地理信息系統(tǒng)（GIS）在環(huán)境管理工作中的應(yīng)用

摘 要 環(huán)境管理工作中的數(shù)據(jù)信息具有廣泛的空間性，每個污染源、采樣點均有特定的地理位置。地理信息系統(tǒng)（GIS）應(yīng)用到環(huán)境管理中，使環(huán)境保護接收到更全面、及時、準確和客觀的信息。本文從地理信息系統(tǒng)的基本概念出發(fā)，介紹了ANDES公司將GIS應(yīng)用到環(huán)境管理領(lǐng)域中的幾個實例，包括數(shù)據(jù)管理、圖庫應(yīng)用、環(huán)境監(jiān)測、生態(tài)分析、環(huán)境應(yīng)急等方面。

關(guān)鍵詞 地理信息系統(tǒng) 環(huán)境管理 環(huán)境監(jiān)測 生態(tài)分析

一、引言

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，各種現(xiàn)代科技在環(huán)境保護中的應(yīng)用也逐漸廣泛起來。地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）是以采集、儲存、管理、顯示和分析地球表面與空間、地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的綜合計算機信息系統(tǒng)，是一種分析和處理海量空間數(shù)據(jù)的技術(shù)。在資源管理、規(guī)劃設(shè)計、災(zāi)害監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生等方面都有廣泛的應(yīng)用。

二、GIS在環(huán)境管理中的應(yīng)用

企業(yè)環(huán)境管理的一項重要工作是采集和處理大量的環(huán)境信息，而環(huán)境信息85%以上都與空間位置有關(guān)，在地理信息系統(tǒng)的技術(shù)支持下，研究者可以方便地獲取、存貯、管理和顯示各種環(huán)境信息，從而對環(huán)境進行有效的監(jiān)測、模擬、分析和評價，為環(huán)境管理工作提供全面、及時、準確和客觀的信息服務(wù)和技術(shù)支持。[1]目前，在我國石油石化行業(yè)，將GIS應(yīng)用到環(huán)境管理工作中的實踐不多，環(huán)境管理中的數(shù)據(jù)采集、處理、應(yīng)用的信息化程度不夠，影響到環(huán)境管理范圍的廣度和深度。本文將以位于南美洲厄瓜多爾的中資石油企業(yè)ANDES公司為例，介紹GIS系統(tǒng)在公司環(huán)境管理工作中的幾個應(yīng)用。

（一）“大數(shù)據(jù)”應(yīng)用

環(huán)境管理部門要從事繁重的環(huán)境數(shù)據(jù)管理，需要有先進的信息管理技術(shù)，將基礎(chǔ)的調(diào)查數(shù)據(jù)、地理要素、專業(yè)圖件和科學(xué)試驗數(shù)據(jù)有效地管理起來，為統(tǒng)計分析、自動制圖和檔案更新服務(wù)。[2]GIS出眾的功能之一，就是它對空間數(shù)據(jù)采集、編輯、整合的強大處理能力和對相應(yīng)空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)管理能力。例如，環(huán)境質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫、污染源空間信息數(shù)據(jù)庫等結(jié)合其他地理位置信息進行處理和分析，建立起綜合性的“大數(shù)據(jù)”庫。ANDES公司依靠GIS建立了作業(yè)區(qū)內(nèi)自然保護區(qū)邊界數(shù)據(jù)，污染物作業(yè)區(qū)內(nèi)分布數(shù)據(jù)，原油污染土壤空間分布數(shù)據(jù)，應(yīng)急溢油控制點數(shù)據(jù)，噪音、空氣、廢水的監(jiān)測數(shù)據(jù)，作業(yè)區(qū)內(nèi)私人土地分界數(shù)據(jù)等。所有數(shù)據(jù)可以時時更新，一次匯入、多次產(chǎn)出，極大提高了工作效率。ANDES在建設(shè)新的井場時，會利用GIS調(diào)用各種數(shù)據(jù)信息，比如新建井場周邊植被的疏密、跨越濕地的面積、占用多少私人領(lǐng)地等數(shù)據(jù)，綜合平衡后選擇對環(huán)境破壞性最小的路徑進行井場和道路建設(shè)，有效保護了地表生態(tài)環(huán)境，減少了因占用私人土地而花費的補償費用。

（二）專題圖庫應(yīng)用

環(huán)境數(shù)據(jù)信息空間展布范圍大，應(yīng)用GIS地圖數(shù)據(jù)庫制作各類環(huán)境專題圖并匯集成專題圖庫，可以直觀、快捷地掌握環(huán)境污染在空間上的分布情況和變化趨勢。GIS地圖數(shù)據(jù)庫還可以根據(jù)不同的需求輸出各類專題圖，如污染源分布圖、空氣質(zhì)量功能區(qū)劃圖等。ANDES公司利用GIS繪制作業(yè)區(qū)三維地表成像專題圖，為勘探開發(fā)部門提供井位決策參考。公司在編制新井場建設(shè)環(huán)評許可的時候，井場的選址既要符合生產(chǎn)要求，又要考慮后期建設(shè)對原始地貌的毀壞程度，如果開發(fā)程度對地表生態(tài)破壞太大，環(huán)評許可很難獲得。而三維地表成像圖可以直觀地反映出選址處的地表立體結(jié)構(gòu)，公司的井場建設(shè)盡量避開動用土石較大的地點，選擇地勢相對平緩的地方。這種應(yīng)用節(jié)省了工程造價，降低了地表生態(tài)破壞，有利于后期的環(huán)境修復(fù)，對獲得作業(yè)環(huán)評許可起著重要作用。

（三）動態(tài)環(huán)境監(jiān)測

GIS中的遙感技術(shù)可以為環(huán)境監(jiān)測研究人員提供準確的污染源分布，污染源擴散條件、擴散范圍等情況。根據(jù)被監(jiān)測污染物質(zhì)或與其直接相關(guān)物質(zhì)的最大吸收波長，來進行大范圍的污染物定性、定量分析。而污染源的地理位置坐標則可以用GPS進行定位，通過地學(xué)編碼和環(huán)境數(shù)據(jù)實時采集系統(tǒng)，實現(xiàn)動態(tài)連續(xù)監(jiān)測。[2]ANDES公司依靠GIS系統(tǒng)，已經(jīng)實現(xiàn)對作業(yè)區(qū)內(nèi)的空氣、廢水、噪音等方面的動態(tài)監(jiān)測。

（四）生態(tài)分析應(yīng)用

GIS系統(tǒng)還可以用于對生態(tài)現(xiàn)狀的分析，如利用GIS可以比較精確地計算水土流失范圍、植被破壞程度、荒漠化面積等，也可以通過客觀評價生態(tài)破壞程度和波及范圍，為生態(tài)環(huán)境治理提供科學(xué)依據(jù)。[2]ANDES公司利用GIS衛(wèi)星成像，可以開展地表植被分析、濕地面積分析，可以時時監(jiān)控森林清障和地表植被恢復(fù)進展。通常，資源國政府和社區(qū)居民會認為石油公司作業(yè)對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成了巨大破壞，以此為由提出索賠。ANDES公司通過GIS系統(tǒng)，繪制作業(yè)周期內(nèi)不同階段的地表植被變化情況，計算出由于公司作業(yè)實際造成的生態(tài)影響面積。數(shù)據(jù)顯示，公司所造成的地表生態(tài)破壞面積只占0.12%，多數(shù)破壞面積都是社區(qū)民眾因生活開墾所造成的，有效回擊了眾多無理索賠要求。

（五）環(huán)境事件應(yīng)急

GIS技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境事故應(yīng)急處置系統(tǒng)，可使環(huán)境事故應(yīng)急管理和環(huán)境事故應(yīng)急處置水平上升到一個更高的層次，并可以使環(huán)境基礎(chǔ)信息與環(huán)境管理信息以及模型分析結(jié)果以可視化的圖形、圖像方式呈現(xiàn)給決策管理人員，提高環(huán)境應(yīng)急管理工作效率。[1]ANDES公司將GIS應(yīng)用于環(huán)境溢油事件管理中，將作業(yè)區(qū)內(nèi)所有溢油控制點的地理位置、地表形態(tài)、溢油處置裝備、監(jiān)控河流的水流速度、風(fēng)速、溢油擴散速度等匯總模擬出可視化的場景，為快速處置溢油突發(fā)事件提供了技術(shù)保障。

三、結(jié)語

在“大數(shù)據(jù)”時代，GIS系統(tǒng)可以為空間數(shù)據(jù)管理者提供高效、便捷的技術(shù)支持。GIS在環(huán)境管理領(lǐng)域中還有許多待開發(fā)的應(yīng)用，尤其是我國石油石化行業(yè)，加大GIS系統(tǒng)在環(huán)境管理領(lǐng)域的應(yīng)用，可以提高環(huán)境管理人員的工作效率，擴大環(huán)境管理的廣度和深度。同時，還可以將環(huán)境管理與生產(chǎn)經(jīng)營緊密結(jié)合，為工程施工提供決策支持，降低了生產(chǎn)運營成本，規(guī)避不必要的經(jīng)濟損失。

（作者單位為中國石化集團國際石油勘探開發(fā)有限公司）

[作者簡介：劉巍（1981—），男，山東煙臺人，理學(xué)碩士，2007年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京）地球化學(xué)專業(yè)，中級職稱，從事HSE管理工作。]

參考文獻

[1] 黃菊.地理信息系統(tǒng)在環(huán)境保護中的應(yīng)用[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2012（3）：110-111.

[2] 楊帆，孫水裕.地理信息系統(tǒng)（GIS）在環(huán)境保護中的應(yīng)用[J].科協(xié)論壇，2009 （10）：128-129.endprint