第十一講GIS在環境科學中的應用第十一講GIS在環境科學中的應用1一、GIS在環境科學中應用的優勢1.GIS具有編輯加工和管理長時段、大范圍空間數據并進行評估工作的能力。滿足環境科學時空尺度上的宏觀特性。環境科學研究者可以借助GIS的地圖表達和空間分析模型，更好地把握宏觀區域內社會、經濟和環境現狀，明確要素關系，分析可能的影響源分布及其原因，為環境科學研究項目的全面展開提供基礎數據。2.GIS的空間分析功能可以極大提高環境影響評價過程的定量化水平和說服力。3.GIS可將區域內環境影響和社會、經濟影響進行分層表達、計算、評價以及疊加，綜合評價政策實施可能造成的累積影響效應。一、GIS在環境科學中應用的優勢1.GIS具有編輯加工和管理24.GIS有助于賦予環境科學更強的空間輔助決策的功能。GIS可以提供易于接受的圖形表達、三維乃至多維空間顯示，便捷的查詢功能，可以從多個角度為決策者展示環境政策的評價結果，使決策者更容易理解和接受政策存在的不利影響。5.GIS的數據庫分析功能和可視化工具結合不同的預測模型可以很好地支持環境科學的預測分析工作。6.GIS為環境科學研究提供了很好的公眾參與平臺。借助GIS將環境項目的有關內容以及環境科學研究的評價結果從簡單文字表格轉化為數據可視化的圖形表達，通過網絡傳播方式可以更好地引起相關部門工作人員和專家的興趣與注意力，也更容易為一般公眾所接受4.GIS有助于賦予環境科學更強的空間輔助決策的功能。GIS3二、GIS在環境科學中的應用方向1.GIS在環境管理中的應用環境信息是環境管理的重要內容。環境信息的科學化、系統化是實現環境管理科學化的前提和基礎。環境管理信息系統（EMIS)能夠實現對環境信息的管理、查詢、統計、優化處理和輸出、或者能夠結合各種模型和模式進行預測、規劃、評價和決策服務。GIS把環境信息進行科學直觀化，將管理者置身于自然和社會環境中，使管理工作變得直觀、生動和全面。GIS與EMIS結合可實現的功能包括環境制圖、專題分析、統計分析表現、空間趨勢分析、模擬結果表現、信息查詢等。二、GIS在環境科學中的應用方向1.GIS在環境管理中的應用42.GIS在環境規劃中的應用環境規劃是指對一個區域進行環境現狀調查、監測、評價、規劃，預測由于經濟社會發展可以引起的環境變化，并根據生態學原理提出調整生產部門結構、生產布局以及各種防治污染的途徑，進行保護和改善環境的戰略性部署。環境規劃管理要求能夠快速應對錯綜復雜的環境問題，能夠從時空的角度預測環境質量的變化趨勢，為決策者提供專家經驗，合理制定環境管理措施和方案。GIS正好可以發揮其對數據及時更新、地理空間信息和屬性數據實時查詢、宏觀把握的微觀分析的決策支持功能優勢。2.GIS在環境規劃中的應用53.GIS在環境監測與評價中的應用3.1大氣環境動態監測空氣在自然環境中有著最好的流動性，地面是其不可逾越的的固體邊界，因此大氣環境動態監測最適合用GIS技術進行監測和分析。利用GIS技術可以將所有對大氣又污染隱患的企業及其位置信息、主要污染物、污染物移動范圍、周圍地形環境等信息進行收集整理，形成空間數據庫，利用GIS空間分析功能和數據顯示功能，可獲得污染物在大氣中的濃度分布圖，進而可以了解污染物的空間分布和超標情況。我國“七五”環保項目“國家大氣環境信息系統”就是通過GIS技術進行監測和分析的。3.GIS在環境監測與評價中的應用63.2水資源環境監測GIS用于水資源環境監測主要是對水質監測數據和空間數據進行科學有效地組織和管理，能夠讓管理人員方便地對各種空間信息進行查詢、修改和編輯等；通過GIS強大的空間分析和圖表分析功能，實現對空間和檢測數據的分析和專題圖的制作，進而為污染治理方案的制定提供有效的信息支持。3.3生態環境監測與評價生態環境系統是一個隨時變化的復雜巨系統，而對生態環境評價的時效性要求較高，傳統的環境評價技術在數據獲取和分析計算方面遠遠不能滿足當前的要求，利用GIS、遙感技術則可以大大節省數據獲取時間、提高分析評價結果的時效性。3.2水資源環境監測73.4污染源監督監測污染源監督監測是為了掌握污染源狀況，監視和監測主要污染源在時間和空間上的變化所采取的定期定點的常規性的監督監測。主要對污染物濃度、排放總量和污染趨勢監測。GIS與污染源監督監測結合，根據污染源的污染類型和現有地理數據的變化程度，從而選擇合適的環境模型，如擴散模型、影響模型等，進行預測，將預測結果與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程度，確定其污染擴散范圍，得出污染排放與環境污染之間的規律，預測環境污染的發展趨勢，為污染源規劃決策和環境質量控制提供科學依據。3.4污染源監督監測84.GIS在環境影響評價中的應用環境影響評價是指對擬議中的建設項目、區域開發計劃和國家政策實施后可能對環境產生的影響進行的系統性識別、預測和評估。目的是鼓勵在規劃和決策中考慮環境因素，最終達到更具環境相容性的人類活動。4.1項目環境影響評價項目環境影響評價需要先期掌握區域自然與社會經濟、區域環境質量、污染源、工程項目、環境標準和環境法規等環境信息。可以利用GIS集成與場地或項目有關的各種數據及用于環境評價的各種模型，進行綜合分析、模擬和預測，為環境質量現狀進行分析。同時對數據進行管理、更新和跟蹤，協助檢查和監督環境影響評價單位和工程建設單位的履行職責。4.GIS在環境影響評價中的應用94.2區域環境影響評價區域環境影響評價是指應用科學技術的原理和方法，揭示區域環境中正在發生的和即將發生的與發展過程相關的自然作用和人類活動及其相互關系的規律。GIS在區域環境影響評價中的作用體現在：能有效地管理區域污染源信息、環境質量信息及其他有關方面的信息，統計分析區域環境影響因素的變化情況其主要污染源和污染物的空間特征和屬性；能對不同時段的多個環境影響因素及其特征進行疊加，分析區域環境質量演變與其他因素之間的相互關系，從而對區域的環境質量進行預測；將區域的污染源數據庫和環境特征數據庫與各種環境預測模型相關聯，采用模型預測法對區域的環境質量進行預測。4.2區域環境影響評價104.3累積環境影響評價累積環境影響評價是指系統分析和評價累積環境變化的過程，即分析和調查累積影響源、累積過程，并對各影響在時間、空間上的累積做出解釋，估計和預測過去的、現有的或計劃的人類活動的累積影響及其對社會經濟發展的反饋效應，選擇與可持續發展目標相一致的潛在發展行為的方向、內容、規模、速度和方式。GIS具備編輯加工和評價長時段、大區域范圍數據的能力及卓越的建模和影響預測能力，能夠識別和分析環境影響在時間和空間上的累積特征，為累積影響評價提供有力的技術支持。4.3累積環境影響評價115.GIS在環境突發事故應急處理中的應用為有效防范環境污染事故，特別是重大、特大環境污染事故的發生，及時、合理處置可能發生的各類重大突發性環境污染事故，有效控制和消除污染，減少損失，維護自然生態環境，保障政策的生產或生活，必須建立統一高效的指揮協調系統。應用GIS、GPS技術和專家系統建立區域環境污染事故應急系統，通過對固定和移動污染源的實時監測，將發生污染事故危險降到最低限度，對于已經發生的污染事故，能夠立即啟動環境突發事故應急處理輔助預案，針對事故的污染物種類、地點、周圍居民情況等各類信息，利用專家系統提出合理、準確的事故應急預案，并能夠顯示環境應急車輛到達事發地點的最短路徑、及時調度應急車輛前往事發地點，為突發事故的預警、處理提供數字化、智能化、網絡化、可視化的技術手段。5.GIS在環境突發事故應急處理中的應用12數據管理數據管理13地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件14地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件15生態保護生態保護16地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件17地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件18環境影響評價環境影響評價19地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件20地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件21地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件22地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件23地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件24地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件25地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件26地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件27環境監測環境監測28地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件29地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件30地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件31城市環境安全及環境污染事故應急城市環境安全及環境污染事故應急32地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件33地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件34地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件35地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件36海洋環境保護海洋環境保護37地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件38地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件39地理信息系統應用：第十一講-GIS在環境科學中的應用課件40案例：工業污染源大氣污染擴散模擬及大氣影響評價地形污染源確定評價工作級別污染物濃度模擬及評價范圍污染物擴散模式及相關參數確定計算點的確定計算點污染物濃度計算評價區污染濃度模擬研究區大氣環境質量評價污染源對研究區大氣環境質量影響評價專題圖的制作與輸出案例：工業污染源大氣污染擴散模擬及大氣影響評價地形污染源確定41評價工作級別等標排放量（m3/h）P>=2.5*10^92.5*10^9>P>=2.5*10^8P<2.5*10^8復雜地形一二三平原二三三評價工作級別等標排放量（m3/h）P>=2.5*1