GIS技術(shù)在水環(huán)境管理及環(huán)境影響評(píng)價(jià)領(lǐng)域的運(yùn)用

陳 勇

（揚(yáng)中市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，江蘇 鎮(zhèn)江 212200）

GIS技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因此在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用，在水環(huán)境管理和環(huán)境影響評(píng)價(jià)領(lǐng)域，GIS技術(shù)發(fā)揮著重要的作用，有利于解決存在的水環(huán)境問(wèn)題，科學(xué)地評(píng)價(jià)環(huán)境影響，提供可靠性數(shù)據(jù)，有效地保護(hù)生態(tài)環(huán)境。早在20世紀(jì)這一技術(shù)就已經(jīng)被應(yīng)用到了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，由于GIS技術(shù)具備較強(qiáng)的信息處理能力，利用計(jì)算機(jī)采集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，并且將地理圖形和屬性等準(zhǔn)確輸出，可以根據(jù)需求向用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，為分析和決策工作提供便利。經(jīng)過(guò)幾十年的不斷發(fā)展，不論是信息還是功能上，GIS技術(shù)都發(fā)生巨大改變。

1 GIS技術(shù)概述

1.1 GIS內(nèi)容

GIS也就是地理信息系統(tǒng)，是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，針對(duì)地球空間信息進(jìn)行采集、管理、存儲(chǔ)、計(jì)算。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，GIS技術(shù)具備強(qiáng)大的綜合性特點(diǎn)，會(huì)涉及到地圖學(xué)、計(jì)算機(jī)以及地理學(xué)等多方面的專業(yè)知識(shí)，應(yīng)用范圍非常廣泛。通過(guò)科學(xué)使用GIS系統(tǒng)，能夠?qū)臻g信息數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠地收集和分析，能夠?qū)⒌貓D視覺(jué)化效果、數(shù)據(jù)管理以及地理分析等多種功能進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而為人們提供更加全方位的地理信息服務(wù)。

1.2 GIS技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1.2.1 改善工作質(zhì)量

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，GIS技術(shù)是地理信息科學(xué)的重要組成部分，其主要功能是對(duì)空間信息進(jìn)行存儲(chǔ)采集和處理，以往針對(duì)水環(huán)境進(jìn)行管理時(shí)，人們使用的傳統(tǒng)識(shí)別方式以及影響評(píng)價(jià)方式，都很難精準(zhǔn)迅速地描述水環(huán)境的實(shí)際特點(diǎn)。現(xiàn)如今，由于GIS系統(tǒng)具備強(qiáng)大的功能和特點(diǎn)，能夠有效提升環(huán)境影響評(píng)價(jià)的實(shí)際工作質(zhì)量。

1.2.2 共享數(shù)據(jù)資源

GIS系統(tǒng)還是一種非常關(guān)鍵的空間信息系統(tǒng)，在面對(duì)海量的地理信息時(shí)，能夠迅速地對(duì)地理信息進(jìn)行分析，還可以對(duì)同一空間內(nèi)的坐標(biāo)進(jìn)行參照，也正是由于GIS技術(shù)的這一功能，能夠有效規(guī)避數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中出現(xiàn)的誤差，在同一空間坐標(biāo)內(nèi)進(jìn)行分析，可以幫助不同部門(mén)的工作人員共享數(shù)據(jù)，從而做出準(zhǔn)確的工作決策。

1.2.3 提高工作效率

在環(huán)境影響評(píng)價(jià)中使用GIS技術(shù)，其具備的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)與傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方式相比，使用GIS系統(tǒng)能夠更加直觀立體地展現(xiàn)地圖，由于以往大部分的工作都是使用文字和數(shù)據(jù)表達(dá)進(jìn)行分析，而使用GIS系統(tǒng)就能夠更加直觀地看到數(shù)據(jù)變化和地圖視覺(jué)，這樣就能夠進(jìn)一步提高環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作效率，不僅能夠提高工作質(zhì)量，還能夠進(jìn)一步縮短評(píng)價(jià)流程。

2 GIS技術(shù)在水環(huán)境管理中的應(yīng)用

2.1 水環(huán)境數(shù)據(jù)管理

通常針對(duì)水環(huán)境信息管理，也就是針對(duì)海量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理，區(qū)域水環(huán)境信息主要呈現(xiàn)出的特點(diǎn)就是空間以及層次性特點(diǎn)，使用GIS技術(shù)能夠更加清晰地展示出區(qū)域內(nèi)水環(huán)境的實(shí)際特點(diǎn)，及時(shí)了解該地區(qū)水環(huán)境信息變化的發(fā)展趨勢(shì)。此外，GIS技術(shù)還可以清晰地顯示出具有代表性的環(huán)境信息，從而進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，例如某一區(qū)域內(nèi)的排污口空間分布狀況、污染源空間分布狀況等。因此，在水環(huán)境管理過(guò)程中使用GIS技術(shù)能夠形成特定的水環(huán)境GIS系統(tǒng)，這樣就能夠充分發(fā)揮GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的功能。舉例來(lái)說(shuō)，針對(duì)水環(huán)境進(jìn)行管理時(shí)，可以將其中相關(guān)的地理信息數(shù)據(jù)全部輸入到系統(tǒng)內(nèi)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)的添加功能、刪除功能、檢索功能、查詢功能等[1]，為相關(guān)工作人員的日常管理提供極大的便利。在GIS系統(tǒng)的幫助下，管理人員就能夠更加直接地進(jìn)行相關(guān)操作，在相應(yīng)界面內(nèi)針對(duì)某一個(gè)區(qū)域的水環(huán)境信息進(jìn)行快速查詢，從而提高工作效率。

2.2 水污染控制規(guī)劃

目前我們針對(duì)水環(huán)境進(jìn)行管理時(shí)，其重點(diǎn)還是放在污染源的控制方面。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的不斷增長(zhǎng)，人們的生活質(zhì)量也得到了極大的改變，同時(shí)水環(huán)境所面臨的污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)峻，針對(duì)區(qū)域內(nèi)的水環(huán)境污染問(wèn)題進(jìn)行有效控制，已經(jīng)成為水資源管理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)也是水資源管理的重要目標(biāo)。在制定水污染控制方案時(shí)，首先需要對(duì)各個(gè)區(qū)域內(nèi)的水資源進(jìn)行專業(yè)化地設(shè)計(jì)，使用GIS技術(shù)就能夠準(zhǔn)確劃分該區(qū)域內(nèi)水污染源的實(shí)際特點(diǎn)，結(jié)合污染源的種類和特點(diǎn)，利用可視化的方式為相關(guān)部門(mén)展示水環(huán)境的污染現(xiàn)狀，這樣就能夠進(jìn)一步控制污染的范圍。使用GIS系統(tǒng)需要進(jìn)一步明確需要控制的水環(huán)境區(qū)域，將其作為對(duì)象建立水污染控制數(shù)據(jù)庫(kù)以及模型，通過(guò)建立完善的數(shù)據(jù)庫(kù)和管理系統(tǒng)，能夠?yàn)橛脩籼峁┕ぷ髦兴枰膱D紙和數(shù)據(jù)模型，這樣就能夠?qū)^(qū)域內(nèi)的水污染狀況有效管控。目前，水環(huán)境控制過(guò)程中，GIS技術(shù)應(yīng)用成就最為顯著的就是美國(guó)，而且相關(guān)科學(xué)家已經(jīng)建立了完善的水資源污染管控系統(tǒng)，能夠精準(zhǔn)地計(jì)算出多條河流的污染數(shù)值，這樣就能夠?yàn)樗Y源管理以及污染控制工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持，促使水環(huán)境污染控制工作向著智能化、信息化的方向不斷發(fā)展。

2.3 水文資源空間管理

針對(duì)水資源進(jìn)行空間管理時(shí)，同樣也可以融入GIS技術(shù)，使用GIS技術(shù)能夠?yàn)樗Y源建立專門(mén)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中具備海量的數(shù)據(jù)信息，能夠?yàn)樗h(huán)境決策提供可靠保障，進(jìn)行水文決策時(shí)，就不僅僅依靠主觀經(jīng)驗(yàn)，能夠獲得更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。針對(duì)水文資源進(jìn)行空間管理時(shí)，還應(yīng)該結(jié)合水資源的具體特點(diǎn)，確定具體的數(shù)據(jù)庫(kù)形式，確保有效提高水資源空間管理質(zhì)量，從而提高水資源空間變化以及分布狀況的預(yù)測(cè)水平。針對(duì)水資源進(jìn)行空間管理時(shí)，也能夠充分利用決策管理系統(tǒng)，從根本上提高管理水平。現(xiàn)如今，我國(guó)已經(jīng)具備了比較完善的決策支持系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中需要充分利用GIS技術(shù)。但是在實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中，由于得不到充足的資金支持，很難保證系統(tǒng)的功能充分發(fā)揮出來(lái)，所以政府部門(mén)也應(yīng)該加大支持力度，通過(guò)人才支持和資金支持的方式，確保水資源決策支持系統(tǒng)得到充分地利用。此外，相關(guān)企業(yè)也應(yīng)該進(jìn)一步加大優(yōu)秀人才的培訓(xùn)力度，確保能夠更好地完成決策管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作。

2.4 水環(huán)境模擬

針對(duì)水資源進(jìn)行管理時(shí)，還可以使用GIS技術(shù)對(duì)水環(huán)境進(jìn)行模擬，模擬時(shí)需要充分利用空間坐標(biāo)和非空間進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，才能夠準(zhǔn)確顯示水環(huán)境的具體狀況。利用GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)功能，能夠更加便捷地顯示不同區(qū)域的具體特征以及參數(shù)，完成數(shù)據(jù)處理工作以后，就能夠更加直觀立體地顯示出流域的特點(diǎn)。進(jìn)行水下模擬時(shí)，首先需要進(jìn)行有限元分析，然后再將各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)輸入到模型中，最后根據(jù)輸入結(jié)果顯示地下水的實(shí)際特點(diǎn)，由于GIS系統(tǒng)具備網(wǎng)絡(luò)分析的作用，在流域匯流階段，還能夠準(zhǔn)確地表示出該地區(qū)流徑和降水狀況，再結(jié)合水文模擬程序就能夠確定出流域的排水狀況，為水污染排放和廢水控制工作提供便利。

2.5 防洪預(yù)警和洪區(qū)治理

由于GIS系統(tǒng)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集和處理能力，將遙感技術(shù)和GIS技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，就能夠制定洪水分布圖像，從而為洪水預(yù)防工作提供可靠的依據(jù)。利用GIS系統(tǒng)建立水利模型，能夠準(zhǔn)確預(yù)算出洪水的分布趨勢(shì)以及擴(kuò)散范圍，以此為依據(jù)，可以幫助相關(guān)工作人員制定切實(shí)有效的防范措施。舉例來(lái)說(shuō)，使用GIS技術(shù)對(duì)河流地貌和水文條件進(jìn)行有效地分析，再使用HMS模型提取到河流的相關(guān)信息，將其輸入到文件中，結(jié)合河流的具體位置，利用高程計(jì)算系統(tǒng)，準(zhǔn)確計(jì)算出洪水的覆蓋面積，能夠?yàn)橄嚓P(guān)部門(mén)制定洪水防范措施提供有效的幫助，確保洪水治理措施更具科學(xué)性，降低洪水引發(fā)的不良影響。

3 GIS技術(shù)在環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

3.1 環(huán)境影響評(píng)價(jià)制圖

進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告中的圖件，主要包括環(huán)境要素監(jiān)測(cè)分布圖、地理位置圖等，目前報(bào)告書(shū)主要利用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)完成制圖，但是由于不具備準(zhǔn)確的地理信息數(shù)據(jù)，很有可能會(huì)影響到圖件比例的精準(zhǔn)度，同時(shí)由于不具備準(zhǔn)確的信息參數(shù)也會(huì)導(dǎo)致圖件缺乏空間分析功能。進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)時(shí)，需要對(duì)空間關(guān)系和分步進(jìn)行精準(zhǔn)地分析，而在這些過(guò)程中使用傳統(tǒng)的制圖方式很難滿足這一工作的實(shí)際需求?，F(xiàn)如今，GIS技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)，各個(gè)部門(mén)也加大了GIS技術(shù)的重視力度，通過(guò)不斷地累積地理信息數(shù)據(jù)，在大型工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中也可以利用數(shù)據(jù)庫(kù)完成工程項(xiàng)目的決策。進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)時(shí)，也可以充分發(fā)揮GIS技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，確保制圖的準(zhǔn)確性，在制圖過(guò)程中使用GIS技術(shù)，能夠進(jìn)一步豐富圖鑒中的地理信息數(shù)據(jù)，還可以明確各種不同要素的關(guān)系，從而進(jìn)行空間信息數(shù)據(jù)的查詢，建立科學(xué)有效的環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告[2]。

3.2 項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)

針對(duì)具體的工程項(xiàng)目進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)時(shí)，GIS技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，使用GIS技術(shù)能夠創(chuàng)建工程項(xiàng)目的信息數(shù)據(jù)，結(jié)合該工程項(xiàng)目的具體施工標(biāo)準(zhǔn)建立相關(guān)的數(shù)據(jù)模型，能夠針對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的各種污染物種類治理，技術(shù)治理流程等信息數(shù)據(jù)，進(jìn)行有效采集存儲(chǔ)和管理。其次，使用GIS技術(shù)能夠結(jié)合該工程項(xiàng)目建設(shè)的具體狀況，建立經(jīng)濟(jì)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，然后收集與該工程項(xiàng)目相關(guān)聯(lián)的自然環(huán)境信息和經(jīng)濟(jì)信息。其中，自然環(huán)境信息主要包含施工現(xiàn)場(chǎng)附近的地質(zhì)條件、水文條件、土地利用狀況、動(dòng)植物規(guī)劃等；社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息主要包含該工程項(xiàng)目所在地的人口信息、衛(wèi)生信息、居住條件信息、行業(yè)結(jié)構(gòu)信息、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平信息等。最后，使用GIS技術(shù)還可以建立環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，將該工程項(xiàng)目的水資源信息、空氣資源信息、生物資源信息以及土壤信息等全部融入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。同時(shí)也需要注意，該工程項(xiàng)目正式開(kāi)始施工之前，一定要綜合各個(gè)方面的因素進(jìn)行全面考慮，結(jié)合工程項(xiàng)目建設(shè)的規(guī)模、建設(shè)性質(zhì)以及有可能的影響因素，最大限度降低施工對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響，確保能夠達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3.3 區(qū)域環(huán)境影響評(píng)價(jià)

為了能夠保證環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作的順利開(kāi)展，就必須加大對(duì)地理信息的關(guān)注度，從多個(gè)角度對(duì)各項(xiàng)地理信息進(jìn)行全面地總結(jié)，使用GIS系統(tǒng)能夠?qū)Ξ?dāng)?shù)氐乃h(huán)境、氣候等信息進(jìn)行歸納總結(jié)、綜合分析，為環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作打下良好的基礎(chǔ)[3]。針對(duì)地區(qū)性環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，GIS技術(shù)也有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：使用GIS系統(tǒng)能夠跨區(qū)域?qū)υ摰貐^(qū)的各項(xiàng)信息進(jìn)行收集，通過(guò)收集到的相關(guān)信息來(lái)分析出該地區(qū)的環(huán)境總體狀況；使用GIS系統(tǒng)再配合更加先進(jìn)的技術(shù)手段，能夠?qū)υ摰貐^(qū)的環(huán)境進(jìn)行有效模擬，從而使人們更加直觀感受到環(huán)境影響評(píng)價(jià)的意義。利用GIS技術(shù)不僅能夠有效提高環(huán)境，影響評(píng)價(jià)的工作效率，還能夠從根本上提高環(huán)境保護(hù)工作質(zhì)量[4]。

3.4 累積環(huán)境影響評(píng)價(jià)

由于一部分項(xiàng)目從開(kāi)始建設(shè)到完成需要較長(zhǎng)的時(shí)間，而隨著時(shí)間的不斷推移，環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)一定的改變，累積環(huán)境影響評(píng)價(jià)就是根據(jù)當(dāng)下的環(huán)境狀況以及對(duì)未來(lái)的環(huán)境進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而進(jìn)行環(huán)境分析。以往開(kāi)展環(huán)境影響評(píng)價(jià)時(shí)，并不能夠準(zhǔn)確地預(yù)算出工程項(xiàng)目對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生的影響，而隨著工程建設(shè)的逐步推進(jìn)，實(shí)際施工過(guò)程過(guò)長(zhǎng)也會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差。而使用GIS技術(shù)就能夠有效解決這一難題，GIS系統(tǒng)本身就能夠?qū)Σ煌h(huán)境影響進(jìn)行疊加計(jì)算，這樣就能夠分析出當(dāng)前的環(huán)境狀況。此外，還能夠?qū)ξ磥?lái)長(zhǎng)期環(huán)境變化作出預(yù)測(cè)，從而完成環(huán)境影響評(píng)價(jià)的目標(biāo)[5]。使用GIS系統(tǒng)還能夠?qū)﹂L(zhǎng)時(shí)間的累積環(huán)境狀況進(jìn)行解析，進(jìn)一步評(píng)估當(dāng)?shù)氐恼w環(huán)境狀況，推測(cè)出人類活動(dòng)有可能對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生的破壞，從而制定切實(shí)有效的改善方案，從根本上提高環(huán)境質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

目前我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平得到了極大地提升，GIS技術(shù)也越來(lái)越完善，將其應(yīng)用到水資源管理和環(huán)境影響評(píng)價(jià)中，不僅能夠有效提高水資源監(jiān)測(cè)水平，能夠起到防震減災(zāi)的作用，還能夠根本上提高環(huán)境影響評(píng)價(jià)的效率，為環(huán)境保護(hù)工作提供可靠的技術(shù)支持。所以，需要進(jìn)一步加大GIS技術(shù)的研究力度，在水環(huán)境管理中逐步推廣GIS技術(shù)的應(yīng)用，促使我國(guó)水資源得到更好地開(kāi)發(fā)和利用。