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地理信息系統技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的應用論文
本文以地理信息系統的主要結構和功能為根據，對在環(huán)境科學(xué)中對地理信息系統空間分析和數據庫的應用進(jìn)行了分析和介紹。同時(shí)立足于環(huán)境科學(xué)的角度針對地理信息系統在環(huán)境影響評價(jià)以及環(huán)境監測等各個(gè)領(lǐng)域的應用進(jìn)行了重點(diǎn)介紹，而且對環(huán)境科學(xué)中地理信息系統的重要作用進(jìn)行了闡述。
計算機在上世紀五十年代末六十年代初開(kāi)始正式的變成重要的地理信息存儲和處理工具，R.F.Tomlinson在1963年首次將世界上第一個(gè)GIS系統建立起來(lái)，也就是加拿大地理信息系統。我國從上世紀80年代初開(kāi)始研究地理信息系統方面的工作，其標志就是中國科學(xué)院遙感應用研究所的地理信息系統研究室的成立，我國在正式通過(guò)資源與環(huán)境信息系統國家重點(diǎn)實(shí)驗室之后，其標志著(zhù)在資源與環(huán)境方面對GIS技術(shù)的研究正式拉開(kāi)序幕，而我國環(huán)境領(lǐng)域中對GIS技術(shù)的正式應用則是1995年開(kāi)始的。
GIS的功能和概念
地理信息系統屬于一種可以描述、顯示、分析、查詢(xún)、檢索、管理、存儲以及采集空間數據的計算機系統，其屬于對海量地理數據進(jìn)行分析處理和挖掘的通用技術(shù)，其立足于地理空間數據庫，并且對計算機硬件軟件進(jìn)行充分的利用，從而能夠有效的描述、顯示、分析、查詢(xún)、檢索、管理、存儲以及采集地球表層空間數據的這樣的一種技術(shù)系統。、
在地理數據處理工程中GIS發(fā)揮的作用就是GIS功能，其主要包括地理數據的顯示、分析、操作、圖形圖像處理、地理的數據的存儲和輸入等。
采集和輸入數據：將外部的原始數據傳輸給數據處理系統，同時(shí)采用便于處理的內部格式來(lái)轉化這些數據的外部格式，這樣的一個(gè)過(guò)程就是數據的采集和輸入過(guò)程。
屬性編輯和圖形編輯的數據編輯功能：圖形編輯主要包括誤差校正、圖形變換、圖幅拼接、圖形修飾、圖形編輯以及撲關(guān)系建立等各種功能；屬性編輯主要是結合數據庫管理的工作，其主要包括刪除增加以及修改等各種功能。
存儲與管理數據：
采用某種格式將數據記錄在計算機外部的存儲介質(zhì)當中或者計算機的內部，數據文件的結構與其存儲方式具有密切關(guān)系，其最為主要的就是要將記錄的邏輯數據建立起來(lái)，通常采用關(guān)系數據庫來(lái)管理屬性數據。
查詢(xún)與分析空間：
其主要包括數據綜合分析，數據查詢(xún)檢索以及數據操作運算等功能，從數據的存儲裝置、數據庫以及文件中將所需要的數據查找或者選取出來(lái)，這就是所謂的數據查詢(xún)和檢索功能；GIS技術(shù)就能夠對所定區內的各種現象和過(guò)程進(jìn)行分析。
數據顯示與結果輸出：
最終結果和中間處理過(guò)程的屏幕顯示就是所謂的數據顯示，其主要包括操作分析過(guò)程的顯示以及圖形數據的數字化與編輯。結果輸出形式主要包括下面幾種：通過(guò)對Internet的利用實(shí)現遠程傳輸，保證可視化的實(shí)現；打印機輸出；繪圖機輸出；在計算機屏幕上輸出。
GIS在環(huán)境監測中的具體應用分析
環(huán)境信息的采集和處理工作在環(huán)境監測中具有十分重要的作用，其中有85%以上的環(huán)境信息都與空間位置具有十分密切的關(guān)系，所以在環(huán)境監測中地理信息系統就具有十分重要的作用。通過(guò)對地理信息系統的利用能夠對各種環(huán)境信息進(jìn)行有效地獲取存儲管理和分析，同時(shí)還可以將有效、客觀(guān)、準確及時(shí)以及全面的環(huán)境信息提供給環(huán)境監測工作。地理信息系統的數據處理功能以及空間分析功能十分強大，通過(guò)對環(huán)境監測模型與GIS的功能模塊的結合能夠有效的處理多源環(huán)境信息，并且還可以將環(huán)境演變的動(dòng)態(tài)規律尋找出來(lái)，這樣就能夠實(shí)現動(dòng)態(tài)監測環(huán)境，同時(shí)還可以采用圖片的形式將環(huán)境的變化規律和情況直觀(guān)的表達出來(lái)。
在大氣環(huán)境動(dòng)態(tài)監測中對GIS的應用。城市的機動(dòng)車(chē)數量以及工業(yè)企業(yè)數量在城市化以及工業(yè)化不斷發(fā)展的今天變得越來(lái)越多，因此在城市的空氣中排入到了大量的有毒有害污染物，現在世界上很多國家和地區都在致力于對大氣環(huán)境質(zhì)量的改善。大氣環(huán)境具有自己獨特的特點(diǎn)：首先其具有超大的空間尺度，人類(lèi)賴(lài)以生存的大氣圈的厚度有上百公里；在自然環(huán)境中空氣的流動(dòng)性是最好的，而其不可逾越的固體邊界就是地面。所以采用GIS技術(shù)監測和分析大氣環(huán)境具有重要作用，通過(guò)對數據庫管理技術(shù)以及激勵信息系統技術(shù)的運用，能夠有效的搜集和整理所有對大氣造成污染的企業(yè)的周?chē)匦�、污染物移�?dòng)范圍、主要污染物情況以及位置信息等，同時(shí)還可以將地理信息數據庫建立起來(lái)。通過(guò)對GIS數據顯示功能以及空間分析功能的利用能夠將大氣中污染物的濃度分布圖獲得，并且對污染物的超標情況和空間分布進(jìn)行進(jìn)一步的了解。
在水資源環(huán)境監測中GIS技術(shù)的應用。作為人類(lèi)生存和發(fā)展必不可少的資源，水資源同時(shí)也是工農業(yè)生產(chǎn)的重要資源，但是現在的水污染變得越來(lái)越嚴重，而且還呈現出了復合型污染的特征，所以必須要將監測和管理水資源環(huán)境的工作做好。具有較大的空間信息量是水資源環(huán)境的主要特點(diǎn)，而GIS最為顯著(zhù)的優(yōu)勢就是管理和分析空間信息。在水資源環(huán)境監測中對GIS技術(shù)進(jìn)行利用能夠有效地組織和管理水質(zhì)監測空間數據，并且還可以讓管理人員十分方便的查詢(xún)、修改和編輯各種空間信息；通過(guò)對GIS的圖標分析功能和空間分析功能的利用還可以制作專(zhuān)題圖、分析空間和檢測數據，能夠將有效的信息支持提供給制定污染治理方案的工作。
在環(huán)境影響評價(jià)中對GIS技術(shù)的具體影響
系統性的評估、預測以及識別擬議中的國家政策、區域開(kāi)發(fā)計劃以及建設項目在實(shí)施之后會(huì )對環(huán)境造成的各種影響，就是所謂的環(huán)境影響評價(jià)。開(kāi)展環(huán)境影響評價(jià)工作的最為主要的目的就是鼓勵在決策和規劃中對環(huán)境因素進(jìn)行充分的考慮，從而能夠保證人類(lèi)的活動(dòng)更具環(huán)境相容性�，F在利用現有的成熟的模型可以將環(huán)境影響評價(jià)中的很多環(huán)境過(guò)程和環(huán)境問(wèn)題描述出來(lái)，比如大氣擴散模型以及水質(zhì)模型等，然而在操作、分析及顯示等方面這些環(huán)境模型空間數據仍然具有較多的困難，同時(shí)其空間特性也非常明顯[4]。通過(guò)對GIS技術(shù)的利用能夠有效的連接數據和地圖，并且將拓撲關(guān)系建立起來(lái)，開(kāi)展制作各類(lèi)專(zhuān)題圖以及空間分析和查詢(xún)等各項工作，最終可以將環(huán)境質(zhì)量和污染狀況非常直觀(guān)的顯示出來(lái)，同時(shí)可以選擇各種各樣的評價(jià)方法在評價(jià)過(guò)程中實(shí)施區域綜合評價(jià)以及單要素評價(jià)，并且可以將分析、計算評價(jià)因子以及輸出評價(jià)結果的工作完成，這樣就使得工作人員的工作量得以有效降低，并且使評價(jià)工作進(jìn)程也變得更快。
相對于其他的工具而言，GIS具備的空間分析能力、非空間的屬性數據的管理能力以及空間數據的管理能力具有十分顯著(zhù)的優(yōu)勢，GIS能夠有效的處理多種統計數據和空間數據，并且能夠進(jìn)行數據變換、編輯以及建立拓撲關(guān)系等，可以通過(guò)四種不同的空間數據曾對不同的空間對象進(jìn)行表達，還可以將各種統計圖和專(zhuān)題圖書(shū)城出來(lái)，能夠將大量的財力物力以及人力節省下來(lái)，最為關(guān)鍵的是其在獲得成果的時(shí)候具有較高的精度以及較快的速度。因此，我們有理由相信，在未來(lái)的環(huán)境科學(xué)中會(huì )越來(lái)越多的運用到GIS技術(shù)，而且其勢必將會(huì )發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
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