【正文】 形可以是規(guī)則的，也可以是不規(guī)則的。 55 環(huán)境模擬與預(yù)測應(yīng)用建模 GIS環(huán)境下模型空間離散技術(shù) 利用網(wǎng)格剖分技術(shù)，可以將連續(xù)的空間離散化，以網(wǎng)格點作為控制點，將模型空間和地理空間對應(yīng)起來，使 GIS與應(yīng)用分析模型在空間坐標層次上統(tǒng)一起來，這是實現(xiàn)基于 GIS環(huán)境模擬和預(yù)測的 基礎(chǔ) 。 水環(huán)境狀況評價主要包括富營養(yǎng)化程度、水污染程度、水質(zhì)等級三種，富營養(yǎng)化程度分為輕營養(yǎng)、中營養(yǎng)、輕度富營養(yǎng)、中度富營養(yǎng)和重度富營養(yǎng) 5 級，水污染程度分為優(yōu)、良好、輕度污染、中度污染、重度污染 5 級，水質(zhì)等級分為 Ⅰ ～ Ⅴ與劣 Ⅴ 類六級。根據(jù)經(jīng)驗?zāi)Ｐ头囱莸墓酱笾氯缦拢? 式中， Y代表水質(zhì)指標數(shù)值； B B B B4分別代表遙感數(shù)據(jù)第一、二、三、四波段反射率值 。 43 環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用建模 湖泊水環(huán)境監(jiān)測 （ 3）水環(huán)境監(jiān)測指標 利用遙感的方法進行湖泊 水環(huán)境 監(jiān)測，指標的選取至關(guān)重要。 大氣污染環(huán)境監(jiān)測 38 環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用建模 GIS技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用包括以下幾個方面： 下面以 湖泊水環(huán)境監(jiān)測 為例來敘述 GIS空間分析在環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用建模過程 ? 水環(huán)境監(jiān)測 ? 植被演化監(jiān)測 ? 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測 ? 森林生態(tài)環(huán)境監(jiān)測 ? 草原與荒漠生態(tài)環(huán)境監(jiān)測 ? 土地變化監(jiān)測 ? 城市污染環(huán)境監(jiān)測 GIS在環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用 39 環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用建模 湖泊水環(huán)境監(jiān)測 （ 1）基本概念 湖泊水環(huán)境監(jiān)測 是指按照湖泊中水體的循環(huán)規(guī)律（降水、地表水和地下水）和湖泊的水文條件，對湖水的質(zhì)和量以及水體中影響生態(tài)與環(huán)境質(zhì)量的各種人為和天然因素所進行的統(tǒng)一的定時或隨時監(jiān)測。 通常采用流動監(jiān)測（監(jiān)測車、監(jiān)測船、空中監(jiān)測、遙感遙測等手段） 3 研究性監(jiān)測 任務(wù)：研究污染物自污染源排出后，其遷移變化的趨勢和規(guī)律；研究污染物對人體和生物體的危害性質(zhì)和影響程度；研究新污染因子的監(jiān)測方法等。在從事環(huán)境科學與工程各分支學科研究時，環(huán)境監(jiān)測是評價環(huán)境質(zhì)量及其變化趨勢的技術(shù)基礎(chǔ)，是進行環(huán)境管理和宏觀決策的重要依據(jù)。 ? 土壤養(yǎng)分與土壤污染狀況 對采樣點的土壤養(yǎng)分進行模糊數(shù)學評價，對得到的綜合指數(shù)和土壤污染的內(nèi)梅羅綜合指數(shù)進行統(tǒng)計。 土壤環(huán)境質(zhì)量評價 （ 1）基本概念 土壤環(huán)境與地球表層環(huán)境以及生物健康和人類健康均有重大關(guān)系。 目的和類型 20 環(huán)境質(zhì)量評價應(yīng)用建模 目的和類型 環(huán)境質(zhì)量評價的類型： ? 按地域范圍：局地的、區(qū)域的（如城市的）、海洋的和全球的環(huán)境質(zhì)量評價。 通過應(yīng)用建模 可以綜合性地分析 環(huán)境方面的 各種數(shù)據(jù) ， 幫助確立環(huán)境 質(zhì)量 評價模型 。 ?（假三維） GIS：在二維 GIS的基礎(chǔ)上，考慮了 Z軸上的信息，但并未處理，只將其作為附屬的屬性變量對待 。 三維空間數(shù)據(jù)模型是人們對客觀世界的理解和抽象，是建立三維空間數(shù)據(jù)庫的理論基礎(chǔ)。 11 時空數(shù)據(jù)模型的 核心問題 是研究如何有效地表達、記錄和管理現(xiàn)實世界的實體及其相互關(guān)系隨時間不斷發(fā)生的變化。地物是顯示描述的。因此，運用 GIS技術(shù)有效處理基于環(huán)境問題的大量復(fù)雜空間信息，將在很大程度上提高環(huán)保工作的質(zhì)量和效率。主要有以下幾個方面： 1. 環(huán)境工程管理 2. 環(huán)境質(zhì)量評價 3. 環(huán)境監(jiān)測 4. 環(huán)境事故模擬與決策 5. 環(huán)境污染應(yīng)急與處理 基本概念 5 所需數(shù)據(jù) GIS空間分析在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用建模需要多源、多種類、多時相的數(shù)據(jù)。 ? 三維空間數(shù)據(jù)模型 ：常用在環(huán)境事故模擬、應(yīng)急和決策領(lǐng)域，可視化顯示事故發(fā)生的地點、污染擴散情況，根據(jù)分析結(jié)果及時有效做出應(yīng)急處理，為政府部門提供決策支持。 ? 基圖修正模型 ：基態(tài)修正模型按事先設(shè)定的時間間隔進行采樣，它只存儲某個時間數(shù)據(jù)狀態(tài) (基態(tài) )和相對于基態(tài)的變化量。 2. 基于矢量的數(shù)據(jù)模型 以物體邊界為基礎(chǔ)定義和描述幾何形體 , 并能給出完整和顯式界面描述的方法。 二維 GIS GIS 三維 GIS 17 環(huán)境質(zhì)量評價應(yīng)用建模 環(huán)境質(zhì)量： 環(huán)境系統(tǒng)客觀存在的一種本質(zhì)屬性 ， 并能用定性和定量的方法加以描述的環(huán)境系統(tǒng)所處的狀態(tài) 。 概述 19 環(huán)境質(zhì)量評價應(yīng)用建模 環(huán)境質(zhì)量評價的主要目的是 : 1. 較全面揭示環(huán)境質(zhì)量狀況及其變化趨勢 。 ? 就諸要素綜合進行評價，稱為綜合質(zhì)量評價。 ? 所用方法： 土壤環(huán)境評價方法主要用到四種方法： ? 層次分析法：確定土壤評價指標的權(quán)重 ? 模糊數(shù)學法：獲得土壤養(yǎng)分分布圖 ? 空間內(nèi)插：獲得連續(xù)的土壤空間分布圖 ? 柵格分析方法：獲得土壤立地條件分布圖 土壤環(huán)境質(zhì)量評價 （ 2）數(shù)據(jù)和方法 24 環(huán)境質(zhì)量評價應(yīng)用建模 土壤環(huán)境作為一個環(huán)境體系，不僅有它的內(nèi)部功能屬性，更有它的外部特征。 由圖 3可見，研究區(qū)整體土壤污染指數(shù)不高，絕大部分采樣點的土壤污染指數(shù)小于 ，土壤污染指數(shù)在 ，占總數(shù)的 10%，處于輕污染水平。具體包括： ?根據(jù)國家環(huán)境質(zhì)量標準，評價環(huán)境質(zhì)量； ?根據(jù)污染特點、分布情況和環(huán)境條件，追究尋找污染源、提供污染變化趨勢，為實現(xiàn)監(jiān)督管理、控制污染提供依據(jù)； ?收集環(huán)境本底數(shù)據(jù)，積累長期監(jiān)測資料，為研究環(huán)境容量、實施總量控制、目標管理、預(yù)測預(yù)報環(huán)境質(zhì)量提供數(shù)據(jù)； ?為保護人類健康、保護環(huán)境、合理使用自然資源、制定環(huán)境法規(guī)、標準、規(guī)劃等服務(wù)。 2 污染源的形式 點源 ：濃稠集中的排放。 數(shù)據(jù)類型 41 環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用建模 湖泊水環(huán)境監(jiān)測 （ 2）監(jiān)測數(shù)據(jù)和方法 1 基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù) ? 基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)包括： 1： 1萬（城區(qū)）和 1： 5萬（全?。┑娜兀ㄋ?、行政區(qū)劃、等高線、道路交通、居民地等）矢量數(shù)據(jù)； ? 多源遙感影像數(shù)據(jù)（ TM影像、環(huán)境災(zāi)害小衛(wèi)星影像等）。 水環(huán)境遙感監(jiān)測建模流程 45 環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用建模 湖泊水環(huán)境監(jiān)測 （ 4）具體操作過程 1 遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理 水環(huán)境遙感監(jiān)測的預(yù)處理過程包括數(shù)據(jù)準備、輻射定標、幾何校正和湖區(qū)提取 4個部分。 mean shift算法是指一個迭代的步驟，即先算出當前點的偏移均值，移動該點到其偏移均值，然后以此為新的起始點，繼續(xù)移動，直到滿足一定的條件結(jié)束。 環(huán)境預(yù)測 是通過已取得的情報資料和監(jiān)測統(tǒng)計數(shù)據(jù) ,對未來或未知的環(huán)境進行估計和推測。 57 環(huán)境模擬與預(yù)測應(yīng)用建模 矩形網(wǎng)格就是每個網(wǎng)格單元都是矩形的網(wǎng)格，矩形網(wǎng)格是各種網(wǎng)格中最簡單的一種。 59 環(huán)境模擬與預(yù)測應(yīng)用建模 環(huán)境污染模擬與預(yù)測類型 根據(jù)環(huán)境應(yīng)用領(lǐng)域的不同，環(huán)境污染模擬與預(yù)測類型可分為以下幾個方面： （ 1）大氣污染擴散模擬與預(yù)測 大氣環(huán)境污染擴散模擬與預(yù)測是運用有關(guān)的科學手段和方法，推測社會經(jīng)濟活動造成的 二氧化硫、氮氧化物、煙塵等污染物對大氣質(zhì)量 變化影響。模型要包容污染現(xiàn)場的水文地質(zhì)條件，考慮到特定研究的污染物在遷移擴散過程中的影響因子。 污染物在大氣中的濃度和分布，不僅決定于污染物的排放量和距離排放源的遠近，而且決定于大氣對污染物的擴散能力。當風向垂直于有限長線源時，通過所關(guān)心的接收點作垂直于有限長線源的直線，該直線與有跟長線源的交點選作坐標原點，直線的下風方向為