淺談大連環(huán)境地理信息系統(tǒng)的概念設(shè)計

摘 要：環(huán)境地理信息系統(tǒng)是融計算機圖形和數(shù)據(jù)庫一體，儲存和處理與地理空間分布環(huán)境信息的集合。隨著經(jīng)濟的發(fā)展大連市環(huán)境負擔(dān)日趨加重，為了科學(xué)的解決環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟發(fā)展的矛盾，大連的環(huán)境地理信息系統(tǒng)的建設(shè)顯的日趨重要。

關(guān)鍵詞：環(huán)境地理信息系統(tǒng)；環(huán)境監(jiān)測；規(guī)劃管理

1 環(huán)境地理信息系統(tǒng)簡介

環(huán)境地理信息系統(tǒng)（EGIS）是利用地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）和其他信息技術(shù)對環(huán)境數(shù)據(jù)進行處理、分析的一種空間信息系統(tǒng)。

2 大連環(huán)境地理信息系統(tǒng)概念設(shè)計的意義

大連是中國唯一，亞洲第二個“世界環(huán)境500佳”城市。大連的環(huán)境保護工作走在全國前列。大連現(xiàn)轄3個縣級市（瓦房店市、普蘭店市、莊河市）。建立大連市環(huán)境地理信息系統(tǒng)，堅持科學(xué)發(fā)展觀，有利于我們在振興東北老工業(yè)基地的大局下，全面開展環(huán)境綜合整治、工業(yè)污染防治和生態(tài)環(huán)境保護工作，使城市環(huán)境質(zhì)量繼續(xù)保持良好，城市功能進一步提升，促進經(jīng)濟建設(shè)與環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展。

大連環(huán)境地理信息系統(tǒng)是一項投入大、時間長的系統(tǒng)過程。實施環(huán)境信息系統(tǒng)建設(shè)本著長遠的、戰(zhàn)略的、全面的觀點，應(yīng)分階段分部門的進行，應(yīng)堅持近期和遠期目標(biāo)，在投資開發(fā)和建設(shè)的同時，充分發(fā)揮國內(nèi)外現(xiàn)有信息系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理設(shè)施在環(huán)境保護中的作用，充分借鑒國內(nèi)外有關(guān)系統(tǒng)的建設(shè)經(jīng)驗，盡快的使系統(tǒng)建成并投入運行。

系統(tǒng)設(shè)計的總體目標(biāo)是建立一個互聯(lián)網(wǎng)支持下的開放式系統(tǒng)，使環(huán)境信息能夠跨地區(qū)的自由流通的空間信息系統(tǒng)，形成一個技術(shù)先進，性能完善，安全可靠，運行高效的網(wǎng)絡(luò)化城市環(huán)境地理信息系統(tǒng)應(yīng)用體系，最終為環(huán)境管理提供輔助決策支持。

3 大連環(huán)境地理信息系統(tǒng)的概念設(shè)計內(nèi)容

3.1 環(huán)境地理信息系統(tǒng)總體框架部分

環(huán)境地理信息系統(tǒng)總體框架一般由三個主體部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、平臺和應(yīng)用系統(tǒng)。其中數(shù)據(jù)庫為環(huán)境地理信息系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，可由空間數(shù)據(jù)獲取、空間數(shù)據(jù)組織存儲和空間數(shù)據(jù)管理等部分組成；平臺為環(huán)境地理信息系統(tǒng)提供地理信息系統(tǒng)基本功能和開發(fā)環(huán)境，可由環(huán)境空間數(shù)據(jù)查詢、編輯、分析、專題制圖等部分組成；環(huán)境地理信息系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)為環(huán)境地理信息系統(tǒng)提供應(yīng)用和分析功能，可由環(huán)境管理、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境預(yù)測、污染事故應(yīng)急、城市環(huán)境綜合治理、環(huán)境污染總量控制、環(huán)境污染模擬預(yù)測、自然生態(tài)管理等部分組成。環(huán)境地理信息系統(tǒng)總體框架圖見圖1。

3.2 系統(tǒng)總體設(shè)計的其他相關(guān)部分

軟硬件及其網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計。軟件設(shè)計主要包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件，地理信息系統(tǒng)軟件，圖像處理軟件，客戶機操作軟件，工具軟件及其他有關(guān)軟件的選擇。硬件設(shè)計包括客戶機，圖形工作站，數(shù)字化儀掃描儀，繪圖儀，打印機以及其他相關(guān)設(shè)備的選擇。

系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計。應(yīng)用軟件設(shè)計包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)用軟件的設(shè)計、環(huán)境管理信息應(yīng)用軟件的設(shè)計以及屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)接口軟件的設(shè)計等。地理信息系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開發(fā)在系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開發(fā)中占有主要地位，一方面它可能是整個系統(tǒng)的集成環(huán)境；另一方面一些環(huán)境決策分析必須依靠地理信息系統(tǒng)軟件來實現(xiàn)。

模型庫及其管理系統(tǒng)的設(shè)計。環(huán)境管理信息系統(tǒng)中一些決策信息的產(chǎn)生要依靠有關(guān)的環(huán)境模型，環(huán)境模型的重要作用在于其對原始信息的分析、模擬、評價、預(yù)測和優(yōu)化功能上。模型庫的開發(fā)非常重要，本部分的設(shè)計包括環(huán)境評價、環(huán)境預(yù)測、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境管理模型的設(shè)計以及相應(yīng)的模型庫管理系統(tǒng)的設(shè)計。

3.3 環(huán)境地理信息系統(tǒng)功能設(shè)計

環(huán)境地理信息系統(tǒng)基本功能結(jié)構(gòu)如圖2：

建成后的環(huán)境地理信息系統(tǒng)應(yīng)該具有：（1）信息顯示：利用地理信息系統(tǒng)軟件建立可視化界面，為用戶提供了許多用于顯示地理、環(huán)境數(shù)據(jù)的工具。（2）信息查詢、統(tǒng)計和分析：系統(tǒng)方便地實現(xiàn)各種矢量數(shù)據(jù)的空間和屬性查詢并且能夠?qū)崿F(xiàn)基于區(qū)縣級行政區(qū)域的各種環(huán)境、社會經(jīng)濟信息查詢。（3）環(huán)境分析的功能：環(huán)境分析是環(huán)境地理信息系統(tǒng)的核心功能，分析結(jié)果將為環(huán)境管理、決策提供科學(xué)的依據(jù)。（4）環(huán)境信息的表達：將圖形數(shù)據(jù)和分析結(jié)果以表格、圖像、報表、文字、多媒體等方式將環(huán)境信息表示出來。

3.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計內(nèi)容

數(shù)據(jù)庫的建設(shè)是城市環(huán)境地理信息系統(tǒng)設(shè)計最重要的步驟。在設(shè)計中應(yīng)遵守國家和省環(huán)境地理信息系統(tǒng)提出的標(biāo)準(zhǔn)，以便信息共享。城市環(huán)境地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的管理如圖3所示：

3.5 環(huán)境地理信息系統(tǒng)的建立

大連環(huán)境地理信息系統(tǒng)是一個基于GIS、GPS和RS的決策支持系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中包括以下子系統(tǒng)：資源環(huán)境信息管理系統(tǒng)、環(huán)境動態(tài)監(jiān)測信息管理系統(tǒng)、大氣污染控制系統(tǒng)、水環(huán)境污染控制系統(tǒng)。

資源環(huán)境信息管理系統(tǒng)主要顯示以下信息：街區(qū)層（雙線道路），街道線層，綠地層，水系層，工業(yè)點源，醫(yī)院，水質(zhì)監(jiān)測斷面，大氣監(jiān)測點以及相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)。

環(huán)境規(guī)劃系統(tǒng)即根據(jù)環(huán)境現(xiàn)狀和環(huán)境資源條件，給出最佳環(huán)境利用規(guī)劃，在這個系統(tǒng)中環(huán)境適宜性評價是基礎(chǔ)，影響環(huán)境的因素很多，各種因素的地域變化很大，多種因素的地域組合構(gòu)成了復(fù)雜多樣地資源環(huán)境條件，通過GIS和環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀分析和評價的模型可進行大連市環(huán)境質(zhì)量評價和環(huán)境輔助規(guī)劃。

環(huán)境動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是根據(jù)對污染源以及生態(tài)環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測以及環(huán)境承載力的分析，探索區(qū)域性污染整治工程的可行性，為分區(qū)部署污染整治骨干工程以及環(huán)境規(guī)劃提供技術(shù)支持。

大氣污染控制系統(tǒng)，建立大氣環(huán)境質(zhì)量動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，研制大氣污染物濃度值模型，為新型項目的環(huán)境影響評價提供決策支持，建立大氣環(huán)境-經(jīng)濟-能源系統(tǒng)規(guī)劃模型，以便于定量研究能源結(jié)構(gòu)合理布局問題，為能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和能源政策提供決策支持。

水環(huán)境污染控制系統(tǒng)，建立基于GIS的水污染規(guī)劃模型，實現(xiàn)排口處理最優(yōu)化規(guī)劃，建立水污染預(yù)測模型，為水污染預(yù)警服務(wù)，建立水污染分析專項系統(tǒng)，為污染源的確立及防治提供科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié)束語

大連環(huán)境地理信息系統(tǒng)是一個大系統(tǒng)，它從設(shè)計到實施都是比較復(fù)雜的，對于這樣一個復(fù)雜系統(tǒng)，借鑒集成系統(tǒng)的經(jīng)驗，并得到各專業(yè)領(lǐng)域?qū)＜业闹С郑拍芙⑵鹨粋€真正發(fā)揮作用的區(qū)域性信息系統(tǒng)，為大連地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟發(fā)展提供的服務(wù)。

參考文獻

[1]王橋，徐富春.環(huán)境信息技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

[2]鄔倫，等.地理信息系統(tǒng)原理、方法和應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2000.

[3]黃杏元，等.地理信息系統(tǒng)概論[M].北京：高等教育出版社，2001.

[4]孫水裕，等.環(huán)境信息系統(tǒng)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.