1、GIS技术及其在环境保护中的应用大纲1.地理信息系统2.GIS技术及其特点3.GIS技术在环境保护中的应用4.小结2023-1-102地理信息系统(Geographic Information System 简称 GIS)1.地理信息系统 是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发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、管理、分析和可视化输出的计算机信息系统。数据输入2.GIS技术及其特点12354数据处理 空间分析和统计地图显示与输出 二次开发和编程2023-1-104统一的参考坐标系统统一的编码统一的标准结构组织2.1 数据输入计算机可处理的形式2.2 数据处
2、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。栅格数据矢量数据GIS中数据 大多数 GIS系统采用了分层技术,即根据地图的某些特征,把它们分成若干图层分别存储,把选定的图层叠加在一起就形成了一张满足某些特殊要求的专题地图。2023-1-1062.3 空间分析和统计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记录分析叠加分析 统计分析等空间数据查询属性数据分析缓冲区分析网络分析等栅格数据空间分析2.4 地图显示与输出 GIS可将空间地理信息以地图、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
3、的地图中的任意点和范围进行无级开窗缩放,也可以按照某一比例尺显示,进行分析对比。还可按照用户需要设置制图符号和颜色,根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。2023-1-1082.5 二次开发和编程 大多数 GIS系统都提供二次开发环境,包括提供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。系统配有专门的控件,供用户的开发语言(C+,VB,VC+,Dephi,)调用等等。用户可以很方便地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。2023-1-109 3.GIS技术在环境保护中的应用制作环境专题图建
4、立各种环境地理信息系统应用于环境监测自然生态现状分析环境应急预警预报环境质量评价和环境影响评价应用于水环境管理2023-1-10103.1 应用 GIS制作环境专题图 环境制图是环境科学研究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,利用 GIS建立起地图数据库,可以达到一次投入、多次产出的效果。它不仅可以用户输出全要素地形图而且可以根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活得多,在基础电子地图上,通过加入相关的专题数据就可迅速制作出各种高质量的环境专题地图。可以根据实际需要从符号和颜色库中选择图件,使之更
5、好地突出专题效果和特性。2023-1-10113.2 应用GIS建立各种环境地理信息系统 各级环保部门在日常管理业务中,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管理能力。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地域范围)、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地理位置结合起来进行综合分析与管理,以实现空间数据的输入、查询、分析、输出和管理的可视化。基于 GIS平台,厦门
6、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地理信息系统,该系统涵盖了大气、地表水、声学环境的监测信息,以分布图、专题图、三维模型等形式,生动直观地反映环境质量状况。由于采用了因特网的 GIS开发技术,该系统可以在 Internet 上运行。例如3.3 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存储、处理、显示、分析,实现为环境决策提供辅助手段的目的。如广东省以东深流域自然环境地理信息为基础,对东深流域的监测数据进行存储处理,利用 GIS技术开发了东深流域水环境管理信息。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
7、质量评价,追踪污染物来源可结合数字地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)、辅助决策(容量计算及污染状况的预测)为流域水环境的科学化管理和决策提供了先进的科学手段。2023-1-10133.4 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可以比较精确地计算水土流失、荒漠化、森林砍伐面积等,客观地评价生态破坏程度和波及的范围,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,得到了西部地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
8、特点,为该地区经济的可持续发展与资源环境的可持续利用提供了科学依据。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地利用、土地覆盖现状,建立了生态环境数据库和生态环境评价指标体系,为政府规划决策、资源开发、环境保护提供了宝贵资料。2023-1-10143.5 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地理位置及其属性、事故敏感区域位置及其属性进行管理,提供污染事故的大气、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预测模型与 GIS技术相结合,当某一风险源发生事故时提供应
9、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,该系统采用 GIS技术进行污染源搜索和定位;将 GIS与 GPS结合起来,用于出警指挥和导航;用 RS技术获取地面信息,解决了 GIS基础底图动态更新问题。通过“3S”技术的综合应用,更好地发挥了 GIS在环保执法和应急事件中的作用。2023-1-10153.6 GIS应用于环境质量评价和环境影响评价 由于 GIS能够集成管理与场地密切相关的环境数据,因而也是综合分析评价的有力工具。环境影响评价是对所有的改、扩、建项目可能产生的环境影响进行预测评价,并提出防止和减缓这种影响
10、的对策与措施。利用 GIS的空间分析功能,可以综合性地分析建设项目各种数据,帮助确立环境影响评价模型。由于 GIS系统具有层的结构,可将不同的环境影响进行计算并叠加。深圳市环境保护研究所已利用 GIS技术进行编制环境影响评价报告书和制图。在区域环境质量现状评价工作中,可将地理信息与大气、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、全面的评价,以反映出区域中受污染的程度以及空间分布情况。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围等。2023-1-10163.7 GIS应用于水环
11、境管理 水环境信息具有明显的空间属性和层次属性,利用 GIS可以更加明确地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。可以更加直观地反映如污染源、排污口、监测断面等环境要素的空间分布。利用 GIS还可以进行污染源预测、水质预测、水环境容量计算、污染物削减量的分配等,以表格和图形的方式为水环境管理决策提供多方位、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管理信息系统,实现水环境数据查询、水质评价、统计分析、水质预测等功能,将各种水环境信息以可视化的方式表达,对水环境的科学管理将具有非常重要的意义。2023-1-1017 地理信息系统近年来发展迅速,尤其是“3S”集成技术的出现,使我国的环境地理信息系统开发与应用迈上新的台阶。随着国家环境地理信息系统的建立和 100城市日援项目的实施,GIS技术必将在环境保护领域得到更广泛的应用。4.小结2023-1-1018
