地理信息系统在环境保护中的应用

张双阳

    摘要：系统论、信息论、控制论与现代高新技术——计算机技术、空间技术和自动化技术的结合发展，催生了4S技术(GPS全球定位系统、GIS地理信息系统、RS遥感信息系统和ES专家信息系统)在诸多领域的实际应用。本文拟就其中的地理信息系统(GIS)在环境保护工作方面的开发应用做一简单探讨。

    关键词：地理信息系统；环境保护；应用

    在当前快速提升科学技术水平的背景下，在环境保护中应用各种现代科技的范围日益拓展，在当前环境管理领域已经广泛结合应用地理信息系统和环境保护，本文以环境保护领域为研究对象，对地理信息系统的应用进行阐述，认为在未来的环境保护领域应用地理信息系统技术的程度将更大和更广泛。

    一、概述

    在当今全球性环境恶化日趋严重的背景下，人类社会共同面对的是解决人口和资源以及环境问题，人们对保护环境的重要性认识深刻，各界人士开始高度重视重大推动环境保护进程的信息技术，但保护环境与采集和处理环境信息具有密切的关系，而空间位置将决定85%以上的与环境信息有关，所以就环境保护工作而言，其有力的工具就是地理信息系统，研究者运用地理信息系统技术，对各种环境信息进行获取和存贮等，并可有效地监测和评价，以及分析和模拟环境，从而把信息服务和技术支持客观和及时，以及全面和准确地提供给环境保护。我国领土面积较大，存在着突出的环境问题，因此国家环境地理信息系统的建设和发展意义重大，我国由于过于注重经济的发展，而忽视环境的保护致使出现环境污染严重，生态破坏严重的局面，在这种严峻的形势下，我国各级环保部门把环境保护这项艰巨繁杂的任务视为自己的职责，在实践中对环境信息的获取与处理达到及时和准确以及高效的重要性认识充分，并对信息技术应用达到广泛和灵活的重要性也认识深刻，积极地投身到环境地理信息系统的建设中。目前，地理信息系统平台软件被全国绝大部分环保部门使用，环境基础数据库在大部分省市区完备地建立起来，并以GIS平台为基础，把城市环境地理信息系统等模块开发出来，应用GIS平台成效显著。

    二、地理信息系统的特征

    地理信息系统是传统科学与现代技术相结合而产生的边缘科学，它具有多学科交叉的特征，其又是计算机化的信息系统，需要得到计算机硬件和软件系统的支持；其处理的对象为地理空间信息，其用于处理自然界特定空间内各种地理现象的信息，其核心组成是地理数据库和空间数据库，包括属性数据库、图形数据库和遥感影像数据库等，其能够在同一的平台内综合处理这些信息，这是地理信息系统不同于其他信息系统的重要一点，并且包含的内容是丰富的和广泛的；其可以根据实际需要设计生产各种地图，它通过图表、文字、色彩等信息形象地表现出来，其具有强大的制图功能，完全可以代替传统制图和一般意义上的机助制图技术；其具有空间分析功能，从而使地理信息系统区别于机助制图系统，也正是空间分析功能赋予地理信息系统以强大的生命力。空间模拟地理信息系统是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影；地理信息系统除了具有信息的一般特性还具有以下独特特性：一是空间分布性。它具有先定位后定性以及在区域上的分布特点，属性的表现形式是多层次的。二是数据量大。因为它具有空间特征和属性特征还随时间的变化而变化，所以数据量很大。

    三、地理信息系统在环境保护中的应用

    （一）环境影响评价

    所谓环境影响评价说的就是对整个环境质量好坏的评价，它是判断环境管理工作是否合格的依据，也是实施可持续发展道路的重要手段之一，环境评价的首要工作任务是确定评价的观点目标、方法、和标准，然后通过分析和运算得出科学合理的评价，20世纪中期环境评价在发达国家出现，并于70年代发展迅速。

    纵观古今环境评价发展史，由原先的单一目标逐渐发展成多个目标，由单纯的自然环境体系逐渐向社会环境发展，同时，充分利用大自然中，例如水、大气等自然环境数据建立科学合理的环境质量模型，是环境影响评价有力的分析手段，目前我国并未明确所反映出来的准确性和实时性让众多学者和专家已潜意识里将其作为一种工具，并运用到实际工作中，例如，上海市环保局建立的地理信息系统就可以准确地实现对环境质量的预测和环境现状评价；深圳市环保研究所利用GIS对环境影响评价报告中的制图和编写进行处理；厦门环保局将遥感技术和GIS进行有机结合，分析了厦门沿海地区岸边的滩涂和水面面积等一些自然环境问题，以及沿海地区经济发展状况；除此之外，调研人员还将GIS运用到环境质量影响的设计报告中，并取得了相应的成效。

    （二）环境监测

    利用GIS技术能够有效地实现存储和分析，以及显示和处理实时采集的数据，这将有利于辅助即时决策环境问题。如深流域水环境信息管理系统被广东省开发出来，该系统对水环境现状的显示和分析可以直接进行，对污染源的分布直观呈现，并能够实现即时评价水环境质量，还对污染物来源等具有追踪功能，但是就我国获取和处理环境信息水平来看，总体技术上还处于比较低的状态，普遍运用常规环境监测技术手段，连续动态监测环境污染和生态还达不到大面积和全天候以及全天时。

    （三）环境应急措施

    环境污染应急事件的基本内容和特点要求我们在处理各类事件时需对空间数据进行大规模的融入，将空间信息和预测、评价监测等内容均包含在内。所以建立完善的数据库对环境应急系统来讲显得尤为重要，但是该系统的根本在于环境数据和地理信息的融合，这就从侧面意义上引进了GIS数据管理，在环境应急措施中需要GIS为实现环境管理工作的高效性为其提供一定的空间用来存储空间数据。环境应急系统需对时间、空间进行处理，而GIS能在最短时间内为其提供全面、完整有效的数据，并根据实际情况对相关数据进行分析，为高层决策提供一定的依据。

    （四）环境管理

    决策服务和环境管理是GIS管理系统的两大主要系统，GIS的运用很大程度上提高了数据的精准度和收集方法，切实提高了环境管理的效率。通过GIS对基础数据的采集和分析、信息查询等相关功能，工作中可以对已经进行过编码的数据进行处理将其整合在一起，确定其对应的地理位置，同时，对各信息之间的关系进行有效分析，为使得企业管理信息系统向更深层次方向发展，GIS的应用仍然坚持与环境模型结合，随着计算机网络的不断发展和经济水平的不断提高，环保部门的工作人员正在慢慢从人工统计和手工制表等传统的工作中走出来，由具有时代性的信息化管理技术来代替这一工作任务，运用计算机对基础数据和专业图片以及相关数据进行有效管理，为后期数据分析等相关工作提供一定的依据，环境管理坚持以现代管理为出发点，利用GIS、计算机等工具进行开发，其具体特点表现为针对性、实用性和自助开发性。

    四、结束语

    综上所述，通过对地理信息系统在环境保护中应用的研究我们可以发现，该项工作的开展有赖于对多项优势条件的利用，有关人员应该从环境保护的客观实际出发，研究制定最为符合实际的地理信息系统应用方案。

    参考文献

    [1]冯立权，田卫，俞穆青.GIS在环境评价影响中的应用探析[J].遥感技术与应用,2013(4):270-273.

    [2]王秉欣，王龙.浅析地理信息系统的应用与发展[J].科技创新与应用,

2012(03).

    本文撰写于2016年