地理信息系統在環境影響評價中的應用探討

胡曉龍，丁桑嵐

（四川大學 建筑與環境學院，四川 成都610065）

1 環境影響評價（EIA）與地理信息系統（GIS）特點分析

1.1 環境影響評價特點

環境影響評價是建立在環境監測技術、污染物擴散規律、環境質量對人體健康影響、自然界自凈能力以及環境風險等學科研究分析基礎上發展起來的一門科學技術［1］。為了保證環評能夠發揮更大的效用，必須在不違背各類規章的前提下，復合利用各門類的環境知識，使得在不影響項目效益的基礎上，最大限度地消除或降低環境影響。翔實地掌握環境影響評價的特點，有助于在規范化的框架內更有效地進行環評。

1.1.1 涉及領域廣泛，相關數據量大

環境影響評價是一項復雜的工作，它是在滿足國民經濟發展的總體要求的前提下，充分結合本地實際的環境狀況和資源特點，對項目實施可能造成的環境影響進行預測，并提出合理的應對措施，使得項目的開展能在環境可承載的范圍內，社會經濟效益最大化［2］。

對環境影響的預測必須建立在現實的環境狀況上，即必須充分了解當地的各類環境條件，這就涉及到環境監測、環境信息統計分析、環境生態和環境地質等學科的知識；為了得到準確的環境影響結果，則必須掌握污染擴散模型、環境風險分析以及環境承載力等方面的知識。

不論是環境基礎信息的統計分析，還是對環境影響的預測，都是建立在大量的環境數據的基礎之上，而環境影響的結果往往是極其復雜的，環境影響因素之間往往能夠產生各種疊加復合效應，微小的改變可能累積成嚴重的環境影響。因此，基礎的環境數據通過不同狀況的分析模擬，又能衍生出更多的數據，這又進一步加大了數據量。

1.1.2 手段、技術落后，結果精度不高

環評制度的確立，一方面強調了環境問題在項目建設中的重要的地位，也在一定程度上控制了項目建設過程中環境問題的產生；但另一方面，正是由于這些固有的環評框架，限制了環評手段的發展和技術的更新，這與環評制度建立的本質相去甚遠。

同時，對需要評價的要素的結果只需要能夠通過規范的要求即可，而這種結果具體的影響并沒有深入地探討，很多影響僅有定性的指向性意見，沒有科學性的定量評價［3］。

1.1.3 相關性、動態性和隨機性

項目和規劃對于環境的影響，涉及到水、氣、聲、渣以及生態等各方面，而這些受影響的部分之間也會相互影響、相互關聯，污染物質通常不會停留在某種特定的狀態中。在環評中，這種影響部分之間的相互作用往往被忽視，為了保證結果的準確性，需要充分運用這些相關性。

在發展過程中，公司也在不斷壯大。但是服務行業基本上都是人工操作環節，只要涉及人工操作，就沒有完全挑不出問題的服務。家道家政同樣陷入了這個怪圈，凡是技術好、態度好的金牌員工，客戶滿意度高，但也是公司最難留住的人，客戶會想方設法誘惑員工簽私單，從而造成人員流失；而滿意度不高的客戶，工資水平低，且派工成單率低，更易造成脫崗期間的企業補貼，一度紅紅火火每年數百萬產值的“蓋面菜”業務，結果實際測算利潤幾乎為零。這是一個行業的困局。

由于環境影響的變化是時刻進行的，在環境影響評價中必須研究建設項目不同建設階段對環境質量的影響，并研究該項目的短期及長期影響、可逆及不可逆的影響。

環評在一定程度上能夠對可能會產生的環境影響作出大體的預測，但是隨著項目進度的推移，可能產生某些不可測的影響。環境影響的隨機性使得環評的難度大大增加，因此環評中往往需要制定應付突發狀況的應急方案［3］。

1.2 地理信息系統（GIS）的特點

GIS是在計算機軟硬件的支持下，實現對空間數據的采集、存儲、檢索、運算、分析、處理、查詢、顯示和輸出等過程的計算機技術系統［2］，它是涉及地理學、地圖學、數學、計算機科學、測量與測繪學、環境科學、遙感等多學科交叉的綜合產物［3］。雖然其發展時間不長，但已經顯示出強大的應用潛力，并廣泛地應用于多個領域。作為綜合性極強的信息管理決策系統，它在數據管理分析、模型建立和動態分析以及圖像分析和精確制圖方面具有顯著特點。

1.2.1 強大的數據管理能力

地理信息數據庫是GIS的核心，它能夠對龐大的地理圖形和文本數據進行管理，并能與其他數據庫管理系統相互轉換，不但可以實現數據庫資源的共享，而且能夠在已有的數據中解析出新的數據資源；三維的空間數據的管理和遙感圖像的信息提取與分析是GIS的強項。環境影響中涉及的空間問題，GIS能夠很好地進行分析，并作出形象地表達［4］。

1.2.2 系統的空間分析模擬能力

GIS具有綜合、分解、計算等各種空間分析能力，能夠圍繞總體目標從實體圖形數據和屬性數據的空間關系中獲得派生的信息和新的知識，有助于整體性的分析看待問題。而對于模型化的問題，GIS也能通過編程進行模擬分析。只要獲得足夠有效的基礎數據，完成基本的校正，將其帶入模型，便可以對于未知的影響進行有效的預測［1］；對于環評中隨機性與同質性較大的問題，模型的建立能夠高度地提升工作效率。

1.2.3 精確的圖形圖像處理能力

1.3 環境影響評價與地理信息系統結合的必要性

EIA前期的環境調查會涉及到大量跨時空的數據，GIS強大的數據管理能力可以有效地輔助環評工作者管理整合這些數據，數據轉化為圖形的方式也能簡化問題的理解和表達［2］。

GIS技術在直接解決復雜的環境問題、模擬復雜環境過程時會遇到一些難以解決的問題，如隨時間或空間變化過程的靜態模擬，用簡單的代數邏輯運算去表達復雜的相互關系、三維實體的二維表示和透視處理等。而EIA中的環境模型已經相當成熟，甚至是規范化，從而使GIS免受復雜算法的困擾，使其分發揮空間數據管理分析、顯示的能力，用來反映具有空間分布特性的環境模型研究對象的移動、擴散、動態變化及相互作用［1］。GIS可以為環境模型提供一整套基于GIS邏輯原理的空間操作規范，解決EIA中水質、大氣擴散等模型建立中遇到的問題。

GIS在很多方面都能增強EIA的準確性和科學性，包括專題性的數據管理及相應的隱形信息的提取、圖冊的統一輸出以及公式化的模型建立，這對于量大而同質性較強的EIA來說，可以很大程度地提高決策效率和效果。目前，EIA的整體思路與模式已顯得僵化，亟待新的科學方法對其加以補充完善，GIS作為一項興起的應用前景廣泛的科學體系，與EIA在很多方面能夠達到互補的效果，因此認為GIS與EIA的結合是可行，亦是必要的。

2 GIS在EIA中應用的特點

GIS已逐漸應用到EIA中，其應用特點可以歸結為三點：數據管理及信息提取、模擬分析與動態查詢和影響效果圖片化。

數據統一管理是GIS的優勢特點，既便于用戶的查找，同時保證了數據的統一性；更重要的是提高數據的交叉復用的能力，從元數據中提取新的信息，或者有效地確定某些疊加效應的范圍甚至是強度。

大氣、水污染擴散模型等都可以利用GIS編程模塊建模。EIA有建模的基礎，GIS能為建模提供途徑，模型的建立能夠幫助很好地預測環境影響，并對累積影響的評估具有指導性的作用；基于此，環境影響的動態查詢也得以開展。

制圖和圖像的再加工則是GIS強于其它信息系統的另一重大特點。應用到EIA中，這方面的表現包括功能圖的制作、影響效果的3D展示和在公眾參與調查中［5］的應用等。圖像化的核心在于降低理解程度，特別體現在公眾參與的應用中，降低普通民眾的理解難度，從而拓寬公眾參與的范圍。

3 GIS在EIA中的應用展望

GIS強大的功能使得其具有廣闊的發展前景，它在EIA中的應用范圍會更加廣泛、應用程度也會更加深入，就目前來看，GIS在區域環境信息庫的建立、環境風險評價與影響后評價、環境累積影響評價以及戰略環境影響評價中會發揮越來越大的作用。

3.1 GIS與區域環境信息庫的建立

區域環境數據庫的建立能夠為今后的環評提供很好的儲備數據，包括環境標準和法規、區域自然和社會經濟信息、區域環境質量和污染狀況以及工程項目信息等。

在EIA中，將項目的性質、規模及所處的自然環境和環境法規與標準相匹配，從而可以快速查詢到項目在現實的環境條件下，應當遵守的法規與政策。EIA報告中經常涉及區域的自然經濟狀況及污染狀況，因而此類數據庫的建立能夠快速地為EIA提供政策框架與技術標準，避免重復而繁瑣的查詢工作。

3.2 環境風險評價與環境影響后評價

環境風險評價作為新興的科研領域，對于自然災害頻發的當下具有十分重要的意義。該領域與GIS的分析建模功能十分契合，是其以后發展的重要技術手段。GIS能夠提供快速反應決策能力，它可用于地震和洪水的地圖表示、颶風和惡劣氣候建模、石油事故規劃、有毒氣體擴散建模等，對減災、防災工作具有重要意義。

此外，基于GIS數據更新與追蹤能力，也能給環境影響后評價以支持，能協助檢查和監督環境影響評價單位和工程建設單位履行各自職責；對環境影響報告書進行事后驗證，及時調整策略以應對環評中未預測到的影響。

3.3 GIS與環境累積影響評價

環境累積影響評價涉及到累積影響源與影響過程在時間與空間上的累積，GIS對累積影響評價的一個顯著貢獻就是它能明確考慮環境影響的空間累積特征，可以獲得以某一尺度到另一尺度的環境變化的累積；與此同時GIS也能反映和分析環境影響的時間累積特征，具有對復雜情形的模擬和預測能力，能模擬社會經濟系統和資源環境系統的復雜過程，預測未來的發展行為及其累積環境影響，并根據可持續性原則對未來的發展行為進行調整。

3.4 GIS在戰略環境影響評價中的應用

戰略實施區域的邊界是明確的，但戰略環境影響評價并不局限于實施區域，往往通過介質作用、經濟貿易、信息交流和人員往來等途徑擴散到下游、下風向或其它地區，甚至全球。因此戰略環境影響評價拓寬了時空分析的范圍，更強調環境變化的時空放大作用，它更多地要求評價方法解決實際問題的能力；而GIS具有編輯、加工和評價長時段、大地理區域數據的能力及卓越的建模和影響預測能力，能夠識別和分析環境影響在時間和空間上的累積特征，因此為進行戰略環境影響評價提供了可操作的方法［6］。

4 總結

作為系統性較強的環境影響評價亟待補充完善，地理信息系統基于軟硬件基礎上強大的分析能力，能夠使得環境影響評價更加高效合理。兩者高度的契合性是兩者結合的可靠前提，以此為基礎，EIA的領域將被拓寬，而GIS的應用范圍也隨之變廣。

［1］馮立權，田 衛.GIS在環境影響評價中的應用探析［J］.遙感技術與應用，2001，16（4）：270～273.

［2］姚申君，吳健平，易 敏，等.GIS在環境影響評價中的應用［J］.環境科學導刊，2008，26（6）：77～80.

［3］秦向紅，畢雪梅.GIS與環境影響評價規劃［J］.哈爾濱師范大學自然科學學報，2004，20（1）：86～89.

［4］袁英賢.GIS技術在環境影響評價中的應用［J］.環境科學與管理，2008，32（4）：169～173.

［5］楊 瀟，張玉超.PPGIS在我國環境規劃公眾參與中的應用初探［J］.環境保護科學，2009，35（2）：117～120.

［6］李嬋娟，李維民.GIS在環境質量管理中應用的探討［J］.國土資源信息化，2007（5）：35～37.