浅析GIS在环境科学中的应用

吕莉莎　浦生超

（1.东北师范大学环境科学研究所，吉林长春　130000；2.吉林东北煤炭工业环保研究有限公司，吉林长春　130000）

浅析GIS在环境科学中的应用

吕莉莎1浦生超2

（1.东北师范大学环境科学研究所，吉林长春130000；2.吉林东北煤炭工业环保研究有限公司，吉林长春130000）

作为重要的空间信息系统之一，GIS（地理信息系统）能够对空间数据进行收集、存储、分析、管理等一体化的服务，该技术伴随着计算机及网络信息化的发展，已经被应用到越来越多的领域。本文首先分析了GIS技术在数据输入、数据处理、空间分析与统计及地图显示与输出等方面的突出特点，阐述了现阶段GIS技术在国际上环境科学中的应用，具有一定的实际借鉴意义。

GIS环境科学特点数据信息应用

随着地球环境的日益恶化，人们越来越希望能够通过现代化的技术手段加强对环境的监测与管理能力。上世纪中旬以来，空间技术发展迅速，且带动了相关领域的创新。GIS是集数据收集、贮存、分析、管理、输出为一体的综合的系统，对于环境科学的数据及信息处理作用十分突出，并且能够为相关地理研究工作的开展提供便利。由于其应用范围广、数据处理能力强，而且能够对可能出现的地理环境问题作出预测，而受到社会各界的广泛关注，特别是地理科学工作者的关注。因此，笔者认为十分有必要对GIS在环境科学中的应用进行分析，以期能够更好地帮助我们分析各个环境要素之间的关系，及其人类社会对环境的影响，进而有针对性的采取相应措施保证人类生存环境的健康与生态系统的良性循环。

1　GIS特点

1.1数据输入

数据输入需要相关人员对通过GIS技术获取到的原始数据进行提炼与整理，并统一输入到相应的表格或者系统中，并根据既定的参考坐标系统对数据信息进行编码、转译成计算机能够识别并处理的数据。实际的GIS技术的数据输入时，已经不再是传统的数据录入或图形扫描的形式，而更多是通过卫星遥感与全球定位系统相结合的方式收集和输入数据信息。

1.2数据处理

GIS技术通过对数据进行编辑、综合分析、转换等流程将数据处理打包成为空间数据库，而且各类数据之间构成了拓扑关系图。GIS对数据存储时主要是根据地图特点，利用分层技术辨识栅格化数据和矢量图，然后进行分类存储，并将各个元素信息综合叠加就可以形成人类研究所需的地图信息。

1.3空间分析和统计

空间数据分析与统计已经成为GIS技术的一个重要发展方向，也是GIS受到地理工作者追捧的重要原因。通过空间分析能够及时更新各种地图要素的关系，有利于专门问题的分析与解决。

1.4地图显示与输出

地图是地理特征的主要表现形式之一，利用GIS技术能够将获取的地理环境信息通过图像、表格、动态视频等方式展现出来，并利用相应的计算机软件对屏幕显示出来的地图进行一定比例的放大或缩小，甚至能够清晰的找到所需地理位置。另外，还能够利用相应的打印设备将处理好的地图进行输出。

2　GIS在环境科学中的应用

2.1RS、GPS结合进行空间数据挖掘

3S技术已经被普遍应用到各大研究领域，特别是在地理环境方面的区域研究。其中，RS与GPS技术相结合能够快速发现可能出现的生态问题，并对导致各种生态问题产生的因子进行分析，找出其作用关系，从而为解决该类生态问题及空间影响提供便利。在实际的空间数据模型建立和挖掘过程中，压力—状态—响应—模型是最为常见的一种关系模型，它能够真实、之观点的反映出环境现状，帮助进行生态环境评价，有利于相关人员及时发现气候变化、植被覆盖率的变化等。

2.2环境信息服务

随着计算机技术及通信网络的不断发达，地理信息系统的信息服务能力越来越强。开放式、交互式的地理信息系统能够实现系统内部及系统间的信息传播和共享，大大提高了地理信息系统的开放性、可复制性、可扩展性、操作性、协同性等。地理信息系统的适应范围不断增强，涉及范围不断广泛，而且使用方便，能够构建交互式的分布数据库，并加强信息交流。而网络地理信息系统则你用了信息网络化技术，能使发布的环境信息通过网络快速传播，并为社会用户提供在线浏览、查询或下载支持与服务。

2.3环境监测

国外学者在设计地下水空间及监测网的过程中应用GIS技术对所处地域的场地空间进行实时的监测，并反馈数据，能够对地下水空间的地标环境及地下的废物情况进行有效管理，辅助地下水的监测工作的开展。一旦监测到污染物，就会通过相应的系统设定，自控开启对水源地段的控制和保护，并将监测到的信息数据反馈并提示相关的部门及研究人员进行防污排查。相关人员就可以有针对性的对重点水流的水质进行筛查，及时找出河流污染的源头，并进行综合的评价与分析，进而为政府及有关部门的决策提供参考依据。在处理好污染事故以后，利用GPS等定位系统还能对污染源头进行即时的监测和管理，大大提高分析效率和污染预报的准确度。

2.4环境评价及预测

GIS拥有强大的空间分析功能，可以对多种数据类型，比如空间信息、环境数据等进行动态的监测与分析，有利于环境监测及评价工作者综合应用环境质量数据、污染源情况、河流农药负荷图等数据信息进行分析，并通过数学模型或空间模型的构建来更好地完成环境评价、空间规划、环境监测与管理等工作。比如，国外现在已经可以应用GIS技术快捷的构建污染路径图、环境数据库、污染模型等，并充分挖掘GIS的空间分析功能，不断解决国内环境监测与治理问题。另外，随着GIS技术的革新，它还能更科学的模拟地下水杀虫剂作用、污染物的迁移情况等，并且已经成为国内外很多学者的主要研究方向。国内的研究学者也逐步对污染物的浓度分布进行分析和探索，并利用较为先进的拟合法等掌握污染物的超标量及空间作用。而在农业发展方面，GIS技术还能够对土壤的侵蚀程度做出精准的模拟与估算，及时掌握土壤利用的变化情况。

3　结语

科技的飞速发展让环境科学发生了翻天覆地的变化，现代化信息技术的应用也让环境科学的研究更加深入。相关人员不应当停下前进的脚步，努力探索相应的措施，提升技术含金量，让信息技术帮助环境科学获得更大的发展空间。

［1］熊敏.GIS在环境科学领域中的应用与研究［J］.四川建材，2014，02：124-126.

［2］袁庆.GIS在环境监测数据管理分析中的应用［J］.科技传播，2014，07：123+119.

［3］黄伟峰，王清华.GIS在我国环境监测中的应用［J］.北方环境，2012，04：228-230.