左傳梅

佛山市環(huán)境工程裝備有限公司

1 引言

我國是世界上最大的發(fā)展中國家，雖然地大物博，但人口基數(shù)大，為了國家經(jīng)濟的發(fā)展我們曾經(jīng)犧牲了環(huán)境，但對于發(fā)展?fàn)顩r有所好轉(zhuǎn)的現(xiàn)代階段來說人們意識到了環(huán)境保護的重要性，并且希望利用科技水平的增長幫助人們實施對于環(huán)境的良好保護。對于環(huán)境保護來說，做好環(huán)境影響評價工作極為重要，GIS技術(shù)就是良好的實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分析和整理的工具，為相關(guān)工作提供科學(xué)的數(shù)據(jù)信息，幫助檢測環(huán)境整體質(zhì)量，為環(huán)境影響評價做出貢獻。

2 技術(shù)概述

2.1 技術(shù)概念

地理信息系統(tǒng)就是以上所述的GIS技術(shù)。GIS技術(shù)是基于近十幾年來科技水平的飛速發(fā)展與人們環(huán)境保護意識的不斷加強，所發(fā)展起來的綜合應(yīng)用系統(tǒng)[1]。要構(gòu)建一套地理信息系統(tǒng)就需要結(jié)合多方位與地理位置和有關(guān)的視圖的各種信息共同結(jié)合構(gòu)建，綜合使用計算機科學(xué)、地理學(xué)、遙感、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等相關(guān)知識與實踐融為一體，綜合各個方面的知識，有條不紊地進行對于數(shù)據(jù)采集、存儲、轉(zhuǎn)換、分析等工作，并將數(shù)據(jù)與地理圖形結(jié)合在一起，實時顯示。便于向用戶提供有效地數(shù)據(jù)信息，為用戶提供方便。

2.2 技術(shù)組成

GIS技術(shù)涵蓋知識內(nèi)容廣泛，為了高效的處理數(shù)據(jù)需要硬件設(shè)備、軟件以及相關(guān)系統(tǒng)的支持，同時還需要大量專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員。不僅如此，技術(shù)的開發(fā)就是為了用戶的更好應(yīng)用，因此還需要用戶的加入，作為地理信息系統(tǒng)所服務(wù)的對象，對于技術(shù)在運營過程中出現(xiàn)的問題需要及時向技術(shù)人員進行反饋，以便更好地解決。

2.3 技術(shù)分類

對于技術(shù)的分類，可根據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)的差異大致分為以下幾類。

首先按照主題系統(tǒng)進行分類的話，主題地理信息系統(tǒng)是具有特定目的的服務(wù)，并且有著清晰的設(shè)計服務(wù)目的和專業(yè)特點，系統(tǒng)在多個領(lǐng)域的應(yīng)用顯示了較強的功能和效果，對于要分析的大范圍，條件復(fù)雜的地理環(huán)境有著突出的貢獻，系統(tǒng)本身能夠以較強的技術(shù)能力區(qū)分，適應(yīng)不同條件的環(huán)境勘測，還能在不同條件下仍舊清晰準(zhǔn)確又高效地做出相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析，采集等工作，尤其對于水域環(huán)境，森林環(huán)境的地理地形處理上十分出色；例如對于水資源管理，礦業(yè)資源等特定方向的信息系統(tǒng)。

按照區(qū)域進行劃分的準(zhǔn)則進行劃分，就是以行政區(qū)、自然區(qū)或研究區(qū)進行區(qū)域地理信息系統(tǒng)展開服務(wù)。我國地大物博，因為長江黃河兩大流域滋養(yǎng)著華夏兒女與中華上下五千多年的厚重歷史，因此中國黃河流域信息系統(tǒng)等分區(qū)域建立的地理信息系統(tǒng)對于我國地理環(huán)境分析甚至于中華文明的追溯都有著非凡的現(xiàn)實意義。

若是按照全國統(tǒng)一的自然和社會經(jīng)濟要素為標(biāo)準(zhǔn)進行劃分，就是較為綜合性地提供服務(wù)，為整個區(qū)域提供全方位的地理系統(tǒng)信息。

2.4 技術(shù)功能

GIS技術(shù)提供了先進的功能，提供了多方面的用戶界面以方便用戶的操作使用[2]。

GIS技術(shù)的先進性首先體現(xiàn)在對地理對象的模擬到數(shù)字之間的有機轉(zhuǎn)化，并對轉(zhuǎn)化結(jié)果進行分析與還原的過程，通過對數(shù)字以及模擬信息的有效分析處理和實施空間聯(lián)系的數(shù)據(jù)拓撲關(guān)系，更加科學(xué)準(zhǔn)確地將實際地理對象與計算過程建立緊密的聯(lián)系，便于用數(shù)據(jù)對真實地理環(huán)境的分析，明確化地理條件，便于人們通過分析數(shù)據(jù)實現(xiàn)對真實空間中地理因素的認識。

圖1

其次GIS技術(shù)的核心在于GIS 引擎，簡單地說，GIS技術(shù)中的引擎起著重要的人機交互的作用，是一道用來溝通用戶的使用以及GIS技術(shù)內(nèi)部分析的重要橋梁。是GIS引擎的設(shè)計以及使用使得用戶通過用戶界面看到GIS技術(shù)系統(tǒng)所作出的數(shù)據(jù)分析結(jié)果以及各式輸出圖形，從輸出數(shù)據(jù)與圖像中獲取用戶希望得到的信息，并且通過用戶對于引擎的操作，將用戶指令發(fā)送給系統(tǒng)，使得系統(tǒng)在接收指令后做出相關(guān)的反應(yīng)，滿足客戶的各項要求，便利用戶的使用，提高用戶的體驗滿意度。

2.5 工作原理

由于真實情況下要實施地理條件的分析，所以就要對地理進行有層次的疊加才能更加清晰的做出探索，因此在進行GIS技術(shù)的設(shè)計過程中，就利用了分層分析的方法，將不同的特征對象置入不同的層次中，通過層次之間建立聯(lián)系，進行訪問和返回等操作，這樣的層次聯(lián)系不僅能夠清晰明了的分析各層次之間的關(guān)系，并且層與層之間的關(guān)系可以通過GIS引擎的用戶界面的三維圖形觀察到，清晰明了，在對于水資源以及礦業(yè)資源的分析時水資源分布層以及礦業(yè)資源的橫截面圖都可以通過三維立體圖像生動展示，這樣的處理顯示形式炫酷新穎，還能通過層次之間的聯(lián)系進行空間數(shù)據(jù)管理，大大便捷了人們對于地理條件的分析。

3 技術(shù)應(yīng)用

3.1 應(yīng)用范圍

GIS技術(shù)在設(shè)計上的先進性以及技術(shù)實現(xiàn)上的優(yōu)勢在數(shù)字信息化盛行的今天得到了全世界的普及和廣泛的應(yīng)用[3]。在土地管理、環(huán)境污染、自然資源現(xiàn)狀、水資源管理等各個領(lǐng)域都有著重要的作用。不僅便利了人們對于廣大自然環(huán)境的認識探索，更讓相關(guān)環(huán)境保護與評價的技術(shù)人員在工作中利用良好的技術(shù)設(shè)備快速高效的實施環(huán)境監(jiān)測等任務(wù)。

3.2 應(yīng)用優(yōu)勢

GIS技術(shù)能夠得到廣泛的應(yīng)用和全球的認可是因為技術(shù)存在的多方位優(yōu)越性。

首先環(huán)境影響評價是專業(yè)性的評價工作，對于環(huán)境的勘測不能僅僅停留在表面，重要的是對于深層情況的認識和分析。雖然信息化時代的發(fā)展讓其他商業(yè)軟件在空間分析和數(shù)據(jù)管理上也有一定的突破，但相較于專業(yè)性的GIS技術(shù)來說，這些技術(shù)還只是停留在表面，通過衛(wèi)星定位，信息中繼轉(zhuǎn)發(fā)等處理將地表上的建筑環(huán)境展示出來，但無法深入地下展開探索，但這些軟件本身的設(shè)計目的也不是為了探索地下，就專業(yè)的深入度來說還沒有做到真正地深入，因此GIS技術(shù)對于空間和屬性數(shù)據(jù)的管理及分析不可替代，GIS技術(shù)建立了數(shù)字地球的雛形，發(fā)展前景廣闊，就在當(dāng)前對于環(huán)境影響評價就有足夠好的應(yīng)用效果，無論地理范圍大小，分析環(huán)境復(fù)雜還是單一，無論土地森林，水域或是礦業(yè)都有著靈活的分析處理，取得了卓越的成就，而在未來的發(fā)展中GIS技術(shù)也會不斷優(yōu)化升級，不斷外延GIS技術(shù)的工作范圍，向著更有深度和廣度層面展開探索。

其次，GIS技術(shù)建立的環(huán)境評價信息系統(tǒng)有著數(shù)字分析上的高效快速的特點，不僅能夠達到對于實時數(shù)據(jù)的顯示分析，還能實現(xiàn)對于數(shù)據(jù)的自動完成評價及成果輸出，輸出的成果大量使用三維立體圖更加科學(xué)直觀，對于分析的復(fù)雜環(huán)境能夠做到化繁為簡的同時不失科學(xué)性，大大減少了人工工作量，加快了評價工作進程，有效地提高工作效率。

GIS技術(shù)結(jié)合了多門學(xué)科，具有科學(xué)數(shù)字設(shè)備的先進性與環(huán)境勘測的科學(xué)真實性，將現(xiàn)代理論實踐與計算機的強大功能有機結(jié)合，讓計算機進行計算分析，將傳統(tǒng)勘測所需數(shù)據(jù)計算等過程大大簡化，充分利用有效地工具最大程度提高工作效率，改善工作質(zhì)量。

GIS技術(shù)提供給用戶實現(xiàn)數(shù)據(jù)動態(tài)顯示，透明化數(shù)據(jù)處理，利用集成系統(tǒng)高效便捷完成各項功能，用戶的操作也由于GIS引擎的優(yōu)秀設(shè)計而十分便捷。網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母咚侔l(fā)展讓網(wǎng)絡(luò)共享成為極為容易的事情，數(shù)據(jù)具有的通用性在網(wǎng)絡(luò)連接普及的今天便于共享數(shù)據(jù)和結(jié)果，數(shù)據(jù)的共享促進相關(guān)感興趣人員之間的學(xué)習(xí)探討，甚至各個部門之間的項目決策，分享發(fā)布探索成果。

4 應(yīng)用實例

4.1 采集數(shù)據(jù)

要實施對于周圍環(huán)境地形甚至是復(fù)雜的水環(huán)境進行分析，首先要利用GIS技術(shù)中的數(shù)字化設(shè)備將真實條件下的自然環(huán)境信息實施數(shù)字化處理分析，通過數(shù)字分析處理繪制矢量狀態(tài)圖，便于數(shù)據(jù)的顯示。

4.2 編輯數(shù)字化圖

最先繪制出的矢量狀態(tài)圖可能存在與實際的偏差，因此還需要相關(guān)技術(shù)人員進行誤差改動，利用數(shù)字化模塊進行改錯處理，轉(zhuǎn)換圖形樣式，利用相關(guān)軟件實施進一步的修飾處理，科學(xué)合理的制圖，提高用戶體驗的舒適度。

4.3 環(huán)境評價

在進行環(huán)境評價的實際應(yīng)用時，首先根據(jù)不同類型采用適宜的應(yīng)用模塊[4]。例如在水環(huán)境評價的過程中，針對劃分的多個評價模塊要分別建立模型，結(jié)合實際檢測資料展開分類評價。對于水資源中污染源的評價，利用采集數(shù)據(jù)建立矢量庫，參考實際中的實測水質(zhì)資料對測評區(qū)域的水質(zhì)污染源進行評價，最后將評價用不同形式的圖表給出，便于相關(guān)人員得出結(jié)論，從而制定有效地治理措施。

4.4 專題圖制作

要進行環(huán)境科學(xué)研究需要針對實際制作相關(guān)專題圖，傳統(tǒng)上的專題圖制作過程復(fù)雜，耗時又長，但在信息技術(shù)發(fā)展的今天利用GIS技術(shù)能夠更高效科學(xué)的建立地圖數(shù)據(jù)庫，專題圖的形式也可以根據(jù)用戶的要求形式各樣，即使是難度大的大氣質(zhì)量功能區(qū)劃圖也能通過加入專題數(shù)據(jù)來快速實現(xiàn)專題圖制作。這樣靈活的制圖對于相關(guān)工作人員開展工作來說是如此的便捷，很大程度上減輕了工作量，提高了工作效率和質(zhì)量。

不僅如此，通過相關(guān)專題圖的制作，便于建立各種環(huán)境地理信息系統(tǒng)。GIS技術(shù)強大的數(shù)據(jù)采集處理功能簡化了建立各種環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫的繁復(fù)過程，只需要相關(guān)的實測數(shù)據(jù)與GIS技術(shù)系統(tǒng)的結(jié)合，環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫就能夠唾手可得，通過數(shù)據(jù)庫的建立，進一步使得環(huán)境信息與其地理位置一一對應(yīng)，實現(xiàn)了對于環(huán)境數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測，利用各類顯示圖，生動直觀地反映環(huán)境質(zhì)量狀況。通過對環(huán)境狀況的實時監(jiān)測就能夠讓相關(guān)工作人員了解水環(huán)境現(xiàn)狀，污染源分布等信息，并能通過數(shù)據(jù)分析及時找到污染源，制定相關(guān)優(yōu)化治理手段，促進水流域的健康發(fā)展，為水環(huán)境的科學(xué)化管理和決策提供了先進的科學(xué)手段。

面對森林、荒漠等自然條件時，GIS技術(shù)也能充分發(fā)揮出技術(shù)的優(yōu)先性，通過數(shù)字化分析整理精確計算環(huán)境受破壞程度，科學(xué)客觀的評價生態(tài)破壞程度與相關(guān)受到波及的范圍，有利于相關(guān)部門分析數(shù)據(jù)，展開環(huán)境保護行動。

4.5 應(yīng)急預(yù)警

針對污染情況嚴(yán)重的區(qū)域，還可以通過GIS技術(shù)進行監(jiān)測預(yù)警，對敏感區(qū)域位置以及相關(guān)的數(shù)據(jù)指標(biāo)進行屬性管理，實時更新監(jiān)測數(shù)據(jù)，便于工作人員的查看，設(shè)置相關(guān)數(shù)據(jù)的上限，一旦受檢測區(qū)域存在數(shù)據(jù)超出正常情況就會啟動預(yù)警及時通報給相關(guān)人員，相關(guān)人員及時對預(yù)警作出反應(yīng)，提供應(yīng)急措施，保障居民的安全。

有了應(yīng)急預(yù)警的技術(shù)檢測作用有效地促進了對于重點環(huán)境的有效管控，對于大范圍環(huán)境檢測區(qū)域系統(tǒng)利用遙感技術(shù)促進系統(tǒng)對于檢測區(qū)域的精確控制與科學(xué)數(shù)據(jù)分析，有效截取地面信息，解決動態(tài)圖更新的問題，最大程度達到實時性。

5 結(jié)束語

地理信息系統(tǒng)在環(huán)境監(jiān)測與評價保護中發(fā)揮出了不可替代的重要作用，對于現(xiàn)階段的環(huán)境保護貢獻重大。在未來科技不斷發(fā)展完善的過程中，技術(shù)的發(fā)展必將對于環(huán)境保護做出驅(qū)動創(chuàng)新型發(fā)展的貢獻，在人們的共同努力下，相信我們賴以生存的環(huán)境將會更加健康美麗。