地理信息系統(tǒng)在環(huán)境管理中的應(yīng)用

【摘要】 本文簡(jiǎn)要介紹地理信息系統(tǒng)的概念和它的基本功能，列舉地理信息系統(tǒng)在環(huán)境管理中的應(yīng)用，對(duì)國(guó)內(nèi)外環(huán)境地理信息系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)和方向進(jìn)行闡述，并提出發(fā)展環(huán)境地理信息系統(tǒng)的策略和建議。

【關(guān)鍵詞】 GIS；環(huán)境地理信息系統(tǒng)；空間數(shù)據(jù)庫(kù)

一、地理信息系統(tǒng)的概念

地理信息系統(tǒng)是收集、存儲(chǔ)、管理、綜合分析和處理空間信息和環(huán)境信息的計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)。它是GIS 技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的延伸。

地理信息系統(tǒng)在環(huán)境管理中的應(yīng)用的主要功能有:

1、基本功能包括對(duì)空間和屬性數(shù)據(jù)的輸入、存儲(chǔ)、編輯，以及制圖和空間分析等功能。編輯功能允許用戶添加、修改、刪除點(diǎn)、線、面或修改其屬性信息;制圖功能可以靈活多樣地制作和顯示及輸出各種專題地圖，如污染分布圖、水功能區(qū)劃圖、環(huán)境規(guī)劃圖等等，地理要素可放大縮小以顯示不同的細(xì)節(jié)內(nèi)容，并能夠測(cè)量地圖上線段的長(zhǎng)度或指定區(qū)域的面積。

2、空間統(tǒng)計(jì)分析是指對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的專題數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。包括各種屬性數(shù)據(jù)的集中特征數(shù)、離散特征數(shù)及其分類分級(jí)統(tǒng)計(jì)等。

3、疊加分析功能允許兩個(gè)或多個(gè)圖層在空間上比較各空間要素和屬性，分為合成疊加和統(tǒng)計(jì)疊加。合成疊加得到一個(gè)新圖層，它將顯示原圖層的全部特征，交叉的特征區(qū)域僅顯示共同特征;統(tǒng)計(jì)疊加可以統(tǒng)計(jì)一種空間要素在另一種空間要素中的分布特征。對(duì)不同的圖層進(jìn)行疊加分析，從而獲得各種感興趣信息。

4、緩沖區(qū)分析是GIS 的基本空間操作功能之一。例如，某地區(qū)有危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)，要分析一旦倉(cāng)庫(kù)爆炸所涉及的范圍，這就需要進(jìn)行點(diǎn)緩沖區(qū)分析，結(jié)合與居民地圖層的疊加分析，可以獲取需要疏散的人口數(shù)等等。

綜上所述，空間分析是地理信息系統(tǒng)軟件的核心，空間統(tǒng)計(jì)分析、疊加分析、緩沖分析等功能為地理信息系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的環(huán)境分析功能與廣闊的應(yīng)用空間。隨著其功能的不斷完善和發(fā)展，地理信息系統(tǒng)將為環(huán)境各部門提供一個(gè)功能強(qiáng)大的空間信息服務(wù)和管理工具，成為各部門日常工作不可或缺的工作手段。

二、地理信息系統(tǒng)在環(huán)境管理中的具體應(yīng)用

由于地理信息系統(tǒng)具有強(qiáng)大的信息服務(wù)和管理功能，具有廣泛的應(yīng)用范圍。具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是它可以應(yīng)用在環(huán)境管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，如區(qū)域環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)督管理、區(qū)域環(huán)境監(jiān)測(cè)及環(huán)境評(píng)價(jià)研究等；二是它可以廣泛應(yīng)用在國(guó)家、省、市等不同層次的管理。下面簡(jiǎn)單介紹一下它的具體應(yīng)用。

1、電子地圖使環(huán)境管理工作變得輕松直觀

由于采用空間數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)掛接，改變了傳統(tǒng)的信息管理方法，地圖由傳統(tǒng)的靜態(tài)紀(jì)錄變?yōu)樾畔⒇S富多樣的動(dòng)態(tài)的電子地圖，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)可視化。它使環(huán)境主管部門對(duì)各種環(huán)境要素的管理變得直觀、簡(jiǎn)單和輕松。如通過(guò)直接對(duì)地圖要素進(jìn)行查詢，可以獲得環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)位、污染源等的空間分布及其與環(huán)境敏感區(qū)域的空間關(guān)系等信息?？梢詫?duì)各種環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的統(tǒng)計(jì)并分析以及采用直觀的豐富多樣的表現(xiàn)方式進(jìn)行展示，為環(huán)境決策提供科學(xué)快捷的支持。

2、強(qiáng)大的環(huán)境規(guī)劃手段

區(qū)域環(huán)境規(guī)劃是EGIS 應(yīng)用發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域之一，目前基于EGIS 的環(huán)境規(guī)劃模型還處于深化研究階段，將環(huán)境應(yīng)用模型與GIS 集成為一體，可以為環(huán)境規(guī)劃提供更強(qiáng)大的技術(shù)手段。由于應(yīng)用EGIS 能夠更好地考慮和評(píng)價(jià)建設(shè)項(xiàng)目對(duì)環(huán)境的影響，因此在建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境評(píng)價(jià)中得到廣泛應(yīng)用。

3、危險(xiǎn)物運(yùn)輸管理

借助GIS 的運(yùn)行路徑選擇功能，可以對(duì)危險(xiǎn)物轉(zhuǎn)移運(yùn)輸線路進(jìn)行優(yōu)化選擇，能避開(kāi)人口集中居住區(qū)、飲用水源地等環(huán)境敏感區(qū)域制定運(yùn)輸計(jì)劃。并可以通過(guò)GPS對(duì)危險(xiǎn)物的運(yùn)輸線路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

4、環(huán)境模型模擬分析

環(huán)境模型在環(huán)境決策中有著重要的作用，如可以通過(guò)模型模擬出污染事故發(fā)生后各個(gè)時(shí)間的擴(kuò)散情況，為決策提供科學(xué)的參考依據(jù)。常用的模型主要有大氣擴(kuò)散模型、1 維水污染擴(kuò)散模型、2維水污染擴(kuò)散模型等等，實(shí)現(xiàn)各種模型的模擬結(jié)果的生成、2維和3維的顯示等功能。

5、為數(shù)字環(huán)保提供技術(shù)平臺(tái)

數(shù)字環(huán)保是最近提出來(lái)的終極環(huán)境管理系統(tǒng)，它是繼數(shù)字地球概念提出以后，環(huán)保領(lǐng)域提出的新概念，它將是未來(lái)十年環(huán)保領(lǐng)域信息化建設(shè)的終極方向，EGIS 作為數(shù)字環(huán)保的基礎(chǔ)平臺(tái)，將能夠?yàn)橛脩籼峁?shí)時(shí)動(dòng)態(tài)環(huán)境信息服務(wù)，也能夠?yàn)榄h(huán)境管理者提供決策信息，逐步控制污染，改善環(huán)境狀況，提高人民生活水平。

三、發(fā)展環(huán)境地理信息系統(tǒng)的策略探討和建議

隨著國(guó)外EGIS 技術(shù)的逐漸成熟和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的快速發(fā)展，建立環(huán)境地理信息系統(tǒng)的條件開(kāi)始逐漸成熟，而且將成為我國(guó)發(fā)展GIS的重點(diǎn)領(lǐng)域，從GIS在我國(guó)近幾年的發(fā)展領(lǐng)域也可以看出這種趨勢(shì)。

發(fā)展EGIS 應(yīng)當(dāng)采用“統(tǒng)一規(guī)劃、注重基礎(chǔ)、緊密跟進(jìn)、高起點(diǎn)開(kāi)發(fā)、協(xié)調(diào)發(fā)展”的發(fā)展策略。

1、統(tǒng)一規(guī)劃。

為了降低空間數(shù)據(jù)資源采集和管理的成本，為了適應(yīng)未來(lái)發(fā)展的需要，必須在多方部門的參與下，統(tǒng)一規(guī)劃和構(gòu)建EGIS 的發(fā)展框架。

2、注重基礎(chǔ)。

在統(tǒng)一規(guī)劃的思路和明確的發(fā)展框架下，不斷加強(qiáng)基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫(kù)和基礎(chǔ)環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)的積累與建設(shè)。

3、緊密跟進(jìn)、高起點(diǎn)開(kāi)發(fā)、協(xié)調(diào)發(fā)展。

在技術(shù)上緊密跟進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的GIS 技術(shù)，高起點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，與我國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度相協(xié)調(diào)，共同發(fā)展適合我國(guó)國(guó)情的EGIS。

當(dāng)前我國(guó)各地許多部門雖然已經(jīng)開(kāi)展了EGIS的研究與開(kāi)發(fā)，但這些開(kāi)發(fā)均是出于本部門的需要，很少考慮到將來(lái)部門之間的數(shù)據(jù)交流和共享，加上沒(méi)有全國(guó)性的EGIS 發(fā)展框架和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)的通用性將成為影響EGIS 開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵因素，建議有關(guān)部門及時(shí)組織開(kāi)展EGIS 發(fā)展體系和框架標(biāo)準(zhǔn)的研究。

四、結(jié)束語(yǔ)

地理信息系統(tǒng)是近二十年來(lái)迅速發(fā)展的信息技術(shù)的重要組成部分，它的應(yīng)用已經(jīng)從早期的礦產(chǎn)資源管理拓展到與空間地理相關(guān)聯(lián)的更廣泛的領(lǐng)域，特別是在環(huán)境領(lǐng)域，原有的多種環(huán)境信息處理技術(shù)(環(huán)境模型、環(huán)境規(guī)劃分析) 正在與地理信息系統(tǒng)融合，逐漸形成具有強(qiáng)大功能并具有環(huán)境特征的地理信息管理系統(tǒng)，即環(huán)境地理信息系統(tǒng)( EGIS) 。它將成為各個(gè)環(huán)境管理部門日常信息處理不可缺少的新工具。它將徹底改變傳統(tǒng)的信息處理方式?？梢哉f(shuō)它是環(huán)境管理進(jìn)入信息時(shí)代的標(biāo)志。

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