地理信息系统（GIS）在环境管理工作中的应用

摘 要 环境管理工作中的数据信息具有广泛的空间性，每个污染源、采样点均有特定的地理位置。地理信息系统（GIS）应用到环境管理中，使环境保护接收到更全面、及时、准确和客观的信息。本文从地理信息系统的基本概念出发，介绍了ANDES公司将GIS应用到环境管理领域中的几个实例，包括数据管理、图库应用、环境监测、生态分析、环境应急等方面。

关键词 地理信息系统 环境管理 环境监测 生态分析

一、引言

随着科学技术水平的不断提升，各种现代科技在环境保护中的应用也逐渐广泛起来。地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是以采集、储存、管理、显示和分析地球表面与空间、地理分布有关数据的综合计算机信息系统，是一种分析和处理海量空间数据的技术。在资源管理、规划设计、灾害监测、医疗卫生等方面都有广泛的应用。

二、GIS在环境管理中的应用

企业环境管理的一项重要工作是采集和处理大量的环境信息，而环境信息85%以上都与空间位置有关，在地理信息系统的技术支持下，研究者可以方便地获取、存贮、管理和显示各种环境信息，从而对环境进行有效的监测、模拟、分析和评价，为环境管理工作提供全面、及时、准确和客观的信息服务和技术支持。[1]目前，在我国石油石化行业，将GIS应用到环境管理工作中的实践不多，环境管理中的数据采集、处理、应用的信息化程度不够，影响到环境管理范围的广度和深度。本文将以位于南美洲厄瓜多尔的中资石油企业ANDES公司为例，介绍GIS系统在公司环境管理工作中的几个应用。

（一）“大数据”应用

环境管理部门要从事繁重的环境数据管理，需要有先进的信息管理技术，将基础的调查数据、地理要素、专业图件和科学试验数据有效地管理起来，为统计分析、自动制图和档案更新服务。[2]GIS出众的功能之一，就是它对空间数据采集、编辑、整合的强大处理能力和对相应空间数据的系统管理能力。例如，环境质量信息数据库、污染源空间信息数据库等结合其他地理位置信息进行处理和分析，建立起综合性的“大数据”库。ANDES公司依靠GIS建立了作业区内自然保护区边界数据，污染物作业区内分布数据，原油污染土壤空间分布数据，应急溢油控制点数据，噪音、空气、废水的监测数据，作业区内私人土地分界数据等。所有数据可以时时更新，一次汇入、多次产出，极大提高了工作效率。ANDES在建设新的井场时，会利用GIS调用各种数据信息，比如新建井场周边植被的疏密、跨越湿地的面积、占用多少私人领地等数据，综合平衡后选择对环境破坏性最小的路径进行井场和道路建设，有效保护了地表生态环境，减少了因占用私人土地而花费的补偿费用。

（二）专题图库应用

环境数据信息空间展布范围大，应用GIS地图数据库制作各类环境专题图并汇集成专题图库，可以直观、快捷地掌握环境污染在空间上的分布情况和变化趋势。GIS地图数据库还可以根据不同的需求输出各类专题图，如污染源分布图、空气质量功能区划图等。ANDES公司利用GIS绘制作业区三维地表成像专题图，为勘探开发部门提供井位决策参考。公司在编制新井场建设环评许可的时候，井场的选址既要符合生产要求，又要考虑后期建设对原始地貌的毁坏程度，如果开发程度对地表生态破坏太大，环评许可很难获得。而三维地表成像图可以直观地反映出选址处的地表立体结构，公司的井场建设尽量避开动用土石较大的地点，选择地势相对平缓的地方。这种应用节省了工程造价，降低了地表生态破坏，有利于后期的环境修复，对获得作业环评许可起著重要作用。

（三）动态环境监测

GIS中的遥感技术可以为环境监测研究人员提供准确的污染源分布，污染源扩散条件、扩散范围等情况。根据被监测污染物质或与其直接相关物质的最大吸收波长，来进行大范围的污染物定性、定量分析。而污染源的地理位置坐标则可以用GPS进行定位，通过地学编码和环境数据实时采集系统，实现动态连续监测。[2]ANDES公司依靠GIS系统，已经实现对作业区内的空气、废水、噪音等方面的动态监测。

（四）生态分析应用

GIS系统还可以用于对生态现状的分析，如利用GIS可以比较精确地计算水土流失范围、植被破坏程度、荒漠化面积等，也可以通过客观评价生态破坏程度和波及范围，为生态环境治理提供科学依据。[2]ANDES公司利用GIS卫星成像，可以开展地表植被分析、湿地面积分析，可以时时监控森林清障和地表植被恢复进展。通常，资源国政府和社区居民会认为石油公司作业对当地的生态环境造成了巨大破坏，以此为由提出索赔。ANDES公司通过GIS系统，绘制作业周期内不同阶段的地表植被变化情况，计算出由于公司作业实际造成的生态影响面积。数据显示，公司所造成的地表生态破坏面积只占0.12%，多数破坏面积都是社区民众因生活开垦所造成的，有效回击了众多无理索赔要求。

（五）环境事件应急

GIS技术应用于环境事故应急处置系统，可使环境事故应急管理和环境事故应急处置水平上升到一个更高的层次，并可以使环境基础信息与环境管理信息以及模型分析结果以可视化的图形、图像方式呈现给决策管理人员，提高环境应急管理工作效率。[1]ANDES公司将GIS应用于环境溢油事件管理中，将作业区内所有溢油控制点的地理位置、地表形态、溢油处置装备、监控河流的水流速度、风速、溢油扩散速度等汇总模拟出可视化的场景，为快速处置溢油突发事件提供了技术保障。

三、结语

在“大数据”时代，GIS系统可以为空间数据管理者提供高效、便捷的技术支持。GIS在环境管理领域中还有许多待开发的应用，尤其是我国石油石化行业，加大GIS系统在环境管理领域的应用，可以提高环境管理人员的工作效率，扩大环境管理的广度和深度。同时，还可以将环境管理与生产经营紧密结合，为工程施工提供决策支持，降低了生产运营成本，规避不必要的经济损失。

（作者单位为中国石化集团国际石油勘探开发有限公司）

[作者简介：刘巍（1981—），男，山东烟台人，理学硕士，2007年毕业于中国石油大学（北京）地球化学专业，中级职称，从事HSE管理工作。]

参考文献

[1] 黄菊.地理信息系统在环境保护中的应用[J].环境与可持续发展，2012（3）：110-111.

[2] 杨帆，孙水裕.地理信息系统（GIS）在环境保护中的应用[J].科协论坛，2009 （10）：128-129.endprint