地理信息系統(tǒng)在環(huán)境管理中的應(yīng)用

陳美坤

【摘要】 本文簡要介紹地理信息系統(tǒng)的概念和它的基本功能,列舉地理信息系統(tǒng)在環(huán)境管理中的應(yīng)用,對國內(nèi)外環(huán)境地理信息系統(tǒng)的研究熱點和方向進行闡述,并提出發(fā)展環(huán)境地理信息系統(tǒng)的策略和建議。

【關(guān)鍵詞】 GIS；環(huán)境地理信息系統(tǒng)；空間數(shù)據(jù)庫

一、地理信息系統(tǒng)的概念

地理信息系統(tǒng)是收集、存儲、管理、綜合分析和處理空間信息和環(huán)境信息的計算機軟硬件系統(tǒng)。它是GIS 技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的延伸。

地理信息系統(tǒng)在環(huán)境管理中的應(yīng)用的主要功能有:

1、基本功能包括對空間和屬性數(shù)據(jù)的輸入、存儲、編輯，以及制圖和空間分析等功能。編輯功能允許用戶添加、修改、刪除點、線、面或修改其屬性信息;制圖功能可以靈活多樣地制作和顯示及輸出各種專題地圖,如污染分布圖、水功能區(qū)劃圖、環(huán)境規(guī)劃圖等等,地理要素可放大縮小以顯示不同的細節(jié)內(nèi)容,并能夠測量地圖上線段的長度或指定區(qū)域的面積。

2、空間統(tǒng)計分析是指對空間數(shù)據(jù)庫中的專題數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。包括各種屬性數(shù)據(jù)的集中特征數(shù)、離散特征數(shù)及其分類分級統(tǒng)計等。

3、疊加分析功能允許兩個或多個圖層在空間上比較各空間要素和屬性,分為合成疊加和統(tǒng)計疊加。合成疊加得到一個新圖層,它將顯示原圖層的全部特征,交叉的特征區(qū)域僅顯示共同特征;統(tǒng)計疊加可以統(tǒng)計一種空間要素在另一種空間要素中的分布特征。對不同的圖層進行疊加分析,從而獲得各種感興趣信息。

4、緩沖區(qū)分析是GIS 的基本空間操作功能之一。例如,某地區(qū)有危險品倉庫，要分析一旦倉庫爆炸所涉及的范圍,這就需要進行點緩沖區(qū)分析，結(jié)合與居民地圖層的疊加分析,可以獲取需要疏散的人口數(shù)等等。

綜上所述,空間分析是地理信息系統(tǒng)軟件的核心,空間統(tǒng)計分析、疊加分析、緩沖分析等功能為地理信息系統(tǒng)提供了強大的環(huán)境分析功能與廣闊的應(yīng)用空間。隨著其功能的不斷完善和發(fā)展,地理信息系統(tǒng)將為環(huán)境各部門提供一個功能強大的空間信息服務(wù)和管理工具,成為各部門日常工作不可或缺的工作手段。

二、地理信息系統(tǒng)在環(huán)境管理中的具體應(yīng)用

由于地理信息系統(tǒng)具有強大的信息服務(wù)和管理功能,具有廣泛的應(yīng)用范圍。具體體現(xiàn)在兩個方面,一是它可以應(yīng)用在環(huán)境管理的各個環(huán)節(jié)，如區(qū)域環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)督管理、區(qū)域環(huán)境監(jiān)測及環(huán)境評價研究等；二是它可以廣泛應(yīng)用在國家、省、市等不同層次的管理。下面簡單介紹一下它的具體應(yīng)用。

1、電子地圖使環(huán)境管理工作變得輕松直觀

由于采用空間數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫掛接,改變了傳統(tǒng)的信息管理方法,地圖由傳統(tǒng)的靜態(tài)紀錄變?yōu)樾畔⒇S富多樣的動態(tài)的電子地圖,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)可視化。它使環(huán)境主管部門對各種環(huán)境要素的管理變得直觀、簡單和輕松。如通過直接對地圖要素進行查詢,可以獲得環(huán)境監(jiān)測點位、污染源等的空間分布及其與環(huán)境敏感區(qū)域的空間關(guān)系等信息。可以對各種環(huán)境數(shù)據(jù)進行綜合的統(tǒng)計并分析以及采用直觀的豐富多樣的表現(xiàn)方式進行展示,為環(huán)境決策提供科學快捷的支持。

2、強大的環(huán)境規(guī)劃手段

區(qū)域環(huán)境規(guī)劃是EGIS 應(yīng)用發(fā)展的重點領(lǐng)域之一,目前基于EGIS 的環(huán)境規(guī)劃模型還處于深化研究階段,將環(huán)境應(yīng)用模型與GIS 集成為一體,可以為環(huán)境規(guī)劃提供更強大的技術(shù)手段。由于應(yīng)用EGIS 能夠更好地考慮和評價建設(shè)項目對環(huán)境的影響,因此在建設(shè)項目的環(huán)境評價中得到廣泛應(yīng)用。

3、危險物運輸管理

借助GIS 的運行路徑選擇功能,可以對危險物轉(zhuǎn)移運輸線路進行優(yōu)化選擇,能避開人口集中居住區(qū)、飲用水源地等環(huán)境敏感區(qū)域制定運輸計劃。并可以通過GPS對危險物的運輸線路進行實時監(jiān)控。

4、環(huán)境模型模擬分析

環(huán)境模型在環(huán)境決策中有著重要的作用,如可以通過模型模擬出污染事故發(fā)生后各個時間的擴散情況,為決策提供科學的參考依據(jù)。常用的模型主要有大氣擴散模型、1 維水污染擴散模型、2維水污染擴散模型等等,實現(xiàn)各種模型的模擬結(jié)果的生成、2維和3維的顯示等功能。

5、為數(shù)字環(huán)保提供技術(shù)平臺

數(shù)字環(huán)保是最近提出來的終極環(huán)境管理系統(tǒng),它是繼數(shù)字地球概念提出以后,環(huán)保領(lǐng)域提出的新概念,它將是未來十年環(huán)保領(lǐng)域信息化建設(shè)的終極方向,EGIS 作為數(shù)字環(huán)保的基礎(chǔ)平臺,將能夠為用戶提供實時動態(tài)環(huán)境信息服務(wù),也能夠為環(huán)境管理者提供決策信息,逐步控制污染,改善環(huán)境狀況,提高人民生活水平。

三、發(fā)展環(huán)境地理信息系統(tǒng)的策略探討和建議

隨著國外EGIS 技術(shù)的逐漸成熟和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的快速發(fā)展,建立環(huán)境地理信息系統(tǒng)的條件開始逐漸成熟,而且將成為我國發(fā)展GIS的重點領(lǐng)域，從GIS在我國近幾年的發(fā)展領(lǐng)域也可以看出這種趨勢。

發(fā)展EGIS 應(yīng)當采用“統(tǒng)一規(guī)劃、注重基礎(chǔ)、緊密跟進、高起點開發(fā)、協(xié)調(diào)發(fā)展”的發(fā)展策略。

1、統(tǒng)一規(guī)劃。

為了降低空間數(shù)據(jù)資源采集和管理的成本,為了適應(yīng)未來發(fā)展的需要,必須在多方部門的參與下,統(tǒng)一規(guī)劃和構(gòu)建EGIS 的發(fā)展框架。

2、注重基礎(chǔ)。

在統(tǒng)一規(guī)劃的思路和明確的發(fā)展框架下,不斷加強基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)環(huán)境數(shù)據(jù)庫的積累與建設(shè)。

3、緊密跟進、高起點開發(fā)、協(xié)調(diào)發(fā)展。

在技術(shù)上緊密跟進國外先進的GIS 技術(shù),高起點進行系統(tǒng)開發(fā),與我國的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度相協(xié)調(diào),共同發(fā)展適合我國國情的EGIS。

當前我國各地許多部門雖然已經(jīng)開展了EGIS的研究與開發(fā),但這些開發(fā)均是出于本部門的需要,很少考慮到將來部門之間的數(shù)據(jù)交流和共享,加上沒有全國性的EGIS 發(fā)展框架和數(shù)據(jù)標準,數(shù)據(jù)的通用性將成為影響EGIS 開發(fā)的關(guān)鍵因素,建議有關(guān)部門及時組織開展EGIS 發(fā)展體系和框架標準的研究。

四、結(jié)束語

地理信息系統(tǒng)是近二十年來迅速發(fā)展的信息技術(shù)的重要組成部分,它的應(yīng)用已經(jīng)從早期的礦產(chǎn)資源管理拓展到與空間地理相關(guān)聯(lián)的更廣泛的領(lǐng)域,特別是在環(huán)境領(lǐng)域,原有的多種環(huán)境信息處理技術(shù)(環(huán)境模型、環(huán)境規(guī)劃分析) 正在與地理信息系統(tǒng)融合,逐漸形成具有強大功能并具有環(huán)境特征的地理信息管理系統(tǒng),即環(huán)境地理信息系統(tǒng)( EGIS) 。它將成為各個環(huán)境管理部門日常信息處理不可缺少的新工具。它將徹底改變傳統(tǒng)的信息處理方式。可以說它是環(huán)境管理進入信息時代的標志。

參考文獻:

[1]張清宇、田偉利、沈旭，環(huán)境管理信息系統(tǒng)[M]，北京:化學工業(yè)出版社，2005

[2]王萌，城市地理空間信息共享與管理辦法研究[D]，中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫，2008

[3]裴相斌，地理信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理和決策中的應(yīng)用[J]，遙感信息, 2001

[4]劉若梅、蔣景曈，地理信息的分類原則與方法研究——以基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)分類為例[A]，全國地圖學與GIS學術(shù)會議論文集[C]，2004