地理信息系统(GIS)在环境保护方面的开发应用

地理信息系统(GIS)在环境保护方面的开发应用

x摘 要：文章就地理信息系统GIS及其应用做了简单介绍，着重对环境保护的空间特性和发展要求对地理信息系统发展的依赖联系做了专题论述，以期在环境保护特别是环境监测工作中计算机技术、空间技术和自动化技术及GIS系统得到广泛应用。

关键词：地理信息系统；环境保护；空间数据；校验模块；数据储存

系统论、信息论、控制论与现代高新技术――计算机技术、空间技术和自动化技术的结合发展，催生了4S技术（GPS全球定位系统、GIS地理信息系统、RS遥感信息系统和专家信息系统）在诸多领域的实际应用。本文拟就其中的地理信息系统（GIS）在环境保护工作方面的开发应用做一简单探讨。 一、地理信息系统（GIS）简介

地理信息系统（GIS）是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件支持下，对空间的相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和演示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和决策服务建立的计算机技术系统。即将自然和人为规划的过程加在数据模型上，取得自然过程分析和预测信息，应用于管理和决策。

当前主要划分为三种类型：具有有限目标和专业特点的专题信息系统如水资源GIS、环境管理GIS；以区域综合研究和全面信息服务为目标的区域信息系统如美国橡树岭地区GIS、我国黄河流域GIS等；具有图形图像数学化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等GIS基本功能的软件包工具如美国环境系统研制的ARC/INFO系统、北京大学的Spaceman等。

GIS系统由计算机硬件、计算机软件、地理空间数据和系统开发管理使用人员四部分组成，地理信息系统软件包括五类基本模块。

（1）数据输入和校验模块将现有地图、观测数据、传感器获取的数据转换成计算机兼容的数字形式的各种转换软件，数据检验是对数据出现的错误进行改正。 （2）数据存储和管理模块涉及地理元素的位置、连接关系及属性数据如何构造组织，便于计算机处理和系统用户理解（GBMS），包括数据格式的选择转换、联结、查询和提取。

（3）数据变换模块包括两类操作：从数据中消除错误、更新数据和与其他数据库匹配及为回答GIS问题而采用的大量数据分析方法、空间数据与非空间数据的变换运算。如空间分析函数变换是对图件及其属性数据进行分析运算和指标量测，如基于点和象元的算术逻辑运算、聚类分析等；基

于区域的空间函数叠加分类、区域形状量测；基于邻域的象元连通性、扩散、最短路径搜索等。这些转换分析和应用既包括比例尺和投影的数字变换、处理和分析，还包括地理空间模型的建立。

（4）数据显示与输出：原始数据或结果传输给用户，以报表、统计图、查询应答、地图形式在屏幕显示、打印绘图输出或网络传输给其他用户。

（5）用户接口：接受用户指令、程序或数据如用户界面、程序接口、数据接口，使GIS成为人机交互的开放式系统，为用户联结各自特定的应用程序模块和使用非系统标准的数据文件。

二、环境信息系统与GIS

环境保护既是当前全球的统一共识，也是各个国家和地区可持续发展的重要前提。它与地域空间的紧密联系、受影响程度的广域性以及局域内与地形地貌、空间气象、工农业生产、生活消费、城市布局、本地环境因素、环境变化自身的渐进性和突然性、对人居和生产的影响程度的关联等特征，使我们在研究与管理中迫切需要GIS这样一种先进的地域性计算机研究和管理手段。

1. 我国当前环境信息系统的功能。对于巨量的环境数据，应使其有效地为环境管理决策服务，当前环境管理信息系统的功能大致有以下几点：（1）为环境管理部门提供数据和信