GIS技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

隨著我國環(huán)境信息化的快速發(fā)展和計(jì)算機(jī)新技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，環(huán)境信息系統(tǒng)在環(huán)境保護(hù)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(shù)的出現(xiàn)為環(huán)境保護(hù)工作邁向信息化、現(xiàn)代化提供了技術(shù)支持。

目前，全國27個省級環(huán)保局及一百多個城市環(huán)保部門都已購置了ESRI公司的ARCGIS、ARCVIEW地理信息系統(tǒng)平臺軟件和相應(yīng)的硬件設(shè)施，大部分省市已經(jīng)建立環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，在GIS平臺上開發(fā)了城市環(huán)境地理信息系統(tǒng)、重點(diǎn)流域水資源管理、環(huán)境污染應(yīng)急預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)等，取得了顯著的成效。

2.1應(yīng)用GIS制作環(huán)境專題圖

環(huán)境制圖是環(huán)境科學(xué)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(jù)庫，可以達(dá)到一次投入、多次產(chǎn)出的效果。它不僅可以用戶輸出全要素地形圖，而且可以根據(jù)用戶需要分層輸出各種專題圖，如污染源分布圖、大氣質(zhì)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(chǔ)電子地圖上，通過加入相關(guān)的專題數(shù)據(jù)就可迅速制作出各種高質(zhì)量的環(huán)境專題地圖。可以根據(jù)實(shí)際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。

2.2應(yīng)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(wù)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(guān)。GIS的強(qiáng)大功能之一是它的空間數(shù)據(jù)的采集、編輯、處理功能和對空間數(shù)據(jù)的管理能力。使用GIS，可以建立各種環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫。例如：污染源空間信息數(shù)據(jù)庫（包括工業(yè)、農(nóng)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(zhì)量信息數(shù)據(jù)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(jié)合起來進(jìn)行綜合分析與管理，以實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)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(jù)庫和污染源監(jiān)測屬性數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)化城市環(huán)境質(zhì)量地理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)涵蓋了大氣、地表水、聲學(xué)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(zhì)量狀況。由于采用了因特網(wǎng)的GIS開發(fā)技術(shù)，該系統(tǒng)可以在Internet/Intranet上運(yùn)行。

2.3 GIS應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測

在環(huán)境監(jiān)測過程中，利用GIS技術(shù)可對實(shí)時采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、處理、顯示、分析，實(shí)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(chǔ)，對東深流域的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲處理，利用GIS技術(shù)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(zhì)量評價，追蹤污染物來源。可結(jié)合數(shù)字地圖查詢歷年監(jiān)測數(shù)據(jù)及各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行空間分析（如緩沖區(qū)查詢與分析）、輔助決策（容量計(jì)算及污染狀況的預(yù)測）為流域水環(huán)境的科學(xué)化管理和決策提供了先進(jìn)的科學(xué)手段。

2.4 GIS應(yīng)用于自然生態(tài)現(xiàn)狀分析

在進(jìn)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(jì)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(jìn)行生態(tài)環(huán)境綜合治理提供科學(xué)依據(jù)。國家環(huán)保總局把GIS技術(shù)與遙感技術(shù)相結(jié)合，對我國西部12省的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)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(jì)狀況、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況和生態(tài)環(huán)境變化的空間規(guī)律特點(diǎn)，為該地區(qū)經(jīng)濟(jì)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(xué)依據(jù)。青海省遙感中心將“3S”技術(shù)運(yùn)用到青海湖環(huán)湖重點(diǎn)區(qū)域調(diào)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(jù)庫和生態(tài)環(huán)境評價指標(biāo)體系，為政府規(guī)劃決策、資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)提供了寶貴資料。

2.5 GIS應(yīng)用于環(huán)境應(yīng)急預(yù)警預(yù)報

建立重大環(huán)境污染事故區(qū)域預(yù)警系統(tǒng)，能夠?qū)κ鹿曙L(fēng)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(jìn)行管理，提供污染事故的大氣、河流污染擴(kuò)散的模擬過程和應(yīng)急方案。例如，大連市的“重大污染事故區(qū)域預(yù)警系統(tǒng)”把重大污染事故的多種預(yù)測模型與GIS技術(shù)相結(jié)合，當(dāng)某一風(fēng)險源發(fā)生事故時提供應(yīng)急措施、報警信息和救援信息，為重大污染事故應(yīng)急指揮奠定了基礎(chǔ)。上海市應(yīng)用GIS、RS與GPS技術(shù)開發(fā)了環(huán)保應(yīng)急熱線系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用GIS技術(shù)進(jìn)行污染源搜索和定位；將GIS與GPS結(jié)合起來，用于出警指揮和導(dǎo)航；用RS技術(shù)獲取地面信息，解決了GIS基礎(chǔ)底圖動態(tài)更新問題。通過“3S”技術(shù)的綜合應(yīng)用，更好地發(fā)揮了GIS在環(huán)保執(zhí)法和應(yīng)急事件中的作用。

2.6 GIS應(yīng)用于環(huán)境質(zhì)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(guān)的環(huán)境數(shù)據(jù)，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(kuò)、建項(xiàng)目可能產(chǎn)生的環(huán)境影響進(jìn)行預(yù)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(shè)項(xiàng)目各種數(shù)據(jù)，幫助確立環(huán)境影響評價模型。由于GIS系統(tǒng)具有層的結(jié)構(gòu)，可將不同的環(huán)境影響進(jìn)行計(jì)算并疊加。深圳市環(huán)境保護(hù)研究所已利用GIS技術(shù)進(jìn)行編制環(huán)境影響評價報告書和制圖。

在區(qū)域環(huán)境質(zhì)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(jù)結(jié)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(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)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(nèi)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。

2.7 GIS應(yīng)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(zhì)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(jìn)行污染源預(yù)測、水質(zhì)預(yù)測、水環(huán)境容量計(jì)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(jìn)行各省水環(huán)境功能區(qū)劃匯總工作，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)水環(huán)境功能區(qū)管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境數(shù)據(jù)查詢、水質(zhì)評價、統(tǒng)計(jì)分析、水質(zhì)預(yù)測等功能，將各種水環(huán)境信息以可視化的方式表達(dá)，對水環(huán)境的科學(xué)管理將具有非常重要的意義。