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環(huán)境科學(xué)中地理信息系統技術(shù)的應用論文
摘要：
當前，我國的科學(xué)技術(shù)在不斷的進(jìn)步，地理信息系統技術(shù)在社會(huì )發(fā)展過(guò)程中也得到了十分廣泛的應用，環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域也不例外，這項技術(shù)的應用也使得環(huán)境科學(xué)不斷的進(jìn)步，因此該技術(shù)在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域有著(zhù)非常好的發(fā)展前景。主要分析了地理信息系統技術(shù)及其在環(huán)境科學(xué)中的應用，以供參考和借鑒。
關(guān)鍵詞：地理信息系統；環(huán)境科學(xué)；環(huán)境工程
最近幾年，人們對環(huán)境越來(lái)越重視，越來(lái)越多的人投入到了環(huán)境科學(xué)的研究當中，在研究中，越來(lái)越多的新技術(shù)得到了應用，其中GIS技術(shù)就是非常重要的一個(gè)，而推動(dòng)該技術(shù)得到廣泛應用的因素有很多，當前，微機和個(gè)人工作站的性?xún)r(jià)比比較高，而且其能夠體現出非常好的效果，因此這一技術(shù)也得到了人們的認可和歡迎。
1GIS概述
GIS技術(shù)是數據管理系統和計算機輔助技術(shù)的融合，在這一過(guò)程中還加上了對空間數據的管理和分析，該技術(shù)的優(yōu)勢十分明顯，它能夠對地理對象的拓撲關(guān)系進(jìn)行科學(xué)和準確的分析，GIS中的數據對象可以很好的按照其空間關(guān)系和數據的性質(zhì)對研究對象予以全面的分析，同時(shí)還能按照它們之間存在的空間關(guān)系對其進(jìn)行全面的分析，此外，GIS技術(shù)在應用的過(guò)程中還能允許用戶(hù)在一個(gè)可視的地圖上對操作中產(chǎn)生的相關(guān)數據進(jìn)行全面的控制。GIS引擎提供大量操作分析功能,包括:測距、投影變換、統計、拓撲疊壓、緩沖區分析、地形表面操作、網(wǎng)絡(luò )分析等等，許多GIS產(chǎn)品允許用戶(hù)利用宏語(yǔ)言對系統進(jìn)行擴展,包括定制菜單和函數等，有的還支持與外部應用程序進(jìn)行開(kāi)放通訊。所有的GIS都具有某種形式的地理數據庫,其中包含空間數據、拓撲關(guān)系、屬性數據等，一些GIS產(chǎn)品還提供完整的關(guān)系型數據庫能力,或允許與外部數據庫管理系統(例如,dBase、oracle、Sybase)通信,以便集成地理數據和非地理數據，從GIS的數據庫設計模型角度來(lái)看,GIS產(chǎn)品已進(jìn)入第3、第4代。文件型GIS的圖形和屬性均由文件系統管理,其典型代表是Idrisi(美國Clark大學(xué)開(kāi)發(fā))，國內大多數自行開(kāi)發(fā)的軟件均屬此類(lèi)，混合型GIS的圖形以專(zhuān)門(mén)的文件方式存儲,并由專(zhuān)門(mén)的圖形軟件處理,而屬性數據由商業(yè)化DBMS管理,其典型代表是Arc/Info(美國ESRI)及Genamap(澳大利亞GENASYS)，整體GIS的圖形和屬性均由一擴展的關(guān)系型DBMS管理,其典型代表是SICAD/open(西門(mén)子利多富)及System9(美國U-nisys)，一體化GIS將圖形和屬性數據封裝在一起,由面向對象的DBMS統一管理,目前尚無(wú)成熟產(chǎn)品，后兩者是GIS的發(fā)展方向。GIS可以根據若干原則來(lái)分類(lèi),例如:所完成的任務(wù)、目的、專(zhuān)業(yè)類(lèi)型、系統功能、用戶(hù)類(lèi)型、行政等級、空間數據模型、數據結構、地理范圍和系統操作難易程度等，這里介紹按照GIS空間數據模型的不同,將GIS軟件分為以下幾類(lèi)：柵格、二維拓撲矢量、數字高程模型(DEM)、不規則三角網(wǎng)(TIN)、三維模型、時(shí)序模型等。柵格數據模型在許多產(chǎn)品中都存在,但趨勢是更靈活的二維拓撲或不規則三角網(wǎng)。真正的三維和時(shí)序模型還很少使用,但它們是未來(lái)的研究方向，另外,圖象GIS將遙感圖象與GIS矢量分析緊密結合起來(lái),對地形進(jìn)行三維立體觀(guān)察和GIS分析,這也是目前的研究方向之一。不同種類(lèi)的應用對地理數據的比例和精度要求不一，一般說(shuō)來(lái),環(huán)境管理和規劃中應用的比例尺范圍是1:500000-1:10000,城市規劃和交通規劃應用的比例尺可達1:1000甚至更大。
2GIS在環(huán)境科學(xué)與工程中的應用
2.1環(huán)境管理。
在國家和地方環(huán)保部門(mén)工作的過(guò)程中是需要很多環(huán)境質(zhì)量數據和統計報表的，GIS系統在運行的過(guò)程中可以對不同的環(huán)境資源進(jìn)行全面的管理，同時(shí)還可以將這些數據整理好，之后還能十分有效的將這類(lèi)信息統計起來(lái)應用在土地利用規劃和環(huán)境統計工作當中。
2.2環(huán)境影響評價(jià)。
因為GIS系統能夠對和場(chǎng)地相關(guān)的數據進(jìn)行全面的集成化管理，比如地表和地下水質(zhì)、土地資源的具體利用狀況等等，所以其在應用的過(guò)程中比較適合當做環(huán)境影響評價(jià)分析和輔助決策的一個(gè)重要的手段。研究人員使用GIS技術(shù)對某地區進(jìn)行了環(huán)境影響評價(jià)工作，在研究的過(guò)程中也建立起了一個(gè)環(huán)境數據庫、地表水污染路徑模型，此外還對該地區的經(jīng)濟發(fā)展給環(huán)境帶來(lái)的影響進(jìn)行了詳細的分析。
2.3面源污染分析。
面源污染的特點(diǎn)比較鮮明，它影響的地域范圍比較廣，同時(shí)形成這種污染的原因也存在著(zhù)非常強的復雜性，面源污染也成為當前研究過(guò)程中非常重要的一個(gè)課題，研究人員將農業(yè)面源污染的模型和地理資源分析支持系統等充分的結合在一起，分析了棉花苑污染對某地區河流水質(zhì)的影響，同時(shí)還在這一過(guò)程中以地圖形式當做是輸出的結果，同時(shí)還要在這以過(guò)程中標出容易受侵蝕因素影響的地區。
2.4水資源管理分析。
因為GIS可以對和場(chǎng)地關(guān)系相對密切的地形和水文以及其他的環(huán)境數據進(jìn)行全面的管理，同時(shí)還要將它們和一些特定的應用程序聯(lián)系在一起，這樣一來(lái)就能夠對復雜性比較強的水資源問(wèn)題予以全面的分析。因此這一技術(shù)在水資源管理方面應用也是非常普遍的。研究人員使用GIS技術(shù)建立了一個(gè)能夠對地質(zhì)水文數據進(jìn)行收集、維護和按需提供的系統，同時(shí)它也可以對不同的部門(mén)進(jìn)行全面的工程設計和保護地下水有效途徑的研究，這一系統可以按照井點(diǎn)的位置進(jìn)行空間的定位和查詢(xún)，此外還能按照需求生成一維到三維的圖形。
2.5給水管網(wǎng)的設計和管理。
因為GIS在應用的過(guò)程中可以構建一個(gè)二維矢量拓撲關(guān)系，尤其是其能夠體現出非常好的網(wǎng)絡(luò )分析功能，這樣一來(lái)也可以為城市排水管網(wǎng)的規劃設計以及管理調控提供一哥相對比較有效的工具，網(wǎng)絡(luò )分析的過(guò)程中可以實(shí)現非常強大的功能，正式因為這些強大的功能，才使其得到了更加廣泛的應用。
2.6近海水域管理和分析。
污水排江排海研究會(huì )受到多種因素的影響，所以當前的研究中，怎樣建立一個(gè)科學(xué)合理的模型對近海水域進(jìn)行模擬和分析也就成了非常重要的一個(gè)問(wèn)題。相關(guān)的研究人員使用GIS技術(shù)將遙感數據的處理、建模和統計分析充分的結合在了一起，對羽流進(jìn)行了詳細的分析，這樣就可以對水域當中漂浮物的具體分布予以全面的分析。
2.7環(huán)境監測。
環(huán)境監測過(guò)程收集的信息通過(guò)GIS能夠實(shí)時(shí)存儲和顯示,用于分析和輔助決策，研究人員利用GIS技術(shù)對地下水的監測網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行了設計,可以對所選研究區域進(jìn)行詳細的場(chǎng)地監測和分析,有利于管理地表和地下廢物設施、及時(shí)發(fā)現潛在污染源,加強對水源井的保護，還能為填埋場(chǎng)選址提供決策支持。
3結論
GIS技術(shù)在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域應用的過(guò)程中可以展現出其強大的功能，在我國已經(jīng)有不少成功應用的例子，所以在我國環(huán)境科學(xué)研究發(fā)展的過(guò)程中，我們應該合理的應用GIS技術(shù)，使其優(yōu)勢更為充分的發(fā)揮出來(lái)。
參考文獻
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