gis系统在城市环境保护领域中的应用-精品论文

GIS系统在城市环境保护领域中的应用摘要：介绍了城市环境地理信息系统(统称城市环境GIS)的基本概念、产生背景。阐述了城市发展过程中对生态环境的影响问题，从环境地理信息系统、城市的生态环境等方面进行了论述，指出城市的可持续发展必须使环境目标和经济目标相协调，指明了环境GIS的应用情况及发展前景。关键词：GIS空间信息生态环境，信息系统，污染，发展Abstract:thispaperintroducestheurbanenvironmentgeographicinformationsystem(GIS)(hereinafterreferredtoastheurbanenvironmentofthebasicconceptsandbackground.Intheprocessofcitydevelopmentofecologicalenvironmentproblems,fromenvironmentalgeographyinformationsystem,theurbanecologicalenvironmentetc,pointsoutthatthesustainabledevelopmentofthecitymustmakeenvironmentalobjectivesandeconomictargets,indicatestheapplicationofGISenvironmentanddevelopmentprospects.Keywords:GISspatialinformationenvironment,theinformationsystem,pollution,development一、城市现状城市是人类对自然有效占有采取的一种集约化空间组织的形式，是随着人类社会大分工的产生而产生，随着生产力和生产关系的发展而发展。原始时代，人类聚居，“山之阳，水之畔，洞穴而居繁衍后代”。为了生存、安全和部落争斗四周筑墙形成城池或城堡，逐渐形成集军事、政治、经济、文化、科学技术于一体的中心。从城市发展的进程中人类总结出“生态环境和城市共存”是城市可持续性发展的客观规律，现代化的城市对大自然，对人类社会生态环境的各个领域都产生了强烈的影响，有些影响对人类生活、生产、经济文化的发展即社会发展起到了正效应及促进和推动作用。另一方面则是负效应使自然环境恶化，生态破坏，危及人类健康的生活和城市的生存。1）水资源缺少趋势十分严峻。2）城市空气污染严重。3)风沙泛滥，日益严重。4)森林消失，荒漠加剧。5）电子产品垃圾的污染其严重性不容忽视。二、地理信息系统(GeographicInformationSystem简称GIS)是一项以计算机为基础的新兴技术，l)、GIS的基本概念及其产生背景围绕着这项技术的研究、开发和应用形成了一门交叉性、边缘性的学科，是管理和研究空间数据的技术系统。城市环境地理信息系统及其它相关信息技术在城市环境管理与决策中的应用，在于它利用地理信息技术将城市环境系统中地理环境的组成要素及其相互关系映射到信息空间(Cyberspace)，建立城市现实地理环境的空间信息模型，构造一个与现实城市环境相对应的虚拟“数字环境”，为城市环境保护的管理与决策提供信息服务。基于GIS的城市交通大气污染影响评价系统是在城市交通噪声影响预测、评价与管理等方面的应用的基础上，通过二次开发将城市交通大气污染影响预测与评价模型纳入GIS系统，建立基于GIS的城市交通大气污染影响评价模型工具，为城市交通大气污染影响环境评价、环境管理和环保投资提供科学的辅助决策信息。因此，设计一个操作简单，提供交互式和可视化环境，使复杂模式与数据处理对用户透明的环境管理地理信息系统已是势在必行。2)、GIS在环保中的应用环境管理地理信息系统对环境管理中的各种专业数据实施强有力的分类管理，根据环保部门的实际应用要求，不仅能够对影响环境状况的各种要素进行分析，而且能通过污染源、监测点的详细资料，对整体环境的状况进行分析、监测。环境管理地理信息系统的推出，使环境管理部门从日常繁重的图数查询和手工分析、制图的工作中解脱出来，使管理者有了充裕的时间去进行环境污染源的监督、查处、环境保护计划的实施以及环境规划的制定等工作。具体的可以把它细分为如下功能。(1)在环境规划方面。通过分析周边的地理、交通、建筑的状况，合理规划城市环境。在GIS系统中可以方便的实现土地丈量、信息查询、绿化分析、排污渠道分析等。(2)在环境监测方面。可以配合环境监测数据采集系统，在GIS系统中清晰的显示、分析监测点的环境变化情况和趋势，可以进行监测点信息查询、监测点点位分析、等值线分析，区域噪声、功能区噪声、交通噪声、环境噪声浏览等。(3)环境专题图的制作。将环境分析中的指标或数据投影在空间地图上，用不同的颜色代表指标的范围。同时可以配合统计分析，用图表的方式将某地区的环境状况，以及和其他地区的对比清晰的在地图上反映出来。(4)在环保系统中相关的查询可以实现对地理位置，周边环境，环境指标等各项查询工作，结果在地图上清晰的显示出来。(5)环保系统的统计分析功能。污染物排序分析、污染源历年报告、污染源缓冲区分析、污染源区域分析、污染源水系分析、大气环保预测、三维地貌显示、等标负荷分析等。(6)环境影响评价。通过周边环境的变化，评价环境改造后产生的社会和经济效益，或进行分析和预测。(7)突发污染事故分析。分析污染源周边地形信息，迅速判断污染的范围，确定紧急防护措施。分析污染事故周围的水源的流向，到达范围，进行相应的处理。(8)新项目环保业务分析。可通过定位查询、条件查询、区域查询等实现新项目的调查，从而确定业务范围。(9)总量控制。可通过图面查询、条件查询、选择排序、汇总统计来确定总量发展趋势，确定控制目标。(10)环保投诉。可通过GIS系统反映出投诉人的地理位置、周边环境状况、交通状况等，以最短的时间到达投诉现场；同时查询被投诉对象所处的地区状况，在系统中分析被投诉行为产生的后果，从而以最快的速度制定解决方案。三、城市环境地理信息系统的建立为城市可持续发展提供了有利的保障如前所述，城市现代化的过程就是工业、服务业和人口的转移和集中的过程，同时也产生许多特有的原发性环境问题。人口聚集造成生存空间狭小，环境容量降低，交通工具数量增加，道路的负荷增大，交通拥挤，汽车尾气和噪声污染加剧，建筑垃圾、生活垃圾数量巨增，白色塑料污染等大大增加．城市环境的压力、工具运输业、农业等各行业的经济活动对自然资源土地、能源等等开发和利用强度必然增强，对生态环境破坏日益加大，废水、废气和固体废弃物等污染物排放量增加，因此城市化和保护城市环境已成为城市规划建设和发展的焦点问题。城市环境地理信息系统是建立在现代化的最新科学成就的基础上，利用计算机技术空间卫星定位技术、卫星航空航天遥感摄影技术及网络多媒体等方面的技术，不仅可以方便地获取、存贮、管理和输出各种环境信息而且可以对环境进行有效的监测、模拟、分析和评价，从而对城市环境资料提供全面、及时、准确、客观可靠的信息。这些信息可以为城市有关部门和政府提供直观形象的可视化空间三维数据并方便迅速地了解城市的环境背景、污染物排放、处理的水平、污染来源于何方、环境监测、预防等对整个城市及时作出环境的评价。同时这个信息系统也可以迅速、准确的获取自然灾害的动态信息、连续的信息。因此在目前我国城市环境问题较多、较突出的情况下，规划城市建设和发展城市，城市环境地理信息系统不但十分必要而且是十分迫切，对于城市环境的保护、监测和管理都将有巨大的作用。四、环境GIS的现状与发展遥感应用信息源，目前，主要依靠国外遥感卫星，信息源的缺乏是国内空间应用及“数字中国”建设中的一个瓶颈问题。对地观测技术除粗分辨率的气象卫星之外，国内至今还没有自主的、系统的、端对端的空间遥感能力，信息获取和综合应用的自由度受到极大限制。现阶段，政府GIS往往只有系统建设投资，而没有运行与维护的费用，缺乏GIS信息服务收费的配套政策与标准，政府GIS中心往往作为事业单位甚至自收自支的事业单位存在，在经济上缺乏保障。另外，许多城市决策者还没有真正认识到城市GIS在城市管理与决策、城市投资软环境改善中的重要性，对城市环境GIS并没有引起足够的重视，忽视城市环境GIS这种无形的信息基础设施建设。总之，国内城市GIS多年的自由发展，已经积累了许多经验和暴露了一些问题，现在到了需要规范化的时候，要尽快建立城市GIS的一些法规、标准和制度，从体制根本解决问题。五、结语21世纪“城市数字化”的来临说明了现代化的高科技信息产品本身的全球化、多极化和网络化加快进入城市领域。数字化技术、信息化技术已经不同程度的渗透到各行各业各个部门。到了21世纪人类将进入信息社会，信息社会是以知识经济为基础的社会，谁拥有知识和拥有掌握知识的人才谁将主宰世界。但人们在社会发展的过程中又见到了另外一个方面，随着国民经济的增长，环境恶化的势头与时俱增。经济增长却很难跟上污染发展的速度。夏威夷大学和新加坡研究所的研究人员发现20世纪90年代，印尼、泰国、菲律宾等国的空气污染速度已经是经济增长率的2倍～3倍，亚洲开发银行的报告说亚洲地区空气中悬浮微粒污染突出是世界平均值的2倍，是发达国家的5倍，亚洲河流中有机污染物是世界平均值的1．4倍，是世界卫生组织所规定标准的50倍。由于灌溉和排水设施差导致的盐碱化和涝灾，亚洲损失了超过1．3亿hm2的可耕地。集中在中国、印度和巴基斯坦。东南亚半干旱地区还有7400万hm2的土地变成沙漠，由于砍伐森林，亚洲的森林每年以1％的速度消失，还有数以百计的物种随着消失，人们依赖生存的生态资源面临着严重的危机。亚洲开发银行告诫亚洲，极需重视可持续发展必须使环境目标和经济发展目标协调一致，要制定能为后代保存资源的长远政策。数字城市为决策者提供丰富的现实性的城市空间信息，决策者应高度重视和用好这些宝贵的信息对城市统筹兼顾，合理利用人口资源、生态环境，既要金山、银山，更要绿水青山。