淺析GIS在環境科學中的應用

呂莉莎　浦生超

（1.東北師范大學環境科學研究所，吉林長春　130000；2.吉林東北煤炭工業環保研究有限公司，吉林長春　130000）

淺析GIS在環境科學中的應用

呂莉莎1浦生超2

（1.東北師范大學環境科學研究所，吉林長春130000；2.吉林東北煤炭工業環保研究有限公司，吉林長春130000）

作為重要的空間信息系統之一，GIS（地理信息系統）能夠對空間數據進行收集、存儲、分析、管理等一體化的服務，該技術伴隨著計算機及網絡信息化的發展，已經被應用到越來越多的領域。本文首先分析了GIS技術在數據輸入、數據處理、空間分析與統計及地圖顯示與輸出等方面的突出特點，闡述了現階段GIS技術在國際上環境科學中的應用，具有一定的實際借鑒意義。

GIS環境科學特點數據信息應用

隨著地球環境的日益惡化，人們越來越希望能夠通過現代化的技術手段加強對環境的監測與管理能力。上世紀中旬以來，空間技術發展迅速，且帶動了相關領域的創新。GIS是集數據收集、貯存、分析、管理、輸出為一體的綜合的系統，對于環境科學的數據及信息處理作用十分突出，并且能夠為相關地理研究工作的開展提供便利。由于其應用范圍廣、數據處理能力強，而且能夠對可能出現的地理環境問題作出預測，而受到社會各界的廣泛關注，特別是地理科學工作者的關注。因此，筆者認為十分有必要對GIS在環境科學中的應用進行分析，以期能夠更好地幫助我們分析各個環境要素之間的關系，及其人類社會對環境的影響，進而有針對性的采取相應措施保證人類生存環境的健康與生態系統的良性循環。

1　GIS特點

1.1數據輸入

數據輸入需要相關人員對通過GIS技術獲取到的原始數據進行提煉與整理，并統一輸入到相應的表格或者系統中，并根據既定的參考坐標系統對數據信息進行編碼、轉譯成計算機能夠識別并處理的數據。實際的GIS技術的數據輸入時，已經不再是傳統的數據錄入或圖形掃描的形式，而更多是通過衛星遙感與全球定位系統相結合的方式收集和輸入數據信息。

1.2數據處理

GIS技術通過對數據進行編輯、綜合分析、轉換等流程將數據處理打包成為空間數據庫，而且各類數據之間構成了拓撲關系圖。GIS對數據存儲時主要是根據地圖特點，利用分層技術辨識柵格化數據和矢量圖，然后進行分類存儲，并將各個元素信息綜合疊加就可以形成人類研究所需的地圖信息。

1.3空間分析和統計

空間數據分析與統計已經成為GIS技術的一個重要發展方向，也是GIS受到地理工作者追捧的重要原因。通過空間分析能夠及時更新各種地圖要素的關系，有利于專門問題的分析與解決。

1.4地圖顯示與輸出

地圖是地理特征的主要表現形式之一，利用GIS技術能夠將獲取的地理環境信息通過圖像、表格、動態視頻等方式展現出來，并利用相應的計算機軟件對屏幕顯示出來的地圖進行一定比例的放大或縮小，甚至能夠清晰的找到所需地理位置。另外，還能夠利用相應的打印設備將處理好的地圖進行輸出。

2　GIS在環境科學中的應用

2.1RS、GPS結合進行空間數據挖掘

3S技術已經被普遍應用到各大研究領域，特別是在地理環境方面的區域研究。其中，RS與GPS技術相結合能夠快速發現可能出現的生態問題，并對導致各種生態問題產生的因子進行分析，找出其作用關系，從而為解決該類生態問題及空間影響提供便利。在實際的空間數據模型建立和挖掘過程中，壓力—狀態—響應—模型是最為常見的一種關系模型，它能夠真實、之觀點的反映出環境現狀，幫助進行生態環境評價，有利于相關人員及時發現氣候變化、植被覆蓋率的變化等。

2.2環境信息服務

隨著計算機技術及通信網絡的不斷發達，地理信息系統的信息服務能力越來越強。開放式、交互式的地理信息系統能夠實現系統內部及系統間的信息傳播和共享，大大提高了地理信息系統的開放性、可復制性、可擴展性、操作性、協同性等。地理信息系統的適應范圍不斷增強，涉及范圍不斷廣泛，而且使用方便，能夠構建交互式的分布數據庫，并加強信息交流。而網絡地理信息系統則你用了信息網絡化技術，能使發布的環境信息通過網絡快速傳播，并為社會用戶提供在線瀏覽、查詢或下載支持與服務。

2.3環境監測

國外學者在設計地下水空間及監測網的過程中應用GIS技術對所處地域的場地空間進行實時的監測，并反饋數據，能夠對地下水空間的地標環境及地下的廢物情況進行有效管理，輔助地下水的監測工作的開展。一旦監測到污染物，就會通過相應的系統設定，自控開啟對水源地段的控制和保護，并將監測到的信息數據反饋并提示相關的部門及研究人員進行防污排查。相關人員就可以有針對性的對重點水流的水質進行篩查，及時找出河流污染的源頭，并進行綜合的評價與分析，進而為政府及有關部門的決策提供參考依據。在處理好污染事故以后，利用GPS等定位系統還能對污染源頭進行即時的監測和管理，大大提高分析效率和污染預報的準確度。

2.4環境評價及預測

GIS擁有強大的空間分析功能，可以對多種數據類型，比如空間信息、環境數據等進行動態的監測與分析，有利于環境監測及評價工作者綜合應用環境質量數據、污染源情況、河流農藥負荷圖等數據信息進行分析，并通過數學模型或空間模型的構建來更好地完成環境評價、空間規劃、環境監測與管理等工作。比如，國外現在已經可以應用GIS技術快捷的構建污染路徑圖、環境數據庫、污染模型等，并充分挖掘GIS的空間分析功能，不斷解決國內環境監測與治理問題。另外，隨著GIS技術的革新，它還能更科學的模擬地下水殺蟲劑作用、污染物的遷移情況等，并且已經成為國內外很多學者的主要研究方向。國內的研究學者也逐步對污染物的濃度分布進行分析和探索，并利用較為先進的擬合法等掌握污染物的超標量及空間作用。而在農業發展方面，GIS技術還能夠對土壤的侵蝕程度做出精準的模擬與估算，及時掌握土壤利用的變化情況。

3　結語

科技的飛速發展讓環境科學發生了翻天覆地的變化，現代化信息技術的應用也讓環境科學的研究更加深入。相關人員不應當停下前進的腳步，努力探索相應的措施，提升技術含金量，讓信息技術幫助環境科學獲得更大的發展空間。

［1］熊敏.GIS在環境科學領域中的應用與研究［J］.四川建材，2014，02：124-126.

［2］袁慶.GIS在環境監測數據管理分析中的應用［J］.科技傳播，2014，07：123+119.

［3］黃偉峰，王清華.GIS在我國環境監測中的應用［J］.北方環境，2012，04：228-230.