GIS技术在环境保护中的运用 .docx
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1、精品名师归纳总结GIS 技术在环境爱惜中的应用随着全球性环境的日益恶化,人们已越来越熟识到环境爱惜的重要性。同时, 也越来越熟识到科学技术, 特殊是信息技术对环境爱惜所起的重大作用。环境爱惜离不开环境信息的 采集和处理,而环境信息85% 以上与空间位置有关,所以,的理信息系统就自然成为环境爱惜工作的有力工具。在的理信息系统的帮忙下,不仅可以便利的猎取、存贮、治理和显示各种环境信息, 而且可以对环境进行有效的监测、模拟、 分析和评判, 从而为环境爱惜供应可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结全面、准时、精确和客观的信息服务和技术支持。的理信息系统( Geographic Informa
2、tion System简称 GIS )是随着的理科学、运算机技术、遥感技术和信息科学的进展而进展起来的一个新兴技术,是一个能够对空间相关数据进行采集、治理、分析和可视化输出的运算机信息系统。的理信息系统萌芽于20 世纪 60 岁月初, 1972 年,世界上第一个物理信息系统加拿大的理信息系统( CGIS)全面投入运行。此后,的理信息系统在全球范畴内获得了快速进展,在西方发达国家GIS 应用已经渗透到社会经济生活的各个方面,目前已成功的应用到了资源治理、环境爱惜、灾难推测、投资评判、城市规划建设、人口和商业治理、交通运输、石油和自然气、训练、军事等众多领域。在我国随着经济建设的快速进展,GIS
3、在城市规划治理、环境爱惜、交通运输、防灾减灾、农业、林业等领域发挥了重要的作用,取得了良好的经济效益和社会效益。一、 GIS 技术及其特点GIS 系统是在数据库治理系统(DBMS)和运算机帮忙设计(CAD)两个比较成熟的软件技术基础上进展起来的, 并附加了对空间数据进行治理和分析的特殊功能。GIS 以其混合数据结构和特殊的的理空间分析功能而独树一帜。它所供应的专用函数可用来进行测量、坐标变换、图象生成、属性修改、统计分析、拓扑叠加、网络分析等。许多GIS 产品仍接受了工业标准的组件对象模型(COM)技术,为用户进行功能和结构定制拓展了空间。GIS 技术特点可归纳为:1.1 数据输入数据输入是把
4、现有资料依据统一的参考坐标系统、统一的编码、 统一的标准和结构组织转换为运算机可处理的形式,输入到数据库中的过程。 除了在的图上手扶跟踪数字化、图形扫描外,目前 GIS 的输入越来越多的借助非的图形式,RS(遥感技术)数据和GPS(全球定位系统)数据已成为GIS 的重要数据来源。1.2 数据处理GIS 对空间数据的处理主要包括数据编辑、数据综合、数据变换等,最终形成具有拓扑关系的空间数据库。 GIS 中的数据分为栅格数据和矢量数据,如何有效的储备和治理这两类数据是 GIS 的基本问题。大多数GIS 系统接受了分层技术,即依据的图的某些特点,把它们分成如干图层分别储备,把选定的图层叠加在一起就形
5、成了一张中意某些特殊要求的专题的图。1.3 空间分析和统计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结空间分析和统计是 GIS 的一个独立争论领域,它的主要特点是帮忙确定的理要素之间新的关系,为用户供应一个解决各类特的问题的工具。这也是GIS 得以广泛应用的重要缘由之一。 GIS 的空间分析分为两大类:矢量数据空间分析和栅格数据空间分析。矢量数据空间分析包括: 空间数据查询和属性数据分析,缓冲区分析, 网络分析等。 栅格数据空间分析包括: 记录分析、叠加分析、统计分析等。1.4 的图显示与输出GIS 可将空间的理信息以的图、报表、统计图表等形式显示在屏幕上,利用开窗缩放工具可以对所显示的的
6、图中的任意点和范畴进行无级开窗缩放, 也可以依据某一比例尺显示, 进行分析对比。 仍可依据用户需要设置制图符号和颜色, 依据编辑好的空间数据分层选择, 通过逐层叠加形成各种专题图,通过绘图机、打印机等输出。1.5 二次开发和编程大多数 GIS 系统都供应二次开发环境,包括供应专用语言的开发环境,用户可在自己编程环境中调用 GIS 的命令和函数。 系统配有特的的控件, 供用户的开发语言 ( C+ ,VB,VC+ ,Dephi ,)调用等等。用户可以很便利的编制自己的菜单和程序,生成可视化的用户界面, 完成 GIS 的应用功能的开发。二、 GIS 技术在环境爱惜中的应用随着我国环境信息化的快速进展
7、和运算机新技术在环境爱惜领域的广泛应用,环境信息系统在环境爱惜治理和决策工作中发挥着越来越重要的作用。而的理信息系统技术的显现为环境 爱惜工作迈向信息化、现代化供应了技术支持。目前,全国 27 个省级环保局及一百多个城市环保部门都已经使用的理信息系统平台软件和相应的硬件设施,大部分省市已经建立环境基础数据库,在GIS 平台上开发了城市环境的理信息系统、重点流域水资源治理、环境污染应急预警预报系统等,取得了显著的成效。下面将结合实例分别阐述GIS 技术在环保领域的应用情形。2.1 应用 GIS 制作环境专题图环境制图是环境科学争论的基本工具和手段。与传统的、 周期长、 更新慢的手工制图方式相比,
8、利用 GIS 建立起的图数据库,可以达到一次投入、多次产出的成效。它不仅可以为用户输出全要素的势图, 而且可以依据用户需要分层输出各种专题图, 如污染源分布图、 大气质量功能区划图等等。 GIS 的制图方法比传统的人工绘图方法要灵敏得多, 在基础电子的图上,通过加入相关的专题数据就可快速制作出各种高质量的环境专题的图。 可以依据实际需要从符号和颜色库中选择图件,使之更好的突出专题成效和特性。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.2 应用 GIS 建立各种环境的理信息系统各级环保部门在日常治理业务中,需要采集和处理大量的、种类繁多的环境信息。 而这些环境信息 85% 以上与空间位置
9、有关。GIS 的强大功能之一是它的空间数据的采集、编辑、处理功能和对空间数据的治理才能。使用GIS,可以建立各种环境空间数据库。例如:污染源空间信息数据库(包括工业、农业、交通等污染源数量、属性和污染源发生的的域范畴)、环境质量信息数据库(包括空气、水、噪声等),GIS 能够把各种环境信息与其的理位置结合起来进行综合分析与治理,以实现空间数据的输入、查询、分析、输出和治理的可视化。例如,基于 GIS 平台,厦门市建立了城市环境空间数据库和污染源监测属性数据库,开发了网络化城市环境质量的理信息系统,该系统涵盖了大气、的表水、声学环境的监测信息,以分布图、 专题图、 三维模型等形式,生动直观的反映
10、环境质量状况。由于接受了因特网的GIS 开发技术,该系统可以在Internet/Intranet上运行。2.3 GIS 应用于环境监测在环境监测过程中,利用GIS 技术可对实时采集的数据进行储备、处理、显示、分析,实现为环境决策供应帮忙手段的目的。如广东省以东深流域自然环境的理信息为基础,对东深流域的监测数据进行储备处理,利用GIS 技术开发了东深流域水环境治理信息。该系统直观显示和分析东深流域水环境现状、污染源分布、 水环境质量评判,追踪污染物来源。可结合数字的图查询历年监测数据及各种统计数据,进行空间分析(如缓冲区查询与分析) 、帮忙决策(容量运算及污染状况的推测)为流域水环境的科学化治理
11、和决策供应了先进的科学手段。2.4 GIS 应用于自然生态现状分析在进行自然生态现状分析过程中,利用GIS 可以比较精确的运算水土流失、荒漠化、森林砍伐面积等, 客观的评判生态破坏程度和波及的范畴,为各级政府进行生态环境综合治理提供科学依据。国家环保总局把GIS 技术与遥感技术相结合,对我国西部12 省的生态环境现状进行调查, 得到了西部的区生态环境的空间分布与空间统计状况、 生态环境质量状况和生态环境变化的空间规律特点, 为该的区经济的可连续进展与资源环境的可连续利用供应了科学依据。 青海省遥感中心将 “3S”技术运用到青海湖环湖重点区域调查上, 快速查清了该区域土的利用、 土的掩盖现状,
12、建立了生态环境数据库和生态环境评判指标体系, 为政府规划决策、资源开发、环境爱惜供应了宝贵资料。2.5 GIS 应用于环境应急预警预报建立重大环境污染事故区域预警系统,能够对事故风险源的的理位置及其属性、事故敏捷区可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结域位置及其属性进行治理,供应污染事故的大气、 河流污染扩散的模拟过程和应急方案。例如,大连市的 “重大污染事故区域预警系统”把重大污染事故的多种推测模型与GIS 技术相结合,当某一风险源发生事故时供应应急措施、报警信息和救援信息, 为重大污染事故应急指挥奠定了基础。 上海市应用 GIS、RS 与 GPS 技术开发了环保应急热线系统,该系
13、统接受 GIS 技术进行污染源搜寻和定位。将 GIS 与 GPS 结合起来, 用于出警指挥和导航。 用 RS 技术猎取的面信息, 解决了 GIS 基础底图动态更新问题。 通过 “3S技”术的综合应用, 更好的发挥了GIS 在环保执法和应急大事中的作用。2.6 GIS 应用于环境质量评判和环境影响评判由于 GIS 能够集成治理与场的亲热相关的环境数据,因而也是综合分析评判的有力工具。环境影响评判是对全部的改、扩、建项目可能产生的环境影响进行推测评判,并提出防止和减缓这种影响的计策与措施。利用GIS 的空间分析功能,可以综合性的分析建设项目各种数据,帮忙确立环境影响评判模型。由于GIS 系统具有层
14、的结构,可将不同的环境影响进行运算并叠加。深圳市环境爱惜争论所已利用GIS 技术进行编制环境影响评判报告书和制图。在区域环境质量现状评判工作中,可将的理信息与大气、土壤、水、 噪声等环境要素的监测数据结合在一起,利用GIS 软件的空间分析模块,对整个区域的环境质量现状进行客观、全面的评判, 以反映出区域中受污染的程度以及空间分布情形。如通过叠加分析, 可以提取该区域内大气污染布图、噪声分布图。通过缓冲区分析,可显示污染源影响范畴等。2.7 GIS 应用于水环境治理水环境信息具有明显的空间属性和层次属性,利用GIS 可以更加明确的揭示不同区域的水环境状况, 反映水体环境质量在空间上的变化趋势。可
15、以更加直观的反映如污染源、排污口、监测断面等环境要素的空间分布。利用GIS 仍可以进行污染源推测、水质推测、水环境容量运算、 污染物削减量的支配等, 以表格和图形的方式为水环境治理决策供应多方位、多形式的支持。目前,全国各省环保局正在使用GIS 软件进行各省水环境功能区划汇总工作, 在此基础上,进一步开发水环境功能区治理信息系统,实现水环境数据查询、水质评判、统计分析、 水质推测等功能, 将各种水环境信息以可视化的方式表达,对水环境的科学治理将具有特殊重要的意义。的理信息系统近年来进展快速, 特殊是 “3S”集成技术的显现, 使我国的环境的理信息系统开发与应用迈上新的台阶。随着国家环境的理信息
16、系统的建立和 100 城市日援项目的实施, GIS 技术必将在环境爱惜领域得到更广泛的应用。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结三、 GIS 技术在环境爱惜中的优势城市环境的理信息系统对环境治理中的各种专业实施强有力的分类治理,供应丰富快捷的查询、分析和统计功能,仍具备环境监测、环境评判等多种功能。并可打印各个环节产生的数 据或图表,从而使治理更加便利。3.1 污染源信息查询。包括污染源点定位, 多媒体介绍, 污染源单项查询, 污染源图元属性查询,的方数据库查询, 污染信息查询,污染区域查询。实现对污染源的单项信息查询(如工业用水、工业废水、工业能耗、工业固废、工业治理设施)。对监
17、测点的各方面(二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物、一氧化碳、降尘、降水PH 值)污染信息的查询。查询自定义范畴(圆形、矩形、任意多边形)内某一年污染源的污染信息。并供应多种直观输出方式。3.2 污染源历年统计和分析。包括选择企业分析、 各污染物排序分析、污染源报告分析、污染源缓冲区分析、污染源区域分析、污染源水系分析、大气环保推测、三维的貌显示、等标负荷分析。对各种污染物进行排序分析,能直观反映各企业的排污严肃情形。快速统计污染源废水排放量、废气排放量、废水等标污染负荷、废气等标污染负荷。供应点源模式和面源模式两种分析模型。3.3 监测资料分析。包括污染点位分析、 污染等值线分析、大气环境质量状
18、况、污染变化趋势分析、大气质量周报分析、 区域噪声的图化分析、 道路交通噪声图生成等。系统接受等值线方式分析全区范畴的污染情形。 供应平面和立体等值线两种分析模式。对大气环境质量按年度分析四季污染(二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物、一氧化碳、降尘、硫酸盐化速率、降水)的变化趋势,并在的图上动态绘制直方图。3.4 图形数据库编辑。供应污染源常用的编辑功能。完成编辑污染物基本信息,编辑污染物的图形数据。 可以储存污染专题图的点文件。四、 3DGIS的应用3DGIS 是 GIS 的一个重要进展趋势,它区分于以往的二维GIS。二维 GIS 是始于二十世纪六十岁月的机助制图,今日已深化到社会的各行各业中
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