GIS技術在環(huán)境保護中的應用

（石河子市環(huán)境保護局環(huán)境信息中心，石河子市，832000） 肖艷陽

隨著我國環(huán)境信息化的快速發(fā)展和計算機新技術在環(huán)境保護領域的廣泛應用，環(huán)境信息系統(tǒng)在環(huán)境保護管理和決策工作中發(fā)揮著越來越重要的作用。而地理信息系統(tǒng)技術的出現(xiàn)為環(huán)境保護工作邁向信息化、現(xiàn)代化提供了技術支持。目前，全國27個省級環(huán)保局及一百多個城市環(huán)保部門都已經使用地理信息系統(tǒng)平臺軟件和相應的硬件設施，大部分省市已經建立環(huán)境基礎數(shù)據庫，在GIS平臺上開發(fā)了城市環(huán)境地理信息系統(tǒng)、重點流域水資源管理、環(huán)境污染應急預警預報系統(tǒng)等，取得了顯著的成效。下面將結合實例分別闡述GIS技術在環(huán)保領域的應用情況。

1 GIS技術在環(huán)境保護中的應用

1.1 應用GIS制作環(huán)境專題圖

環(huán)境制圖是環(huán)境科學研究的基本工具和手段。與傳統(tǒng)的、周期長、更新慢的手工制圖方式相比，利用GIS建立起地圖數(shù)據庫，可以達到一次投入、多次產出的效果。它不僅可以為用戶輸出全要素地形圖，而且可以根據用戶需要分層輸出各種專題圖，如污染源分布圖、大氣質量功能區(qū)劃圖等等。GIS的制圖方法比傳統(tǒng)的人工繪圖方法要靈活得多，在基礎電子地圖上，通過加入相關的專題數(shù)據就可迅速制作出各種高質量的環(huán)境專題地圖?？梢愿鶕嶋H需要從符號和顏色庫中選擇圖件，使之更好地突出專題效果和特性。

1.2 應用GIS建立各種環(huán)境地理信息系統(tǒng)

各級環(huán)保部門在日常管理業(yè)務中，需要采集和處理大量的、種類繁多的環(huán)境信息。而這些環(huán)境信息85%以上與空間位置有關。GIS的強大功能之一是它的空間數(shù)據的采集、編輯、處理功能和對空間數(shù)據的管理能力。使用GIS，可以建立各種環(huán)境空間數(shù)據庫。例如：污染源空間信息數(shù)據庫(包括工業(yè)、農業(yè)、交通等污染源數(shù)量、屬性和污染源發(fā)生的地域范圍)、環(huán)境質量信息數(shù)據庫(包括空氣、水、噪聲等)，GIS能夠把各種環(huán)境信息與其地理位置結合起來進行綜合分析與管理，以實現(xiàn)空間數(shù)據的輸入、查詢、分析、輸出和管理的可視化。例如，基于GIS平臺，廈門市建立了城市環(huán)境空間數(shù)據庫和污染源監(jiān)測屬性數(shù)據庫，開發(fā)了網絡化城市環(huán)境質量地理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)涵蓋了大氣、地表水、聲學環(huán)境的監(jiān)測信息，以分布圖、專題圖、三維模型等形式，生動直觀地反映環(huán)境質量狀況。

1.3 GIS應用于環(huán)境監(jiān)測

在環(huán)境監(jiān)測過程中，利用GIS技術可對實時采集的數(shù)據進行存儲、處理、顯示、分析，實現(xiàn)為環(huán)境決策提供輔助手段的目的。如廣東省以東深流域自然環(huán)境地理信息為基礎，對東深流域的監(jiān)測數(shù)據進行存儲處理，利用GIS技術開發(fā)了東深流域水環(huán)境管理信息。該系統(tǒng)直觀顯示和分析東深流域水環(huán)境現(xiàn)狀、污染源分布、水環(huán)境質量評價，追蹤污染物來源。可結合數(shù)字地圖查詢歷年監(jiān)測數(shù)據及各種統(tǒng)計數(shù)據，進行空間分析(如緩沖區(qū)查詢與分析)、輔助決策(容量計算及污染狀況的預測)為流域水環(huán)境的科學化管理和決策提供了先進的科學手段。

1.4 GIS應用于自然生態(tài)現(xiàn)狀分析

在進行自然生態(tài)現(xiàn)狀分析過程中，利用GIS可以比較精確地計算水土流失、荒漠化、森林砍伐面積等，客觀地評價生態(tài)破壞程度和波及的范圍，為各級政府進行生態(tài)環(huán)境綜合治理提供科學依據。國家環(huán)?？偩职袵IS技術與遙感技術相結合，對我國西部12省的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進行調查，得到了西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境的空間分布與空間統(tǒng)計狀況、生態(tài)環(huán)境質量狀況和生態(tài)環(huán)境變化的空間規(guī)律特點，為該地區(qū)經濟的可持續(xù)發(fā)展與資源環(huán)境的可持續(xù)利用提供了科學依據。青海省遙感中心將“3S”技術運用到青海湖環(huán)湖重點區(qū)域調查上，快速查清了該區(qū)域土地利用、土地覆蓋現(xiàn)狀，建立了生態(tài)環(huán)境數(shù)據庫和生態(tài)環(huán)境評價指標體系，為政府規(guī)劃決策、資源開發(fā)、環(huán)境保護提供了寶貴資料。

1.5 GIS應用于環(huán)境應急預警預報

建立重大環(huán)境污染事故區(qū)域預警系統(tǒng)，能夠對事故風險源的地理位置及其屬性、事故敏感區(qū)域位置及其屬性進行管理，提供污染事故的大氣、河流污染擴散的模擬過程和應急方案。例如，大連市的“重大污染事故區(qū)域預警系統(tǒng)”把重大污染事故的多種預測模型與GIS技術相結合，當某一風險源發(fā)生事故時提供應急措施、報警信息和救援信息，為重大污染事故應急指揮奠定了基礎。上海市應用GIS、RS與GPS技術開發(fā)了環(huán)保應急熱線系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用GIS技術進行污染源搜索和定位;將GIS與GPS結合起來，用于出警指揮和導航;用RS技術獲取地面信息，解決了GIS基礎底圖動態(tài)更新問題。通過“3S”技術的綜合應用，更好地發(fā)揮了GIS在環(huán)保執(zhí)法和應急事件中的作用。

1.6 GIS應用于環(huán)境質量評價和環(huán)境影響評價

由于GIS能夠集成管理與場地密切相關的環(huán)境數(shù)據，因而也是綜合分析評價的有力工具。環(huán)境影響評價是對所有的改、擴、建項目可能產生的環(huán)境影響進行預測評價，并提出防止和減緩這種影響的對策與措施。利用GIS的空間分析功能，可以綜合性地分析建設項目各種數(shù)據，幫助確立環(huán)境影響評價模型。由于GIS系統(tǒng)具有層的結構，可將不同的環(huán)境影響進行計算并疊加。深圳市環(huán)境保護研究所已利用GIS技術進行編制環(huán)境影響評價報告書和制圖。在區(qū)域環(huán)境質量現(xiàn)狀評價工作中，可將地理信息與大氣、土壤、水、噪聲等環(huán)境要素的監(jiān)測數(shù)據結合在一起，利用GIS軟件的空間分析模塊，對整個區(qū)域的環(huán)境質量現(xiàn)狀進行客觀、全面的評價，以反映出區(qū)域中受污染的程度以及空間分布情況。如通過疊加分析，可以提取該區(qū)域內大氣污染布圖、噪聲分布圖;通過緩沖區(qū)分析，可顯示污染源影響范圍等。

1.7 GIS應用于水環(huán)境管理

水環(huán)境信息具有明顯的空間屬性和層次屬性，利用GIS可以更加明確地揭示不同區(qū)域的水環(huán)境狀況，反映水體環(huán)境質量在空間上的變化趨勢。可以更加直觀地反映如污染源、排污口、監(jiān)測斷面等環(huán)境要素的空間分布。利用GIS還可以進行污染源預測、水質預測、水環(huán)境容量計算、污染物削減量的分配等，以表格和圖形的方式為水環(huán)境管理決策提供多方位、多形式的支持。目前，全國各省環(huán)保局正在使用GIS軟件進行各省水環(huán)境功能區(qū)劃匯總工作，在此基礎上，進一步開發(fā)水環(huán)境功能區(qū)管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)水環(huán)境數(shù)據查詢、水質評價、統(tǒng)計分析、水質預測等功能，將各種水環(huán)境信息以可視化的方式表達，對水環(huán)境的科學管理將具有非常重要的意義。地理信息系統(tǒng)近年來發(fā)展迅速，尤其是“3S”集成技術的出現(xiàn)，使我國的環(huán)境地理信息系統(tǒng)開發(fā)與應用邁上新的臺階。隨著國家環(huán)境地理信息系統(tǒng)的建立和100城市日援項目的實施，GIS技術必將在環(huán)境保護領域得到更廣泛的應用。

[1]韋雪華，陸雍森.《地理信息系統(tǒng)在環(huán)境領域中的應用》

[2]何艷，徐建明，施加春.《GIS在環(huán)境保護中的應用現(xiàn)狀與發(fā)展》