摘要：本文对地理信息系统技术记性了简要介绍，对GIS在环境科学中的应用进行了分析，旨在推动我国环境科学的健康发展。
关键词：地理信息系统；环境科学；应用
地理信息系统是一种空间信息系统，可以对地球表层空间的信息数据进行采集、整理、分析，并将相关的结果显示出来。当前，人类正面临着人口、资源和环境的严峻问题，而且人类的环保意识也在逐渐觉醒，开始关注环境学科的作用，但是环境科学的内容复杂，实际的数据信息范围比较广，需要强有力的数据信息支持。在此环境下，地理信息系统技术被应用于环境科学。
1 地理信息系统技术概述
1.1 地理信息系统技术
地理信息系统是以计算机为依托，结合地理科学、遥感技术和信息科学等学科技术，对整个或部分地球表面的相关地理数据进行采集、管理、储存、分析、描述的技术系统，具有信息可视化和空间关系分析的特征。
1.2 地理信息系统的基础结构和功能
地理信息系统的基础结构。地理信息系统的应用领域比较广泛，涉及设施的管理、环境调查、城市规划、自动导航等。如果从与地图和位置有关的层面来考虑，如环境科学的应用方面，地理信息系统则会与多种学科相联系，包括经济学、设施管理、环境调查、城市工学、农业等。
1.3 GIS 的功能和特点
GIS 的功能主要包括地理数据的输入、存储、处理和输出等几个方面。地理数据的来源包括地图矢量化、遥感数据、GPS 等；地理数据存储采用分层技术，将地理特征和属性数据根据需要分成若干层，在数据操作中处理涉及的层以提高效率；数据操作是指对数据的修改，增删及各种运算等，使用户可以从可知的地理数据中得出隐含的重要结论，用户查询或数据分析的结果可以输入其他应用程序或数据库，在计算机屏幕上显示或通过绘图仪输出。（1）强大的空间数据管理系统。现实世界经过模拟处理后各种数据输入到系统中，系统可有机地组织、管理并显示这些数据。（2）形象直观的引用界面系统用电子地图和用户交互，使用者可依靠人类固有的对自然界的认识和逻辑操作数据。（3）强大的空间分析能力。数据是空间对象的一种属性，并可通过地理对象的相关性进行连接、分割、总计等操作，使空间问题的处理简单迅速。
2 地理信息系统技术在环境科学中的应用
2.1 环境监测中的应用
环境监测的目的就是通过监视、控制及测定与环境污染和环境质量有关的各要素，以此对环境质量及其变化趋势作出科学评价。环境的监测需要信息的采集和处理，而这类环境信息多与空间位置有关。地理信息系统强大的空间分析和数据处理功能可以为环境的监测提供有利的支持，在环境监测中引入该系统技术，利用地理信息系统技术对同类多源的环境进行处理，掌握环境变化的规律和情况，并将其通过图片展现出来，实现对环境的动态监测。
大气环境监测。随着我国工业化发展进程的加快，工业企业数量和机动车数量急剧增长，工业排放量和燃料燃烧量日益增加，加之农业活动生产的排放、固体废弃物的燃烧等，有害、有毒的污染物进入空气中，形成大气污染，尤以城市空气为重。大气环境的空间尺度和厚度较大，同时大气环境以地面为固体边界，具有良好的流动性。因此，大气环境的监测可以充分的采用地理信息系统，将地理信息系统和数据库技术应用于大气环境的动态检测中，二者的结合，可以很好的分析大气污染有关的信息和因素，具体包括出现污染的地理位置、污染源、污染范围、周围地形和环境的状况、污染排放的企业、具体污染物等，并将该信息整理后建立地理信息数据库，对大气污染的信息进行实时监测。所以，将地理环境系统技术应用于大气环境的检测，可以将环境污染的状况通过空间形式展示出来，获得污染物在大气中的浓度分布，随时了解污染物的空间及浓度情况，及时采取应对措施。
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2.2 环境影响评价应用
环境影响评价主要是指预测和评估与环境有关的各类实施项目、计划对环境产生的影响，鼓励其在规划和决策中将环境因素纳入考虑范围。这些与环境有关的实施项目包括各类建设项目、国家政策和区域开发计划等。虽然许多环境问题在环境影响评价中已经有成熟的模型在使用，但是这些模型的一些重要方面在使用中还存在着较大困难。而地理信息系统技术可以很好的解决了模型在操作、分析和显示等方面的困难，将数据和地图进行强有力的联系，分析空间信息，制作专题图，将环境质量及其污染状况直观的展示出来，可以选择多样的评价方式，提升了评价工作的速度。
2.2.1 区域环境影响评价
区域环境影响评价是指通过科学技术的方法对某一区域与环境相关的各类活动和规律进行揭示，以满足区域内的社会、经济与环境的协调发展。将地理信息系统技术应用于区域环境影响评价，主要体现在三个方面。第一方面，利用地理信息系统技术对区域内复杂的环境信息进行管理，包括污染源、环境质量和其他与环境有关的信息，对环境影响因素的变化情况、污染源和污染物的地理特征进行统计和分析；第二方面，地理信息系统技术具有叠置地理对象的功能，将区域内不同时段的诸多环境影响因素进行叠置，分析这些因素与区域环境的质量变化是否存在联系，从而预测该区域的环境质量；第三方面，把污染源、环境特征等的数据库与环境预测模型联系起来，对区域的环境质量进行预测。
2.2.2 项目环境影响评价
对于地理信息系统来说，环境影响评价的基础是环境信息数据库。项目环境影响评价需要掌握各类与环境有关的信息，这些信息来源比较广、数据量比较大，与空间位置有关，包括区域自然与社会经济、工程项目、区域环境质量、环境标准、环境法规和区域环境污染源等。将地理信息系统技术应用于项目环境评价监测，一方面，利用地理信息系统集成和项目有关的数据和各类模型，进行分析、预测，以评估环境质量的现状；另一方面，利用地理信息系统的数据管理、更新和跟踪功能，对项目环境影响评价有关的单位和企业进行监督和检查。
2.3 环境规划中的应用
环境规划是指为了促进区域经济发展与环境保护的协调发展，对区域内的环境现状进行调查、监测和评价，预测经济发展引发的环境变化，在生态学原理的基础上提出调整措施，实现经济发展的同时，防止和减少环境污染的目标。地理信息系统基础包含空间分析技术，将其与基础数据和空间图形库相结合，处理环境数据的收集管理、环境质量的评估、污染控制的措施等，呈现出直观、实时、有效的规划决策过程。同时，快速应对错综复杂的环境问题，对环境质量的变化趋势进行预测，发挥及时更新数据、实时查询空间信息和属性数据的优势，实现宏观把握和微观分析的功能，为环境规划工作提供强有力的技术和信息支持。
2.5 环境灾害监测与评估
由于GIS 具有交互定位和逻辑查询以及广泛的关系数据库连接能力，所以非常适合用于环境灾害监测与评估。对于特大火灾，消防部门可以使用GIS 完成火灾事件分析、绘制火灾现场图、显示消火栓分布图、道路状况和资源分布，从而进行紧急调度和路径优化。灾后可很快进行环境质量追踪调查、评估，根据新的环保监测数据，迅速得出一定范围内大气污染的等值线图，以及对居民、生态的影响。
3 结语
总而言之，地理信息系统技术在分析、处理空间数据和属性数据等方面具有不可替代的作用。在环境科学中采用地理信息系统技术，对环境相关的时空信息进行采集、管理和分析、评估，一方面可以节省大量的人力、物力和财力，另一方面大大提升数据信息的处理速度，快速高效的获得环境科学有关的成果。随着地理信息系统技术的不断发展，其应用领域和发展前景会更加广阔。
参考文献：
[1]潘彤，杨森林.浅谈GIS在环境科学研究中的应用与展望[J].科技风，2017（14）：137-138.
[2]吕莉莎，浦生超.浅析GIS在环境科学中的应用[J].中国科技纵横，2016（18）.
[3]许佳男，李海.GIS在环境科学方面的应用探析[J].卷宗，2017（17）.
论文作者:钱汪洋
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/17
标签：环境论文; 地理信息系统论文; 数据论文; 环境质量论文; 技术论文; 信息论文; 评价论文; 《基层建设》2018年第27期论文;