地理信息系统在环境应急监测中的应用研究

何茂檀，曲伟，徐静（青岛市环境监测中心站，山东青岛266000）

地理信息系统在环境应急监测中的应用研究

何茂檀，曲伟，徐静（青岛市环境监测中心站，山东青岛266000）

科学处置突发性环境污染事故要快速掌握环境事故发生的地点、污染范围、可能的扩散面积等空间信息。本文介绍了地理信息系统（GIS）在环境应急监测中的应用，分析了地理信息系统（GIS）在应用中存在的一些实际问题，并提出相关的对策建议。

地理信息；应急监测；环境预警

1 环境应急监测工作简介

随着工业化、城镇化的快速发展，城市人口的日益集中和社会强度的增大，环境污染事故，尤其是重大突发性环境污染事故逐渐增多，环境应急监测任务也相应增加［1］。各级环保部门需要内容更为全面的环境质量数据和分析评价结果，环境应急监测己不再限于单纯的就数据论数据和简单的现状描述，而是尝试结合现状特征，分析趋势，摸清突发事件对周边环境造成污染损害的程度，为实施消除污染损害提供科学的依据。

2 地理信息系统（GIS）在环境监测中的应用

地理信息系统（GeographicInformationSystemGIS），是一门集计算机、地球科学、信息科学为一体的高新技术。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。环境污染事故应急监测工作中，合理布设监测点位，需要掌握环境污染事故的发生地点、污染范围、可能的扩散面积等空间信息和相关属性数据，GIS的空间数据管理与空间分析功能为环境应急监测工作发展带来新的契机，通过GIS技术的应用，可以实现对环境突发事故应急管理的科学化，及时高效的处置各类突发环境污染事故［2］。GIS在环境事故应急处置系统中的作用可具体归纳为下述几个方面：

（1）GIS提供污染源空间和相关属性数据的管理和查询功能，提供有效的决策支持信息。通过GIS的空间信息属性使原本具有空间属性的抽象的环境监测数据规律化，更加明确的表征不同区域的环境质量状况，可以快速摸清污染源类型，快速锁定环境事故发生的地点、初步确定污染范围、可能的扩散面积等空间信息。

（2）GIS提供污染源空间、属性数据一体化的统计分析功能，提高环境应急监测的科学决策能力。利用GIS技术提供的路径分析功能，在原先基于一维风向模型的基础上，建立起二维污染物扩散模型。将模型的数值解和GIS技术相结合，对数学模型进行模拟演示，在空间上对污染扩散进行分析，预测不同地点的污染物质量浓度和污染程度。

（3）GIS与GPS技术相结合建立应急指挥体系，提高环境应急监测的快速反应能力。当发生环境污染事故后，利用GIS技术和GPS系统的电子地图可以实时显示应急车辆的准确位置，同时可以从数据库中查找相应的应急处理措施，便于制订环境应急监测计划。一旦突发污染事故，应急人员和车辆可以迅速、准确在第一时间到达现场，最大限度地减少损失。

3 地理信息系统（GIS）在环境应急监测应用中存在的问题

由于突发环境污染事故具有不确定性和扩散性，如何在事故发生后，利用现有的可实现技术迅速对事故现场进行应急监测，在最大程度上降低事故的危害程度，成为环境监测部门极为重视的问题［3］。在环境污染事故发生后，应急监测的相关信息、命令通过系统平台迅速发布，通过GIS技术实现从指挥调度、现场处置到处置后风险评估的全过程的信息化管理，有效提升环境应急监测的快速响应能力，为污染物的有效处置赢得宝贵的时间。虽然GIS功能强大，但GIS在实际应用中仍面临以下几个问题：

（1）GIS的污染源应急监测数据库缺乏相关数据支持，还未完全覆盖现有的污染源。环境应急监测基础数据的收集、供应、更新、共享受到数据的信息化程度较低的制约。在突发环境事故后，完善的环境应急监测体系应该可以根据应急监测数据库迅速反应，而现有的污染源应急监测数据库由于开发时间较短，一些存在环境安全隐患的企业基础数据尚未及时更新，在一定程度上限制环境应急监测预警体系发挥应有的作用。离建立先进的环境应急监测预警体系的要求还有较大的差距。

（2）GIS的环境监测数据与地图信息相关联性需进一步加强，综合运用GIS技术开展环境应急监测实际问题的能力还需继续提升。在环境应急监测的实际工作中，GIS系统必须根据突发环境事故的污染类型和现有地理数据的变化程度，选择合适的环境模型进行预测，计算特定污染物在不同时期内的扩散浓度，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。GIS技术目前在环境应急监测中的应用尚停留在功能简单的叠加、拓扑和分析应用阶段。

（3）GIS的应急监测技术的培训不及时到位，应急监测人员缺乏扎实的环境应急监测信息技术的业务能力和知识，由于日常例行监测工作任务繁重，应急监测人员没有过多的精力去深入研究应急监测GIS的操作和实际应用，运用信息技术开展各类现场监测的能力不强，在实际的应急监测工作中，运用GIS技术开展空间分析、污染源预测、环境状况预测、环境容量计算等分析预测的能力还需继续提高，不能完全做到“说得清污染源状况、说得清环境质量现状及其变化趋势、说得清潜在的环境风险”。

4 加强地理信息系统（GIS）应用的几点建议

地理信息系统（GIS）是用于建立、编辑图形和地理数据库并对其进行空间分析的功能强大的工具集合，已经广泛应用于多个领域。随着环境公共服务水平的不断提高，环境应急监测工作的重要性日益凸显。GIS技术的加入为环境应急监测领域的发展带来新的契机，能够管理各种环境资源数据，并能有效的将相关信息应用于环境应急监测的实际应用中，为环境管理决策提供多方位、多形式的技术支持［4］。GIS在环境应急监测中的应用应在以下几个方面进行加强：

（1）建立基于GIS平台下的环境应急监测综合信息系统，实现对突发环境事故的应急监测的信息化。在环境污染事故发生后，应急监测的相关信息、命令通过系统平台迅速发布，利用GIS系统的专业地图功能，迅速将污染源数据以图表和空间分布的形式显示在电子地图上，实现从指挥调度、现场处置到处置后风险评估全过程的信息化管理，有效提升环境应急监测的快速响应能力，为污染物的有效处置赢得宝贵的时间。

（2）提升GIS的环境应急监测的分析预测能力，为环境应急管理的科学决策提供可靠的技术支持。开展多系列、多层次的污染物排放现状和环境质量预测趋势分析，利用GIS技术提供的路径分析功能，建立起二维污染物扩散模型。将模型的数值解和GIS技术相结合，对数学模型进行模拟演示，在空间上对污染扩散进行分析，计算不同地点的污染物质量浓度和污染程度。在总结时空分布特征与变化规律的基础上，科学预测污染源环境质量现状及其变化趋势。

（3）充分整合应急GIS的资源优势，完善污染源企业应急监测基础数据库。根据全市的自然地理条件与产业结构布局特点，建立覆盖全市范围的环境安全风险企业的基础数据库，定期进行动态更新与维护。加强对环境安全隐患企业的排查和监督检查，确保在环境应急监测中，能及时查询到污染源特征污染物的种类，科学预测污染物的浓度和危害范围。

（4）加强应急监测人员的业务培训，打造一支反应迅速，快捷高效的环境应急监测队伍。通过组织集体学习培训，使应急监测人员熟练掌握基于GIS平台下的环境应急监测系统的操作方法，定期组织有针对性的应急模拟演练，通过组织应急演练切实提高应急监测队伍的快速反应能力，在演练中不断提升应对突发环境污染事故的监测能力和水平。

［1］夏晓玲，张宇波，周黎宁.环境应急监测中的信息系统建设.环境研究与监测，2014（2）：9～13.

［2］唐云逸.地理信息系统在环境领域的应用.科学咨询：科技·管理，2015（3）：63～64.

［3］徐国津，杜宇峰，赵建平，朱坚.新形势下突发性环境应急监测存在的问题及对策研究.环境保护，2016，44（11）.

［4］李瑾.地理信息系统在环境保护上的应用.电脑知识与技术，2014（20）：4929～4930.

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A

2095-2066（2016）30-0004-02

2016-10-10