计算机识别和处理的符号、图形、颜色、缩减的文字等，是人们统一认识、统一观点和交换信息的一种技术手段数据管理：对数据的组织、编目、定位、存储、检索、维护。
环境信息学
信息学（INFORMATICS）
真实世界问题的需求
信息 技术
信息学 信息技术解决问题的潜能
应用领域： 水科学 医药 生命科学 环境科学
如图所示为应用信息学的中介作用。信息学一 方面分析所给定应用领域的现实世界的问题， 同时定义需求。另一方面，信息学还为应用领 域提供利用信息技术解决问题的潜能。
环境信息学（Environmental Informatics）
环境管理 信息系统
环境信息学概论
环境信息学是怎样一门学科？
环境信息学的产生背景 解决环境问题过程中的信息反馈 环境信息学的研究对象 信息学 环境信息学 环境信息学的形成 环境信息学的核心：环境信息处理系统 环境信息学各主题与环境信息处理系统组成部分 的关系 环境信息学包括那些研究内容
环境信息学的产生背景—— 可持续发展
随着世界人口的飞速增长与消费的加剧，全球的社 会发展与环境状况变得危机四伏。 水资源紧缺、沙漠化、热带雨林的减少，特别是大 城市的飞速发展都是全球人口增长与消费加剧的结 果。
1992年联合国环境与发展大会提出可持续发展战略， 这就意味着现代人的生活与消费不能危及后代的生 活水准。
环境决策的依据
环境功能区划与规划 重大环境政策的制定等等
环境工程设计、验收的依据 环境科学研究的基础
信息学（INFORMATICS）
“信息学”经常被认为与计算机科学是同意词。 信息学这一主题比计算机系统的含义更广泛， 它是各种信息技术应用的总和。除了工程方面， 信息学被视计算机系统为嵌入到组织与社会中 的应用。 对于应用信息学，信息学的各个分支在信息技 术（Information Technology）与各种应用领域 架起一道桥梁。
资源环境信息系统最全
资源环境信息系统
资源环境信息系统概述资源环境信息系统的技术基础资源环境信息系统的应用领域资源环境信息系统的设计与实施资源环境信息系统的未来发展
contents
目录
CHAPTER
资源环境信息系统概述
01
促进可持续发展
资源环境信息系统能够提供关于资源利用、环境保护和可持续发展的全面信息，有助于制定科学合理的决策。
遥感技术（RS）是一种通过卫星或其他飞行器获取地球表面信息的技术。RS可以用于监测环境变化、资源调查和灾害预警等领域。
RS通过高分辨率的卫星图像和多光谱成像技术，提供大量的地理信息数据。这些数据可以帮助科学家更好地了解地球表面的变化和趋势。
全球定位系统（GPS）是一种卫星导航系统，它能够提供高精度的位置信息。GPS可以用于各种领域，如交通导航、军事应用和环境监测等。
详细描述
总结词
云计算和大数据技术将为资源环境信息系统提供强大的数据处理和分析能力，提高系统的灵活性和可扩展性。
详细描述
云计算技术可以为资源环境信息系统提供弹性的计算和存储资源，实现数据和服务的集中管理和调度。通过云计算平台，系统可以快速部署和扩展，满足不同用户的需求。同时，大数据技术可以处理海量的环境数据，提取有价值的信息，为决策提供更加全面和准确的数据支持。通过大数据分析，可以深入挖掘环境变化的内在规律和趋势，预测未来的环境变化，为决策者提供更加科学和全面的决策依据。
设定系统应具备的响应速度、稳定性、安全性等性能指标。
根据系统需求，设计服务器、存储设备、网络设备等硬件配置。
硬件架构
选择合适的操作系统、数据库管理系统等软件平台，设计软件模块间的关系和通信机制。
软件架构
确保系统架构的安全性，包括数据加密、身份认证、访问控制等。
资源环境信息系统概论
课程学习资源
课程资源、学习资料、案例视频、创新 集锦。网址： /eol/jpk/course/w elcome.jsp?courseId=1659
资源与环境信息系统国家重点实验室 /sc/index.aspx
课程总学时与学分为36。 课程考核方式：平时成绩30%，期末成
绩70%。
课程模块体系
课程模块 1 概论 2 资源环境信息系统数据库 3 地理坐标系统和全球定位系统 4 资源环境遥感 5 地理信息系统 6 资源环境信息统计分析方法 7 专题学术讲座 8 分组作品专题答辩与汇报 9 课程总结
学时分配 3 3 3 6 6 3 6 3 3
空气质量严重恶化，全球有1.25亿人口生活在污浊 的空气中；
全球12％的哺乳动物和11％的鸟类濒临灭绝，每24 小时就有150到200种生物从地球上消失；
全球有12亿人口生活在缺水地区，14亿人口的生活 环境中没有生活污水排放装置；
全球每年土壤流失达200亿吨； 每年化学杀虫剂的使用量超过270万吨； 全世界的森林以每年460万公顷的速度从地球上消失
•1986年放射性污染事故
• 1986年4月26日，前苏联境内乌克兰基辅市郊 的切尔诺贝利核电站（Chernbly Nuclear Power Plant），由于管理不善和操作失误，4号核反应堆 爆炸起火，大量放射性物质外泄，造成环境严重污 染当即造成31人死亡，二百多人受严重放射性伤害 ，数万人受到放射性影响，直接经济损失达120亿卢 布，核污染飘尘扩散至周围国家，西欧各国乃至世 界大部分地区都检测到了核电站泄漏的放射性物质 。事故发生多年后， 放射性污染带来的危害还在继 续，不断有报道该地区受放射性伤害的人群死亡或 患病、患癌症的消息，伤亡人数不断扩大，该地区 的生态环境也遭到严重的破坏。
chap1教材环境信息系统概论
5 可视化特性
直观地显示环境质量、生态环境现状及
其发展变化情况。
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1.1.3 环境地理信息系统的含义与特点
环境地理信息系统的特点
环境地理信息系统具有以下几个方面的特点：
1 多技术集成特性 涉及测绘学、计算机学、生态学、气象学、城
市科学和管理学等多门学科。
2 环境空间特性 环境空间数据表达的是资源环境空间实体。
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1.1.1 环境信息的含义与特点
环境信息的含义
环境信息就是经过加工的、能够表征环境系统诸要素 的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数 字、文字、图像和图形等的总称，采用不同形式定性、 定量、定位、定时、可视化的全面表征环境特征。
（1）环境信息是环境系统客观存在的标志，也是相 关因素彼此作用的表征。
（2）环境信息是认识环境问题和现象的识别信号。 （3）环境信息包括空间位臵、属性特征及时域特征
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1.1.1 环境信息的含义与特点
环境信息的基本特征
环境信息的种类、数量及时空分布与整个社会发达程度、开 发利用资源的水平、经济活动对环境作用的范围、强度、频 率密切相关，同时，也受到特定地区自然条件和环境系统特 征的直接影响。除了具有信息的一般特征（共享性、客观性） 外
环境信息系统实验教学大纲
环境信息系统实验一、课程性质和任务环境信息系统是一门新兴的技术学科，主要应用现代科学方法——系统论、信息论、控制论和现代高新技术——计算机技术、空间技术和自动化技术，研究计算机技术和时空数据的结合，通过一系列的时空操作和分析方法，为环境科学管理和优化调控，为国土整治、流域开发、区域规划等提供宏观的辅助决策信息，为地学工程提供微观辅助设计的具体数据。
通过该门课程的学习，使环境科学专业的学生能够掌握系统科学和信息科学的理论和方法，进行环境数据采集、处理和科学管理环境信息、数值分析以及环境科学的综合研究，建立环境信息系统。
学习本课程须先修环境学、环境工程学等课程。
教师在使用本大纲时，对讲授次序、课时分配和教学方式等可灵活掌握，但必须完成本大纲规定的基本内容。
二、课程内容、基本要求、课后思考讨论题及作业和学时分配学时分配表实验一 GIS演示与基本操作实习目的：熟悉桌面GIS各软件的操作平台，初步掌握Arcview软件的主要工具、菜单命令的使用；了解GIS 软件应具备的基本功能内容：收集信息文件，进行结构分析。
内容：在Arcview中添加事件专题、读取相关文件等基本操作。
实验二地图投影及用Arcview进行屏幕数字化（或屏幕矢量化）目的：掌地图投影变换的基本原理与方法; 熟悉ArcView中投影的应用及投影变换的方法、技术; 了解地图投影及其变换在实际中的应用内容：使用Arcview进行投影及作屏幕数字化等。
实验三属性数据输入与管理目的：了解Arcview的表创建与管理，属性数据库建立及其空间数据库关联的方法。
内容：在Arcview中输入属性数据、进行表的关联、连接、分类等操作。
实验四数据编码目的：学习数据编码的方法。
内容：使用Arcview或mapinfo对地理数据进行编码，掌握主要的原理。
实验五用Arcview编辑空间数据目的：对扫描和数字化过程中出现的误差进行纠正及进行基本的图形变换操作。
内容：使用Arcview的三个常用编辑功能：合并多边形，分割多边形，多边形边界整形。
环境信息系统01
1.1 基本概念
信息的特点： 信息的特点： 信息的客观性 与客观事物紧密相联系的； 信息的客观性—与客观事物紧密相联系的； 客观性— 信息的适用性 信息对决策是十分重要； 信息的适用性—信息对决策是十分重要； 适用性— 传输性— 信息的传输性 信息可以在信息发送者和接受者之间传输， 信息的传输性—信息可以在信息发送者和接受者之间传输， 既包括系统把有用信息送至终端设备(包括远程终端) 既包括系统把有用信息送至终端设备(包括远程终端)，和以 一定形式提供给有关用户， 一定形式提供给有关用户，也包括信息在系统内各子系统之 间的传输和交换。 间的传输和交换。 信息的共享性 信息与实物不同，它可以传输给多个户， 信息的共享性—信息与实物不同，它可以传输给多个户，为 共享性— 多个用户共享，而其本身并无损失。 多个用户共享，而其本身并无损失。 信息的这些特点，使信息成为当代社会发展的一项重要资源。 信息的这些特点，使信息成为当代社会发展的一项重要资源。
信息系统的构成： 信息系统的构成：
• 对象的处理模型 • 信息处理模型 • 系统实现的物质基础
Anhui Science and Technology University Dr. Xin Xiao
1.1 基本概念
什么是环境信息系统（EIS）： 什么是环境信息系统（EIS）： • 环境信息系统（Environmental Information System , EIS）是以 EIS） 环境信息系统（ 环境管理和环境科学研究为对象的计算机系统。 环境管理和环境科学研究为对象的计算机系统。 • 在本课程中环境信息系统是指，将一切用于环境管理、环境 在本课程中环境信息系统是指，将一切用于环境管理、 科学研究等与环境保护相关的信息系统都称为环境信息系统。 科学研究等与环境保护相关的信息系统都称为环境信息系统。 • 从功能上：环境信息系统指一个获得、存取、编辑、处理、 从功能上：环境信息系统指一个获得、存取、编辑、处理、 分析和显示环境数据的系统。 分析和显示环境数据的系统。 • 从内容上：环境信息系统指一个包含了计算机软件、计算机 从内容上：环境信息系统指一个包含了计算机软件、 硬件、环境数据和专业人员的系统。 硬件、环境数据和专业人员的系统。
《环境信息系统及实验》课程教学大纲
环境信息系统及实验Environmental Information System and Experiment一、课程基本情况课程类别：专业主干课课程学分：3学分课程总学时：48学时，其中讲课：32学时，上机：16学时）课程性质：必修开课学期：第4学期先修课程：计算机基础、环境科学基础适用专业：环境科学教材：自编讲义（教材）开课院系：环境科学与工程学院环境科学系二、课程性质、教学目标和任务环境信息系统是环境科学专业主干课，主要利用所学的环境科学、环境管理、环境监测、环境评价、地理信息系统、环境遥感、数据库、管理信息系统进行环境保护系统的开发，拓展学生的应用技能。
其主要的教学任务是通过环境信息系统概论、数据库基础、地理信息系统基础、环境信息系统设计与应用这四部分内容的学习，使学生掌握环境信息、数据库和地理信息系统的基础知识，了解获取环境信息的各种手段和方法，认识环境数据库、环境信息系统的结构和开发过程。
进而能够利用所学理论和技能进行环境信息系统的概念设计，建立利用环境信息系统技术进行环境管理、解决环境污染问题的思路，为后续专业课程的学习和实际应用打下必要的专业基础，并有利于学生系统掌握专业知识和今后形成合理的环境科学知识体系。
三、教学内容和要求1．环境信息系统概述（4学时）（1）掌握：信息、系统、信息系统、环境信息系统的概念（2）熟悉：信息与数据的关系与区别；系统的特征（3）理解：信息的本质，环境信息系统的内容、功能和分类（4）了解：信息的分类、功能重点：信息、系统、信息系统、环境信息系统的概念；系统的特征；信息的本质难点：信息与数据的关系与区别2．数据库（8学时）（1）掌握：关系数据库基本原理，数据模型的分类和特征，ER模型，运用ACCESS创建数据库；（2）熟悉：数据库管理系统的功能，3S的概念，联系类型，关键码，环境数据获取的几种方法；环境信息标准化；（3）理解：数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统的概念，参照完整性、实体完整性；环境空间数据库的设计；（4）了解：数据模型的发展过程，数据库的设计内容，分布式数据库的特点、体系结构及其设计，数据库系统的运行与保护，数据仓库、元数据和数据字典的含义和内容；重点：数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统的概念；关系数据库基本原理；数据模型的分类和特征；ER模型；参照完整性；实体完整性难点：ER模型；参照完整性；实体完整性3．地理信息系统（14学时）（1）掌握：地理数据的输入与处理，矢量数据结构及其编码方法，栅格数据结构及其编码方法，栅格数据和矢量数据的相互转换，地理信息系统的空间分析，地理信息系统数据的查询与输出，地图的基本特征与数学基础（2）熟悉：空间拓扑关系及关联表达，各种视觉变量及其与视觉感受的对应关系，地图概括的四步法（3）理解：地理信息系统的特点、功能及其在环境科学、大气环境中的作用；地图三要素；（4）了解：地理信息系统数据的特征、来源，地理变换的意义重点：地理数据的输入与处理，矢量数据结构及其编码方法，栅格数据结构及其编码方法，栅格数据和矢量数据的相互转换，地理信息系统的空间分析，地图的基本特征与数学基础难点：栅格数据和矢量数据的相互转换；空间拓扑关系及关联表达，各种视觉变量及其与视觉感受的对应关系，地图概括的四步法4．环境信息系统的设计与应用（6学时）（1）掌握：环境信息系统的数据库设计，环境信息系统应用模块的划分及其功能设计；（2）熟悉：环境信息系统的需求分析内容和需求调查的组织实施，生命周期法设计思路；环境监测信息系统的研究、开发和集成；污染源信息管理GIS；环境污染事故应急GIS。
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1.1.1 环境信息的含义与特点
环境信息的含义
环境信息就是经过加工的、能够表征环境系统诸要素 的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数 字、文字、图像和图形等的总称，采用不同形式定性、 定量、定位、定时、可视化的全面表征环境特征。
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环境数据源分析
室内空气质量标准GB/T18883-2002
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 参数类别 物理性 参数 温度 相对湿度 空气流速 新风量 二氧化硫SO2 二氧化氮NO2 一氧化碳CO 二氧化碳CO2 氨NH3 臭氧O3 甲醛HCHO 苯C6H6 甲苯C7H8 二甲苯C8H10 苯并[a]芘B（a）P 可吸入颗粒物PM10 总挥发性有机物TVOC 菌落总数 氡222Rn 单位 ℃ % m/s m3/(h · 人) mg/m3 mg/m3 mg/m3 % mg/m3 mg/m3 mg/m3 mg/m3 mg/m3 mg/m3 ng/m3 ng/m3 mg/m3 Cfu/m3 Bq/m3 标准值 22~28 16~24 40~80 30~60 0.3 0.2 30a 0.50 0.24 10 0.10 0.20 0.16 0.10 0.11 0.20 0.20 1.0 0.15 0.60 2500 400 2014年3月16日星期日
化学性
生物性 放射性
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环境数据源分析
空气监测数据采集
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环境数据源分析
废水数据采集
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环境数据源分析
GB17378.4/23.1-1998
≥1度 ≥0.5NT U -
酸碱指示剂滴定法 美国水与废水测试标准方法(20th)4500USA GB6920-86 GB13580.4-92 GB17378.4/27.1-1998
≥0.1mg/ L ≥0.02pH 值单位
GB11901-89 GB17378.4/28.1-1998
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环境信息系统的功能
数据采 集、检 验与编 辑 数据的格 式化和转 换 数据的 存储、 组织和 管理
输出
空间分析
查询和 统计
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内 容
1.1 环境信息、环境信息系统的概念、
特点 1.2 环境信息系统的构成及功能 1.3 环境数据源分析 1.4 EIS与其他相关学科的关系 1.5 EGIS的应用需求分析 1.6 环境质量空间信息查询与处理
第一章 环境信息系统概论
黎 华
中国 武汉
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内 容
1.1 环境信息、环境信息系统的概念、
特点 1.2 环境信息系统的构成及功能 1.3 环境数据源分析 1.4 EIS与其他相关学科的关系 1.5 EGIS的应用需求分析 1.6 环境质量空间信息查询与处理
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内 容
1.1 环境信息、环境信息系统的概念、
特点 1.2 环境信息系统的构成及功能 1.3 环境数据源分析 1.4 EIS与其他相关学科的关系 1.5 EGIS的应用需求分析 1.6 环境质量空间信息查询与处理
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环境科学
地图学
EIS
测量与遥感
计算机科学
软 件 工 程
数 据 库 技 术
计 算 机 图 形 学
CAD、 CAM
专 家 系 统
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内 容
1.1 环境信息、环境信息系统的概念、
特点 1.2 环境信息系统的构成及功能 1.3 环境数据源分析 1.4 EIS与其他相关学科的关系 1.5 EGIS的应用需求分析 1.6 环境质量空间信息查询与处理
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环境信息的数据源
野外调查
地图数据
地图包含着丰富的内容，不仅含有实体的类别和属性，而且含有实 体间的空间关系 地图分为普通地形图和专题地形图
遥感数据
遥感数据是一种大面积的、动态的、近实时的数据源 遥感信息中既有空间位置信息，也有属性信息
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环境数据源分析
汽车尾气
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内 容
1.1 环境信息、环境信息系统的概念、
特点 1.2 环境信息系统的构成及功能 1.3 环境数据源分析 1.4 EIS与其他相关学科的关系 1.5 EGIS的应用需求分析 1.6 环境质量空间信息查询与处理
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1.1.3 环境地理信息系统的含义与特点
环境地理信息系统的特点
环境地理信息系统具有以下几个方面的特点： 1 多技术集成特性
涉及测绘学、计算机学、生态学、气象学、城
市科学和管理学等多门学科。
2 环境空间特性 环境空间数据表达的是资源环境空间实体。 3 动态变化特性 环境及其各组成要素始终处于变化当中，所以 环境空间信息具有时序性。
（1）环境信息是环境系统客观存在的标志，也是相 关因素彼此作用的表征。 （2）环境信息是认识环境问题和现象的识别信号。 （3）环境信息包括空间位臵、属性特征及时域特征
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1.1.1 环境信息的含义与特点
环境信息的基本特征
环境信息的种类、数量及时空分布与整个社会发达程度、开 发利用资源的水平、经济活动对环境作用的范围、强度、频 率密切相关，同时，也受到特定地区自然条件和环境系统特 征的直接影响。除了具有信息的一般特征（共享性、客观性） 外 （1）区域分布性 （2）数据量大 （3）信息载体的多样性 （4）动态特征
全球定位系统
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环境信息的数据输入
建立环境信息的环境数据库是一项重要的任
务，把地面上的实体图形数据及其描述性属
性数据输入到数据库中。数据输入就是对数
据进行必要编码和输入数据库的操作过程。
空间数据输入、属性数据输入、属性数据与
空间数据的连接
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环境GIS的建设必须紧密结合环境保护重点
工作，为环境管理、环境监测、环境规划、 环境预测、环境综合治理、环境评价和环 境监理等提供GIS功能。
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 环境管理数据
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环境数据源分析
空气和废水数据
1 地表水、大气降水、海水、 废水、饮用纯净水 2 地表水、大气降水、海水、 废水、饮用纯净水 3 地表水、大气降水、海水、 废水、饮用纯净水 4 地表水、大气降水、海水、 废水、饮用纯净水 5 地表水、大气降水、海水、 废水、饮用纯净水 6 地表水、大气降水、海水、 废水、饮用纯净水 水温 水质 水温的测定 温度计或颠倒温度法 GB13195-91 海洋监 测规范 第4部分：海水分析 GB17378.4/26.1-1998 河流流量测试规范 GB50179-93 流量 -
汽车尾气 随着城市道路交通的发展，机动车拥有量不断增加，但 同时也必须注意到汽车在生产和使用过程中对环境产生 了极为不利影响。如在生产过程中废水、废气和废渣的 排放，在使用过程中有害气体的排放和交通噪声的影响， 在车辆报废时增加的废弃物等。使用中的机动车更是城 市的主要流动污染源，主要表现在对城市的大气污染和 噪声污染。特别是对城市空气的污染，汽车排放的一氧 化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、铅（Pb）、碳烟、 苯井芘（BaP），对人体都有直接的危害。 目前监测中心对主要交通路口的空气监测仍局限于 每年冬、夏两次的手工定点采样监测，每年可检测机动 车2万辆左右。
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环境数据源分析
进行环境GIS建设和应用的过程，实际就是对环境数 据进行采集、存储、管理、加工和显示的过程。所以有 必要对环境数据源进行简单的分类介绍。按照习惯分类， 常见的环境数据有以下5种：
环境监测数据 环境数据分类：
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1.1.2 环境信息系统的含义与特点
环境信息系统的分类
专题环境信息系统——为特定的专门的目的服务， 如环境现状调查信息系统、环境定级估价信息系统、
地籍管理信息系统、环境利用规划管理信息系统
环境信息系统工具——一组具有图形图像数字化、
存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等环境
信息系统基本功能的软件包