浅谈地理信息系统在环境科学中的应用

　　摘要本文主要针对地理信息系统在环境科学中的应用展开研究，先阐述了GIS的概念和功能，然后重点论述了GIS技术在环境监测、环境影响评价、环境规划等方面的具体应用，旨在将地理信息系统的应用价值充分发挥出来，给予环境科学强有力的支撑和保证，为环境科学领域提供更为广阔的发展空间。

　　关键词地理信息系统；环境科学；应用

　　在科学技术不断发展的强大推动下，地理信息系统发挥着不可比拟的作用和优势，其应用价值极其显著，尤其对环境科学领域产生了很大的影响，借助地理信息系统的应用，对于环境科学发展也具有显著的促进作用，其发展前景十分广阔。现阶段，人们对环境的重视程度越来越高，在环境科学不断发展过程中，投入了较多新型技术，其中，地理信息系统不容忽视，已经得到了社会上的高度认可和关注。

　　1GIS的相关概述分析

　　1.1概念

　　对于地理信息系统来说，作为计算机系统之一，可以促进空间数据的采集、储存以及查询检索等顺利进行，有助于对海量地理数据予以分析和处理，已经成为一大通用技术。地理信息系统的关键就在于地理空间数据库，基于计算机软硬件环境，采集和储存整个空间相关数据，所以已经成为不可或缺的技术系统。

　　1.2功能

　　对其功能进行分析，主要是指在地理数据处理工程中，GIS的作用显著

　　数据的采集和输入，也就是在数据处理系统中，实现系统外部原始数据向系统内部的顺利传输，并将这些数据从外部格式实现向内部格式的顺利转换，为系统处理提供便利性。第二，数据编辑，首先，对于图形编辑来说，主要涵盖、图形编辑、图形修饰等功能，其次，对于属性编辑来说，主要是指与数据库管理相整合，其功能主要体现在修改和删除等。第三，数据存储和管理，对于数据存储来说，要求在计算机内部或外部存储介质上，记录好数据，其存储方式与数据文件的结构之间的关系是紧密联系、密不可分的，关键要加强记录的逻辑顺序的构建，属性数据，在关系数据库管理中得到了广泛应用。第四，空间查询和分析，其中，对于数据查询和检索来说，主要是指從数据文件和数据库中，对所需数据予以查找或选取。借助GIS技术，可以对所定区域的各种现象予以有效分析。

　　2GIS在环境监测中的应用

　　环境监测，与信息的采集和处理有着密切的联系，而环境信息与空间位置的关联性极其明显，所以在环境监测中，地理信息系统得到了广泛应用。借助该项技术的应用，可以为各种环境信息的获取和存储等提供很大的便利性，并确保环境信息具有高度的全面性和准确性，为环境监测的开展助益。地理信息系统的空间分析和数据处理功能显著，要加强GIS的功能模块的应用[1]，与选定的环境监测模型结合在一起，有效处理多源环境信息，将环境演变的动态规律挖掘出来，动态化监测环境，并直观展示出环境的变化情况和规律等，将其制作程图片。

　　2.1在大气环境动态监测方面

　　在城市工业化不断发展过程中，城市工业企业数量越来越多，在城市空气中，充斥着较多的有毒有害物质，诸多国家和地区都对大气环境质量的改善予以了高度重视。对大气环境的特点进行分析，主要是指其空间尺度较大，人类生存的大气圈中，其厚度是不可想象的。空气在自然环境中的流动性较高，所以GIS技术，在大气环境动态监测方面具有较高的应用价值，以此来将监测和分析功能发挥出来。加强地理信息系统的应用，可以有效收集和整理大气污染隐患的企业和位置信息等，并加强地理信息数据库的构建。通过对GIS空间分析和数据显示功能的发挥，可以为污染物在大气中浓度分布图的获取提供便利性，从而对污染物的空间分布和超标情况予以充分了解。

　　2.2在水资源环境监测方面

　　在工农业发展中，水资源发挥的作用不可小觑，但是水源污染现象越来越严重化，而且复合型污染特点比较明显，对于饮用水产生了很大的影响，所以针对水资源环境，必须要注重监测和管理的实施。对水资源环境的特点进行分析，具有庞大的空间信息量，GIS的优势主要体现在有效管理和分析空间信息这一方面。在水资源环境监测中，加强GIS的应用，可以将水质监测数据和空间数据管理的科学性和有效性提升上来，为管理人员有效查询和修改各种空间信息创造有利条件[2]。GIS的空间分析和图标分析功能显著，可以更好地制作空间和检测数据的专题图，确保污染治理方案的制订具有高度的可行性和合理性。比如某一研究人员借助GIS技术，合理设计地下水监测网络，有效监测和分析所选研究区域的场地，不断提高管理地表和地下废物的有效性，及时将潜在污染源挖掘出来，更好地保护水源井，并且作用于填埋场选址这一方面。

　　3GIS在环境影响评价中的应用

　　对于环境影响评价来说，主要是指系统化分析和预测拟议中的建设项目实施后对环境产生的影响程度。环境影响评价，旨在对在规划和决策中考虑环境因素予以积极引导，确保人类活动具有较高的环境相容性。现阶段，环境影响评价的诸多环境问题，可以借助成熟模型来进行描述，但是这些环境模型空间数据的难度性较高，尤其在操作和显示方面，而且空间特性较为显著。借助GIS技术，可以集中整合数据和地图，加强拓扑关系的构建，为空间分析和查询各类专题图创造有利条件，并将环境质量和污染状况直观展示出来。

　　3.1在项目环境影响评价方面

　　在项目环境影响评价方面，环境信息数据库发挥着重要的作用，项目环境影响评价，要对相关环境信息予以充分掌握，如区域自然与社会经济、区域环境质量等。环境信息数据量比较庞大，而且与空间位置的关系是密不可分的。在环境评价的各种模型中，要对GIS集成与场地相关的各种数据予以应用，给予综合化分析和模拟强有力的保障，更好地分析环境质量现状。GIS的数据管理和跟踪能力较为强化，可以对环境影响评价单位和工程建设单位予以协助检查，引导单位自身将自身的职责履行到位，并将环境影响报告书的事后验证工作落实下去。

　　3.2在区域环境影响评价方面

　　对于区域环境影响评价来说，主要是指加强科学技术的原理和方法的应用，将该区域环境中与发展过程相关的人类活动、自然作用的规律予以反映。借助区域环境影响评价，旨在协调发展区域内的社会、经济以及环境等，确保与可持续发展战略规划的要求相互统一。在区域环境影响评价中，GIS的应用，可以对地理区域复杂化的污染源信息等予以管理，并对区域环境影响因素的变化情况进行统计和分析[3]。此外，叠置地理对象的功能不容忽视，将同一区域不同时段的多个环境影响因素与特征叠加整合在一起，对区域环境质量演变和其他因素的相关关系予以合理化分析，从而更好地预测区域的环境质量。区域的污染源数据关联于各种环境预测模型，加强模型预测法的应用，可以为预测区域的环境质量创造有利条件。

　　3.3累积环境影响评价

　　对于累积环境影响评价来说，主要是指针对累积环境变化的过程，应进行系统分析和评估，也就是分析和调查，对影响源和过程的累积，并解释各个影响在时间和空间方面的累积，对以往、现在的人类活动的累积影响进行预测，当然也包括对社会发展的反馈效应。结合可持续发展目标，如果具有统一的潜在发展行为的方向和内容等，应予以合理化选择。累积环境影响评价，可以将环境影响评价的时空分析范围予以拓展化，并将环境变化的时空放大作用发挥出来，所以对评价方法的能力提出了较高的要求。而GIS技术，在编辑和加工长时段区域数据的能力方面发挥着重要的作用，可以对环境影响在时空的累积特征进行有效识别，所以可以广泛应用于累积环境影响评价。

　　4GIS在环境规划中的应用

　　对于环境规划来说，主要是指调查和监测一个区域的环境现状，由于经济发展可能造成的环境变化进行预测，并基于生态学原理，要对工业部门结构和生产布局等予以调整，作为战略性部署之一，实现保护和改善环境的建设目标。在环境规划中，GIS的应用，有助于集中整合GIS空间分析技术、空间图形库，促进环境数据收集和管理工作的顺利进行，并为预测和污染控制规划方面的处理提供帮助，确保环境规划决策的过程，具有高度的直观性和有效性。

　　5结束语

　　综上所述，GIS的空间数据和非空间的属性数据管理优势显著，而且具有较高的空间分析能力，GIS可以有效编辑多种空间数据，并借助对各种专题图和统计图的分层输出，可以满足资源节约化需求，避免浪费更多的人力和财力等，同时所获取的精准度较高。在GIS技术发展中，将会大大完善环境领域中的应用范围，促进我国环境科学领域的健康发展。

　　参考文献

　　[1] 吴巧云.公众参与地理信息系统（PPGIS）在环境规划中的应用研究[J].环境与发展，2019，31（6）：17-18.

　　[2] 孙义峰，孙立娥，刘维龙.地理信息系统在环境质量综合分析中的应用研究[J].资源节约与环保，2016（12）：112.

　　[3] 何茂檀，曲偉，徐静.地理信息系统在环境应急监测中的应用研究[J].低碳世界，2016（30）：4-5.

　　作者简介：赵一蕊（2003-），女，上海七宝德怀特高级中学在读，研究方向：环境科学。