环境地理信息系统的应用精选(九篇)
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第1篇：环境地理信息系统的应用范文
Abstract: Environmental GIS basic concepts and functions, while cited environmental geographic information systems in the environment of information technology in the application of geographic information systems in the domestic environment, the research focus and direction to elaborate and propose the development of environmental policies and geographic information systems recommendations.
Keywords: GIS；geographic information systems environment；the buffer model
中图分类号：[P66] 文献标识码：A 文章编号：
地理信息系统(GIS)是一门新技术，从其产生后短短的二三十年的历史中得到迅速的发展，一个重要的原因在于GIS给传统的信息系统引入了空间的概念，使得抽象性的数据变得直观和容易理解。同时在环境信息化中有了突出的表现，通过该系统可查看全市地表水、空气质量等功能区规划图，而且为了更好地服务于环境规划与管理，还缀入了降尘、降水、地下水等环境质量标准。
一、首先环境地理信息系统的主要功能如下：
1、基本功能包括对空间和属性数据的输入、存储、编辑,以及制图和空间分析等功能。编辑功能允许用户添加、修改、删除点、线、面或修改其属性信息;制图功能可以灵活多样地制作和显示及输出各种专题地图,如污染分布图、水功能区划图、环境规划图等等,地理要素可放大缩小以显示不同的细节内容,并能够测量地图上线段的长度或指定区域的面积。
2、叠加分析(Overlay Analysis) 功能允许两个或多个图层在空间上比较各空间要素和属性,分为合成叠加和统计叠加。合成叠加得到一个新图层,它将显示原图层的全部特征,交叉的特征区域仅显示共同特征;统计叠加可以统计一种空间要素在另一种空间要素中的分布特征。对不同的图层进行叠加分析,从而获得各种感兴趣信息,如利用类型叠置分析获取新的类型。如土壤图与植被图叠置,以分析土壤与植被的关系,可以计算某一区域内的植被类型的数量及面积,即通过对同一地区、相同属性、不同时间的栅格数据的叠置,可以分析由时间引起的变化,通过与所需提取的范围的叠加运算,快速地进行范围内信息的提取等。
3、缓冲区分析(Buffer Analysis) 是GIS 的基本空间操作功能之一。例如,某地区有危险品仓库,要分析一旦仓库爆炸所涉及的范围,这就需要进行点缓冲区分析,结合与居民地图层的叠加分析,可以获取需要疏散的人口数等等。
综上所述,空间分析是地理信息系统软件的核心,基础空间分析、叠加分析、缓冲分析等功能为环境地理信息系统提供了强大的环境分析功能与广阔的应用空间。随着其功能的不断完善和发展,环境地理信息系统将为环境各部门提供一个功能强大的空间信息服务和管理工具,成为各部门日常工作不可或缺的工作手段。
二、其次地理信息系统在环境信息化中的应用
1、电子地图使环境管理工作变得轻松直观
由于采用空间数据和数据库挂接,改变了传统的信息管理方法,地图由传统的静态纪录变为信息丰富多样的动态的电子地图,实现了数据可视化。它使环境主管部门对各种环境要素的管理变得直观、简单和轻松。如通过直接对地图要素进行查询,可以获得环境监测点位、污染源等的空间分布及其与环境敏感区域的空间关系等信息。可以对各种环境数据进行综合的统计并分析以及采用直观的丰富多样的表现方式进行展示,为环境决策提供科学快捷的支持。
2、强大的环境规划手段
区域环境规划是EGIS 应用发展的重点领域之一,目前基于EGIS 的环境规划模型还处于深化研究阶段,将环境应用模型与GIS 集成为一体,可以为环境规划提供更强大的技术手段。由于应用EGIS 能够更好地考虑和评价建设项目对环境的影响,因此在建设项目的环境评价中得到广泛应用。
3、危险物运输管理
借助GIS 的运行路径选择功能,可以对危险物转移运输线路进行优化选择,能避开人口集中居住区、饮用水源地等环境敏感区域制定运输计划。并可以通过GPS 对危险物的运输线路进行实时监控。
4、环境模型模拟分析
环境模型在环境决策中有着重要的作用,如可以通过模型模拟出污染事故发生后各个时间的扩散情况,为决策提供科学的参考依据。常用的模型主要有大气扩散模型、1维水污染扩散模型、2维水污染扩散模型等等,实现各种模型的模拟结果的生成、2 维和3 维的显示等功能。
5、为数字环保提供技术平台
数字环保是最近提出来的终极环境管理系统,它是继数字地球概念提出以后,环保领域提出的新概念,它将是未来十年环保领域信息化建设的终极方向,EGIS 作为数字环保的基础平台,将能够为用户提供实时动态环境信息服务,也能够为环境管理者提供决策信息,逐步控制污染,改善环境状况,提高人民生活水平。
三、最后浅谈环境地理信息的发展和建议
随着国外EGIS 技术的逐渐成熟和数据采集技术的快速发展,建立环境地理信息系统的条件开始逐渐成熟,而且将成为我国发展GIS 的重点领域,从GIS 在我国近几年的发展领域也可以看出这种趋势。当前我国有关部门已经开始着手进行环境地理信息系统的开发,并进行了一些有益的尝试,如广东省环境信息中心开发的珠三角水环境信息管理系统等,但鉴于我国GIS 基础工作薄弱,特别是基本的空间信息数据库尚未建立,因此EGIS 的开发费用十分巨大;加上EGIS 的发展涉及众多部门和多种技术,因此有关部门应当重视和开展我国EGIS的发展策略研究。
1、由于EGIS 的发展不但涉及众多环境部门,还包括与其他各级政府管理部门(如土地管理、环保、环境管理等部门) 之间的信息交流;同时又涉及多种信息技术,而信息技术发展的速度十分迅速,为了降低空间数据资源采集和管理的成本,为了适应未来发展的需要,必须在多方部门的参与下,统一规划和构建EGIS 的发展框架。
2、由于我国GIS 发展基础薄弱,数据基础是系统生命力的关键,失去了完善可靠的基础数据的支撑,系统的功能再强大也不能发挥其作用,因此要在统一规划的思路和明确的发展框架下,不断加强基础空间数据库和基础环境数据库的积累与建设。
3、在技术上紧密跟进国外先进的GIS 技术,高起点进行系统开发,与我国的信息产业发展速度相协调,共同发展适合我国国情的EGIS。这样才会更突出表现环境信息化的优势和作用。
当前我国各地许多部门虽然已经开展了EGIS的研究与开发,但这些开发均是出于本部门的需要,很少考虑到将来部门之间的数据交流和共享,加上没有全国性的EGIS 发展框架和数据标准,数据的通用性将成为影响EGIS 开发的关键因素,建议有关部门及时组织开展EGIS 发展体系和框架标准的研究。
四、结束语地理信息系统是近二十年来迅速发展的信息技术的重要组成部分,它的应用已经从早期的矿产资源管理拓展到与空间地理相关联的更广泛的领域，特别是在环境保护领域,而且还有多种环境信息处理技术(污染源在线监测系统、突发应急系统) 正在与地理信息系统融合,逐渐形成具有强大功能并具有环境特征的地理信息管理系统,即环境地理信息系统(EGIS)。它将成为各个环境管理部门日常信息处理不可缺少的新工具。它将彻底改变传统的信息处理方式。可以说它是环境管理进入信息时代的标志。
参考文献:
[1]张清宇，田伟利，沈旭.环境管理信息系统[M].北京:化学工业出版社，2005。
[2]陈强; 城市地理信息系统软件设计与实现[D];华东师范大学; 2004年
第2篇：环境地理信息系统的应用范文
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
中图分类号：X22 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）02-0057-03
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。
1 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。
应用分析软件是根据模型编制的用于某种特定应用程序的程序，是系统功能的延伸和扩展，应用程序作用于地理专题数据或区域数据，构成GIS的具体内容，用于地理分析和从空间数据中提取地理信息。应用程序的水平在很大程度上决定系统的实用性。地理信息系统（GIS）在环境保护方面的开发应用主要工作是在此基础上开发应用相关的环境保护的程序和软件，如环评、规划、监测和预测、判断特定气象气候条件下的区域环境影响等。
地理空间数据是以地表空间位置为参照，描述自然、社会和人文、经济、景观的数据，如图形、图像、文字、表格、数字等，由系统建立者输入GIS，是GIS表达现实世界的实质内容。应用的数据模型包括三个互相联系的方面：
（1）几何标识地理实体的空间位置，如经纬度、平面直角坐标等。
（2）用拓扑关系表达的地理事物间的空间联系，如枢纽关系、构成关系、包含关系等。空间拓扑关系应用于地理空间数据的编码、格式转换、存储管理、查询检索和模型分析是GIS的特色之一。
（3）地理现象或事物的属性数据，是与地理实体相联系的地理变量，如描述名称、类型、特性等的气候类型、土地利用、行政区划等的定性数据以及描述面积、长度、土地等级、人口数量、降水量、极端温度等定量数据。属性一般是经过分类、命名、测量、统计等抽象得到，而GIS的应用主要依靠对数据的操作和运算来完成，所以其分类系统和指标建设及测量对系统应用至关重要。
GIS独有的空间数据结构和数据编码及其管理方法和数据分析能力，为空间相关的各类研究和管理应用开辟了广阔的前景。当前在资源清查、城乡规划、灾害监测、环境管理和宏观决策等方面的应用表现出直观、快捷、准确、预测及时及覆盖范围广等独具优势。
当前GIS自身的发展趋势集中在以下方面：空间数据结构与数据管理趋向于栅格和矢量结构格式的统一、图形空间压缩技术以及真三维、时空四维等结构；数据自动输入技术；微机化；与RS遥感的进一步结合；智能化（与专家信息系统结合）；建立具有统一标准的分布式系统；GIS教育；GIS模型应用开发以及GIS应用的推广和加强。
2 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。
2.1 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：
2.1.1 为环境管理部门提供数据和信息存储方法（基础数据库系统）。
2.1.2 提供环境管理的统计数据、报表和图形编制方法。
2.1.3 建立环境污染的若干模型，为环境管理决策提供支持。
2.1.4 提供环保部门办公软件。
2.1.5 提供信息传输的方法和手段。
例如上海市环境管理信息系统建立了动态数据库，可以存储环境监测数据和其他有关数据（如环境标准、水文、气象等），实现了数据共享；对环境质量状况的统计、评价、预测、规划以及其他管理提供支持；为实现面向污染源的污染管理提供支持且界面友好。由吴晓波等人研制的城市环境信息系统（UEIS）是一个空间型的环境信息系统，以“人口-资源-经济-环境”区域综合体为研究对象，深入研究它们内部和彼此之间的相互关系与变化规律，为城市区域环境管理决策及其他服务提供了一种现代化的技术手段，其主要功能是完成日常城市环境规划、管理、决策及科研所需数据的存储更新、查询检索、统计分析和绘图制表等任务；利用常规监测和调查数据，完成以总量控制为目标的各项工作如环评、发展预测、环境模拟与规划等；利用遥感数据，完成对城市生态变化的检测与评价有关工作如城市生态遥感制图、城市用地结构、空间质量及社会环境评价。
2.2 数据组织及应用模型
UEIS的数据组织用来源、类型及结构（字符型、数据型和少量日期型）和组织形式描述，系统的基础数据包括区域背景（地理图文、遥感影像）、环境信息（环境背景值、污染源、监测、统计、标准等）和辅助信息（人口、经济、水文、气象等），属性数据以DBF文件的形式存放，由关系数据库FOXBASE管理，图形以VEC的形式存放，由系统管理。应用模型是系统的中心，有大气现状评价、大气质量预测与大气环境规划三个应用模型和城市用地结构、空间质量及社会环境三个评价模型。
2.3 技术特点及不足
UEIS在GRAMS支持下，结构功能性能能满足城市环境管理与城市生态评价等要求，是一个以城市生态为主要对象的多功能多目标的GIS应用系统，灵活通用的检索查询使已有数据库数据得以有效利用，实现了模型的计算，把遥感信息列入环境应用领域，界面友好。不足是图形图像的扫描、图形与属性数据交互查询、环境模型应用、维度扩张、环境数据库功能有待进一步完善。
3 结语
第3篇：环境地理信息系统的应用范文
关键词:GIS ;环境地理信息系统;空间数据库
一、环境地理信息系统的概念
环境地理信息系统( Geographic Information System for Environment ,简称EGIS) 是收集、存储、管理、综合分析和处理空间信息和环境信息的计算机软硬件系统。它是GIS 技术在环境领域的延伸,是GIS 技术与环境监测技术、环境管理技术等各种环境信息分析和处理技术的集成。环境地理信息系统的主要功能有:
1. 基本功能包括对空间和属性数据的输入、存储、编辑,以及制图和空间分析等功能。编辑功能允许用户添加、修改、删除点、线、面或修改其属性信息;制图功能可以灵活多样地制作和显示及输出各种专题地图,如污染分布图、水功能区划图、环境规划图等等,地理要素可放大缩小以显示不同的细节内容,并能够测量地图上线段的长度或指定区域的面积。
2. 空间统计分析(Spatial Statistics Analysis) 是指对空间数据库中的专题数据进行统计分析。毕业论文 包括各种属性数据的集征数、离散特征数及其分类分级统计等。
3. 叠加分析(Overlay Analysis) 功能允许两个或多个图层在空间上比较各空间要素和属性,分为合成叠加和统计叠加。合成叠加得到一个新图层,它将显示原图层的全部特征,交叉的特征区域仅显示共同特征;统计叠加可以统计一种空间要素在另一种空间要素中的分布特征。对不同的图层进行叠加分析,从而获得各种感兴趣信息,如利用类型叠置分析获取新的类型。如土壤图与植被图叠置,以分析土壤与植被的关系,可以计算某一区域内的植被类型的数量及面积,即通过对同一地区、相同属性、不同时间的栅格数据的叠置,可以分析由时间引起的变化,通过与所需提取的范围的叠加运算,快速地进行范围内信息的提取等。
4. 缓冲区分析(Buffer Analysis) 是GIS 的基本空间操作功能之一。例如,某地区有危险品仓库,要分析一旦仓库爆炸所涉及的范围,这就需要进行点缓冲区分析,结合与居民地图层的叠加分析,可以获取需要疏散的人口数等等。
综上所述,空间分析是地理信息系统软件的核心,空间统计分析、叠加分析、缓冲分析等功能为环境地理信息系统提供了强大的环境分析功能与广阔的应用空间。随着其功能的不断完善和发展,环境地理信息系统将为环境各部门提供一个功能强大的空间信息服务和管理工具,成为各部门日常工作不可或缺的工作手段。
二、环境地理信息系统的具体应用
由于环境地理信息系统具有强大的信息服务和管理功能,具有广泛的应用范围。具体体现在两个方面,一是它可以应用在环境管理的各个环节,如区域环境规划、环境监督管理、区域环境监测及环境评价研究等;二是它可以广泛应用在国家、省、市等不同层次的管理。下面简单介绍一下它的具体应用。
1. 电子地图使环境管理工作变得轻松直观
由于采用空间数据和数据库挂接,改变了传统的信息管理方法,地图由传统的静态纪录变为信息丰富多样的动态的电子地图,实现了数据可视化。它使环境主管部门对各种环境要素的管理变得直观、简单和轻松。如通过直接对地图要素进行查询,可以获得环境监测点位、污染源等的空间分布及其与环境敏感区域的空间关系等信息。可以对各种环境数据进行综合的统计并分析以及采用直观的丰富多样的表现方式进行展示,为环境决策提供科学快捷的支持。
2. 强大的环境规划手段
区域环境规划是EGIS 应用发展的重点领域之一,目前基于EGIS 的环境规划模型还处于深化研究阶段,将环境应用模型与GIS 集成为一体,可以为环境规划提供更强大的技术手段。由于应用EGIS 能够更好地考虑和评价建设项目对环境的影响,因此在建设项目的环境评价中得到广泛应用。
3. 危险物运输管理
借助GIS 的运行路径选择功能,可以对危险物转移运输线路进行优化选择,能避开人口集中居住区、饮用水源地等环境敏感区域制定运输计划。并可以通过GPS 对危险物的运输线路进行实时监控。
4. 环境模型模拟分析
环境模型在环境决策中有着重要的作用,如可以通过模型模拟出污染事故发生后各个时间的扩散情况,为决策提供科学的参考依据。硕士论文常用的模型主要有大气扩散模型、1 维水污染扩散模型、2 维水污染扩散模型等等,实现各种模型的模拟结果的生成、2 维和3 维的显示等功能。
5. 为数字环保提供技术平台
数字环保是最近提出来的终极环境管理系统,它是继数字地球概念提出以后,环保领域提出的新概念,它将是未来十年环保领域信息化建设的终极方向,EGIS 作为数字环保的基础平台,将能够为用户提供实时动态环境信息服务,也能够为环境管理者提供决策信息,逐步控制污染,改善环境状况,提高人民生活水平。三、国外环境地理信息系统的研究重点
1. 数据采集的技术比选
当前环境管理决策要求EGIS 提供的数据种类及其范围都在不断扩大,同时信息采集技术也有了很大的发展,包括GPS 技术、视频技术、高清晰卫星图像、实时环境监测技术等等。这些实时信息采集系统都有很多传感器,包括空气质量、温度、气压及水质等等。如最近微软公司正在基于Virtual Earth开发一项新技术,用户可以在地图上搜索大量的实时信息,如道路拥堵情况、天气状况、空气质量,甚至是汽油价格等等实时信息,这需要大量的传感器采集空间及其相关的实时信息,这无疑会推动更多的数据采集技术的开发。
2. EGIS 与环保信息化之间如何协调发展可以预计未来五年内EGIS 将会与环境信息化越来越紧密地集成起来,发挥良好的社会经济效益,大大提高现有的环境管理与决策水平。二者的紧密集成还需要研究以下问题:
1. 制定所需空间数据及环境数据的标准,以保证系统的扩展性与兼容性;
2. 空间数据的获取渠道以及更新途径,以保证系统的可用性及可靠性;
3. 研究以何种方式进行有效集成,并分析这种方式的可行性;
4. 研究环境信息与空间信息及其分析、模拟结果的综合表现方式;
5. 建立示范项目以便分析和测试集成的效果。
3. 海量空间数据库管理技术
随着空间信息与环境信息的积累,EGIS 的数据库的维护会变得越来越重要,新的数据采集技术可能会使数据量以几何级数增长,海量数据的存储与维护是要继续研究的课题。如:采用什么技术来实现空间数据的更新与历史数据的备份? 如何实现新旧空间数据的合并和统一? 如何利用数据挖掘与信息抽取技术来更好地发挥数据的利用价值? 遥感数据如何才能得到有效的利用? 等等。
四、发展环境地理信息系统的策略探讨和建议
随着国外EGIS 技术的逐渐成熟和数据采集技术的快速发展,建立环境地理信息系统的条件开始逐渐成熟,而且将成为我国发展GIS 的重点领域,从GIS 在我国近几年的发展领域也可以看出这种趋势。当前我国有关部门已经开始着手进行环境地理信息系统的开发,并进行了一些有益的尝试,如广东省环境信息中心开发的珠三角水环境信息管理系统等,但鉴于我国GIS 基础工作薄弱,特别是基本的空间信息数据库尚未建立,因此EGIS 的开发费用十分巨大;加上EGIS 的发展涉及众多部门和多种技术,因此有关部门应当重视和开展我国EGIS的发展策略研究。
发展EGIS 应当采用“统一规划、注重基础、紧密跟进、高起点开发、协调发展”的发展策略。
1. 统一规划。由于EGIS 的发展不但涉及众多环境部门,还包括与其他各级政府管理部门(如土地管理、环保、环境管理等部门) 之间的信息交流;同时又涉及多种信息技术,而信息技术发展的速度十分迅速,为了降低空间数据资源采集和管理的成本,为了适应未来发展的需要,必须在多方部门的参与下,统一规划和构建EGIS 的发展框架。
2. 注重基础。由于我国GIS 发展基础薄弱,数据基础是系统生命力的关键,失去了完善可靠的基础数据的支撑,系统的功能再强大也不能发挥其作用,因此要在统一规划的思路和明确的发展框架下,不断加强基础空间数据库和基础环境数据库的积累与建设。
3. 紧密跟进、高起点开发、协调发展。职称论文在技术上紧密跟进国外先进的GIS 技术,高起点进行系统开发,与我国的信息产业发展速度相协调,共同发展适合我国国情的EGIS。
当前我国各地许多部门虽然已经开展了EGIS的研究与开发,但这些开发均是出于本部门的需要,很少考虑到将来部门之间的数据交流和共享,加上没有全国性的EGIS 发展框架和数据标准,数据的通用性将成为
影响EGIS 开发的关键因素,建议有关部门及时组织开展EGIS 发展体系和框架标准的研究。
第4篇：环境地理信息系统的应用范文
摘要：地理信息系统是指带各种地理信息以及它们的载体包括文字、数据、图像等，进行输入、存贮、检索运算、分析、输出等的技术系统。本文介绍了地理信息系统（GIS）的组成、功能、特点，概述了其在地球科学中的几个主要应用领域。
关键词：GIS 地球科学
1、GIS简介
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是20世纪60年展起来的一门融计算机技术、测绘、地理、信息管理一身的综合和集成的信息技术。它以地理空间数据库为基础，在计算机系统的支持下，对空间相关数据进行采集、操作、分析、管理、显示，是与人类的生存与发展密切关联的一门信息科学与通用技术。地球科学是以地球系统（包括大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空间）的过程与变化及其相互作用为研究对象的基础学科，包括地球物理学、大气科学、水文学、自然地理学、环境科学等分类。自GIS发展以来，就与地球科学建立了深厚的联系，应用的潜力也越来越大。目前，GIS已经在地形图与专题制图、土地利用与规划、环境保护与治理、环境监测、灾害监测和防治、生物资源保护与利用等诸多领域得到了初步的应用。
一个完整的地理信息系统由4个部分构成：（1）硬件系统，计算机与一些外部设备及网络设备的连接构成GIS的硬件环境，硬件主要包括计算机、打印机、绘图仪、数字化仪、扫描仪等；（2）软件系统，支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机系统。按照功能分为GIS专业软件、数据库软件、系统软件；（3）地理空间数据，主要是指以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文经济景观的数据，是系统分析与处理的对象，构成系统的应用基础；（4）管理操作人员。人是地理信息系统中重要构成因素，GIS是一个动态的地理模型，仅仅有系统软件、硬件和数据尚不能构成完整的地理信息系统，使用过程中还需要人进行组织、管理、维护和完善系统。
2、GIS在地球科学中的应用
随着地球科学研究工作的渐渐深入，研究的难度不断增加，过去单一的研究方法已难见成效。近年来计算机技术的进步特别是GIS技术的发展，地学专家把各种相关的空间或非空间信息利用GIS进行管理，进行各种综合分析研究，GIS在地球科学各个领域逐渐广泛应用。GIS在地球科学及相临学科的应用主要有如下几个主要领域：
土地管理方面：GIS产生和发展首先在土地管理中得到应用，这是因为从古至今土地的管理和利用一直是人们重视的内容。早期的GIS大部分是处理与土地有关的信息，土地可以说是GIS最古老、最广泛的应用领域之一。目前，GIS在地籍调查和管理、土地利用规划、土地利用现状调查与管理、土地资源评价、土地承载力计算和分析、土地类型划分、土地信息查询、土地潜力分析、土地利用预测与决策分析等方面发挥着越来越重要的作用。
自然资源管理方面：包括自然资源的分布状况、自然资源数量统计、自然资源查询、资源评价、资源合理开发利用、资源动态监测等。我国自然资源十分丰富，传统的管理技术无论是从效率上还是应用上都不能跟上时代的步伐。将GIS技术应用于这一领域，不但减少了人力、物理、财力，关键是进行管理的效率大大提高了。
水文地质方面：包括地貌的发生、发展和演变规律、地下岩石和地下水分布规律、水域分布和分析、洪水预测及防护等。从现有的资料来看，GIS在地下水的应用比较广泛，包括地下水规划和管理、地下水水质监测、含水层的识别、水源保护、编制水文地质图等方面。
林业和农业方面：包括林地使用状况、植被分布特征、森林资源清查、分析与评价，以及农作物结构优化和合理布局、农作物估产、决定投资方向和规模，找出最佳投入产出比。在林业生产管理的基础上融入GIS技术，使林业形成一套综合的林业生产管理的信息管理系统，节省了林业管理经费，提高了管理效率。作为农业生产管理的工具，主要是建立各种模型和拟定各种方案，直接用于农业生产。
环境保护方面：包括环境质量专题制图、环境质量现状分析、环境质量预测分析、环境质量动态模拟等。通过对遥感图像的分析，能对过去历史过程进行近似的再现与模拟，并对未来的生态环境演变进行模拟和演示，对预警生态环境灾难的发生具有非常现实的意义。GIS与GPS相结合起来还可以进行生态环境参数的定量、定性分析及预测生态环境的动态变化。
水利和水资源管理方面：包括基本建设规划、测量、土方挖填、坡度和坡向分析、坝址设计、库容分析、洪水淹没分析、小流域治理等。水利部曾提出了“以信息化带动水利现代化”，说明GIS在水利方面中有着广泛的应用，GIS在水利现代化中起着并将继续起到至关重要的作用。在防洪减灾方面，各流域或省、自治区、直辖市的防汛决策支持系统或防汛信息管理系统都以GIS为平台，广泛应用于空间数据管理，包括查询、检索、更新和维护。
地质灾害方面：人类经济活动的不断加剧，对资源的过度开发和对自然环境的破坏，致使各种地质灾害频发。因此，地质灾害的防治是一个长期而艰巨的任务。运用GIS技术，对各种因素进行统计分析，信息叠加，研究地质灾害类型、分布规律、灾害级别和灾害损失、建立地质灾害数据库等。
此外，GIS技术还被应用于海洋、气象、石油、教育、航空运输、物业管理等许多领域。现在，地理信息系统已成为科学管理、科学规划、科学预测和科学决策等的重要工具。
3、结语
我们处在信息时代，计算机的出现使得信息获取更加准确，加速了信息的快速传递和。GIS是高效灵活的技术系统，它强大的数据管理、分析能力为地球科学各领域的研究提供了有力技术保障。我国虽然在在GIS的研究和开发上已取得了一些成就，但与国外相比还有较大的差距，今后应着力加大开发力度，向“3S”一体化方向发展，实现信息实时动态采集、处理、分析。
参考文献：
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[3]钟华平.地理信息系统在水文地质方面的应用[J].水文地质工程地质，1995.
[4]程林，王浩然.地理信息系统与环境地球化学[J].地质地球化学，1999.
[5]杜培军，周廷刚.3S技术在城市环境管理中的应用[J].环境保护，1999.
[6]宋小冬，叶嘉安.地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用[M].北京：科学出版社，1998.
[7]高改萍，杨建宏.GIS在地质灾害研究中的应用[J].人民长江，2003.
第5篇：环境地理信息系统的应用范文
关键词：环境保护； GIS； 平台设计； Web服务； RIA
中图分类号：X321 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2014）04-174-001
一、引言
太湖流域自然条件优越，水陆交通便利，农业生产基本条件好，工业发达，经济基础雄厚，人口稠密，劳动力素质高，科技力量强，市场信息灵通，基础设施和投资环境较好，有苏州、无锡、常州、镇江等大中城市及迅速发展的城镇乡村。然而，社会经济的快速发展和城市化速度的加快加剧了环境污染。“江苏省太湖流域水环境信息共享平台”建设的总体目标是充分利用先进的GIS技术、数据库技术、网络通讯技术、分布式计算等技术，建设一个科学、高效的环境地理信息系统。在充分整合与利用环境空间数据和基础地理信息的基础上，实现对环境空间信息的科学组织和有效管理，使环境管理人员能够方便地对各种环境空间信息进行可视化管理，并实现环境空间信息的查询、维护以及专题分析、专题制图、信息服务等功能，并能结合环境管理业务和技术应用需要，为环境管理决策分析提供科学依据。
二、平台设计
1.平台设计的主要内容
“江苏省太湖流域水环境信息共享平台”的建设成果主要包括数据平台建设和应用系统开发两个方面。
1.1数据平台建设。平台中的数据主要分为基础地理数据和环境专题数据两大类。
基础地理数据包括基础矢量数据、基础影像数据和地名数据三类。基础矢量数据和基础影像数据采用地图缓存技术存储，从1：50万到1：2千的比例尺分成了七个比例尺级别。地名数据建立了数据服务层，供用户查询。
在环境专题数据中，与地理坐标有关的数据，例如工业污染源、国家考核断面、太湖湖体测点、污水处理厂、水质监测站等与地理信息直接相关的信息，我们称之为环境基础信息，其他与地理信息无直接关联的数据，例如各监测点历年监测结果、普查结果以及环保行业的政策法规，我们称之为环境属性信息。
1.2应用系统开发。“江苏省太湖流域水环境信息共享平台”在充分整合与利用环境空间数据和基础地理信息的基础上，实现对环境空间信息的科学组织和有效管理，使环境管理人员能够方便地对各种环境空间信息进行可视化管理，并实现地图操作、综合查询、专题信息查询统计、系统维护等功能。
2.平台的整体框架
平台从功能处理和数据库两方面进行科学合理的设计，在构造系统的数据库时，既要考虑结构的完备性、格式和编码的规范化，又要尽可能地避免数据的冗余。在构造拟建系统的功能模型时，为使系统结构合理，层次清晰，并具有较强的开放性和可伸缩性，将系统划分为若干既相对独立又相互协调、可共享信息的模块。这些模块在依据一定的通讯规则和集成模式完成各自独立的功能以外，又能够有机的集成在一起，服务于整个系统的信息处理目标，同时应用模块通过对数据库的合理调度、组织，形成数据的合理流向，完成系统的整体功能，维持系统旺盛的生命力。
3.环境GIS软件平台的选择
目前可作为环境GIS开发技术平台的GIS软件种类很多，例如，中国地质大学的MapGIS、武汉大学的GeoStar、北京超图公司的SuperMap等；国外产品有美国环境系统研究所（ESRI）的ArcGIS系统软件、Integraph公司的GeoMedia以及MapInfo的GIS系列软件等。
4.概述
Web服务是互联网上基于标准互联网协议（超文本传输协议，HTTP）使用的软件组件，可以实现组件最新的和改进的请求过程。Web服务可独立于平台和语言实现分布在Internet/Intranet上的应用程序或组件的无缝互操作。
5.Web服务在平台中的应用
“江苏省太湖流域水环境信息共享平台”中，我们利用面向Web服务体系的资源聚合技术，开发了多种类型的GIS服务，通过各级端点访问系统中的各类资源。具体地说，主要开发了下列几种服务方式。
5.1地图服务。地图服务提供访问地图和图层的功能。地图服务可以分为缓存地图服务或动态地图服务。通过高速缓存预先创建金字塔的地图服务，被称为缓存地图服务。缓存地图服务可以显著提高地图传输的速度，主要用于海量地图数据的快速浏览。在“江苏省太湖流域水环境信息共享平台”中，各级比例尺的数字正射影像地图、数字高程模型地图都建立了缓存地图服务用于快速查询；动态地图服务则是在每一次请求提供地图时都需要服务器渲染一次地图，具有更高的灵活性。
5.2地理处理服务。地理处理是“江苏省太湖流域水环境信息共享平台”的一个最基本组成部分。地理处理提供系统用户所必需的数据分析、数据管理和数据转换工具。地理处理服务表现为一系列已的操作和分析地理信息的工具集。工具接受输入（如要素集，表和属性值），执行输入数据操作，并生成输出到地图或进一步加工的软件客户端。工具可以同步或异步执行。
6.技术进步点
综上所述，应用面向Web服务体系的资源聚合技术有以下的技术进步点：
6.1简单地通过一个网址可以访问所有数据。包括地图服务，单个地图层，以至所有地理数据和地理处理服务。
6.2基于Web服务可以使用缓存服务，来更快地获取结果，更加容易和更加快速地获取地图。
6.3Web服务把各类先进的分析功能封装为一个简单的网址，可以很容易地被多种开发语言所访问，甚至可以不通过任何编程，直接调用。这就大大提高了模块的重用性，加快了项目开发的进程。
第6篇：环境地理信息系统的应用范文
【关键词】 地理信息系统
空间测绘数据
数学模型
1 地理信息系统概念及国内外常用的地理信息系统软件
地理信息系统(Geographic Information System 简称GIS)是一项以计算机为基础的新兴技术，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，在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。通过对多因素的综合分析，它可以迅速地获取满足应用需要的信息，并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。
目前世界上常用的GIS软件已达400多种。它们大小不一，风格各异。国外较著名的有ARC/INFO，GENAMAP，MGE等；国内较著名的有MAP/GIS，Geostar和CITYSTAR等。虽然GIS起步晚，但它发展快，目前已成功地应用到一百多个领域。
2 地理信息系统在国内外研究应用
尽管现存的地理信息系统软件很多，但对于它的研究应用，归纳概括起来有二种情况。一是利用GIS系统来处理用户的数据；二是在GIS的基础上，利用它的开发函数库二次开发出用户的专用的地理信息系统软件。目前已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域的规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。在美国及发达国家，地理信息系统的应用遍及环境保护、资源保护、灾害预测、投资评价、城市规划建设、政府管理等众多领域。近年来，随我国经济建设的迅速发展，加速了地理信息系统应用的进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了重要的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。下面先从GIS理论上提炼和归纳，然后给出应用的例子。
1.地理信息系统在地理空间数据管理中的应用，即以多种方式录入的地理数据，以有效的数据组织形式进行数据库管理、更新、维护、进行快速查询检索，以多种方式输出决策所需的地理空间信息。目前流行的数据库管理系统，与GIS中数据库管理系统在对地理空间数据的管理上，存在两个明显的不足；一是缺乏空间实体定义能力；二是缺乏空间关系查寻能力，这使得GIS 在对空间数据管理上的应用日趋活跃。如ARC／INFO在公路管理中的应用；ARC／INFO在对市政设施管理中的应用。后者如北京某测绘部门以北京市大比例尺地形图为基础图形数据，在此基础上综合叠加地下及地面的类管线(包括上水、污水、电力、通讯、燃气、工程管线)以及测量控制网，规划路等基础测绘信息，形成一个测绘数据的城市地下管线信息系统。从而实现了对地下管线信息的全面的现代化管理。为城市规划设计与管理部门、市政工程设计与管理部门、城市交通部门与道路建设部门等提供地下管线及其它测绘部门的查询服务。
2.GIS在综合分析评价与模拟预测中的应用。GIS不仅可以对地理空间数据进行编码、存储和提取，而且还是现实世界模型，可以将对现实世界各个侧面的思维评价结果作用其上，得到综合分析评价结果；也可以将自然过程、决策和倾向的发展结果以命令、函数和分析模拟程序作用上这些数据上，摸拟这些过程的发生发展，对未来的结果作出定量的和趋势预测，从而预知自然过程的结果，对比不同决策方案的效果以及特殊倾向可能产生的后果，以作出最优决策，避免和预防不良后果的发生。如GIS在焦作东部矿区煤矿底板突水预报中的应用 ；GIS在土地信息和土壤保护中的应用。后者如美国资源部和威斯康星州合作建立了以治理土壤侵蚀为主要目的的多用途专用的土地GIS。该系统通过收集耕地面积、湿地分布面积、季节性洪水覆盖面积、土壤类型、专题图件信息、卫星遥感数据等信息，建立了潜在威斯康星地区的土壤侵蚀模型A=R*K*L*S*C*P，其中A为潜在的土壤侵蚀(面积/年)，R为降雨量，K为侵蚀土壤参数，L为坡长，S为坡度参数，C为耕地面积，P为管理参数。探讨了土壤恶化的机理，提出了合理的方案，达到土壤保护的目的，还可以利用它对土地进行长期的动态研究，避免土质的重心恶化。这里把土壤侵蚀模型A=R*K*L*S*C*P作用到与之有关数据，达到综合分析评价及模拟预测结果。
3.GIS的空间查询和空间分析功能的应用。为了便于管理和开发地理信息(空间信息和属性信息)，在建库时是分层处理的。也就是说，根据数据的性质分类，性质相同或相近的归并一起，形成一个数据层。这样GIS对单副或多副图件及其属性数据进行分析和指标量算。这种应用以原始图为输入，而查询和分析结果则是以原始图经过空间操作后生成的新图件来表示，在空间定位上仍与原始图一致。因此，也可将其称为空间函数变换。这种空间变换包括叠置分析、缓冲区分析、拓扑空间查询、空集合分析(逻辑交运算、逻辑并运算、逻辑差运算)。这方面应用例子有很多，例如在城市规划过程中，对城市中救护车、救火车的分布位置以及行车路线和控制的规划；如何安排多路警车交通路线，以保证在紧急时刻，在任意地方应至少能有一辆警车在事发后最短时间内赶到出事地点；在环境保护方面，对水土流失导致土地资源的破坏进行评价；在区域环境质量现状评价过程中，对整个区域的环境质量进行客观地、全面地评价，以反映出区域中受污染的程度以及空间分布状态；在地学方面，MAPGIS在油气勘探中和在成矿预测中的应用，解决了肉眼所不能看见的深部构造问题和指明矿产的远景区。在大都市防震减灾系统中的应用，1994年的美国洛杉机大地震，就是利用RAC／INFO进行灾后应急响应决策支持，成为大都市利用GIS技术建立防震减灾系统的成功范例。日本横滨大地震后，日本政府决定利用GIS技术建立更好的能快速响应的防震减灾系统。日本建筑署建设研究所、NASDA等政府机构在联合国区域发展支持下，建立了防震减灾应急系统，选用ARC／INFO对横滨大地震的震后影响作出评估，建立各类数字地图库，如地质、断层、倒塌建筑等图库。把各类图层进行叠加分析得出对应急有价值的信息，该系统的建成使有关机构可以对象神户一样的大都市大地震作出快速响应，最大程度地减少伤亡和损失。在野生动植物保护中的应用，世界野生动物基金会(WWF)采用GIS软件ARC/INFO作为“老虎与人类”保护项目的主要技术工具。利用ARC/INFO空间分析功能，WWF已找到新的方法来帮助世界最大的猫科动物改变它目前濒于灭种的境地。
4.GIS的输出功能在地图制图中的应用。地理信息系统的发展是从地图制图开始的，因而GIS的主要功能之一用于地图制图，建立地图数据库。与传统的、周期长、更新慢的手工制图方式相比，利用GIS建立起地图数据库，可以达到一次投入、多次产出的效果。它不仅可以为用户输出全要素地形图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题，如行政区划图、土地利用图、道路交通图等等。更重要的是由于GIS是一种空间信息系统。它所制作的图也能够反映一种空间关系，可以制作多种立体图形，而制作立体图形的数据基础就是数字高程模型。在地图的输出中，MAPGIS达到世界先进水平。
5.运用GIS系统，建立起专题信息系统和区域信息系统。专题信息系统如水资源管理信息系统、矿产资源信息系统、草场资源信息系统、水土流失信息系统和目前上海正在建立长途电信局GIS系统等等。这类信息系统具有有限目标和专业特点，系统数据项的选择和操作功能是为特定的专门目的服务。区域信息系统如加拿大国家信息系统、美国Oakridge地区模式信息系统等等。这类信息系统主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标，可以有不同的规模，其特点是数据项多，功能齐全，通常具有较强的开放性。这两种信息系统与上述四种GIS应用或多或少有重叠处，但这里强调的是完整性、系统性、故与它们分开讨论。
6.地理信息系统与遥感图像处理系统的结合的应用。遥感数据是地理信息系统重要信息源。其实目前大多数GIS系统已揉进图像处理功能，并把它作为其一个子模块。这种应用如海湾战争期间，美国国防制图局GIS实时服务，为战争需要在工作站上建立了GIS与遥感的集成系统，它能用自动影像匹配和自动目标识别技术处理，处理卫星和高低侦察机实时获得战场数字影像，及时地将反映战场现状的正射影影像叠加到数字地图上，数据直接传送到海湾前线指挥部和五角大楼，为军事决策提供24小时的实时服务。
7.应用GIS一些二次开发函数库开发出具有特定功能软件系统。如国家九五攻关项目“紧缺金属资源快速勘察评价系统”，这个系统中，分为地质变量信息提取模块、数据挖掘模块、物探数据处理模块、图像处理模块、综合预测模块等，其中地质变量信息提取模块使用了MAPGIS中基本输入函数、空间功能分析函数，目前这个系统已初具皱形。
8.GIS中属性数据的综合及融合。在现有的GIS中，属性数据只是用于检索和查询，或进行简单的统计，难以深入的分析，难以发掘隐含在其中的模式和规律。在众多项的属性数据中，有时将几个属性项的属性数值加以综合，构成一个具有某领域特定意义的新属性项新属性值，这种综合不是综合前属性数据值的简单反映，也不是它们的孤立集合，而是经过某领域研究人员深思熟虑的综合分析，用数量表示某领域问题的综合概念和结果特征。国家科委九五攻关项目“紧缺矿产资源开发评价系统”中，我们对研究区进行合理网格大小划分后，利用GIS空间分析功能，求得每个网格单元的各地层、岩体、脉体的面积及相应的面积百分数、各断裂的长度、方向等众多的属性数值，在此基础上，我们用具有特定意义数学模型计算出三个综合属性值，分别为相对熵、断裂的优益度和中心对称度。用相对熵来考查围岩蚀变组合特征与矿化的关系；在以构造为主要控矿因素的内生矿产中，用断裂的优益度来评价每个网格单元是否有利储矿；用中心对称度来研究和圈定古火山机构、小型等轴状隐伏侵入体等具有放射状断裂体系的环形构造。
数据融合的概念始于70年代，但直接促其迅速发展的是进入90年代以后，最初以军事应用为目的的数据融合技术现今亦用于工业和农业。我们在开发国家科委九五攻关项目“紧缺矿产资源开发评价系统”中，引进数据融合技术，融合GIS的属性数据，进行地质异常单元的圈定与评价。利用GIS对空间数据强大的显示功能，显示其结果。我们在开发国家科委九五攻关项目“紧缺矿产资源开发评价系统”中，如前面所述，求出各网格单元的各属性项的属性数据值(即各变量值)，我们知道，地学数据是典型的多源空间数据，它们的量刚不一、形式多样；既有定量数据、又有定性文字描述数据，因此在数据融合前，必须统一量刚、把定性数据定量化，然后筛选出独立、有用的变量(包括综合变量)，选择相应的数学模型(包括定量模型、定性模型和定量定性混合模型)和模型单元，确定地质异常临界值大小，根据它对未知单元进行异常圈定和异常评价，最后利用GIS其显示结果。通过GIS空间叠加分析，对其属性数据值的预处理、筛选、数据融合，利用GIS管理、显示，使其结果的应用范围与利用价值大大提高。
总之，GIS为人类由客观世界到信息世界的认识、抽象过程以及由信息世界返回客观世界的利用改造过程的发展和转化，创造了空前良好的条件和环境。
参考文献
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第7篇：环境地理信息系统的应用范文
[关键词]环境GIS 环境监测 多技术集成
[中图分类号] X83 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-7-260-1
1引言
地理信息系统（GIS）是集地理学、信息学、测绘科学、计算机科学、空间科学、地球科学和管理科学等多学科为一体的新兴边缘学科。 主要用于采集、存储、管理、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术。GIS在环境科学研究方面的应用简称为环境GIS，它以遥感、地理信息系统和全球定位系统技术为手段，进行环境空间信息的获取、分析、处理、存储与表达，从而为环境保护工作提供空间信息支持和管理决策依据。环境GIS存在多技术集成、环境空间、动态变化、广泛实用和可视化等特性。
2 GIS在环境监测中应用的主要方面
GIS能应用到环境监测各领域，是与GIS本身的特点以及环境监测的特点所引发的需求是分不开的。GIS通过拓展的空间数据库、丰富的制图表达以及综合的分析功能在环境监测领域取得了显著成效，其在环境监测及管理领域的应用主要有以下几个方面。
2.1环境监测数据管理分析
环境监测的目的是准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。GIS最大的特点是能够对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析和可视化表达的信息处理与管理，能对已有空间和属性信息进行加工处理，得出科学结论。也正是这些特点使得它与环境监测结合成为可能。
2.2环境数值预报模型
环境监测中，多数数值预报模型是空间模型。多因子综合作用，使环境要素空间变异的数值分析相当复杂。GIS模型则提供每个变量的空间插值分析，通过样点数值预测整个区域环境变量的数值分布。
2.3环境监测信息管理系统（EMMIS）
该系统是为环境监测、管理和决策服务的技术过程系统。GIS在其中的应用大大改善了EMMIS监测基础数据的处理和收集方式，提高了环境管理的效率。
2.4建立环境地理信息系统
环境监测需要采集和处理大量的、种类繁多的环境信息。这些环境信息85%以上与空间位置有关，使用GIS可以建立各种环境空间数据库，GIS通过把各种环境信息与其地理位置结台起来进行综合分析与管理，以实现空间数据的输入、查询、分析、输出和管理的可视化。
2.5环境监测应急预警系统
把重大污染事故与GIS 技术相结合，及时提供预警和制定应急措施，能够对事故风险源的地理位置及其属性，事故敏感区域位置及其属性进行管理.提供污染事故的大气、河流污染扩散的模拟过程和应急方案。
3 GIS在环境监测应用的现状
3.1GIS在森林草场环境监测中的应用
我国已经开展了一些利用GIS技术对森林等生态环境进行监测的课题研究。如2000 年，陈涛、杨武年所在课题组承担了国家863计划308主题“西部金睛行动”专项“四川省岷江中上游生态环境遥感综合调查与评价”课题。该课题利用以GIS为主要手段之一的现代科技技术，在短期内查明该区生态环境本底状况及变化趋势，克服了长期以来传统调查监测方法费时费力、资金开支大和解译精度低的缺陷，对今后生态环境监测与评价提供了高技术支持。
3.2GIS在水源湿地环境监测中的应用
进行气象与大气环境、生物、土壤、水体、自然灾害等项目的湿地生态环境监测可以为科学地进行湿地生态系统管理提供依据。在对湿地生态系统进行科学管理的过程中，GIS湿地生态环境监测与管理信息系统具有进行湿地遥感分类、湿地植被生物量遥感估测、湿地景观格局演化及湿地退化分析、进行湿地评价和辅助湿地自然保护区建设等重要作用。
3.3GIS在海洋环境监测中的应用
GIS技术在海洋领域可用于对空间环境数据进行管理、查询、分析，并且利用GIS的统计制图功能形象地展示出各种环境专题内容、环境数据空间分布与数量统计规律，以满足环境保护实际需要，为资源开发、环境保护能够提供比较完善的技术支持，有助于海洋资源与环境的可持续发展。借助GIS等技术可建立现代化海洋实时立体监测管理系统，实现信息更新、信息共享，并通过图形方式对管理与决策前景进行动态模拟，为海洋资源开发、海洋环境和气候的监测、海洋防灾减灾以及维护国家海洋权益服务。
3.4GIS在城市环境监测中的应用
在我国随着经济建设的迅速发展，GIS在对空间数据的查询和分析功能要求较高的领域如城市规划管理、城市环境监测、防灾减灾等领域有着广泛的应用价值，取得了良好的经济效益和社会效益。
（1）水资源环境监测。随着工业的发展，水资源也受到了不同程度的污染。加强对水资源的监测和管理迫在眉睫。GIS应用于水资源数据的监测管理，主要是对水质数据、供水部门数据及遥感数据进行管理与分析等。上海市环境管理部门于20世纪80年代末开始GIS应用研究，并建立了黄浦江流域水环境地理信息系统，系统具有动态监测显示，可对水质作出快速预测分析和预报。
（2）大气环境的动态监测与分析。大气环境是环境问题的一个重要因素，尤其是人口密集、工业企业集中的城市大气环境问题显得尤为突出。利用GIS的空间图形图像的显示、分析功能，可以获得各污染物浓度分布图，了解各污染物的空间分布及超标情况。致力于大气环境问题的科研人员已经在这些方面取得了长足的进展，大家熟知的大气层的臭氧层“黑洞”就是通过GIS和遥感技术发现的。
（3）环境灾害监测与评估。灾害的发生大都是突发性的，其结果是对环境造成重大污染，经济上造成巨大损失，对居民的身体健康及生命安全造成巨大威胁，其危害制约着生态平衡及经济、社会的发展。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。
（4）环境噪声监测与管理。GIS应用于环境噪声监测与管理，主要是体现在以下方面：
①噪声监测点布设相对于传统的噪声监测点设置，不但提高了布设的准确性、最优性，能够更好地反映监测地区的噪声环境状况，更是体现出经济可行性、科学合理化，同时也保证了监测数据的可靠性。
②自动监测噪声主要是体现在监测过程无需人工操作、值守，其连续运行可以实时获得时空分布的噪声数据，满足长短期监测，为噪声控制规划决策提供基础资料。
③环境噪声GIS对所收集到的噪声信息进行存储和显示，并能够对监测区域进行进一步的场地监测和分析，分析数据背后的深层次信息，如噪声影响预测、噪声超标程度、范围估计等。
GIS应用噪声评价的领域主要包含：（1）现状评价，利用GIS形象直观图形界面和时空数据分析处理能力可以对数据进行直观、准确的评价，如可以通过叠置分析可以得到监测区域的噪声分析图，如此便可以进一步确定潜在污染源;（2）环境影响评价，GIS还可以应用噪声预测，其强大的时空数据分析功能可有助于预测出噪声的衰减性、地面吸引性等各种复杂特征;（3）噪声功能区划分，以GIS所提供的地图和数据为功能区划分，可以避免人为错误和方法的局限性，更能够反映出区域内噪声环境污染的分布状况，并且还可以提供划分精度，进而为环境规划控制提供有力支持。
4结语
目前，GIS在环境监测中还存在很多的问题，其中最大的问题是环境数据库的支持能力不够。GIS系统在与环境领域相结合时，需要的信息是分布于不同地域的环境信息载体（ 如水、气以及土壤等） 的数据，这就要求相应的环境数据库的支持，而目前这类数据库十分缺乏。如果环境数据库的建立得不到相应的重视，最终会导致GIS系统这一先进工具不能发挥应有的作用。同时各部门之问信息封闭，造成重复数据建设，导致了信息数据库建立过程中步骤的重复，和人力、物力和财力的浪费。这一问题的解决还有待于政府部门在宏观上的规划和协调。尽管GIS在环境科学领域的应用还不够深入，但是成效是显著的，而且随着新技术的发展应用，GIS必将为我国的环境监测和保护做出巨大的贡献。
参考文献
[1]陈海洋，滕彦国，王金生等.基于共享应用的环境监测GIS平台研究[J].中国环境监测，2012，28（1）：120-124.
[2]叶锴.GIS在环境监测中的应用思考[J].中国科技博览，2012，（5）：71.
第8篇：环境地理信息系统的应用范文
关键词：GPS；GIS；RS；地质探矿技术；探讨
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
探矿工程数据库信息系统包含极大的数据信息量，因而成为一项复杂的系统工程，借助GIS的空间数据存储功能，人们可以把更多的精力用到研究地质信息的相互内在联系，内在相关等实质性问题上，而且地理信息系统的空间分析功能带来了极大便利，使地学研究工作大大缩短了周期，研究成果的最终表达形式也更加丰富多彩。
1 3S技术概述
3S是GPS，GIS，RS三项高新技术的总称。GPS即全球定位系统，是建立在无线电定位系统基础上的空间导航系统。它由空间卫星.地面监控站和用户设备组成，利用卫星信号来准确测定待定点的位置，具有全球性，全天候的连续定时定位能力“主要用于实时、快速地提供目标的空间位置，为所获取的空间及属性信息，提供实时或准实时的空间定位及地面高程模型。GIS即地理信息系统，是指在计算机软硬件的支持下，对空间信息输入，存贮、查询、运算、分析、表达的技术系统。它可用于空间信息的动态描述，通过时空构模、模拟、演示事物的发展变化过程，从而为咨询、规划和决策服务。RS即遥感，是指利用飞机，卫星或其他飞行器作运载工具，用传感器收集目标物的电磁波信息，运用物理手段、数学方法和地学规律来揭示目标物的性质、形状、分布和动态变化的现代探测技术。总的来说，3S是一个有机的整体，RS与GPS为GIS提供高质量的空间数据，而GIS是综合处理数据的理想平台，反过来提升RS与GPS获取信息的能力。所以只有将3S的三个部分紧密结合，才能更好地发挥各自的性能，以最佳效率完成空间分析与数据处理任务。
2 3S在探矿领域的实际应用
2.1 GPS技术的应用
全球定位系统可在全天候条件下定位。测定环境地质点的经度、纬度和高度，且使用简单方便，并对测定数据进行详细记录和编号，以备下一步地理信息系统建设编图时使用。
2.1.1 组件技术应用，组件式GIS的发展使GIS可与其它信息技术应用紧密的集成。
2.1.2 面向对象技术的应用，改变了GIS的传统设计方法与思想，使GIS系统能更好地反映现实地理空间各种空间要素及其相互关系，甚至空间现象与过程)面向对象的GIS中所有的地物以对象形式封装，用户可以在现有抽象数据类型和空间操作箱上定义自己所需的数据类型和空间操作方法，增强了系统的开发性和可扩充性，为GIS的智能化奠定了基础。
2.1.3 WebGIS技术发展。使通过Internet浏览空间数据成为现实，促进了GIS应用领域的扩展。
2.1.4 三维GIS的深入研究，支持真正三维的矢量和栅格数据模型，及以此为基础的三维空间数据库，将解决三维空间操作和分析问题，极大提高GIS的空间分析功能。
目前，地理信息系统的应用遍及环境保护，资源保护、灾害预测、投资评价、城市规划建设、政府管理等众多领域，取得了良好的经济效益和社会效益。尽管现存的地理信息系统软件很多，对GIS的应用归纳概括起来有两种情况，一是利用现成的GIS实用软件系统，直接处理用户的数据。二是在GIS软件基础上，利用它的开发函数库二次开发出用户所需的专用地理信息系统软件。
2.2 GIS技术的应用
2.2.1 GIS在矿产资源评价与模拟预测中的研究和应用。GIS集空间数据的获取、管理、处理、分析、建模和显示于一体的数据流程，使其在成矿预测和矿产资源评价分析方面有广泛的应用，正逐渐改变传统矿产资源评价的方法。
2.2.2 GIS输出功能在地图制图中的应用。在数字制图过程中，GIS发挥了越来越重要的作用。利用GIS对数字地理底图和各种数字专题图（地质，地球物理，地球化学，遥感，资源，水文，环境，灾害，土地利用，城市规划等）信息进行分层管理，可以达到一次投入，多次产出的效果。系统可以很灵活地根据不同用户的需求，提取相关的信息，生成不同的图件，即可以为用户输出全要素地形图，也可以分层输出各种专题地图，如矿产资源评价图，资源分布图，土地利用图，灾害程度图等。
2.2.3 运用GIS系统，建立起专题信息系统和区域信息系统，如专题矿产资源信息系统等。为适应勘查地球化学数据处理和应用，中国地质调查局研制开发了“区域地球化学数据管理系统”，GIS中空间数据和属性数据的综合及融合，可以满足地球化学工作者在地质矿产资源勘查中的需要。
2.2.4 应用GIS的二次开发函数库，开发出具有特定功能的软件系统。如国家“九五”攻关项目“紧缺金属资源快速勘查评价系统”，此系统分为地质变量信息提取模块，数据挖掘模块，物探数据处理模块，图像处理模块，综合预测模块等。其中，地质变量信息提取模块使用了MAPGIS中基本输入函数，空间功能分析函数，目前该系统已初具雏形。
2.3 RS遥感系统的应用
遥感已广泛应用于地质，地理，海洋，环境，农林，水利，土壤及全球变化等领域。随着计算机技术的发展，遥感应用通过计算机数据处理，进行信息增强，提取和自动分类，并在地理信息系统（GIS）的支持下，已逐步走向定量化和智能化，遥感与生物地球化学的结合是两门学科各自发展的需要，既丰富了生物地球化学的探矿理论，又开拓了遥感研究和应用的领域!给遥感技术注入了新的活力，推动了遥感理论，技术和应用研究。因而遥感和生物地球化学的发展，有赖于地球科学，环境科学，生物学，遥感，信息科学等在学科的理论，技术方法和应用的进步和需要。在国外，遥感生物地球化学经历了定性和半定量的阶段，现正在定量化阶段发展，其中比较活跃的研究领域主要有理论，技术方法和应用等。在遥感技术中，近紫外波段可探测植物叶面的紫外荧光异常，可见光波段可精确探测植物的色素异常，近红外波段可探测植物叶冠结构和叶子细胞结构的异常，中红外波段可探测植物叶冠的水含量异常，远红外波段可精确测定叶冠表面的温度异常，微波波段可探测植物叶体的水含量，叶冠表面的温度及叶冠结构等异常。因而，受重金属元素的生物地球化学效应影响的植被，在遥感影象上的特征色调，可以借助遥感影象上表现出来的异常特征信息进行探矿研究。
3 3S技术探矿的原理
3.1 探矿工作量的增大导致勘探点增多，采用GPS定位技术能迅速获得勘探点的空间信息，并自动对测定数据进行详细记录和编号。磁石具有同性极相斥，异性极相吸的作用。地球好像一个巨大的磁石，在它的周围可以形成一个具有磁力作用的空间磁场。在磁场范围内，地球的磁北极吸引磁针的南极，地球的磁南极吸引磁针的北极。磁场中，每一点都具有一定的磁场强度。
3.2 地磁的两极和地理上的两极位置并不在一处，而磁极的位置在地质历史上也不是固定不变的地磁子午线与地理子午线之间的夹角称磁偏角，偏角在地理子午线之东者叫东偏，在地理子午线之西者叫西偏。磁针与水平面的夹角称为磁倾角，磁倾角的大小随地而异，在磁赤道上磁针水平，磁倾角为零，在磁极处磁针垂直，磁倾角为90°磁偏角，磁倾角和磁场强度统称地磁要素。地磁要素的数值若符合某一地区的正常数值，则称为地磁场的正常场，若其数值与正常值不同，就是地磁异常现象。地磁异常现象的产生，往往与地下存在着具有磁性的岩石或具有磁性的矿体有关，故可以通过地磁测量进行有关矿产的普查，这种方法称为磁法探矿。
3.3 电磁遥感探矿方法是利用电磁感应原理，探测地下良导电矿体的方法。试验使用甘肃有色地质勘查局科研工作者研制的低频偶极电磁探矿仪(电磁探矿仪的研制)，其发射机所建立的场源为电磁偶极子场(一次场H1)，若地下有良导电矿体存在H1的作用下，矿体中必然产生感应电流，这种感应电流必将产生二次交变磁场(H2)，在地面观测H2，可以推断地下矿体的存在，从而达到找矿的效果。
4 结束语
采用遥感技术(RS)对未知区域进行勘探，可在勘探之初针对是否可能含矿进行区域界定，部分替代传统的打钻取芯勘测方法，大大减少探矿工作者的工作量和工作强度。
参考文献：
[1] 颜纯文.我国非开挖行业现状与展望[J].探矿工程(岩土钻掘工程), 2010, (10).
第9篇：环境地理信息系统的应用范文
数据库技术作为一项理论成熟的数据管理技术，应用非常广泛。它在信息系统的构建中起到信息系统开发和数据的存储、分析、展示的作用，可以实现有组织、动态地存储大量的数据，并提供数据共享和数据处理服务。目前石油勘探开发所涉及的地质、构造、勘探、钻井等专业的信息系统都要数据库支持才能正常工作。国际通用的勘探数据库和企业自建的数据库都能给石油勘探开发提供宝贵的信息资源和庞大的勘探数据。但由于目前很多数据库系统还处于初级阶段，石油勘探开发人员只能下载数据进行加工和推理，不能从根本掌握数据中隐藏的知识。长此以往，研究人员处于一种数据丰富知识贫乏的境地。
地理信息技术系统
地理信息系统的使用给石油勘探开发带来了方便，它可以给石油勘探开发提供更为直观的支持，是石油勘探开发系统中必不可少的工具。尤其在油气勘探开发中，主要研究的是地质构造、物性、岩性、油性等地质的实体特征，地理信息技术系统发挥了非常重要的作用。地理信息技术系统的定位技术，可以评估潜在的石油资源，并直观准确的定位油气资源的空间分布特征。通过图像可视化，可以将数据生成图形，有助于更好地开展石油勘探开发工作。另外，地理信息技术系统具有强大的空间地理分析能力，可以通过数据资源的集成和分析给石油勘探开发提供、适用性很强的完整方案。在国内，石油行业基于地理信息技术系统自主开发了不同专业的数据库系统，而国外一些大的石油公司对地理信息技术系统的应用已经达到了企业级。
三维可视化技术
随着计算机应用软件的开发，作为一种显示描述地质现象的特殊工具，三维可视化技术已经在石油勘探开发中得到了深入的应用。它不但可以利用大量的相关数据检查资料的连续性，还能辨认资料的真伪，分析、理解数据。在石油勘探研究中，三维可视化技术既是一种理解和解释的工具又是一种成果表达工具。其关键技术包括三维建模技术、三维显示技术和三维操作技术。利用三维可视化软件可以直观的感受地层的岩性、构造和沉积等特点，帮助石油勘探开发人员快速准确地了解地质状况，最终确定油气存储的位置，跟踪油气的运动，找出便于开采的最优路径。
虚拟现实技术
