GIS与环境保护

（３）环境评价 由于GIS在建证和分析地理对象之间的拓扑关系上具有强大的 功能，因此，可以对环境因素、污染物的数据属性和它们的空间分布进行科 学分析。另外，GIS的图形用户界面使用户可直观地了解污染发生的情况，并 对污染物排放进行预测显示。任劲松等就曾把GIS用于福建眉州湾区域环境质 量现状评价．利用实测值通过插值或拟合方法扩展得到浓度分布图，了解各 污染物的空问分布及超标情况．再进行全区环境质量综合评价。此外．美国 犹他大学的一科研小组也曾利用GIS技术建立环境数据库、地表水污染路径模 型、地下水污染路径模型．并利用GIS的空间分析能力(如缓冲区分析)对墨西 哥与美国的接壤地区进行环境影响的分析评价。
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３．专业模型的建立及其通用性问题 从世界范围和历史发展来看， 许多发达国家的环境保护研究已从第一阶段的侧重调查、制图，进 入第二阶段的侧重模拟、监测和管理。在这个阶段．问题的解决依 赖于模型的建立。然而现有的模型多是面向某一地区特定条件下建 立的．大多不具有空间和时间上的可移植性。同时其与ＧＩＳ结合 的深度也远远不够．仅停留在将ＧＩＳ作为模型的数据输入与输出 结果的工具这种第一阶段水平。制约两者结合的关键在于Gls相对 有限的分析空间数据的功能，以及模型分析方法与GIＳ内嵌功能的 通用性之问存在矛盾。 ４．系统集成性差 随着G1Ｓ在环境保护中应用的深人，建立了一大 批相关地理信息系统。这些专业地理信息系统数据库模型、专业模 型以及两者之间的接口和ＧIＳ之间的连接方式均不一样．界面不统 一不友好。ＧＩＳ的数据模型仍然缺乏环境模拟所需的时空结构， ＧＩＳ软件系统也不能够同时处理时空数据结构可变性以及建立和 检验过程的算法可变性。
GIS与环境保护
薛进 环境工程10级2班 20100310220
Contents
一、GIS概述 二、GIS在环境保护中的应用
三、GIS在应用中存在的问题
四、GIS的应用前景与发展趋势
五、结束语
一、GIS的概述
地理信息系统（Geographic Information System ，GIS）是 20 世纪 60 年代开始迅速发展起来的地理学研究技术，是多种学科交叉 的产物，是一种特定而十分重要的空间信息系统。它是以采集、存储、 管理、描述和分析与地球表面及空间地理分布有关的数据的信息系统， 它以地理空间数据库为基础，在计算机硬件、软件环境支持下，对空 间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理 模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究、 综合评价、管理、定量分析和决策服务而建立的一类计算机应用系统。 GIS 处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间 定位数据、图形数据、遥感图象数据、属性数据等，用于分析和处理 在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和 管理问题。它的主要功能包括数据采集与编辑、地理数据库管理、制 图、空间查询与空间分析等，其中空间查询与空间分析是GIS的核心。
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使环境问题具体化。利用GIS 的空间信息属性可使原本具有空间属 性的环境统计数据展示其空间分布的地理规律。 提高工作效率、改善工作质量。利用专题地图功能，可以迅速将环 境统计报表数据以图表等多种形式显示在地图上，既减轻了工作量 ，又能多种形式展示环境数据，以便清楚了解环境状况。 拓展工作范围。利用 GIS提供的路径分析功能，可以对以前只能基 于一维的风向模型建立起二维的污染物扩散模型。 集成化解决问题。由于 GIS 数据参照同一空间坐标系，这使得不 同领域共享数据和结果变得简单高效，各部门数据可集成支持整个 项目的战略决策
二、GIS在环境保护中的应用
１
环境管理
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环境非点源污染分析
３
其他
１、环境管理
（１）环境管理信息系统(EMrS) 该系统是为环境管理和决策服务的技 术系统。GIS在其中的应用大大改善丁EMIS基础数据的处理和收集方 式．提高了环境管理的效率。利用GlS的数据采集与编辑、信息查询 、数据库管理、统计制图，空间分析等功能．环境工作者可将已经编 码的空间数据组合起来，并确定其地理位置．同时揭示不同信息间的 相互关系．尤其可对空间数据进行分析和运算。目前，为满足EMIS 向更高形式发展的需要，GIS在其中的应用以与环境模型相耦台为主 要形式。 （２）环境规划与决策 对于宏观性、全局性的环境规划来说，利用 GIS可以实现规划中的定性与定量相结合、空间分析与属性分析相结 合、历史信息与发展方向相结合。通过GIS的各个功能模块进行环境 规划的各项工作，包括污染源分布、污染扩散分析等。利用GIS中的 综合信息和空间分析模型可以为科学决策提供依据，是决策支持的有 效手段。进行环境规划与决策工作可通过GIS的缓冲区分析、叠置分 析等功能模块实现。
五、结束语
利用 GIS 技术，可以解决环境科学这个多系 统、复杂的交叉学科中许多难以解决的问题，可 以将环境监测、环境统计等中的数据与地图相关 联，建立拓扑关系，进行空间分析，辅助决策和 管理。当前应该充分利用国外成功的应用范例， 推进我国 GIS 在环境科学中的应用，建立适合我 国国情的环境学科各领域的GIS 模型和应用系统。
其基本功能有以下几点
数据采集 与编辑
地理数据库 管理形分析
• 地理信息系统是功能强大的用于建立、编 辑图形和地理数据库并对其进行空间分析 的工具集合，是与人类的发展、进步密切 关联的一门信息科学与技术，越来越受到 人们的重视。在环境保护领域，GIS 技术 的引进为这个复杂的多学科交叉领域的研 究带来新的契机，主要表现为以下几点：
四、 GIS的应用前景与发展趋势
尽管GlＳ在环境保护领域的应用比较肤浅，但是成效 是显著的；而且随着新技术的发展．应用的深入，ＧＩＳ 的应用必将为我国的环境保护领域做出巨大的贡献。展单 未来，就其应用发展前景而言．最为人们所关注的应用有 以下几方面：（1)“M一3Ｓ”一体化系统 (2)应用模型的 开发 (3)模型驱动的决策支持系统的发展（４）面向对 象方法的引进 (5)智能ＧＩＳ的广泛应用（6)环境地理 信息网络.此外，随着技术的发展．GIＳ正向着三维的“ 科学直观化”发展．进而引进第四维——时间，从而可以 产生思维的动画来显示、模拟复杂的环境过程。
（５）环境模拟与预测 利用GlS数据中大量 环境信息之间的相关性、耦合性可对环境 的演变进行数值模拟，发现其中的规律． 进而可以根据将来的生产、发展等相关情 况对环境的演变进行预测，更好地为环境 保护服务。建立模拟与预测的数理模型是 其关键问题。
２、环境非点源污染分析
GIS在非点源污染中的应用从本质上改变了其分析和 建模方式，揭开了数据输人和结果显示的新篇章。将农业 非点源污染模型(AGPS)与地理资源分析支持系统 (GRASS)及GRASS WATER WORKS集成在一起，综合 分析评价了非点源污染对河水水质的影响，并以地图形式 输出结果，同时标志出易受侵蚀地区。利用GIS对城市非 点源污染进行分析和评价．并结合土地利用类型的分配， 为采取控制措施提供决策依据。对于农业非点源污染． GIS在其中的应用，包括土壤侵蚀率和侵蚀量估算及士壤 侵蚀对环境影响的模拟、地区径流的预测、土地利用变化 的水质响应等。近几年来，随着研究的进一步深入，GlS 在渗漏带污染物迁移、转化模拟及地下水的杀虫剂模拟研 究中的应用成为新的研究热点。
３、其他
• 此外，随着应用技术的不断深入，目前GIs 还广泛运用在自然生态现状分析、应急预 测预报系统、城市定量考核、建立项目管 理等专项环境保护问题中。
三、GIS在应用中存在的问题
1. 专业GlＳ软件的缺乏 目前尚未出现能够灵活描述环境 保护相关问题的时间和空间特征的专业GIＳ软件。单独 依靠通用GlＳ平台难以对问题域进行有效评价。 数据来源与精度的限制 数据来源及精度问题一直 是ＧＩＳ技术真正解决环境问题的一个“瓶颈”。尽管 近几年遥感技术的介入使得环境数据的采集大为改善， 但由于环境问题的广泛性和复杂性等原因．导致大量环 境数据仍难以获取。同时现有数据也往往由于数据来源 不一．数据格式各异、年代不同等原因造成环境数据精 度难以保证．特别是数据格式不一，使各地区的数据难 以共享，严重影响了ＧＩＳ的应用。
（４）环境监测 利用GIS技术对地下水的监测网络进行设计．可以对所选研究
区域进行详细的场地监测和分析，有利于管理地表和地下废物设施，及时发 现潜在污染源．加强对水源井的保护，同时根据河流监测端面的监测数据可 对重点流域水质以及排放到该河流下业污染源贡献率进行合理评价，为国家 地方环保局决策人员及时提供信息。此外，利用GlS对插点污染源进行管理， 监测其发展动态，对实现污染物总量控制的分析、预报，计算、管理等具有 重要的作用。