【正文】 第一篇：地理信息在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用論文地理信息系統(tǒng)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用姓名：鄭興峰學(xué)號：2104391112561 班級：環(huán)科1122013年12月21日目錄摘要.....................................................1 1引言...................................................2 2地理信息系統(tǒng)的發(fā)展及特點................................2 .................................2 .................................3 3地理信息系統(tǒng)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用............................3 環(huán)境管理..........................................3 ..........................................4 環(huán)境影響評價......................................5 環(huán)境規(guī)劃..........................................6 突發(fā)性污染事故應(yīng)急................................8 城市生態(tài)環(huán)境功能區(qū)劃..............................9 4總結(jié)..................................................10 參考文獻(xiàn)................................................11摘要隨著地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)在各個應(yīng)用領(lǐng)域的推廣使用，GIS技術(shù)與地理空間信息的表示、處理、分析和應(yīng)用手段的不斷發(fā)展緊密相連，形成了各種不同功能的GIS系統(tǒng)軟件。介紹了地理信息系統(tǒng)(GIS)及其特點。從環(huán)境科學(xué)的角度出發(fā)，介紹了 GIS在環(huán)境信息、環(huán)境質(zhì)量管理、環(huán)境規(guī)劃和環(huán)境影響評價等方面的開發(fā)應(yīng)用前景。并結(jié)合實例，探討了地理信息系統(tǒng)在大氣環(huán)境影響評價中的具體應(yīng)用。關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng) 環(huán)境領(lǐng)域 應(yīng)用1引言GIS(geographical information system)是一門集計算機科學(xué)、地理學(xué)、測繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)為一體的新興交叉學(xué)科。它以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的、動態(tài)的地理信息，為地理研究及地理決策服務(wù)。計算機支持是其主要特征，空間查詢和空間分析是其主要功能。由于環(huán)境問題與地理因素緊密相關(guān)，通常帶有很強的地理或地理分布特征，運用GIS技術(shù)能有效處理基于環(huán)境問題的大量復(fù)雜空間信息。環(huán)境問題是21世紀(jì)全球性的問題，對環(huán)境問題的研究及解決必然涉及到復(fù)雜、敞開的地表系統(tǒng)。而GIS能為現(xiàn)實地理空間上的物質(zhì)和能量運動規(guī)律的研究提供方便、準(zhǔn)確的空間管理和空間分析手段。因此，GIS與環(huán)境科學(xué)的結(jié)合運用有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。在環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境影響評價、環(huán)境工程及環(huán)境地球化學(xué)等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。2地理信息系統(tǒng)的發(fā)展及特點地理信息系統(tǒng)于20世紀(jì)60年代起源于北美，在我國的研制與應(yīng)用始于70年代末。直到1987年底，國家計委和中國科學(xué)院建立的資源與環(huán)境信息國家重點實驗室通過國家驗收，才標(biāo)志著我國GIS技術(shù)應(yīng)用與研究的開始。其國外發(fā)展?fàn)顩r是，GIS的開拓階段于60年代注重于空間數(shù)據(jù)的地學(xué)處理；鞏固發(fā)展階段于70年代注重實用性應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)，向?qū)嵱没较虬l(fā)展；普遍發(fā)展和推廣應(yīng)用階段于80年代注重空間決策支持分析，向智能化方向發(fā)展；普及階段于90年代以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)為中心，側(cè)重于為用戶提供服務(wù)；本世紀(jì)初開始網(wǎng)絡(luò)化、可視化、社會化。國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r是，準(zhǔn)備階段于（19781979）注重于基礎(chǔ)工作的準(zhǔn)備和研究，為GIS的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ) ；起步階段于（19801985）注重開展GIS在理論、實踐和人才培養(yǎng)等各方面的工作；發(fā)展階段于（19861995）注重GIS的實際應(yīng)用，GIS的研究得到政府的支持并在全國推廣應(yīng)用；產(chǎn)業(yè)化階段于（19962000）注重GIS的研究和應(yīng)用，促使GIS逐漸形成行業(yè)；網(wǎng)絡(luò)化與社會化階段于（2001今）GIS與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合。地理信息系統(tǒng)的創(chuàng)立和發(fā)展是與地理空間信息的表示、處理、分析和應(yīng)用手段的不斷發(fā)展分不開的。隨著計算機技術(shù)和地理空間信息技術(shù)的不斷發(fā)展，具有強大的空間分析功能的GIS軟件紛紛問世，使得GIS技術(shù)蓬勃發(fā)展。目前，在全球范圍內(nèi)，GIS以前所未有的速度，在科學(xué)界、技術(shù)界和商業(yè)界，在社會、軍事、經(jīng)濟和管理等部門全面發(fā)展和推廣應(yīng)用。GIS是在計算機硬件支持下，對地理空間數(shù)據(jù)及相關(guān)的屬性進(jìn)行采集、錄入、編輯、處理、分析、輸出，并利用某一領(lǐng)域的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行空間分析、模擬的一門現(xiàn)代技術(shù)。其組成主要包括硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素。與一般的管理信息系統(tǒng)相比，地理信息系統(tǒng)有以下特點：a)強大的空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。將現(xiàn)實世界經(jīng)過模型處理后得到的各種數(shù)據(jù)(包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù))輸入到系統(tǒng)中，系統(tǒng)可以有機地組織、管理、顯示這些數(shù)據(jù)。b)形象直觀的應(yīng)用界面。系統(tǒng)用模型化了的電子地圖和用戶交互，使用者可依靠人類固有的對自然界的認(rèn)知和邏輯來操作數(shù)據(jù)。c)強大的空間分析能力。數(shù)據(jù)是空間對象的一種屬性，并可通過地理對象的相關(guān)性進(jìn)行連接、分割、總計等操作，使空間問題的處理簡單迅速。3地理信息系統(tǒng)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用 環(huán)境管理環(huán)境管理信息系統(tǒng)(EMIS)該系統(tǒng)是為環(huán)境管理和決策服務(wù)的技術(shù)過程系統(tǒng)。GIS在其中的應(yīng)用大大改善了EMIS基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的處理和收集方式，提高了環(huán)境管理的效率。利用GIS的數(shù)據(jù)采集與編輯、信息查詢、數(shù)據(jù)庫管理、統(tǒng)計制圖、空間分析等功能，環(huán)境工作者可將已經(jīng)編碼的空間數(shù)據(jù)組合起來，并確定其地理位置，同時揭示不同信息間的相互關(guān)系，尤其可對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和運算。目前，為滿足EMIS 向更高形式發(fā)展的需要，GIS在其中的應(yīng)用以與環(huán)境模型相耦合為主要形式。環(huán)境管理是指運用經(jīng)濟、法律、技術(shù)、行政、教育等手段，來限制人類損害環(huán)境質(zhì)量的活動。通過全面規(guī)劃，使經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境相協(xié)調(diào)，達(dá)到既要發(fā)展經(jīng)濟，滿足人類基本需要，又不超過環(huán)境的允許極限的目的。國家和地方各級環(huán)保局都需要大量環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)和統(tǒng)計報表，而GIS能夠管理大氣質(zhì)量、噪聲、水資源、生物資源、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)等，并能夠有效地組織這類信息來進(jìn)行環(huán)境統(tǒng)計、土地利用規(guī)劃及總體發(fā)展規(guī)劃等。目前，已有許多城市建立了自己的環(huán)境信息系統(tǒng)，它可以搜索、存儲、加工、傳輸本市的環(huán)境質(zhì)量、污染物排放和治理、清潔生產(chǎn)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品、自然保護(hù)、生態(tài)平衡、環(huán)境管理以及對外合作等相關(guān)的社會經(jīng)濟信息。還可利用GIS對環(huán)境監(jiān)測信息、環(huán)境管理業(yè)務(wù)信息、排污申報信息、貯存收集的其它部門相關(guān)信息等進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。重點污染源是環(huán)境管理的主要內(nèi)容，用GIS可以把重點源的地理位置、污染種類、污染負(fù)荷、對該地區(qū)的影響以及對區(qū)域環(huán)境的貢獻(xiàn)等清晰地反映出來，同時還可以對重點污染源的各種污染要素進(jìn)行分析和綜合統(tǒng)一的管理，還可分不同層面對污染源進(jìn)行顯示處理。Ventura等就利用GIS對城市面源污染進(jìn)行了分析和評價，并結(jié)合土地類型的分配，為采取控制措施提供決策依據(jù)。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，環(huán)境污染及生態(tài)破壞等環(huán)境問題也日趨嚴(yán)重。建立環(huán)境監(jiān)察信息系統(tǒng)已成為保證人類社會、經(jīng)濟和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)之一。以往的環(huán)境監(jiān)察主要以手工收集和處理為主、即使使用了計算機技術(shù)，也都是基于數(shù)據(jù)庫建立的信息系統(tǒng)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)缺乏不能很好地表達(dá)、存儲空間信息，不能實現(xiàn)空間管理和空間分析。隨著環(huán)境管理對環(huán)境監(jiān)察工作要求的提高，以及計算機硬件成本的下降和應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展，對應(yīng)用計算機來提高工作效率、降低勞動強度、促進(jìn)決策的科學(xué)性的要求日趨強烈?，F(xiàn)在，在數(shù)據(jù)的使用效果和決策的科學(xué)性上，還沒有得到基本解決。這是因為環(huán)境監(jiān)察工作涉及到許多方面的信息：監(jiān)察的方法和準(zhǔn)繩、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測、污染源監(jiān)測、污染處理設(shè)施運轉(zhuǎn)、污染事故、排污事故等。環(huán)境監(jiān)察的信息涉及到自然、生態(tài)、經(jīng)濟、技術(shù)、法律和社會等錯綜復(fù)雜的領(lǐng)域。這些信息內(nèi)容極其豐富，來源十分廣泛，且各種信息之間具有十分強烈的相關(guān)性和綜合性。描述這些信息的數(shù)據(jù)更含有大量的地理屬性，既不是單一的空間數(shù)據(jù)，也不是純粹的屬性數(shù)據(jù)，而是二者兼有。因此，要對其進(jìn)行透徹的分析，必須把空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)結(jié)合起來，將地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)引入到環(huán)境監(jiān)察信息系統(tǒng)中是非常必要的?；贕IS技術(shù)的環(huán)境監(jiān)察信息系統(tǒng)的建立，不僅可以提高對污染源的管理水平，而且在經(jīng)濟上減少了由于沒有很好管理污染源帶來的污染事故造成的經(jīng)濟損失，在社會發(fā)展層次上保障了人民生活安全和提高了人民生活質(zhì)量。 環(huán)境影響評價環(huán)境影響評價(Environmental Impact Assessment，EIA)是在決策和開發(fā)建設(shè)活動中實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一種有效手段和方法。EIA是建立在環(huán)境監(jiān)測技術(shù)、污染物擴散規(guī)律、環(huán)境質(zhì)量對人體健康影響、自然界自凈能力等學(xué)科研究分析基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門科學(xué)技術(shù) GIS是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機軟硬件的支持下，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)而建立起來的計算機技術(shù)系統(tǒng)。EIA中的許多環(huán)境同題和環(huán)境過程通過現(xiàn)有的成熟的模型可以準(zhǔn)確的描述出來且算法精煉，如二維和三維水質(zhì)模型、大氣擴散模型、污染物在地下水中運移模型、噪聲擴散模型等等，且大都具有明顯的空間特性，但這些環(huán)境模型空間數(shù)據(jù)的操作尤其是在結(jié)果顯示方面仍顯困難。而空間分析和空間數(shù)據(jù)管理正是GIS的優(yōu)勢。GIS可以為環(huán)境模型提供一整套基于GIS邏輯原理的空間操作規(guī)范，用以反映具有空間分布特性的環(huán)境模型研究對象的移動、擴散、動態(tài)變化及相互作用。GIS技術(shù)在直接解決復(fù)雜的環(huán)境問題，模擬復(fù)雜環(huán)境過程時又遇到一些難以解決的問題，如隨時間或空間變化過程的靜態(tài)模擬，用簡單的布爾代數(shù)邏輯運算去表達(dá)復(fù)雜的相互關(guān)系、三維實體的二維表示和透視處理等 而EIA通過20多年的發(fā)展，其中的環(huán)境模型已經(jīng)相當(dāng)成熟，可以簡潔明確地處理這些問題，從而使GIS免受復(fù)雜算法的困擾，使其充分發(fā)揮空間數(shù)據(jù)管理分析、顯示的能力。GIS在項目環(huán)境影響評價中的應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個方面：①建立環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境法規(guī)數(shù)據(jù)庫，并使各種環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境法規(guī)與建設(shè)項目的性質(zhì)、規(guī)模及所在的環(huán)境條件相匹配．從而在進(jìn)行具體項目EIA時可以根據(jù)該項目及其所處環(huán)境的實際情況，調(diào)用該項目EIA所必須遵守的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境法規(guī)；②建立區(qū)域自然與社會經(jīng)濟信息數(shù)據(jù)庫，其中自然環(huán)境信息包括地形、地質(zhì)、水文、土地利用、土壤、動植物區(qū)系等；社會經(jīng)濟信息包括行政區(qū)范圍、人口數(shù)量、衛(wèi)生、教育、經(jīng)濟水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、行業(yè)結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施、居住條件等；③建立區(qū)域環(huán)境質(zhì)量信息與污染源數(shù)據(jù)庫，環(huán)境質(zhì)量信息包括大氣質(zhì)量、水資源、土壤、生物資源、噪聲、放射性及其它有關(guān)信息；污染源信息包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、交通等污染源(數(shù)量、屬性和空間信息)及污染發(fā)生所涉及的地區(qū)范圍。GIS能夠方便地管理各種環(huán)境信息，并能夠有效地組織這類信息進(jìn)行環(huán)境統(tǒng)計，為EIA提供基礎(chǔ)資料。④建立工程項目信息數(shù)據(jù)庫；項目工程信息包括建設(shè)項目的性質(zhì)和規(guī)模、工藝流程、污染種類、排放源、排放方式與排放量、環(huán)保治理技術(shù)等；⑤環(huán)境監(jiān)測，利用GIS技術(shù)對環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計，環(huán)境監(jiān)測收集的信息又能通過GIS適時儲存和顯示，并對所選評價區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的場地監(jiān)測和分析；⑥環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀與影響評價，GIS能夠集成與場地和建設(shè)項目有關(guān)的各種數(shù)據(jù)及用于環(huán)境評價的各種模型，具有很強的綜合分析、模擬和預(yù)測能力，適合作為環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀分析和輔助決策工具。GIS還能根據(jù)用戶的要求，方便地輸出各種分析和評價結(jié)果、報表和圖形；⑦環(huán)境風(fēng)險評價，GIS能夠提供快速反應(yīng)決策能力，它可用于地震和洪水的地圖表示、颶風(fēng)和惡劣氣候建模、石油事故規(guī)劃、有毒氣體擴散建模等，對減災(zāi)、防災(zāi)工作具有重要意義。⑧ 環(huán)境影響后評價，GIS具有很強的數(shù)據(jù)管理、更新和跟蹤能力，能協(xié)助檢查和監(jiān)督環(huán)境影響評價