【正文】 揮其處理大量復(fù)雜空間信息的能力，實(shí)現(xiàn)環(huán)境領(lǐng)域的分析應(yīng)用，提高模型的精度和易用性。 空間數(shù)據(jù)的兩種表示模型： 空間數(shù)據(jù)表示模型 數(shù)據(jù)模型 8 空間數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型 空間數(shù)據(jù)模型 ： 是關(guān)于 GIS中空間數(shù)據(jù)組織的概念，反映現(xiàn)實(shí)世界中的空間實(shí)體，及其相互之間的聯(lián)系，為空間數(shù)據(jù)組織和空間數(shù)據(jù)庫(kù)模式設(shè)計(jì)提供基本的概念和方法。這種時(shí)空變化表現(xiàn)為三種可能的形式： ? 屬性變化，其空間坐標(biāo)或位置不變； ? 空間坐標(biāo)或位置變化，而屬性不變，這里空間的坐標(biāo)或位置變化既可以是單一實(shí)體的位置、方向、尺寸、形狀等發(fā)生變化，也可以是兩個(gè)以上的空間實(shí)體之間的關(guān)系發(fā)生變化； ? 空間實(shí)體或現(xiàn)象的坐標(biāo)和屬性都發(fā)生變化。三維空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是三維空間數(shù)據(jù)模型的具體實(shí)現(xiàn)，是客觀對(duì)象在計(jì)算機(jī)中的底層表達(dá)，是對(duì)客觀對(duì)象進(jìn)行可視表現(xiàn)的基礎(chǔ)。如 DEM，雖然賦予了 Z軸高程信息，能夠表達(dá)出表面起伏的地形，但地形下面的信息卻不具有 。 在區(qū)域環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)工作中 ， 可將地理信息 系統(tǒng) 與大氣 、 土壤 、 水 、 噪聲等環(huán)境要素的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合在一起 ， 利用 GIS軟件的空間分析模塊 ， 對(duì)整個(gè)區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行客觀 、 全面的評(píng)價(jià) ， 以反映出區(qū)域中受污染的程度以及空間分布情況 。 ? 按環(huán)境要素：大氣質(zhì)量評(píng)價(jià)、水質(zhì)評(píng)價(jià)、土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)等。因此，科學(xué)評(píng)價(jià)土壤環(huán)境具有重大意義，它不僅關(guān)系到我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，而且還可以為土地、環(huán)境等部門提供合理保護(hù)與利用土壤資源的依據(jù)。 ? 土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià) 利用 ArcGIS的空間分析模塊對(duì)各評(píng)價(jià)因子的評(píng)價(jià)指標(biāo)圖進(jìn)行疊加，并用“加權(quán)指數(shù)求和法”對(duì)各個(gè)柵格進(jìn)行計(jì)算，然后計(jì)算每個(gè)質(zhì)量等級(jí)的土壤面積。 “監(jiān)測(cè)”的含義可理解為監(jiān)視、測(cè)定、監(jiān)控等，環(huán)境監(jiān)測(cè)是 通過對(duì)影響環(huán)境質(zhì)量因素的代表值的測(cè)定，確定環(huán)境質(zhì)量（或污染程度）及其變化趨勢(shì)。 針對(duì)特定目的科學(xué)研究而進(jìn)行的高層次監(jiān)測(cè)，為環(huán)境科學(xué)理論研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 40 環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用建模 湖泊水環(huán)境監(jiān)測(cè) （ 2）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和方法 湖泊水 環(huán)境監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù) 具有種類繁多、數(shù)量巨大、媒體形式多種、數(shù)據(jù)關(guān)系復(fù)雜、與地域分布有密切關(guān)系等特點(diǎn)。監(jiān)測(cè)指標(biāo)是對(duì)湖泊水環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，根據(jù)獲取的指標(biāo)實(shí)現(xiàn)湖泊水環(huán)境的評(píng)價(jià)，獲取水環(huán)境的狀況信息。 48 環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用建模 湖泊水環(huán)境監(jiān)測(cè) （ 4）具體操作過程 ? 基于對(duì)象分割和空間分析的方法。 50 環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用建模 湖泊水環(huán)境監(jiān)測(cè) （ 5）監(jiān)測(cè)結(jié)果 分割反演法反演結(jié)果 51 環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用建模 湖泊水環(huán)境監(jiān)測(cè) 使用水質(zhì)指標(biāo)遙感數(shù)據(jù)計(jì)算輸出湖區(qū)水質(zhì)分級(jí)圖、富營(yíng)養(yǎng)化分級(jí)和指數(shù)圖、水污染分級(jí)和指數(shù)圖 52 環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用建模 湖泊水環(huán)境監(jiān)測(cè) 水環(huán)境專題產(chǎn)品圖 53 環(huán)境模擬與預(yù)測(cè)應(yīng)用建模 概述 環(huán)境模擬 應(yīng)用系統(tǒng)分析原理，建立環(huán)境系統(tǒng)的理論或?qū)嶓w模型，在人為控制條件下通過改變特定的參數(shù)來(lái)觀察模型的響應(yīng)，預(yù)測(cè)實(shí)際系統(tǒng)的行為和特點(diǎn)。 56 環(huán)境模擬與預(yù)測(cè)應(yīng)用建模 GIS環(huán)境下模型空間離散技術(shù) 應(yīng)用分析模型中的網(wǎng)格可分為兩種： （ 1） 規(guī)則網(wǎng)格 即有結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，相鄰節(jié)點(diǎn)的數(shù)目固定，易于節(jié)點(diǎn)編號(hào)和變量布置，便于方程的離散和計(jì)算編程，包括兩類： ? 矩形網(wǎng)格：是指縱橫網(wǎng)格線是根據(jù)一定規(guī)則生成的 ? 曲線網(wǎng)格：可以通過坐標(biāo)變換影射成矩形網(wǎng)格。不規(guī)則三角網(wǎng)（ TIN）是較常用的一種三角形網(wǎng)格。 （ 1）大氣污染擴(kuò)散模擬與預(yù)測(cè) 61 環(huán)境模擬與預(yù)測(cè)應(yīng)用建模 環(huán)境污染模擬與預(yù)測(cè)類型 基于 GIS技術(shù)的水環(huán)境污染擴(kuò)模擬與預(yù)測(cè)，其核心就是在地理信息系統(tǒng)平臺(tái)上，運(yùn)用科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)數(shù)值模擬結(jié)果和預(yù)測(cè)結(jié)果的可視化顯示。 ? 數(shù)據(jù)文件組織 數(shù)據(jù)庫(kù)為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，并用成熟的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)軟件來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)。 70 線源擴(kuò)散模式分為 無(wú)限長(zhǎng)線源擴(kuò)散模式和有限長(zhǎng)線源擴(kuò)散模式兩種，下面只介紹 有限長(zhǎng)線源擴(kuò)散模式 。 ? ? ?????? ?????????????????? 222221e xp)(21e xp)(。 有限線源擴(kuò)散模式為： 大氣污染擴(kuò)散模擬與預(yù)測(cè)應(yīng)用建模 （ 5）線源擴(kuò)散模型 環(huán)境模擬與預(yù)測(cè)應(yīng)用建模 ? ?yyppzzlypypdppHuQC??????22112221 x p212e x p2??????????? ?? ?；式中：71 大氣污染擴(kuò)散模擬與預(yù)測(cè)應(yīng)用建模 （ 6）面源擴(kuò)散模型 環(huán)境模擬與預(yù)測(cè)應(yīng)用建模 面源 ：城市中小工廠、生活鍋爐、居民爐灶等數(shù)量眾多、分布面廣、排放高度低的污染源，可以作為面源處理。 環(huán)境模擬與預(yù)測(cè)應(yīng)用建模 67 根據(jù)這些模式處理問題所采用的理論和數(shù)學(xué)方法，大氣擴(kuò)散模式可分為以下幾種： ? 點(diǎn)源擴(kuò)散模式 主要應(yīng)用于點(diǎn)污染源（如化工廠）引起的大氣污染擴(kuò)散 ? 線源擴(kuò)散模式： 主要應(yīng)用于線污染源（如公路）引起的大氣污染擴(kuò)散 ? 面源擴(kuò)散模式： 主要應(yīng)用于面污染源（如工廠群）引起的大氣污染擴(kuò)散 大氣污染擴(kuò)散模擬與預(yù)測(cè)應(yīng)用建模 （ 3）大氣擴(kuò)散模式模型 環(huán)境模擬與預(yù)測(cè)應(yīng)用建模 68 主要介紹 高斯擴(kuò)散模型 ，它是計(jì)算輸入大氣中的氣態(tài)污染物在下風(fēng)向濃度分布的應(yīng)用最廣的方法，也是國(guó)家環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定使用的模型。 62 環(huán)境模擬與預(yù)測(cè)應(yīng)用建模 環(huán)境污染模擬與預(yù)測(cè)類型 下面以 大氣污染擴(kuò)散模擬與預(yù)測(cè)為例來(lái)敘述 GIS空間分析在環(huán)境模擬與預(yù)測(cè)的應(yīng)用建模過程 63 環(huán)境模擬與預(yù)測(cè)應(yīng)用建模 大氣污染擴(kuò)散模擬與預(yù)測(cè)應(yīng)用建模 （ 1）概述 將地理信息系統(tǒng)和大氣環(huán)境的預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)、污染源的識(shí)別結(jié)合起來(lái)是環(huán)境管理決策信息軟件的發(fā)展趨勢(shì)。 60 環(huán)境模擬與預(yù)測(cè)應(yīng)用建模 環(huán)境污染模擬與預(yù)測(cè)類型 利用數(shù)學(xué)模式和必要的模擬實(shí)驗(yàn)，計(jì)算或者估算建設(shè)項(xiàng)目的污染因子在評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量的影響。 GIS環(huán)境下模型空間離散技術(shù) （ 1）矩形網(wǎng)格 b 變步長(zhǎng)網(wǎng)格 變步長(zhǎng)矩形網(wǎng)格的步長(zhǎng)不是固定的。環(huán)境預(yù)測(cè)的方法大致可分為定性預(yù)測(cè)和定量預(yù)測(cè)。它認(rèn)為與未采樣點(diǎn)距離最近的若干個(gè)點(diǎn)對(duì)未采樣點(diǎn)值的貢獻(xiàn)最大，其貢獻(xiàn)與距離成反比。 46 環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用建模 湖泊水環(huán)境監(jiān)測(cè) （ 4）具體操作過程 2 水環(huán)境指標(biāo)提取 不同水質(zhì)的水體在遙感影像上有較明顯的反映，使用預(yù)處理后的遙感影像數(shù)據(jù)，借助光學(xué)－ 生化 /光學(xué)－ 物理模型，通過波段組合運(yùn)算的方式構(gòu)造多種具有光學(xué)、生化、物理或混合特性的特征，將其與同一時(shí)期的地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立關(guān)系模型，尋找最佳的數(shù)學(xué)模型描述二者間的數(shù)值關(guān)系。 3 環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 湖北省歷年的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，由布設(shè)在湖泊水面上的自動(dòng)監(jiān)測(cè)站自動(dòng)獲取，無(wú)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的由人工手動(dòng)獲取。農(nóng)田徑流、灌溉排水、降雨 、農(nóng) 藥和化肥的大面積施用。 任務(wù) ：監(jiān)視環(huán)境中已知污染因素的現(xiàn)狀和變化趨勢(shì)，確