地理信息系统在环境监测中的应用进展.docVIP

题 目： 地理信息系统在环境监测中的应用进展 院 系： 环境学院 专 业： 环境科学 姓 名： 朱琳 学 号： 403091424 指导教师： 王俭副教授 完成日期： 2009年12月22日 地理信息系统在环境监测中的应用进展 摘要：如今，在环境分析基础上发展起来的环境监测工作，是保护环境的重要基础。环境监测需要对大量的代表环境质量的各种标志性数据进行采集、录入、检索、分析等工作。GIS技术应用与环境监测中，能够明显提高工作效率。本文首先对地理信息系统进行了简要的介绍，之后重点概述了其环境监测中的应用进展，主要包括GIS在环境监测数据管理分析中的应用，以及它在大气和水环境监测中的应用，并通过一个应用实例对GIS在环境监测中的应用分析说明，最后提出GIS在环境监测以及环境科学中的应用展望。 关键词：地理信息系统 GIS 环境监测 环境科学 应用 1前言 地理信息系统，是由计算机硬件、软件和不同地方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。是集计算机科学、地理学、几何学、测绘遥感学、环境科学、空间科学等众多领域为一体的新兴科学技术[1]。自20世纪60年代初发展以来，随着其本身空间分析功能和相关学科的迅猛发展，应用领域不断拓宽,渗透到社会的各个方面，涉及许多学科领域。环境科学涉及复杂和敞开的地表系统，而地理信息系统为研究物质和能量在现实地理空间的运动和转化规律提供了方便准确的空间管理和空间分析手段。它在环境管理、环境监测、环境规划、环境影响评价、环境工程及环境地球化学等领域具有广泛的应用性[2]。地理信息系统通过分析信息的空间分布，监测不同时段的信息变化，比较不同的空间数据集或其他种类的信息，实现对空间信息及其他类信息管理，使大量抽象且枯燥的数据变得生动、直观和易于理解。因此，十分必要将其技术在环境监测中引入并推广[3]。这样可以明显提高工作效率，为解决资源环境和保障可持续发展提供技术支持[4]。 2 地理信息系统简介 2.1 定义 地理信息系统(Geographic information Systems ,简称(GIS)有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”，是在计算机软件和硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统[5]。 2.2 功能 GIS功能是指GIS在地理数据处理工程中的作用,包括地理数据的输入、存储、图形图像处理、地理数据的操作、分析和显示，如图1所示。 图1 GIS数据处理基本功能与过程[6] 2.2.1 数据采集与输入 数据采集即在数据处理系统中将系统外部的原始数据传输给系统内部，并将这些数据从外部格式转换为系统便于处理的内部格式的过程。对于多种形式、多种来源的信息，可实现多种方式的数据输入。主要有图形数据输入，如管网图输入；栅格数据输入，如遥感图像的输入；测量数据输入，如全球定位系统（GPS）数据的输入；属性数据输入，如数字和文字的输入[7]。 2.2.2 数据编辑与更新 数据编缉主要包括图形编缉和属性编缉。其中，图形编缉主要包括拓扑关系建立、图形编缉、图形整饰、图幅拼接、图形变换、投影变换、误差校正等功能属性编缉主要与数据库管理结合在一起完成[7]；属性编辑主要与数据库管理结合在一起完成,包括修改、增加、删除等功能[6]。 数据更新即以新的数据项或记录来替换数据文件或数据库中相对应的数据项或记录，是通过删除、修改、插入等一系列操作来实现的。由于空间实体都处于发展着的时间序列中，人们获取的数据只反映某一瞬时或一定时间范围内的特征。随着时间的推进，数据会随之改变。数据更新可以满足动态分析的需要，对自然现象的发生、发展做出合乎规律的预测预报[7]。 2.2.3 数据存储与管理 数据存储是将数据以某种格式记录在计算机内部或外部存储介质上。其存储方式与数据文件的结构有关，关键在于建立记录的逻辑顺序，即确定存储的地址，以便提高数据存取的速度[6]。属性数据一般用关系数据库来管理，直接利用商用关系数据库软件，如SQL Server、FoxBase、FoxPro等