GIS在环境科学中有哪些应用？具体一点

城市环境的演变是一个动态过程，实现城市环境的动态监测有赖于信息的及时更新和信息的空间分析与综合处理。地理信息系统(GIS)具有强大的空间分析和数据处理功能。充分利用GIS的功能模块结合所选择的环境监测模型，对多源环境信息进行处理，通过不同时期环境信息的对比和综合分析，发现环境演变的动态规律，辅助决策。关键在于建立科学的监测模型，有效处理信息，实现对环境的全面动态监测。包括大气污染监测、水污染监测、生态环境监测、环境灾害监测等等。GIS强大的专题制图功能，可以通过直观的地图数据展示环境的变化和规律。

(1)大气环境动态监测与分析。大气环境是环境问题的重要因素，尤其是在人口密集、工业企业集中的城市。目前，许多国家和地区都在积极努力改善和恢复大气环境。在这项工作中，我们必须首先了解大气环境的特征。一是它的空间尺度大，人类赖以生存的大气层厚达数百公里；第二，空气在自然环境中流动性最好，地面是其不可逾越的固体边界。因此，大气环境的动态监测与分析最适合用GIS技术进行研究。应用GIS建立城市大气污染管理系统时，基础数据分为:属性数据，如污染物排放、人口状况、产业结构等。地理(空间)数据，如污染源分布、城市现状规划等。要将数据库分为基本类型和导出类型，我们应该更新基本数据库和导出类型数据库。利用GIS空间图形图像的显示和分析功能，可以获取各种污染物的浓度分布图，了解各种污染物的空间分布和超标情况。从事大气环境问题研究的人员在这些方面取得了很大进展，国内外都有成功的例子。比如欧洲的RAINS模型[2]是跨界SO2排放计算机管理系统，中国的“七五”环保项目“国家大气环境信息系统”[6]。众所周知的大气臭氧层“黑洞”是通过GIS和遥感技术发现的。

(2)水资源环境监测。随着工业的发展，水资源也受到了不同程度的污染。此外，随着人口的快速增长和城市的发展，许多城市出现了缺水现象。因此，加强水资源的监测和管理迫在眉睫。水资源环境的特点之一是空间信息量大，而管理和分析空间信息是GIS的优势，因此GIS成为水资源管理的有力工具，使水资源管理从传统模式进入现代动态管理模式。

GIS应用于水资源数据的监测和管理，主要是管理和分析水质数据、供水部门数据和遥感数据。GIS与计算机流域模型的结合已成为城市水资源与环境动态评价的有力工具。如Adamus和Bergman利用GIS和筛选功能分析水域非点源污染负荷分布，Richard和Host利用GIS和相关功能分析河流生物与上游土地利用和河流形态的关系[6]，中国环境科学研究院郑炳辉利用GIS定量分析昆明松华坝水库流域非点源污染[7]。利用GIS管理水资源数据，使数据资源发挥巨大潜力，增强数据管理和分析的可视性，将数据管理水平提高到一个新的高度。Hudak等人利用GIS技术对地下水监测网设计中选定的研究区域进行了详细的现场监测和分析，有利于地表和地下垃圾设施的管理，及时发现潜在污染源，加强水源井的保护，为垃圾填埋场选址提供决策支持[3]。上海市环境管理部门于20世纪80年代末开始了GIS的应用研究，建立了黄浦江流域水环境地理信息系统，具有动态监测显示、水污染过程模拟和取水口水环境管理等功能，并能对水质进行快速预测和分析(郑炳辉、刘宁。GIS支持下的流域非点源污染研究。中国地理信息系统协会第一届年会论文集，1995)。

(3)生态环境的宏观监测。中国改革开放以来，经济高速增长，但资源的过度开发利用对生态环境造成了严重破坏。为了实现我国经济的可持续发展战略，必须了解生态环境现状，解决主要生态环境问题，以保证有关决策部门对资源开发利用和生态环境保护做出合理、科学的宏观决策。由于生态环境信息具有容量大、多层次、内容广、关系复杂、空间分布和动态变化等特点，以往的调查大多是常规的、单项的生态环境与资源，监测成果的技术质量较低[8]。

GIS在环境工程中的应用，如《冯文波》第2卷第2期17在当今成熟的GIS技术下，在GIS软件的支持下，可以更加准确、直观地划分空间数据，根据空间分布特征将生态环境的属性信息和空间信息输入计算机，建立地理信息系统和生态监测数据库，从而有效地存储和管理数据。快速准确地查询、检索和更新信息，以促进数据的综合处理和重叠分析，对生态环境的发展趋势做出科学预测[9，10]。借助GIS强大的制图功能，用户可以轻松获得定位准确、内容详细的真实专题地图。生态环境信息系统的建立不仅为今后的工作提供重要的背景数据，而且可以与其他部门的相关信息系统和相关国际系统联网，形成统一的生态环境信息网络。内蒙古环境监测中心站利用遥感和环境信息技术，在内蒙古伊盟地区开展了首次生态环境调查，取得了可喜的成果，为建立自治区生态环境动态监测信息系统奠定了基础[11]。

(4)环境灾害监测与评估。灾害的发生多是突发性的，对环境造成极大污染，经济损失巨大，对居民健康和生命安全威胁极大，其危害制约着生态平衡和经济社会发展。一旦灾害发生，必须及时准确地制定应急措施，在有限的资源下，最大限度地减少灾害损失。GIS具有交互式定位、逻辑查询和与关系数据库的广泛连接能力，非常适合于环境灾害的监测和评估。对于特大火灾，消防部门可以利用GIS完成火灾事件分析，绘制火灾现场图，显示消火栓分布图、道路情况和资源分布，从而进行应急调度和路径优化。灾害发生后，可以快速调查和评估环境质量。根据新的环境监测数据，可以快速获得一定范围内的空气污染及其对居民和生态影响的等值线图。地理信息系统可以提供洪水灾害的历史、自然环境和社会经济状况的背景数据。可以对洪涝灾害发生的可能性、空间分布和危险程度进行综合分析、评估、模拟分析和趋势预测；它可以辅助防灾减灾的决策分析，提供快速的灾情评估和计算机辅助决策。中国测绘科学研究院李紫薇建立的一套以“4D”为基础的洪涝灾害遥感监测评估和保险核减技术系统也在岳阳地区投入运行。水利部陈锡川应用GIS网络分析技术，模拟分析了北京小清河蓄滞洪区居民疏散的最佳疏散路径，减少了居民的人员伤亡和财产损失，为防洪减灾提供了最有效的决策依据。

地理信息系统能够不断地更新和存储新的信息，保持数据库的有效性和现状。如果将GIS与RS(遥感技术)相结合，可以实现实时动态监测和模拟。在灾害发展过程中和灾害消除后，灾害发生的规模和速度以及灾害停止后是否有痕迹现象都可以通过遥感监测。对于交通不便、人少的地方尤其方便(，毛，龚训平等:基于“4D”的理大洪水灾害保险核损技术体系的建立，第十届全国遥感技术研讨会论文集，1997)。