環(huán)境保護(hù)業(yè)務(wù)管理的信息化應(yīng)用

1、GIS 技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用隨著全球性環(huán)境的日益惡化， 人們已越來(lái)越認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性。同時(shí)， 也越來(lái)越認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)， 特別是信息技術(shù)對(duì)環(huán)境保護(hù)所起的重大作用。 環(huán)境保護(hù)離不開(kāi)環(huán)境信息的 采集和處理，而環(huán)境信息 85% 以上與空間位置有關(guān)，所以，地理信息系統(tǒng)就自然成為環(huán)境 保護(hù)工作的有力工具。在地理信息系統(tǒng)的幫助下， 不僅可以方便的獲取、存貯、管理和顯示 各種環(huán)境信息， 而且可以對(duì)環(huán)境進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)、 模擬、 分析和評(píng)價(jià)， 從而為環(huán)境保護(hù)提供 全面、及時(shí)、準(zhǔn)確和客觀的信息服務(wù)和技術(shù)支持。地理信息系統(tǒng)（ GeographicInformationSystem 簡(jiǎn)稱(chēng) GIS ）是隨著地理科

2、學(xué)、計(jì)算機(jī) 技術(shù)、遙感技術(shù)和信息科學(xué)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新興技術(shù)， 是一個(gè)能夠?qū)臻g相關(guān)數(shù)據(jù) 進(jìn)行采集、管理、分析和可視化輸出的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)萌芽于 20 世紀(jì) 60 年代初， 1972 年， 世界上第一個(gè)物理信息系統(tǒng)加拿 大地理信息系統(tǒng)（ CGIS ）全面投入運(yùn)行。此后，地理信息系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)獲得了快速發(fā) 展，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家 GIS 應(yīng)用已經(jīng)滲透到社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的各個(gè)方面，目前已成功地應(yīng)用到 了資源管理、 環(huán)境保護(hù)、 災(zāi)害預(yù)測(cè)、 投資評(píng)價(jià)、 城市規(guī)劃建設(shè)、 人口和商業(yè)管理、 交通運(yùn)輸、 石油和天然氣、教育、軍事等眾多領(lǐng)域。在我國(guó)隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展， GIS 在城市規(guī)劃 管

3、理、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸、防災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，取得了良好 的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。一、GIS技術(shù)及其特點(diǎn)GIS 系統(tǒng)是在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（ DBMS ）和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD ）兩個(gè)比較成熟的軟 件技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的， 并附加了對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析的特殊功能。 GIS 以其混合 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的地理空間分析功能而別具一格。 它所提供的專(zhuān)用函數(shù)可用來(lái)進(jìn)行測(cè)量、 坐 標(biāo)變換、圖象生成、屬性修改、統(tǒng)計(jì)分析、拓?fù)浏B加、網(wǎng)絡(luò)分析等。許多GIS 產(chǎn)品還采用了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的組件對(duì)象模型（ COM ）技術(shù)，為用戶進(jìn)行功能和結(jié)構(gòu)定制拓展了空間。 GIS 技術(shù)特點(diǎn)可歸納為：1.1 數(shù)據(jù)輸入

4、數(shù)據(jù)輸入是把現(xiàn)有資料按照統(tǒng)一的參考坐標(biāo)系統(tǒng)、統(tǒng)一的編碼、 統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)組織轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可處理的形式， 輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)中的過(guò)程。 除了在地圖上手扶跟蹤數(shù)字化、 圖形 掃描外，目前GIS的輸入越來(lái)越多地借助非地圖形式，RS （遙感技術(shù)）數(shù)據(jù)和 GPS （全球定位系統(tǒng)）數(shù)據(jù)已成為 GIS 的重要數(shù)據(jù)來(lái)源。1.2 數(shù)據(jù)處理GIS 對(duì)空間數(shù)據(jù)的處理主要包括數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)綜合、數(shù)據(jù)變換等，最終形成具有拓?fù)?關(guān)系的空間數(shù)據(jù)庫(kù)。 GIS 中的數(shù)據(jù)分為柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)， 如何有效地存儲(chǔ)和管理這兩類(lèi) 數(shù)據(jù)是 GIS 的基本問(wèn)題。大多數(shù) GIS 系統(tǒng)采用了分層技術(shù)，即根據(jù)地圖的某些特征，把它 們分成若干圖層分別

5、存儲(chǔ)， 把選定的圖層疊加在一起就形成了一張滿足某些特殊要求的專(zhuān)題 地圖。1.3 空間分析和統(tǒng)計(jì)空間分析和統(tǒng)計(jì)是 GIS 的一個(gè)獨(dú)立研究領(lǐng)域，它的主要特點(diǎn)是幫助確定地理要素之間新的關(guān)系，為用戶提供一個(gè)解決各類(lèi)專(zhuān)門(mén)問(wèn)題的工具。這也是GIS 得以廣泛應(yīng)用的重要原因之一。 GIS 的空間分析分為兩大類(lèi)：矢量數(shù)據(jù)空間分析和柵格數(shù)據(jù)空間分析。矢量數(shù)據(jù)空 間分析包括：空間數(shù)據(jù)查詢(xún)和屬性數(shù)據(jù)分析， 緩沖區(qū)分析，網(wǎng)絡(luò)分析等。柵格數(shù)據(jù)空間分析 包括：記錄分析、疊加分析、統(tǒng)計(jì)分析等。1.4 地圖顯示與輸出GIS 可將空間地理信息以地圖、報(bào)表、統(tǒng)計(jì)圖表等形式顯示在屏幕上，利用開(kāi)窗縮放工 具可以對(duì)所顯示的地圖中的任意點(diǎn)

6、和范圍進(jìn)行無(wú)級(jí)開(kāi)窗縮放，也可以按照某一比例尺顯示， 進(jìn)行分析對(duì)比。還可按照用戶需要設(shè)置制圖符號(hào)和顏色，根據(jù)編輯好的空間數(shù)據(jù)分層選擇， 通過(guò)逐層疊加形成各種專(zhuān)題圖，通過(guò)繪圖機(jī)、打印機(jī)等輸出。1.5 二次開(kāi)發(fā)和編程大多數(shù) GIS 系統(tǒng)都提供二次開(kāi)發(fā)環(huán)境，包括提供專(zhuān)用語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)環(huán)境，用戶可在自己 編程環(huán)境中調(diào)用 GIS 的命令和函數(shù)。 系統(tǒng)配有專(zhuān)門(mén)的控件， 供用戶的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言 （ C+ ， VB， VC+ , Dephi ,）調(diào)用等等。用戶可以很方便地編制自己的菜單和程序，生成可視化的 用戶界面，完成 GIS 的應(yīng)用功能的開(kāi)發(fā)。二、GIS技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用隨著我國(guó)環(huán)境信息化的快速發(fā)展和計(jì)算機(jī)新技術(shù)

7、在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用， 環(huán)境信息 系統(tǒng)在環(huán)境保護(hù)管理和決策工作中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。 而地理信息系統(tǒng)技術(shù)的出現(xiàn)為 環(huán)境保護(hù)工作邁向信息化、現(xiàn)代化提供了技術(shù)支持。目前， 全國(guó) 27 個(gè)省級(jí)環(huán)保局及一百多個(gè)城市環(huán)保部門(mén)都已經(jīng)使用地理信息系統(tǒng)平臺(tái)軟 件和相應(yīng)的硬件設(shè)施，大部分省市已經(jīng)建立環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，在GIS 平臺(tái)上開(kāi)發(fā)了城市環(huán)境地理信息系統(tǒng)、 重點(diǎn)流域水資源管理、 環(huán)境污染應(yīng)急預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)等， 取得了顯著的成效。 下面將結(jié)合實(shí)例分別闡述 GIS 技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用情況。2.1 應(yīng)用 GIS 制作環(huán)境專(zhuān)題圖環(huán)境制圖是環(huán)境科學(xué)研究的基本工具和手段。 與傳統(tǒng)的、 周期長(zhǎng)、 更新慢的手工制圖方

8、 式相比，利用 GIS 建立起地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，可以達(dá)到一次投入、多次產(chǎn)出的效果。它不僅可以 為用戶輸出全要素地形圖，而且可以根據(jù)用戶需要分層輸出各種專(zhuān)題圖，如污染源分布圖、 大氣質(zhì)量功能區(qū)劃圖等等。 GIS 的制圖方法比傳統(tǒng)的人工繪圖方法要靈活得多， 在基礎(chǔ)電子 地圖上， 通過(guò)加入相關(guān)的專(zhuān)題數(shù)據(jù)就可迅速制作出各種高質(zhì)量的環(huán)境專(zhuān)題地圖。可以根據(jù)實(shí)際需要從符號(hào)和顏色庫(kù)中選擇圖件，使之更好地突出專(zhuān)題效果和特性。2.2 應(yīng)用 GIS 建立各種環(huán)境地理信息系統(tǒng)各級(jí)環(huán)保部門(mén)在日常管理業(yè)務(wù)中， 需要采集和處理大量的、 種類(lèi)繁多的環(huán)境信息。 而這 些環(huán)境信息 85% 以上與空間位置有關(guān)。 GIS 的強(qiáng)大功能之一是

9、它的空間數(shù)據(jù)的采集、編輯、 處理功能和對(duì)空間數(shù)據(jù)的管理能力。使用G I S ，可以建立各種環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫(kù)。例如：污染源空間信息數(shù)據(jù)庫(kù) （包括工業(yè)、 農(nóng)業(yè)、 交通等污染源數(shù)量、 屬性和污染源發(fā)生的地域范圍） 、 環(huán)境質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫(kù)（包括空氣、水、噪聲等）， GIS 能夠把各種環(huán)境信息與其地理位置結(jié) 合起來(lái)進(jìn)行綜合分析與管理，以實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的輸入、查詢(xún)、分析、輸出和管理的可視化。 例如，基于 GIS 平臺(tái)，廈門(mén)市建立了城市環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫(kù)和污染源監(jiān)測(cè)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā) 了網(wǎng)絡(luò)化城市環(huán)境質(zhì)量地理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)涵蓋了大氣、地表水、聲學(xué)環(huán)境的監(jiān)測(cè)信息， 以分布圖、 專(zhuān)題圖、 三維模型等形式，生動(dòng)直觀地反映

10、環(huán)境質(zhì)量狀況。 由于采用了因特網(wǎng)的GIS 開(kāi)發(fā)技術(shù)，該系統(tǒng)可以在 Internet/Intranet 上運(yùn)行。2.3GIS 應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)在環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中，利用 GIS 技術(shù)可對(duì)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、顯示、分析，實(shí) 現(xiàn)為環(huán)境決策提供輔助手段的目的。 如廣東省以東深流域自然環(huán)境地理信息為基礎(chǔ)， 對(duì)東深 流域的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)處理，利用 GIS 技術(shù)開(kāi)發(fā)了東深流域水環(huán)境管理信息。該系統(tǒng)直 觀顯示和分析東深流域水環(huán)境現(xiàn)狀、 污染源分布、 水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，追蹤污染物來(lái)源。 可結(jié) 合數(shù)字地圖查詢(xún)歷年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行空間分析 （如緩沖區(qū)查詢(xún)與分析） 、輔 助決策（容量計(jì)算及污染狀況的預(yù)

11、測(cè)） 為流域水環(huán)境的科學(xué)化管理和決策提供了先進(jìn)的科學(xué) 手段。2.4GIS 應(yīng)用于自然生態(tài)現(xiàn)狀分析 在進(jìn)行自然生態(tài)現(xiàn)狀分析過(guò)程中，利用 GIS 可以比較精確地計(jì)算水土流失、荒漠化、森林 砍伐面積等， 客觀地評(píng)價(jià)生態(tài)破壞程度和波及的范圍， 為各級(jí)政府進(jìn)行生態(tài)環(huán)境綜合治理提 供科學(xué)依據(jù)。 國(guó)家環(huán)?？偩职?GIS 技術(shù)與遙感技術(shù)相結(jié)合， 對(duì)我國(guó)西部 12 省的生態(tài)環(huán)境現(xiàn) 狀進(jìn)行調(diào)查， 得到了西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境的空間分布與空間統(tǒng)計(jì)狀況、 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況和生 態(tài)環(huán)境變化的空間規(guī)律特點(diǎn)， 為該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展與資源環(huán)境的可持續(xù)利用提供了科 學(xué)依據(jù)。青海省遙感中心將“3S ”技術(shù)運(yùn)用到青海湖環(huán)湖重點(diǎn)區(qū)域調(diào)

12、查上，快速查清了該區(qū)域土地利用、 土地覆蓋現(xiàn)狀， 建立了生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)和生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系， 為政府規(guī) 劃決策、資源開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)提供了寶貴資料。2.5GIS 應(yīng)用于環(huán)境應(yīng)急預(yù)警預(yù)報(bào) 建立重大環(huán)境污染事故區(qū)域預(yù)警系統(tǒng)， 能夠?qū)κ鹿曙L(fēng)險(xiǎn)源的地理位置及其屬性、 事故敏感區(qū) 域位置及其屬性進(jìn)行管理， 提供污染事故的大氣、 河流污染擴(kuò)散的模擬過(guò)程和應(yīng)急方案。 例 如，大連市的“重大污染事故區(qū)域預(yù)警系統(tǒng)”把重大污染事故的多種預(yù)測(cè)模型與 GIS 技術(shù) 相結(jié)合， 當(dāng)某一風(fēng)險(xiǎn)源發(fā)生事故時(shí)提供應(yīng)急措施、 報(bào)警信息和救援信息， 為重大污染事故應(yīng) 急指揮奠定了基礎(chǔ)。上海市應(yīng)用GIS 、RS 與 GPS 技術(shù)開(kāi)發(fā)了

13、環(huán)保應(yīng)急熱線系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用 GIS 技術(shù)進(jìn)行污染源搜索和定位；將 GIS 與 GPS 結(jié)合起來(lái)，用于出警指揮和導(dǎo)航；用RS技術(shù)獲取地面信息，解決了GIS基礎(chǔ)底圖動(dòng)態(tài)更新問(wèn)題。通過(guò)“3S”技術(shù)的綜合應(yīng)用,更好地發(fā)揮了 GIS 在環(huán)保執(zhí)法和應(yīng)急事件中的作用。2.6GIS 應(yīng)用于環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)和環(huán)境影響評(píng)價(jià)由于 GIS 能夠集成管理與場(chǎng)地密切相關(guān)的環(huán)境數(shù)據(jù)，因而也是綜合分析評(píng)價(jià)的有力工具。 環(huán)境影響評(píng)價(jià)是對(duì)所有的改、 擴(kuò)、建項(xiàng)目可能產(chǎn)生的環(huán)境影響進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)， 并提出防止和 減緩這種影響的對(duì)策與措施。利用 GIS 的空間分析功能，可以綜合性地分析建設(shè)項(xiàng)目各種 數(shù)據(jù)，幫助確立環(huán)境影響評(píng)價(jià)模型。由于 G

14、IS 系統(tǒng)具有層的結(jié)構(gòu)，可將不同的環(huán)境影響進(jìn) 行計(jì)算并疊加。深圳市環(huán)境保護(hù)研究所已利用 GIS 技術(shù)進(jìn)行編制環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告書(shū)和制 圖。在區(qū)域環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)工作中，可將地理信息與大氣、 土壤、水、 噪聲等環(huán)境要素的監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，利用 GIS 軟件的空間分析模塊，對(duì)整個(gè)區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行客觀、 全面的評(píng)價(jià)， 以反映出區(qū)域中受污染的程度以及空間分布情況。 如通過(guò)疊加分析， 可以提取 該區(qū)域內(nèi)大氣污染布圖、噪聲分布圖；通過(guò)緩沖區(qū)分析，可顯示污染源影響范圍等。2.7GIS 應(yīng)用于水環(huán)境管理水環(huán)境信息具有明顯的空間屬性和層次屬性，利用 GIS 可以更加明確地揭示不同區(qū)域的水 環(huán)境狀況， 反

15、映水體環(huán)境質(zhì)量在空間上的變化趨勢(shì)。 可以更加直觀地反映如污染源、 排污口、 監(jiān)測(cè)斷面等環(huán)境要素的空間分布。利用 GIS 還可以進(jìn)行污染源預(yù)測(cè)、水質(zhì)預(yù)測(cè)、水環(huán)境容 量計(jì)算、 污染物削減量的分配等， 以表格和圖形的方式為水環(huán)境管理決策提供多方位、 多形 式的支持。目前，全國(guó)各省環(huán)保局正在使用 GIS 軟件進(jìn)行各省水環(huán)境功能區(qū)劃匯總工作， 在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)水環(huán)境功能區(qū)管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境數(shù)據(jù)查詢(xún)、水質(zhì)評(píng)價(jià)、統(tǒng) 計(jì)分析、 水質(zhì)預(yù)測(cè)等功能， 將各種水環(huán)境信息以可視化的方式表達(dá)， 對(duì)水環(huán)境的科學(xué)管理將 具有非常重要的意義。地理信息系統(tǒng)近年來(lái)發(fā)展迅速，尤其是“3S ”集成技術(shù)的出現(xiàn)，使我國(guó)的環(huán)境地

16、理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用邁上新的臺(tái)階。隨著國(guó)家環(huán)境地理信息系統(tǒng)的建立和 100 城市日援項(xiàng)目的實(shí) 施，GIS技術(shù)必將在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。三、GIS 技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的優(yōu)勢(shì)提供豐富快捷城市環(huán)境地理信息系統(tǒng)對(duì)環(huán)境管理中的各種專(zhuān)業(yè)實(shí)施強(qiáng)有力的分類(lèi)管理， 的查詢(xún)、分析和統(tǒng)計(jì)功能，還具備環(huán)境監(jiān)測(cè)、 環(huán)境評(píng)價(jià)等多種功能。并可打印各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生 的數(shù)據(jù)或圖表，從而使管理更加方便。3.1 污染源信息查詢(xún)。包括污染源點(diǎn)定位， 多媒體介紹，污染源單項(xiàng)查詢(xún)，污染源圖元屬性查詢(xún)， 地方數(shù)據(jù)庫(kù) 查詢(xún)，污染信息查詢(xún)，污染區(qū)域查詢(xún)。實(shí)現(xiàn)對(duì)污染源的單項(xiàng)信息查詢(xún)（如工業(yè)用水、工業(yè)廢 水、工業(yè)能耗、工業(yè)固廢、工業(yè)治理設(shè)施）

17、。對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各方面（二氧化硫、氮氧化物、總 懸浮顆粒物、一氧化碳、降塵、降水 P H 值）污染信息的查詢(xún)。查詢(xún)自定義范圍（圓形、 矩形、任意多邊形）內(nèi)某一年污染源的污染信息。并提供多種直觀輸出方式。3.2 污染源歷年統(tǒng)計(jì)和分析。包括篩選企業(yè)分析、 各污染物排序分析、 污染源報(bào)告分析、污染源緩沖區(qū)分析、污染源 區(qū)域分析、污染源水系分析、大氣環(huán)保預(yù)測(cè)、三維地貌顯示、等標(biāo)負(fù)荷分析。對(duì)各種污染物 進(jìn)行排序分析， 能直觀反映各企業(yè)的排污嚴(yán)重情況。 快速統(tǒng)計(jì)污染源廢水排放量、 廢氣排放 量、廢水等標(biāo)污染負(fù)荷、廢氣等標(biāo)污染負(fù)荷。提供點(diǎn)源模式和面源模式兩種分析模型。3.3 監(jiān)測(cè)資料分析。包括污染點(diǎn)位分析、 污

18、染等值線分析、大氣環(huán)境質(zhì)量狀況、污染變化趨勢(shì)分析、大氣質(zhì) 量周報(bào)分析、 區(qū)域噪聲地圖化分析、 道路交通噪聲圖生成等。 系統(tǒng)采用等值線方式分析全區(qū) 范圍的污染情況。 提供平面和立體等值線兩種分析模式。 對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量按年度分析四季污 染（二氧化硫、氮氧化物、總懸浮顆粒物、一氧化碳、降塵、硫酸鹽化速率、降水）的變化 趨勢(shì)，并在地圖上動(dòng)態(tài)繪制直方圖。3.4 圖形數(shù)據(jù)庫(kù)編輯。提供污染源常用的編輯功能。 完成編輯污染物基本信息， 編輯污染物的圖形數(shù)據(jù)。 可以 保存污染專(zhuān)題圖的點(diǎn)文件。四、3DGIS 的應(yīng)用3DGIS 是 GIS 的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)，它區(qū)別于以往的二維 GIS 。二維 GIS 是始于二十

19、世紀(jì)六十年代的機(jī)助制圖，今天已深入到社會(huì)的各行各業(yè)中，但是二維GIS 存在著自身難以克服的缺限， 本質(zhì)上是基于抽象符號(hào)的系統(tǒng)， 不能給人以自然界的本原感受。 雖能夠表達(dá) 出表面起伏的地形，但地形下面的信息卻不具有，世界的本原是處在三維空間中的，二維 GIS 將現(xiàn)實(shí)世界簡(jiǎn)化為平面上二維投影的概念模型注定了它在描述三維空間現(xiàn)象上的無(wú)能 為力。克服這一缺陷迫切需要真正的基于三維空間的 GIS 的問(wèn)世。三維 GIS 對(duì)客觀世界的 表達(dá)能給人以更真實(shí)的感受， 它以立體造型技術(shù)給用戶展現(xiàn)地理空間現(xiàn)象， 能方便地對(duì)空間 對(duì)象進(jìn)行三維空間分析和操作?，F(xiàn)階段采用的環(huán)保地理信息系統(tǒng)， 在環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)方面， 可提供

20、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的顯示、 點(diǎn)位 查詢(xún)、 區(qū)域查詢(xún)、信息查詢(xún)、全區(qū)環(huán)境分布、 全區(qū)或個(gè)別點(diǎn)環(huán)境平均狀況隨時(shí)間的變化情況 等功能。自動(dòng)生成交通線上的噪聲污染圖，功能區(qū)噪聲圖等； 在評(píng)價(jià)模型方面，實(shí)現(xiàn)了大氣 環(huán)境領(lǐng)域的五種經(jīng)典空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)模型， 準(zhǔn)確地對(duì)當(dāng)前大氣環(huán)境質(zhì)量及影響進(jìn)行評(píng)價(jià)， 系統(tǒng) 的結(jié)果輸出直觀， 并具有統(tǒng)計(jì)功能， 可存儲(chǔ)多次 （按用戶需求） 評(píng)價(jià)結(jié)果供用戶參考、 比較； 在地理數(shù)據(jù)和專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)管理方面， 可動(dòng)態(tài)建立圖形屬性庫(kù)、 修改屬性域， 并對(duì)已有屬性進(jìn)行 管理、維護(hù)操作。 通過(guò)開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)接口可充分利用環(huán)保系統(tǒng)已有的數(shù)據(jù)庫(kù)資源， 減少了數(shù) 據(jù)的錄入量；在污染源管理方面，利用GIS 技術(shù)把環(huán)境

21、污染源應(yīng)用軟件構(gòu)筑于污染源數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和圖形庫(kù)管理系統(tǒng)之上， 能綜合分析環(huán)境情況， 實(shí)現(xiàn)污染源信息的綜合查詢(xún)； 在 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)成圖方面， 自動(dòng)對(duì)區(qū)域環(huán)境狀況進(jìn)行直觀表現(xiàn)， 提供描繪全場(chǎng)平面， 立體等值線圖， 各種數(shù)據(jù)可生成餅圖、柱狀圖、線狀圖等多種表現(xiàn)形式，能動(dòng)態(tài)外掛圖、文、聲、像等多媒 體數(shù)據(jù)，通過(guò)地理數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)地貌的三維顯示。環(huán)境保護(hù)業(yè)務(wù)管理的信息化應(yīng)用信息技術(shù)作為當(dāng)今世界上最先進(jìn)的生產(chǎn)力,在各行各業(yè)發(fā)揮著重要的支撐作用，深刻地改變著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)面貌。同樣 ,信息技術(shù)在環(huán)境保護(hù)工作中也發(fā)揮著重要的作用，特別是“十一 五”以來(lái)， 國(guó)家以污染減排 “三大體系” 建設(shè)為龍頭， 開(kāi)展了一系列重點(diǎn)信息化

22、工程和項(xiàng)目， 為環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)工作提供了重要技術(shù)保障。環(huán)境信息化技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)國(guó)家電子政務(wù)建設(shè)總體規(guī)劃， 結(jié)合信息技術(shù)的發(fā)展和環(huán)境保護(hù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)， 國(guó)家環(huán)境信息 化總體技術(shù)架構(gòu)建立在“三體系、四平臺(tái)、五應(yīng)用”框架基礎(chǔ)上（圖1 ）。其中“三體系”包括環(huán)境信息標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、 環(huán)境信息運(yùn)行管理、 環(huán)境信息安全保障三大體系。 環(huán)境信息標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 范體系為環(huán)境信息化建設(shè)的統(tǒng)一、 協(xié)調(diào)和規(guī)范提供標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)和保障。 環(huán)境信息運(yùn)行管理體 系實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息系統(tǒng)軟硬件設(shè)施的運(yùn)行維護(hù)和技術(shù)服務(wù)， 保障環(huán)境信息系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 環(huán) 境信息安全保障體系保障國(guó)家環(huán)境保護(hù)信息系統(tǒng)的系統(tǒng)安全和信息安全?！八钠脚_(tái)”包括環(huán)境信息基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)

23、、環(huán)境信息應(yīng)用支撐平臺(tái)、環(huán)境信息資源共享平臺(tái)、 環(huán)境信息資源服務(wù)平臺(tái)。 環(huán)境信息基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)是國(guó)家環(huán)境信息化的軟硬件基礎(chǔ)環(huán)境， 為各 類(lèi)業(yè)務(wù)應(yīng)用及支撐系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供運(yùn)行平臺(tái)。 環(huán)境信息應(yīng)用支撐平臺(tái)為各類(lèi)業(yè)務(wù)應(yīng)用 系統(tǒng)提供統(tǒng)一應(yīng)用支撐環(huán)境。 環(huán)境信息資源共享平臺(tái)集成各類(lèi)環(huán)境信息數(shù)據(jù)， 通過(guò)信息資源 目錄提供統(tǒng)一的信息發(fā)布和共享交換服務(wù)。環(huán)境信息資源服務(wù)平臺(tái)為政務(wù)管理、業(yè)務(wù)應(yīng)用、 社會(huì)公眾服務(wù)提供統(tǒng)一的環(huán)境信息服務(wù)。按照國(guó)家環(huán)境保護(hù)的業(yè)務(wù)需求，“五應(yīng)用”包括環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)管理、污染防治與監(jiān)督管理、 生態(tài)保護(hù)管理、 核與輻射安全管理、 環(huán)境應(yīng)急管理等業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)， 為環(huán)境保護(hù)各大核心業(yè) 務(wù)應(yīng)用提

24、供基礎(chǔ)信息化工作平臺(tái)。基于信息化總體架構(gòu)，各級(jí)環(huán)境保護(hù)管理部門(mén)相繼開(kāi)展了“綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)”建設(shè)， “綜合業(yè) 務(wù)平臺(tái)” 已經(jīng)成為環(huán)境保護(hù)業(yè)務(wù)管理的基礎(chǔ)工作平臺(tái)和業(yè)務(wù)管理門(mén)戶。同時(shí)， 各級(jí)環(huán)境保護(hù)管理部門(mén)以環(huán)境管理業(yè)務(wù)需求為主導(dǎo)， 基于各類(lèi)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)相繼組織開(kāi)發(fā)了一系 列環(huán)境管理業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件，提高了環(huán)境管理工作效率和決策支持水平。環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)業(yè)務(wù)管理領(lǐng)域的信息化應(yīng)用 環(huán)境保護(hù)信息化應(yīng)用主要涉及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、模型計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、遙感技術(shù)（RS）、地理信息技術(shù)（GIS）等信息技術(shù)領(lǐng)域。近年來(lái)，各級(jí)環(huán) 境保護(hù)管理部門(mén)在環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)管理、 污染防治與監(jiān)督管理、 生

25、態(tài)保護(hù)管理、 核與輻射安全 管理、環(huán)境應(yīng)急管理等環(huán)境管理領(lǐng)域廣泛應(yīng)用信息技術(shù)開(kāi)展業(yè)務(wù)管理信息化建設(shè)，為環(huán)境管理和決策提供環(huán)境信息技術(shù)支持與服務(wù)。環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)管理環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作是環(huán)境管理工作的基礎(chǔ)， 只有在掌握及時(shí)、 充分的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的前提下， 各項(xiàng)環(huán)境管理和決策工作才能得以順利開(kāi)展。信息技術(shù)作為環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作的重要手段， 在環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作中發(fā)揮了重要的支撐作用。國(guó)家環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)覆蓋了全國(guó)范圍， 由涉及主要河流湖泊水庫(kù)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)站、 城市空氣監(jiān) 測(cè)站、 近岸海域監(jiān)測(cè)分站以及酸雨、 沙塵暴監(jiān)測(cè)站等組成， 以此網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)建立的國(guó)家環(huán)境 質(zhì)量監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)了環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確采集和及

26、時(shí)傳輸， 為各級(jí)環(huán)境保護(hù)管理部 門(mén)及時(shí)、準(zhǔn)確掌握環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，科學(xué)判斷環(huán)境形勢(shì)，客觀評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量和污染狀況，及時(shí)應(yīng)對(duì)環(huán)境突發(fā)事件提供了信息支持。通過(guò)正在運(yùn)行的環(huán)境衛(wèi)星， 基于多種先進(jìn)的遙感探測(cè)設(shè)備， 開(kāi)展生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)， 跟蹤 突發(fā)環(huán)境事件的發(fā)生和演變， 為全國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況調(diào)查、 大型水體水華監(jiān)測(cè)、 區(qū)域環(huán)境空氣 污染監(jiān)測(cè)、 沙塵暴監(jiān)測(cè)等業(yè)務(wù)管理工作提供了及時(shí)高效的信息支持，為天地一體化的先進(jìn)環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警體系建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。污染防治與監(jiān)督管理污染防治與監(jiān)督管理是環(huán)境管理的核心業(yè)務(wù)。 通過(guò)在水、 大氣污染防治、 城市環(huán)境綜合整治 管理、 危險(xiǎn)廢物管理、污染源自動(dòng)監(jiān)控、 總量控制等業(yè)務(wù)管

27、理領(lǐng)域進(jìn)行信息化建設(shè)，為污染 防治與監(jiān)督管理提供了重要手段。在水污染防治方面， 國(guó)家在重點(diǎn)流域水污染防治、 飲用水水源地調(diào)查工作中相繼建立了重點(diǎn) 流域水污染動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)、 飲用水水源地調(diào)查信息管理系統(tǒng)、 重點(diǎn)湖泊水庫(kù)調(diào)查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)為各級(jí)環(huán)境保護(hù)業(yè)務(wù)部門(mén)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)管和污染防治提供了信息管理平臺(tái)， 水環(huán)境污染防治管理工作提供支持。在大氣污染防治方面，通過(guò) GIS 技術(shù)和模型計(jì)算進(jìn)行城市大氣污染擴(kuò)散的動(dòng)態(tài)監(jiān)管和趨勢(shì) 分析， 為城市環(huán)境管理提供了決策依據(jù)。 通過(guò)建立機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)檢的監(jiān)控系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)了機(jī)動(dòng)車(chē)尾 氣排放檢測(cè)的動(dòng)態(tài)管理。在城市環(huán)境管理方面， 結(jié)合全國(guó)城市環(huán)境綜合整治定量考核工作，

28、 基于應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)和數(shù)據(jù) 庫(kù)技術(shù)開(kāi)發(fā)的 “城考” 信息管理系統(tǒng)， 為各級(jí)城市環(huán)境保護(hù)管理部門(mén)業(yè)務(wù)管理和數(shù)據(jù)匯總提 供了基礎(chǔ)工作環(huán)境，為國(guó)家“城考”業(yè)務(wù)管理工作提供了信息服務(wù)。 在危險(xiǎn)廢物管理方面，基于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和 GIS 技術(shù)建立的危險(xiǎn)廢物基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，為危險(xiǎn)廢 物監(jiān)管提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。 通過(guò)建設(shè)危險(xiǎn)廢物轉(zhuǎn)移聯(lián)單管理信息系統(tǒng)， 為危險(xiǎn)廢物區(qū)域管 理和宏觀決策提供了信息化的技術(shù)支持。 目前，正在開(kāi)展的全國(guó)固體廢物管理信息系統(tǒng)建設(shè)， 將形成覆蓋國(guó)家級(jí)和省級(jí)固體廢物管理的基礎(chǔ)信息化平臺(tái)， 通過(guò)信息技術(shù)提升國(guó)家對(duì)危險(xiǎn)廢 物的監(jiān)管能力。在污染源自動(dòng)監(jiān)控方面， 全國(guó)各級(jí)環(huán)境保護(hù)監(jiān)管部門(mén)依托自動(dòng)控制、 基礎(chǔ)

29、網(wǎng)絡(luò)、 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、 通信技術(shù)等多項(xiàng)信息技術(shù)開(kāi)展污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)， 實(shí)現(xiàn)了全國(guó)重點(diǎn)污染源的實(shí)時(shí)監(jiān)控 和數(shù)據(jù)傳輸， 提高了各級(jí)環(huán)境保護(hù)部門(mén)應(yīng)對(duì)重大環(huán)境污染事故的預(yù)防和應(yīng)急能力， 降低了環(huán) 境執(zhí)法成本，提高了執(zhí)法監(jiān)察效能。近年來(lái)，信息技術(shù)在環(huán)境統(tǒng)計(jì)、排污申報(bào)、總量減排、排污收費(fèi)、建設(shè)項(xiàng)目管理等重點(diǎn)業(yè)務(wù) 工作中發(fā)揮了重要的支撐作用。以先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和空間信息技術(shù)為依托， 相繼建立的各級(jí)重點(diǎn)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)和環(huán)境空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)了污染源數(shù)據(jù)采集、匯總、審核、統(tǒng)計(jì)等功能，形成各類(lèi)綜合污染源數(shù)據(jù)庫(kù)，為污染源日常管理提供了技術(shù)支持。 生態(tài)保護(hù)管理生態(tài)保護(hù)管理是生態(tài)文明建設(shè)的基礎(chǔ)。 圍繞生

30、態(tài)功能保護(hù)區(qū)管理、 自然保護(hù)區(qū)管理、 全國(guó)生 物物種資源重點(diǎn)調(diào)查等重點(diǎn)工作， 國(guó)家開(kāi)展了一系列生態(tài)保護(hù)業(yè)務(wù)信息化建設(shè)工作， 利用信 息技術(shù)手段對(duì)各類(lèi)生態(tài)保護(hù)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化管理。國(guó)家利用 RS 技術(shù)和 GIS 技術(shù)開(kāi)展了全國(guó)西部地區(qū)、中東部地區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查工作,并建立了信息系統(tǒng)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)， 為我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃與管理提供重要科學(xué)依據(jù)， 國(guó)家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整和重大建設(shè)項(xiàng)目布局提供決策依據(jù)。圍繞國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)， 各級(jí)環(huán)境保護(hù)管理部門(mén)建設(shè)的自然保護(hù)區(qū)管理系統(tǒng)， 通過(guò)地理信息 系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境專(zhuān)題圖制作 ,基于信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)了信息采集、處理、分析和監(jiān)管一體化管理， 為保護(hù)區(qū)的日常管理和規(guī)

31、劃提供了輔助工具?；诨A(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)建立的生物物種資源數(shù)據(jù)庫(kù)， 為生態(tài)保護(hù)管理部門(mén)掌握全國(guó)物種 資源總體狀況、 規(guī)范和強(qiáng)化生物物種資源保護(hù)和管理提供決策依據(jù)， 為下一步建立健全生物 物種監(jiān)測(cè)體制和安全預(yù)警體系提供了信息基礎(chǔ)。核與輻射安全管理核與輻射安全管理是國(guó)家環(huán)境管理的重要組成部分， 核與輻射安全管理信息化建設(shè)是通過(guò)對(duì) 各類(lèi)輻射源和核設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，為環(huán)境管理和決策提供數(shù)據(jù)支持。根據(jù)國(guó)家核安全管理的業(yè)務(wù)需求， 國(guó)家先后建立了核與輻射事故應(yīng)急響應(yīng)與評(píng)價(jià)系統(tǒng)、 核設(shè) 施運(yùn)行和經(jīng)驗(yàn)反饋系統(tǒng)、 核安全管理數(shù)據(jù)庫(kù)及核安全信息系統(tǒng)等， 保證了國(guó)家核安全和輻射 環(huán)境管理的安全審評(píng)和監(jiān)督等工作的

32、完成。為了保障國(guó)家輻射環(huán)境安全，相繼建設(shè)了 “國(guó)家輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)” 及“國(guó)家輻射環(huán)境監(jiān) 測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)連續(xù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)” ，為各級(jí)輻射環(huán)境管理部門(mén)提供了準(zhǔn)確、 及時(shí)的輻射監(jiān)測(cè)信息，實(shí) 現(xiàn)了管理系統(tǒng)與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的對(duì)接，提高了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確率和速度。 環(huán)境應(yīng)急管理 環(huán)境應(yīng)急管理是有效防范和妥善應(yīng)對(duì)突發(fā)環(huán)境事件，保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和環(huán)境安 全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)全面、 協(xié)調(diào)、 可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)和諧的重要保障。 環(huán)境應(yīng)急信息管理系統(tǒng)為各 級(jí)環(huán)境應(yīng)急管理部門(mén)應(yīng)對(duì)突發(fā)環(huán)境應(yīng)急事件， 提高信息獲取能力、 快速反應(yīng)能力、 組織協(xié)調(diào) 能力、決策指揮能力、綜合服務(wù)能力，進(jìn)行突發(fā)環(huán)境事件的監(jiān)控與預(yù)警、應(yīng)急決策、現(xiàn)場(chǎng)的 應(yīng)急處置提供全面的技術(shù)支持和保障，在環(huán)境應(yīng)急管理中發(fā)揮著重要的支撐作用。 近年來(lái)，各級(jí)環(huán)境應(yīng)急管理部門(mén)根據(jù)應(yīng)急業(yè)務(wù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)， 以信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)， 構(gòu)建了各類(lèi)環(huán)境應(yīng)急管理信息系統(tǒng)， 為預(yù)測(cè)預(yù)警、 指揮調(diào)度、 現(xiàn)場(chǎng)處置、災(zāi)后評(píng)估和培訓(xùn)演 練等方面的工作提供了信息化支持， 為下一步建立各級(jí)環(huán)境應(yīng)急平臺(tái)和重點(diǎn)行業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源 數(shù)據(jù)庫(kù)積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。新興信息技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用前景 目前，信息技術(shù)發(fā)展迅速，計(jì)算技術(shù)正在向超高性能、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，信息獲取、處理、 存儲(chǔ)和傳輸能力持續(xù)增強(qiáng)，通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向?qū)拵?、移?dòng)、融合方向發(fā)展，模擬信息技術(shù)