（四川大学，四川 成都 610041）
摘要：地理信息系统(GIS)从信息学的角度，对地球表层的部分或全部的空间地理分布数据进行分析和判断。该文通过对地理信息系统概念的介绍，研究、归纳了GIS在环境科学研究方面的应用，将GIS 应用于具有综合性、复杂性等特点的环境科学相关研究领域的潜力非常巨大,在环境规划、环境影响评价、环境监测等多个分支学科中拥有广泛的应用前景。
关键词：地理信息系统；环境科学；应用；展望
1.前言
环境科学中研究的对象是水、大气、土壤和生物等，揭示人类生存活动对环境会造成的影响和它们之间的相互规律。而地理信息系统与环境科学在研究对象和方法上存在共同性和互补性，环境保护中极为广泛地应用遥感和地理信息系统，进行信息的采集、环境的动态监测、环境管理及突发性事件的处理等更需要其加以勘测和表述。1987年底，中国国家计委和中科院建立的资源与环境信息系统国家重点实验室通过国家验收，由此在我国展开了地理信息系统技术在资源与环境方面的研究。
2.GIS概述
GIS（Geographic Information System）即地理信息系统，其定义主要由两部分构成。一方面，GIS是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，GIS也是一个技术系统，以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息以便进行地理研究和地理决策服务。
GIS可以根据若干原则来分类，例如:所完成的任务、目的、专业类型、系统功能、用户类型、行政等级、空间数据模型、数据结构、地理范围和系统操作难易程度等，例如按照其空间数据模型的不同，可将GIS软件分为：栅格、二维拓扑矢量、数字高程模型(DEM)、不规则三角网(TIN)、三维模型、时序模型等。
3.GIS在环境科学研究中的应用
环境科学中, GIS应用领域包括环境影响评价、废弃物管理、环境修复、植被制图、自然资源管理、环境政策评估、地下水与土壤水模拟和环境污染物追踪等【1】。
3.1环境监测
将GIS 技术引进到环境监测系统中可以实现以下技术的操作：空间的查询，查询要素主要有大气污染程度、空气质量状况、水资源的现状等；属性查询：要素是污染源、污染单位；数据管理：进行数据的录入、更新等操作。
利用GIS空间分析和数据显示功能，可获得污染物在大气中的浓度分布图，进而掌握污染物的空间分布和超标情况。在这方面已经有了成功实例:欧洲的RAINS模式就是一个跨国界的SO2 排放量计算机管理系统，包括我国“七五”环保项目中“国家大气环境信息系统”【2】，都是通过GIS技术进行监测和分析的。刘芝等【3】通过对四川省南江县水资源监测系统的构建，研究了GIS 技术在水环境监测系统中的应用，为水利信息化建设提供了借鉴。
GIS因其拥有管理、模拟、决策、规划、预测和预报等强大功能，在生态学应用中起到了实质性的作用。例如通过它可以把河流两岸的植被物种的演替更准确、生动的呈现在图纸上，对河流植被修复起到简化作用。Holzmueller等人利用FARAGSTATS的空间格局分析获取9个景观指标来确定栖息地被恢复的优先级【4】。景观指标是以提高森林内部鸟的栖息地为基础的，然后通过ArcView来进行多指标的叠加分析【5】。这样将会增加自然资源管理的效率，使它更容易计划项目的预算，申请资助资金和组织一些森林恢复活动。
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3.2环境影响评价及预测
近年来，GIS技术的重要性已受到各级政府和各领域专家学者的普遍认同。华建伟等【6】研究了GIS 在矿产资源规划环境影响评价中的应用，通过对环境保护目标和环境敏感制约因素的识别与分析，表明了江苏省矿产资源规划布局基本合理，与其它规划总体协调。深圳龙岗多媒体环境信息系统中存储了龙岗历年大气、水环境质量的监测数据，可对水和大气进行单因子评价和综合评价；深圳市南山区环境管理信息系统设计了环境质量和环境影响评价等模块。
3.3环境规划
万帆等将GIS应用于怒江西藏境内东巴坝址至松塔库尾河段水电规划中，将怒江上游段西藏段陆生生态环境的评价范围进行了划分。划分方法充分体现了对于生态完整性的各种要求，表明了划分方法的科学性和合理性。
3.4生态保护研究
将GIS、GPS和RS技术应用到生物的保护区建立中，可为生物栖息地保护研究提供有力的支持。Arianoutsou等利用GIS的数字化功能，获取Cape Sounion National公园的现在的植被图、被火破坏前的植被图和土壤种类分布图，在GIS框架的基础上选择适当的地域性景观指标，从而形成一套能提早警示管理者采取保护措施的评价体系。
3.5GIS在环境科学研究中的展望
目前，GIS多服务于政府机构或者其他相关企业，普通群众对于GIS的了解微乎其微。未来，GIS应用将更加普遍和社会化。不再仅仅局限于政府机构部门或者是有需要的企业，为他们提供技术服务和决策支持，而是随着应用的广泛化最终服务于广大人民群众。
因此当前GIS技术的热点和方向是组件式GIS、开放式GIS、万维网GIS、多维GIS、智能型GIS以及GIS与专家系统(Expert System, ES)的结合等。
4.结语
GIS作为一项先进的技术手段在环境科学领域中的应用引人注目。它不仅使得工作效率大大提高，而且由于其独特的可视性、系统性、前瞻性使得其不仅成为了环境科学领域的一门重要的分析工具，更成为了一门独特的分支性分析学科，应用地理信息系统技术，将环境中各项数据与区域的空间信息相联系，进而进行资源利用和管理以及各类环境模型预测，为管理部门规划与决策提供依据。随着GIS技术与其他各项技术在环境领域的不断融合，其应用必将为我国的环境科学领域做出巨大的贡献。
参考文献
[1]李旭祥等.地理信息系统在环境科学中的应用[M]. 清华大学出版社,2008.
[2]汪小钦. GIS与大气质量模型结合的探讨[J]. 环境科学研究, 2000,13(4):50-52.
[3]刘芝,缪韧, 万佳欣,等. GIS技术在水资源监测系统中的应用——以构建南江县水资源监测系统为例[J]. 水利科技与经济, 2011, 17(3):79-80.
[4]华建伟, 王宝军, 方强,等. GIS支持的江苏省矿产资源规划环境影响评价[J]. 南京大学学报(自然科学), 2011, 47(3):339-349.
[5]耿安朝. 地理信息系统在环境科学领域的开发与应用[J]. 苏州科技学院学报(工程技术版), 2000, 13(1):17-21.
[6]袁英贤. GIS技术在环境影响评价中的应用[J]. 环境科学与管理, 2007, 32(4):169-173.
作者简介：邹思圻（1996.02-），女，四川省攀枝花人，四川省成都市武侯区四川大学，环境工程专业，研究生。
论文作者:邹思圻
论文发表刊物:《知识-力量》2019年5月上
论文发表时间:2019/3/5
标签：环境论文; 地理信息系统论文; 科学论文; 技术论文; 评价论文; 空间论文; 植被论文; 《知识-力量》2019年5月上论文;