GIS在环境监测数据管理中的应用分析

孙英杰

摘 要：近年来，GIS技术取得了很大的突破，这使得GIS在环境监测数据管理分析中的应用越来越广泛。本文首先阐述了GIS的概念和特点，对环境监测与GIS的关系以及GIS在环境监测数据管理中的应用进行了探讨分析。

关键词：GIS；地理信息系统；环境监测；关系；数据管理；应用

随着环境污染问题的日益严重，传统环境监测手段已不能胜任新时期现代化管理的需要，GIS技术的发展为解决当前资源与环境问题，提供了有力的技术支撑。例如GIS以地理空间数据库为基础，在计算机硬、软件环境的支持下，将地理空间模型化并存储在计算机中，适时提供多种空间地理信息，辅助相关的地理研究和地理决策，能有效处理基于环境问题的大量复杂空间信息，使得环境监测数据的管理分析更加快速、实时、有效。

1GIS的概念和特点

GIS即地理信息系统， 是一门集计算机科学、信息学等多门科学为一体的新兴学科，它以地理空间数据库为研究对象，在计算机软件和硬件支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。

GIS （地理信息系统）特点是能把各种信息同地理位置和有关的视图结合起来，并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、Internet、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体，利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、编辑、显示、转换、分析和输出地理图形及其属性数据，且可根据用户需要将这些信息图文并茂地输送给用户，便于工程管理者对项目的分析管理、规划设计、检查验收等提供决策依据。

2环境监测与GIS的关系

随着现代科学技术的不断发展，以及信息更新速度的加快，环境监测的手段已经逐渐走向自动化，而GIS能够对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析和可视化表达的信息处理与管理，能对已有空间和属性信息进行加工处理，得出科学结论。这使GIS技术与环境监测结合成为可能，同时，GIS技术具备着引导作用，推动着环境监测工作的发展。这集中体现在：其能够将具有空间属性的多种环境监测信息管理得当，在工作中准确地分析监测管理和实践模式，便于决策，实现科学与政策标准评价的目的。GIS是环境监测工作中的技术支柱。

从另一个方面上来说，环境监测设计复杂和敞开的地表系统，而GIS为研究物质和能量在实现地理空间的运动和转化规律提供了方便准确的空间管理和空间分析手段，GIS空间数据库可实现对环境监测数据的有效管理，其形象生动的制图表达、强大综合分析功能、友好的界面交互等优点，使得到的环境过程描述更贴近实际，能够有效地解决各种环境问题，对于环境监测的发展是十分有益的。

3 GIS在环境监测数据管理中的应用分析

3.1环境质量监测

环境质量监测是环境监测工作的主体，它是对各种环境要素的污染状况和污染物的变化趋势进行监测，并且对环境污染控制措施的效果进行评价，收集与环境质量监测相关的数据评价控制措施的效果判断环境标准的实施情况和改善环境取得的进展，以此确定一定区域内环境污染状况和变化趋势。一般情况下，环境质量监测针对的是一定的区域，对该区域的水质、噪声、空气状况、固体废物等方面进行定点的、长时间的监测以掌握该区域的污染现状并且对其进行全面准确的评价，从而反映出该区域受污染的程度和污染物空间分布状况。一般情况下，监测所获得的有关数据都是在空间上离散的点，我们可以利用GIS的空间数据内插方法来准确地反应环境质量的现状。比如说，通过某监测河流上监测断面的数据对该河流的水质状况进行评价。另外，在对监测环境中的各种客体（如废弃物、水质等）进行评价时，常常与多个污染指标有关。怎样依靠这些多个单一的、包含一定空间信息的污染物指标来对空气的质量进行综合评价，我们可以通过GIS的空间叠合分析来实现它。空间叠合分析就是在一定的空间系统条件下，每次将同一区域的两个地理图层进行叠合，以此产生空间区域的多重属性特征，或者建立各种地理对象间的空间联系。前者通常可以用来搜索同时具有集中地理属性的分布区域，称为空间叠合属性；后者通常用于发现某区域内一些专题的特征，称为空间叠合统计。這样就实现了利用多个污染指标的空间叠合分析对环境质量的全面分析和评估。综上所述，为了准确地表述某一区域的环境质量，仅靠某一点的监测是不够的，只有利用GIS强大的空间处理能力和综合分析等优势，结合污染物的分布，全面统计分析监测数据，才能得到准确而客观的表述。

3.2污染源监督监测

污染源监督监测是为了掌握主要污染源在时间和空间的变化所采取的定期定点的常规性监督监测，在进行此项工作时，必须观察污染物浓度、排放总量和污染趋势，同时充分利用信息技术，通过监视网来预报、预测某一个地区的环境情况。进行污染源监督监测的最终目的，是想找出污染源，并且对其进行合理分析，找出对应的措施改善环境。要找出污染源，评价各种不同的污染源造成的污染程度，不仅仅需要监测出污染源的浓度和排放总量数据。在污染物排放量相同的前提条件下，因为地理方位存在差别，将必然导致污染源造成的污染程度与范围相差较大，因此，污染源的地理空间特性决定了对污染源的影响分析必须采用GIS， GIS与污染源监督监测相结合，使得污染源监督性监测能够根据污染源的污染类型和现有的地理数据的变化程度，从选择合适的环境模型如扩散模型、影响模型等进行预测，利用预测结果和不同时期的环境污染数据进行比较，计算给定污染物在不同时期的扩散浓度，确定其污染扩散的范围，得出污染源排放与环境污染之间的规律，预测环境污染的发展趋势，为污染源规划决策和环境质量提供科学依据。

3.3环境应急监测

GIS广泛应用于环境污染的应急监测。污染物应急监测是指对各种污染事故的污染源进行现场追踪，确定污染事故造成环境的污染程度，带来的危害等。按照它的特定目的，还可以继续划分为以下几种：污染事故监测，一旦这个区域被污染，则必须立刻采取应急措施，得出污染物的类型和污染程度、以及其扩散状况，为污染控制工作提供支持；仲裁监测，这主要是针对污染事故纠纷而言，其目的是为了解决环境监测过程中的冲突；考核验证监测，它涉及的内容相对较多，比如人员考核、方法验证和新建项目的环境考核评价及污染治理项目竣工时的验收监测；咨询服务监测，它主要是为政府部门，一些科研机构提供服务的。污染物事故应急监测的对象较多，各种污染事故都是其现场追踪的对象。在这个过程中，必须找出事故的污染程度和范围，以及造成的不良后果。只有这样，才能及时跟踪环境污染状况，及时处理一些重要污染事故。为保证应急措施符合实际，快速、高效，必须使用到地理信息系统技术。通过多方面地分析的数据以及应采取的办法，可以较快找出事故发生地位置，并通过GIS与环境模型的结合预测受到污染的地区，采取GIS的可视化功能，合理确定出污染建筑以及一些敏感单位，为应急监测、应急救援工作的决策工作提供便利。

结束语

随着GIS技术的不断发展，GIS技术在环境监测数据管理中的应用将进一步得到扩展和完善，为环境监测数据管理提供更多的技术保障。

参考文献

[1]汤世明等.基于GIS的大气污染物扩散模拟分析系统设计与实现[J].水电能源科学，2011（9）.

[2]袁庆GIS在环境监测数据管理分析中的应用[J]科技传播2014年07期

[3]黄伟峰，王清华.GIS在我国环境监测中的应用.北方环境.2012年8月第24卷第4期