chap1环境信息系统概论

第一章环境信息系统概论黎华中国武汉2014年3月16日星期日武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日2内容1.1环境信息、环境信息系统的概念、特点1.2环境信息系统的构成及功能1.3环境数据源分析1.4EIS与其他相关学科的关系1.5EGIS的应用需求分析1.6环境质量空间信息查询与处理武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日31.1.1环境信息的含义与特点环境信息的含义环境信息就是经过加工的、能够表征环境系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称，采用不同形式定性、定量、定位、定时、可视化的全面表征环境特征。（1）环境信息是环境系统客观存在的标志，也是相关因素彼此作用的表征。（2）环境信息是认识环境问题和现象的识别信号。（3）环境信息包括空间位臵、属性特征及时域特征武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日41.1.1环境信息的含义与特点环境信息的基本特征环境信息的种类、数量及时空分布与整个社会发达程度、开发利用资源的水平、经济活动对环境作用的范围、强度、频率密切相关，同时，也受到特定地区自然条件和环境系统特征的直接影响。除了具有信息的一般特征（共享性、客观性）外（1）区域分布性（2）数据量大（3）信息载体的多样性（4）动态特征武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日5环境信息的数据源野外调查地图数据地图包含着丰富的内容，不仅含有实体的类别和属性，而且含有实体间的空间关系地图分为普通地形图和专题地形图遥感数据遥感数据是一种大面积的、动态的、近实时的数据源遥感信息中既有空间位置信息，也有属性信息全球定位系统武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日6环境信息的数据输入建立环境信息的环境数据库是一项重要的任务，把地面上的实体图形数据及其描述性属性数据输入到数据库中。数据输入就是对数据进行必要编码和输入数据库的操作过程。空间数据输入、属性数据输入、属性数据与空间数据的连接武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日71.1.2环境信息系统的含义与特点环境信息系统的定义环境信息系统是以环境空间数据数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对环境相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用空间模型分析方法适时提供多种空间和动态的环境信息并应用和传播环境信息，为决策服务而建立起来的计算机技术系统。武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日81.1.2环境信息系统的含义与特点环境信息系统的特征具有采集、管理、分析和输出多种环境空间信息的能力以环境研究和环境决策为目的，以模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力由计算机系统支持进行环境数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的环境分析方法，作用于空间数据，产生有用信息。武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日91.1.2环境信息系统的含义与特点环境信息系统的分类专题环境信息系统——为特定的专门的目的服务，如环境现状调查信息系统、环境定级估价信息系统、地籍管理信息系统、环境利用规划管理信息系统环境信息系统工具——一组具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等环境信息系统基本功能的软件包武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日101.1.3环境地理信息系统的含义与特点环境地理信息系统的定义环境地理信息系统是以遥感、地理信息系统和全球定位系统技术为手段，进行环境空间信息的获取、分析、处理、存储和表达并为环境保护工作提供环境空间信息支持和管理决策依据的计算机系统。武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日111.1.3环境地理信息系统的含义与特点环境地理信息系统的特点环境地理信息系统具有以下几个方面的特点：1多技术集成特性涉及测绘学、计算机学、生态学、气象学、城市科学和管理学等多门学科。2环境空间特性环境空间数据表达的是资源环境空间实体。3动态变化特性环境及其各组成要素始终处于变化当中，所以环境空间信息具有时序性。武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日121.1.3环境地理信息系统的含义与特点环境地理信息系统的特点环境地理信息系统具有以下几个方面的特点：4广泛实用特性环境空间信息是国民经济基础信息的组成部分，是关系到全社会的基础性工作。5可视化特性直观地显示环境质量、生态环境现状及其发展变化情况。武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日13武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日14武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日15武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日16武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日17武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日18内容1.1环境信息、环境信息系统的概念、特点1.2环境信息系统的构成及功能1.3环境数据源分析1.4EIS与其他相关学科的关系1.5EGIS的应用需求分析1.6环境质量空间信息查询与处理武汉理工大学资源与环境工程学院环境信息系统的基本构成应用模型•EIS与其他相关专业连接的纽带应用人员•系统开发人员•EIS的最终用户空间数据•系统处理和操作的对象•包含空间数据和属性数据，联系紧密软件•系统的核心•EIS专业软件、数据库软件、系统管理软件硬件•包括输入设备、输出设备、计算机系统、存储设备武汉理工大学资源与环境工程学院环境信息系统的功能数据采集、检验与编辑数据的格式化和转换数据的存储、组织和管理查询和统计空间分析输出武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日21内容1.1环境信息、环境信息系统的概念、特点1.2环境信息系统的构成及功能1.3环境数据源分析1.4EIS与其他相关学科的关系1.5EGIS的应用需求分析1.6环境质量空间信息查询与处理武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日22环境数据源分析进行环境GIS建设和应用的过程，实际就是对环境数据进行采集、存储、管理、加工和显示的过程。所以有必要对环境数据源进行简单的分类介绍。按照习惯分类，常见的环境数据有以下5种：环境监测数据工业污染与防治数据生活及其他污染与防治数据自然生态环境保护数据环境管理数据环境数据分类：武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日23环境数据源分析1地表水、大气降水、海水、废水、饮用纯净水水温水质水温的测定温度计或颠倒温度法GB13195-91海洋监测规范第4部分：海水分析GB17378.4/26.1-1998-2地表水、大气降水、海水、废水、饮用纯净水流量河流流量测试规范GB50179-93-3地表水、大气降水、海水、废水、饮用纯净水外观文字描述法《水和废水监测分析方法》(第三版)国家环保局（1989）-4地表水、大气降水、海水、废水、饮用纯净水臭文字描述法《水和废水监测分析方法》(第四版)国家环保局（2002）(0～5）级5地表水、大气降水、海水、废水、饮用纯净水色度GB11903-89-6地表水、大气降水、海水、废水、饮用纯净水浊度GB13200-91GB17378.4/31.3-1998GB/T8538-1995≥1度≥0.5NTU7地表水、大气降水、海水、废水、饮用纯净水透明度GB17378.4/23.1-1998-8地表水、大气降水、海水、废水、饮用纯净水二氧化碳酸碱指示剂滴定法美国水与废水测试标准方法(20th)4500-USA≥0.1mg/L9地表水、大气降水、海水、废水、饮用纯净水pH值及酸碱度GB6920-86GB13580.4-92GB17378.4/27.1-1998≥0.02pH值单位10地表水、大气降水、海水、废水、饮用纯净水悬浮物GB11901-89GB17378.4/28.1-1998≥4mg/L空气和废水数据武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日24环境数据源分析室内空气质量标准GB/T18883-2002序号参数类别参数单位标准值1物理性温度℃22~2816~242相对湿度%40~8030~603空气流速m/s0.30.24新风量m3/(h·人)30a5化学性二氧化硫SO2mg/m30.506二氧化氮NO2mg/m30.247一氧化碳COmg/m3108二氧化碳CO2%0.109氨NH3mg/m30.2010臭氧O3mg/m30.1611甲醛HCHOmg/m30.1012苯C6H6mg/m30.1113甲苯C7H8mg/m30.2014二甲苯C8H10mg/m30.2015苯并[a]芘B（a）Png/m31.016可吸入颗粒物PM10ng/m30.1517总挥发性有机物TVOCmg/m30.6018生物性菌落总数Cfu/m3250019放射性氡222RnBq/m3400武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日25环境数据源分析空气监测数据采集武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日26武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日27环境数据源分析废水数据采集武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日28环境数据源分析汽车尾气随着城市道路交通的发展，机动车拥有量不断增加，但同时也必须注意到汽车在生产和使用过程中对环境产生了极为不利影响。如在生产过程中废水、废气和废渣的排放，在使用过程中有害气体的排放和交通噪声的影响，在车辆报废时增加的废弃物等。使用中的机动车更是城市的主要流动污染源，主要表现在对城市的大气污染和噪声污染。特别是对城市空气的污染，汽车排放的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、铅（Pb）、碳烟、苯井芘（BaP），对人体都有直接的危害。目前监测中心对主要交通路口的空气监测仍局限于每年冬、夏两次的手工定点采样监测，每年可检测机动车2万辆左右。武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日29环境数据源分析汽车尾气武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日30内容1.1环境信息、环境信息系统的概念、特点1.2环境信息系统的构成及功能1.3环境数据源分析1.4EIS与其他相关学科的关系1.5EGIS的应用需求分析1.6环境质量空间信息查询与处理武汉理工大学资源与环境工程学院EIS环境科学地图学测量与遥感计算机科学软件工程数据库技术计算机图形学CAD、CAM专家系统武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日32内容1.1环境信息、环境信息系统的概念、特点1.2环境信息系统的构成及功能1.3环境数据源分析1.4EIS与其他相关学科的关系1.5EGIS的应用需求分析1.6环境质量空间信息查询与处理武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日33环境GIS的建设必须紧密结合环境保护重点工作，为环境管理、环境监测、环境规划、环境预测、环境综合治理、环境评价和环境监理等提供GIS功能。包括：空间数据采集、空间查询、空间数据发布、空间分析、专题制图和模型应用等功能。武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日34污染控制应用环境监测应用建设项目管理应用环境规划应用环境质量远程监控应用武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日35环境质量现状评价应用自然生态现状与变化调查分析应用城市定量考核应用应急预警预报应用流域管理应用武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星期日361.6.1污染控制应用污染源分布情况,排污企业基本情况、污染物排放情况、企业的污染处理进度等情况的GIS表达与处理；主要通过地图的抓取或选择方法汇总分析区域或流域内企业的排污总量，使用户能动态查询辖区内或流域内纳污状况。武汉理工大学资源与环境工程学院2014年3月16日星