環(huán)境信息可視化表達(dá)的內(nèi)容和方法

趙志剛

（齊齊哈爾市環(huán)境信息中心黑龍江齊齊哈爾161005）

環(huán)境信息可視化表達(dá)的內(nèi)容和方法

趙志剛

（齊齊哈爾市環(huán)境信息中心黑龍江齊齊哈爾161005）

環(huán)境信息管理與環(huán)境管理有著密切的聯(lián)系，環(huán)境信息可視化是對(duì)環(huán)境研究有效的方法。而信息可視化關(guān)鍵在于確定環(huán)境信息可視化表達(dá)的內(nèi)容和方法。本文針對(duì)地理信息系統(tǒng)的使用，研究介紹了環(huán)境信息可視化表達(dá)的內(nèi)容和方法。

環(huán)境信息；可視化；內(nèi)容；方法環(huán)境問(wèn)題一直是人們生活中的大問(wèn)題，如今隨著霧霾的大面積蔓延更是每況愈下，保護(hù)環(huán)境刻不容緩。我國(guó)也對(duì)環(huán)境問(wèn)題投入了大量人力物力財(cái)力進(jìn)行治理。環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備越來(lái)越智能和全面。以GIS系統(tǒng)提供的可視化技術(shù)則是研究環(huán)境信息管理有效的工具。它能夠幫助人們對(duì)周邊環(huán)境更好的認(rèn)知和理解。在更加深入了解環(huán)境后進(jìn)行分析比較，提高對(duì)環(huán)境的管理和控制能力，更好更全面的治理環(huán)境，還生活一片綠色。而現(xiàn)實(shí)生活中怎么使用，怎樣利用地理信息系統(tǒng)，什么形式下使用，關(guān)于數(shù)據(jù)的表達(dá)內(nèi)容和方法就成了我們需要研究的問(wèn)題。

1　科學(xué)可視化

這是一種技術(shù)上較為高級(jí)的技術(shù)處理方法，而這些技術(shù)方法通常利用圖形、圖像處理，計(jì)算機(jī)視覺(jué)和用戶界面，以表達(dá)、建模以及對(duì)立體、表面、屬性以及動(dòng)畫(huà)的顯示等形式對(duì)數(shù)據(jù)加以可視化解釋。這種技術(shù)方法相對(duì)立體建模之類的特殊技術(shù)方法來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)可視化所涵蓋的技術(shù)方法借助科學(xué)可視化，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和方法，把不可視或抽象的信息概念轉(zhuǎn)化為人們?nèi)菀桌斫獾男问奖磉_(dá)要廣泛、全面得多。發(fā)現(xiàn)規(guī)律，找到規(guī)律，提高工作效率。環(huán)境信息表達(dá)了客觀事物的存在和演變，是現(xiàn)實(shí)環(huán)境事物的反映。大氣、土壤、水、植被、山川地貌等生態(tài)要素是環(huán)境信息的主體也是研究的重要對(duì)象和基礎(chǔ)，這些抽象的生態(tài)要素被處理表達(dá)，形成了可視化的環(huán)境信息。

2　環(huán)境信息可視化表達(dá)內(nèi)容

2.1生態(tài)要素可視化

環(huán)境信息是否具有空間特征決定了環(huán)境信息可視化的適用內(nèi)容，運(yùn)用地理信息系統(tǒng)環(huán)境信息可視化能夠直接反映監(jiān)測(cè)區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量。對(duì)于不同的環(huán)境質(zhì)量發(fā)展趨勢(shì)也有專門(mén)的控制分析。絕大部分的環(huán)境信息都能通過(guò)環(huán)境可視化表達(dá)，計(jì)算機(jī)的處理交互過(guò)程可以表現(xiàn)為過(guò)程性表達(dá)與結(jié)果性表達(dá)。過(guò)程性表達(dá)主要專注于在計(jì)算機(jī)交互過(guò)程中對(duì)環(huán)境表現(xiàn)進(jìn)展性規(guī)律的專注，而專注于結(jié)果性的表達(dá)稱為結(jié)果性表達(dá)。

2.2環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

毫無(wú)疑問(wèn)，環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)是環(huán)境保護(hù)工作的基礎(chǔ)，通過(guò)數(shù)據(jù)反映環(huán)境發(fā)現(xiàn)情況來(lái)找到應(yīng)對(duì)手段和方法。這些反映環(huán)境發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)性業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包括對(duì)大氣、水、噪音等各方面的內(nèi)容來(lái)監(jiān)測(cè)。同樣的，這些內(nèi)容被計(jì)算機(jī)交互過(guò)程以圖形方式呈現(xiàn)，清晰明了地反映了環(huán)境情況。檢測(cè)站需要通過(guò)收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新管理。

2.3測(cè)量和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

生態(tài)要素的各類數(shù)據(jù)是相關(guān)研究人員通過(guò)物理和化學(xué)的科學(xué)方法分析研究的。對(duì)于不同程度的數(shù)據(jù)在圖片上用不同的深度表示，如同土壤重金屬的測(cè)定，PM2.5指數(shù)的測(cè)定，酸雨采集樣本的測(cè)定等等，都可以通過(guò)圖片形式呈現(xiàn)。相關(guān)統(tǒng)計(jì)人員將檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行不同形式地統(tǒng)計(jì)，分地區(qū)，分氣候，分天氣等綜合情況具體呈現(xiàn)表達(dá)。這樣的統(tǒng)計(jì)分析使數(shù)據(jù)呈現(xiàn)更專業(yè)和一目了然。

2.4環(huán)境決策支持?jǐn)?shù)據(jù)

專家和科研人員通過(guò)成熟環(huán)境專業(yè)模型利用地理信息系統(tǒng)分析環(huán)境預(yù)測(cè)，環(huán)境評(píng)價(jià)以及環(huán)境決策。綜合分析導(dǎo)致環(huán)境惡劣的利害關(guān)系得出結(jié)論并向社會(huì)公眾發(fā)布環(huán)境質(zhì)量報(bào)告。例如分析后發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致霧霾最重要的原因是尾氣排放，那么我們就可以控制尾氣排放，宣傳綠色出行，針對(duì)性地解決尾氣排放過(guò)多的問(wèn)題。針對(duì)性解決問(wèn)題更加有效率。

3　環(huán)境信息可視化表達(dá)的方法

3.1定點(diǎn)符號(hào)法

環(huán)境信息可視化的表達(dá)方法需要依賴環(huán)境信息管理系統(tǒng)。各種環(huán)境專題有不同的表達(dá)方法。定點(diǎn)符號(hào)法立足于采用顏色不同形狀各異的符號(hào)來(lái)表示不同數(shù)量和質(zhì)量的環(huán)境信息。常用表達(dá)方法分為定性和定量，定性主要為監(jiān)控同種物體的移動(dòng)位置信息，用不同形狀顏色表示特征，不同大小表示數(shù)量差異。

3.2等值線法

等值線法將等值的幾個(gè)點(diǎn)連接起來(lái)顯示空間分布均勻漸變的現(xiàn)象，可以體現(xiàn)空間里污染的強(qiáng)度。用于表現(xiàn)空間內(nèi)污染物的擴(kuò)散。在等值線法中，等值線虛實(shí)，彎曲程度，粗細(xì)和顏色都各有差異，需要區(qū)別對(duì)待。

3.2網(wǎng)格法

網(wǎng)格法以網(wǎng)格為背景通過(guò)顏色表示數(shù)量特征，這種網(wǎng)格法反映的環(huán)境現(xiàn)象特征不僅計(jì)算準(zhǔn)確還能夠進(jìn)行多空間分析。被質(zhì)量評(píng)價(jià)，項(xiàng)目選址評(píng)價(jià)等廣泛運(yùn)用分析。

3.3范圍法

范圍法表達(dá)區(qū)域單位，表示范圍內(nèi)要素的質(zhì)量特征。有其特有的簡(jiǎn)單性和明確性，一般忽略數(shù)量，如表示物種的遷移，霧霾的分布范圍，洪澇的殃及范圍等。

3.4動(dòng)畫(huà)表達(dá)

盡管各種表達(dá)方式層出不窮，但仍然有其固定性的缺陷。動(dòng)畫(huà)形式的表達(dá)就彌補(bǔ)了這一缺陷，時(shí)間流逝，所有的環(huán)境要素都在日新月異發(fā)生改變，而動(dòng)畫(huà)可以表達(dá)這一動(dòng)態(tài)趨勢(shì)，既解釋了環(huán)境關(guān)系又表明了動(dòng)態(tài)過(guò)程。是結(jié)合了時(shí)間空間表現(xiàn)形式的一大壯舉。

3.5RS與GIS融合表達(dá)

遙感圖像和衛(wèi)星影像通過(guò)幾何糾正與GIS融合，在GIS表達(dá)的生動(dòng)形象可視的基礎(chǔ)上多要素分析，多角度多視野，增強(qiáng)了直觀性。

環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基本前提。環(huán)境為我們生存和發(fā)展提供了必需的資源和條件。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)作為一個(gè)不可回避的重要問(wèn)題提上了各國(guó)政府的議事日程。環(huán)境信息可視化是人們的福音，它提供給環(huán)境管理者直觀的表達(dá)方式。以更簡(jiǎn)單明了的描述手法表達(dá)了環(huán)境變化趨勢(shì)，利用它進(jìn)行監(jiān)控更好地做到保護(hù)環(huán)境，減輕環(huán)境污染，遏制生態(tài)惡化趨勢(shì)。

[1]殷殿龍,陳季,徐洪恩,黃秀英,黃勝利,張武.環(huán)境信息可視化表達(dá)的內(nèi)容和方法[J].中國(guó)科技信息,2010,12:115-116.

[2]徐少坤.地理空間元數(shù)據(jù)可視化研究與實(shí)踐[D].解放軍信息工程大學(xué),2013.

[3]原志芳.道路養(yǎng)護(hù)地理信息可視化表達(dá)模型和應(yīng)用研究[D].太原理工大學(xué),2013.

[4]賴劍菲.海洋水文氣象信息可視化表達(dá)的若干關(guān)鍵問(wèn)題的研究[D].武漢大學(xué),2005.

趙志剛（1967—）,男,河北人，本科,副高，主要從事環(huán)境工程研究。