1、GIS在環境監測數據管理分析中的應用字體：小gi最大的特點是能夠對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行采集、存儲、管理、運算、分析和可視化表達的信息處理與管理,能對已有空間和屬性信息進行加工處理,得出科學結論。也正是這些特點使得它與環境監測結合成為可能，換一個角度來說gi的介入使各種環境問題和環境過程描述更加符合實際,友好的界面交互、方便的空間分析操作、直觀生動的結果顯示等都無疑促進了環境監測技術的發展gi在環境監測數據管理分析中的應用有從環境信息的存儲、簡單的地圖顯示和環境制圖到復雜的環境狀況的模擬與分析。環境監測的目的是準確、及時、全面地反映環境質量現狀及發展趨勢，

2、為環境管理、污染源控制、環境規劃等提供科學依據。環境監測的目的具體可歸納為：(1) 根據環境質量標準，評價環境質量。(2) 根據污染分布情況，追蹤尋找污染源，為實現監督管理、控制污染提供依據。(4)為保護人類健康、保護環境、合理使用自然資源、制訂環境法規、標準、規劃等服務。文章則根據環境監測的目的不同，分為環境質量監測、污染源監督監測、應急監測三個方面來對gi在環境監測數據管理分析中的應用做進一步的說明。gi空間數據的存儲和可視化表達的是gi的基本功能，在任何目的、形式的環境監測數據處理中都是會用到的,以下的三個方面就不再累述，下面主要從gi空間分析和綜合分析功能的角度來闡gi的應用。環境質量

3、監測環境質量監測是監測工作的主體。它是對各環境要素的污染狀況及污染物的變化趨勢進行監測，評價控制措施的效果判斷環境標準實施的情況和改善環境取得的進展,積累質量監測數據，確定一定區域內環境污染狀況及發展趨勢。環境質量監測一般是針對區域（如流域、城市等）進行的，對該地區的空氣、水體、噪聲、固體廢物等進行定點的、長期的、長時間的監測以確定區域內的污染源現狀進行客觀全面的評價，以反映出區域中受污染的程度和空間分布情況。通常獲得的環境監測數據都是空間上一些離散的點的數據，如何用這些離散的監測數據來真實的反應環境的質量狀況。這里就可以利用gi的空間數據的內插方法。空間數據的內插可以作如下簡單的描述:設一組

4、空間數據，他們可以是離散點的形式，也可以是分區數據的形式，現在要從這些數據中找到一個函數關系式，使改關系式最好地逼近這些已知的空間數據，并能根據改函數關系式推測出區域范圍內其他任意點或任意分區的值。這樣由監測點的數據則可以推算出作為面狀要素區域的空氣質量狀況。例如根據某條監測河流上的監測斷面數據評價河流的水質狀況。此外，在對環境內的各個客體（空氣、水體、噪聲等）進行質量評價時往往涉及到多個污染指標，例如空氣質量標準，它是中國規定的各類地圖大氣中主要污染物的含量在一定時間內不允許超過的限值。主要污染物包括二氧化硫、總懸浮顆粒物、可吸入顆粒、氮氧化物、二氧化氮等。如何根據這些多個單一的、含空間信息

5、的污染物指標來綜合評價空氣的質量，這里可以利用gi的空間疊合分析來實現。空間疊合分析是指在統一空間參照系統條件下，每次將同一地區兩個地理對象的圖層進行疊合，以產生空間區域的多重屬性特征，或建立地理對象之間的空間對應關系。前者可以一般用于搜索同時具有集中地理屬性的分布區域，或對疊合后產生的多重屬性進行新的分類，稱為空間疊合屬性；后者一般用于提取某個區域范圍內某些專題的數量特征，成為空間疊合統計。這樣通過多個污染指標的空間疊合分析來實現對空氣質量的綜合評價和分類。因此，為了正確的表述一個地區的環境質量，單靠某一點的監測結果是不準確的，利用gi強大的空間處理和綜合分析等功能，根據污染物的時間、空間分

6、布特點,對監測數據行統計分析，才能得到全面而客觀的評述。污染源監督監測污染源監督監測是為了掌握污染源，監視和監測主要污染源在時間和空間的變化所采取的定期定點的常規性的監督監測。它主要是對污染物濃度、排放總量和污染趨勢的監測,要利用監視網對某一區域的污染趨勢和狀況進行預報、預測。評價污染源對環境的影響，除了需要獲得污染源的濃度和排放總量數據外，還必須依靠污染源所在的地理環境的空間背景信息，同樣的污染物排放量，由于其所在的地理位置不同(包括氣象、地形等方面條件的影響)，其污染程度與范圍將有所不同。這就是污染源的地理空間特性。污染源的地理空間特性決定了對污染源的影響分析必須采用定量與空間分析相結合的

7、綜合地理思維工具-地理信息系統(gi)不僅要進行污染源的定量分析，如計算排放量大小，而且要進行空間分析，如計算排放量與環境濃度關系。gi正是這種結合的完美體現,gi以數據表示空間分布，數字和圖形融為一體，支持數字思維與空間思維同時進行，比傳統的地圖分析和僅僅對統計數據的定量分析方法有質的改進。gi的空間緩沖區分析為污染源污染擴散影響分析提供了有力的工具。空間緩沖區分析是指根據分析對象的點、線、面實體，自動建立他們周圍一定距離的帶狀區，用以識別這些實體或主體對臨近對象的輻射范圍或影響度。在這里應用主要體現在，根據污染源的位置（氣象狀況、地形條件）等與環境模型進行結合，計算其對臨近對象的影響程度，

8、得出一個緩沖區域，來表現污染源的影響范圍及濃度變化，為污染物總量控制、制定削減方案提供輔助決策。例如通過緩沖區分析和路徑分析可用來對多種圖上要素進行包含和臨近分析，分析污染源排放去向，顯示污染源影響范圍,結合污染源監測的數據，分析和評價排放到該條河流的污染源貢獻率（見圖10）gi與污染源監督監測的結合，使得污染源監督監測能夠根據污染源的污染類型和現有地理數據的變化程度，從選擇合適的環境模型如擴散模型、影響模型等進行預測，利用預測結果和不同時期的環境污染數據進行比較，計算給定污染物在不同時期內的擴散濃度，確定其污染擴散的范圍得出污染源排放與環境污染之間的規律，預測環境污染的發展趨勢，為污染源規劃

9、決策和環境質量控制提供科學依據。應急監測應急監測又稱為特定目的的監測，根據特定的目的又可以分為以下四種：污染事故監測，在發生污染事故時進行應急監測，以確定污染物的種類和危害程度、擴散方向、擴散速度和危及范圍，為控制污染提供依據；仲裁監測:主要針對污染事故糾紛、環境法執行過程中所產生的矛盾進行監測；考核驗證監測，包括人員考核、方法驗證和新建項目的環境考核評價及污染治理項目竣工時的驗收監測;咨詢服務監測：為政府部門、科研機構、生產單位所提供的服務性監測。污染物事故應急監測是對各種污染事故進行現場追蹤監測，摸清其事故的污染程度和范圍，造成的危害大小等。對環境污染進行動態連續監測以及對重大污染事故快速

10、做出反應，是環境監測功能發展的一個重要方向。為了有效得實施污染事故的應急，需要利用地理信息系統技術對有關的數據和方法進行全面的分析，首先確定事故發生地位置，然后利用gi與環境模型的結合預測受影響的區域范圍，通過gi的可視化提供污染區域內的敏感單位、救援單位、人口以及由事故發生地點到指定地點的最佳路徑等信息，為應急監測、應急救援工作的開展提供決策依據。如圖11所示，這里用到的gi的空間分析主要有緩沖區分析、空間數據的集合分析和查詢以及網絡分析圖11污染事故應急分析示意圖緩沖區分析緩沖區分析在前文已經提到，利用緩沖區分析與環境擴散和影響模型結合預測受污染事故影響的區域和范圍，同時還可對擴散等影響分

11、析的結果進行渲染以直觀顯示污染物的濃度或者影響的程度。空間數據的查詢空間數據的查詢屬于數據庫范疇，一般定義為從數據庫中找出所有滿足屬性約束條件和空間約束條件的地理對象。屬性約束條件查詢與傳統的數據庫查詢方式是相似的。空間約束條件用帶空間謂詞的邏輯表達式描述空間謂詞由地理對象間的空間關系演變而來，如包含、相交、分離、重疊距離、方向等。因此空間查詢是作用在庫體上的函數，返回用戶請求的內容，也屬于咨詢式分析。例如查詢污染事故影響緩沖區內的敏感單位、人口等信息。網絡分析GIS能應用到環境監測領域，是與GIS本身的特點以及環境監測的特點所引發的需求是分不開的。文章主要從GIS空間數據庫、空間數據表達和空

12、間分析三個方面進行闡述GIS在環境監測中得以廣泛應用的可能。(1) GIS空間數據庫實現對環境監測數據的有效管理(2) GIS形象生動的制圖表達(3) GIS的綜合分析功能由計算機技術與空間數據相結合而產生的GIS這一技術，它包含了處理空間信息的各種高級功能，但它的基本功能是數據的采集、管理處理、分析和輸出。GIS依托這些基本功能，通過利用空間分析技術、模型分析技術、網絡技術、數據庫和數據集成技術、二次開發等演繹出豐富多彩的應用功能。正是因為GIS具有如此強大的空間數據管理功能和空間數據綜合分析功能，而上文提到85%的環境信息與空間有關，使得它在環境監測數據的管理分析和環境問題的解決方面更有優

13、越性。另外GIS與環境模型的結合為其提供了更加高效、專業的處理能力。因此利用GIS強大的空間分析技術來實現環境信息的綜合全面的處理是合理的也是有必要的。鎮江市環境監測中心的污染源監測系統就是利用計算機網絡和數據庫系統，將分散在市區范圍內的環境監測點產生的數據集成起來的，綜合運用Internet/Intranet技術、GIS技術、數據庫技術和環境保護技術的一個WebGIS系統。該系統將GIS先進的空間分析技術與環境專業應用模型相結合，實現了對污染源空間信息、屬性信息的綜合管理，直觀地表現了污染源的分布特點、總量特征及其排放污染物的動態變化，并在此基礎上實現了對環境污染情況的分析、評價和預測功能。田勁松等人通過設計將自動控制、網絡通信、計算機以及G