地理信息系统技术在环境科学中的应用

杨佳晓

摘 要：随着GIS技术的不断发展，其在环境科学领域中的应用也愈发广泛。本文采用系统分析法对GIS技术在环境科学领域中的各个方面的应用现状进行了深入地研究与分析，并对该技术的应用前景进行了探讨与展望。研究表明，GIS技术在环境预报、环境监测、环境管理以及环境影响评价等各方面均得到了高效应用，涉及到的相关问题也均得到了有效解决。

关键词：环境监测;环境规划;地理信息系统技术;环境科学

1地理信息系统综合概述

1.1地理信息系统的概念

就目前来看，GIS地理信息系统的应用已涵盖到了各大领域，无论是理论研究，抑或是实践应用均获得了较大提升。GIS地理信息系统是一项基于计算机软硬件技术以及地理空间数据库，通过对空间数据库进行采集、分析、显示、管理、操作，同时借助地理模型分析法对空间以及动态地理信息展开分析与加工的技术。该技术在环境保护领域得到了有效应用，能对环境进行客观有效的评价。地理信息系统是在计算机软硬件共同支持下，联合数据管理系统技术软件共同组成的空间信息系统，已成为当前各领域不可或缺的空间信息系统。其一方面可以对整个地球表层的地理数据进行系统分析，另一方面还可以对包括大气层在内的空间相关地理分布数据进行分析。总而言之，GIS地理信息系统是一项建立在地理空间数据库以及计算机系统基础上，对地理信息进行高效准确地采集、分析、描述、储存、管理、运算等的现代化空间信息系统。

1.2地理信息系统的功能

GIS地理信息系统的功能即该技术在地理数据处理以及应用中所发挥的效用，包括地理数据采集与输入、数据存储与管理、数据运算与分析、图形和图像处理等常用功能，以及地形表面操作、拓扑叠压、缓冲区域分析以及地理投影变幻等特色功能。就目前而言，不少地理信息系统产品都具备用户操作、投影成像意见及通讯开放等功能，该技术的应用因此更大众化、便捷化、高效化。

2地理信息系统技术在环境科学中的具体应用

2.1GIS技术在环境管理方面的应用

长期以来，环境管理均受到数据错综复杂、难以系统管理与分析等问题的限制，GIS技术的发展与应用打破了这一限制，解决了环境管理中涉及到的数据难题。GIS技术通过对数据进行采集、描述、分析、运算等操作，将环境统计数据以及环境质量数据展开有效分析与处理。此外，GIS技术还具备对环境管理数据进行科学分类的功能，如社会经济数据类别;水资源、大气资源与质量类别;生物资源以及噪声等类别，对环境各类因素进行了系统化、组织化的管理。GIS技术在环境科学中的应用使得环境科学规划的可行性与有效性得到了提升，同时节省了大量的人力、物力资源，缩短了环境科学管理与规划的耗时。

2.2GIS技术在面源污染方面的分析

近几年来，我国经济迅猛发展的同时，环境、大气污染等问题也愈发难以忽视。要实现可持续发展的目标，当务之急是要处理好环境污染问题。环境科学将目前的污染问题统归为面源污染问题，即污染范围较广、成因较为复杂，需要区域联防联控的一类污染。如今，GIS技术的诞生、发展与应用将成为研究面源污染有力武器。例如，针对某一污染河流水质展开研究与分析，可借助面源污染模型联合地理信息系统技术综合分析，既可以有效生成图形类分析结果，还可以准确反应出污染严重程度与易受侵蚀区域。此外，最后还可以借助GIS的评价功能对河流进行面源污染评价，使环保部门的面源污染治理工作的开展有据可依、高效高质。

2.3GIS技术在水文环境研究方面的管理应用

GIS技术对地表、地形、大气等环境要素的管理与分析成效显著，对水文环境的管理与分析所发挥的作用也不容小觑，即利用GIS技术中关于水文环境的特定程序对某一区域的水文环境展开综合分析与处理。例如，可将栅格型地理信息系统同有限元方法联合支持暴雨径流的研究，可以有效分析出洪水泛滥以及高径流量情况并可生成清晰的图形，进而可模拟出该区域洪灾对区域内地标物质的影响，并能够依次作为水坝或是泄洪地点的选择依据。除此之外，GIS技术还具备建立科学系统的水文数据的功能，如降雨量、降雨周期、地址数据降雨情况以及含水层等数据的采集、描述、分析、处理等。这些数据的收集与处理为工程部门的工作开展提供了科学有效的依据。

2.4GIS地理信息系统在监测网络系统中应用

一般来说，要评价某处环境受到污染源污染的程度，不仅要对综合样品浓度、排放数据进行研究，还要考虑不同地理空间环境条件信息、天气条件等信息。GIS技术实现了对污染源的地理空间环境信息展开分析的功能，所以也能实现将数据在一定空间范围内分布，加强环保网站的功能，通过对区域单位监测网络的不断完善，能充分发挥并提升各级环境监测站的监测能力，为环境保护水平的提高提供了技术支撑。

2.5GIS地理信息系统在大气污染监测与管理中应用

GIS技术还能用于研究环境污染物容量区，甚至能直接描述出城市与区域的环境。气象环境因素的干扰，使得同一污染物的污染程度以及所污染的范圍有所差异。就目前来看，在大气污染监测与管理中，采用定量分析与空间分析相结合的GIS技术来控制大气污染源的监测和污染排放成效显著。GIS技术不仅能整合数据和图形的空间分布，还能提供数字与空间思维支持。对比传统地图分析方法，GIS技术能更快捷、更有效地对数据展开定量分析。

结语

近几年来，随着GIS技术的逐步完善与升级，其在环境科学中的应用也越发普遍，包括环境管理、监测、影响评价、水文管理、面源污染等方面。GIS技术在环境科学领域中的应用一方面使得环境科学管理与监测更高效高质，另一方面也使得环境科学相关工作的开展更有据可依，从技术上为我国实现可持续发展提供了支持。笔者建议，应大力推广GIS技术在环境科学中的应用，使其充分发挥在环境保护、环境污染治理中的作用。

参考文献：

[1]马宇航，高志英，侯晶晶.地理信息系统技术及其在环境科学中的应用[J].黑龙江科技信息，2015，35（3）：101.

[2]张则飞.海洋地理信息系统的应用现状及其发展趋势研究[J].城市建设理论研究，2014（11）：125-127.