GIS技术在环境评价中的应用刘巧铃中国人民大学环境学院，北京（100872）摘要：在对国内外大量文献综述的基础上，分析了GIS在环境评价中的主要应用，包括了从数据的采集到编辑处理，从评价的空间分析到结果输出等具体应用实例。

总结了GIS 在环境评价中的特点、优势以及应用中存在的问题，并展望了未来发展的趋势。

可以看出将GIS技术应用于环境评价，与具体的环境评价方法相结合，可以极大地提高环境评价的工作质量和效率，同时，随着GIS技术的不断更新，环境评价工作的也将得到更好的发展。

关键词：环境评价，地理信息系统（GIS），应用1. 引言1.1 环境评价简介环境评价是环境保护中的一项重要的工作。

它是对环境质量（影响）按照一定的标准和方法给予定性和定量的说明与描述[1]。

进行环境评价首先应在调查和监测的基础上，确定评价的目的、评价的区域，选择评价的因子、评价的方法，确定评价的标准和评价参数的权系数，然后建立评价的数学模型，并且通过分析和运算，依照环境质量的分级，最后得出环境评价的结论。

环境评价在国外于20世纪60年代中期开始出现，70年代蓬勃发展。

我国，环境评价作为一项重要的环境保护措施也已走过了二十多年的历史。

在此发展期间，随着科学技术的进步和计算机的广泛应用，国内外的环评技术和方法都取得了诸多进展，出现了一些新的热点。

数据的处理、分析和管理，模型模拟等计算机所具有的强大功能已经充分地应用于环评中的基础数据的存储、收集，环评工作的管理、环境监测的管理等。

1.2 地理信息系统地理信息系统（Geographical Information System，简称GIS）是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计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（美国联邦数字地图协调委员会FIC-CDC）。

1963年加拿大测绘学家R.T.Tomlinson博士首先提出了地理信息系统，并且建立了世界上第一个GIS——加拿大地理信息系统（CGIS），用于自然资源的管理和规划[2]。

之后经过四十多年的发展，目前GIS已成为集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、信息科学等为一体的学科，并在城市规划、基础设施管理、土地资源管理、环境保护等领域的应用越来越广泛，在人地关系、全球变化、环境科学和区域可持续发展中发挥的作用愈来愈大。

我国也于20世纪80年代中期建立了资源与环境信息系统国家重点实验室，开始将GIS技术用于环保领域。

1995年，世界银行B-1项目（即建立中国27个省、自治区级GIS）选用ARC/INFO作为GIS开发平台，从而使GIS在我国环境中的应用进入了正规发展新阶段。

[2]2. GIS技术在环境评价中的应用现状由于环境信息80%以上与空间位置有关，因而可以通过GIS方便地获取、采集、输入、存储、管理和显示各种环境信息，而且可以对环境进行有效的检测、模拟、分析、评价和规划，从而为环境保护提供全面、即时、准确和客观的信息服务和信息技术，因此在环境保护评价、管理和决策工作中地理信息系统发挥着越来越重要的作用。

利用GIS技术对环境进行评价是当前国际上的一个重要的发展趋势。

它极大地提高了环境评价的效率、推进了环境评价工作的进一步发展。

基于GIS 技术的环境质量评价可以灵活地运用GIS 的空间数据管理、图形显示和输出，强大的空间分析功能等，依次对环境进行多因素复合分析比较，从而建立环境质量评价的污染指数模型和环境质量等级标准，得出指数评价图，并依据评价指数对整个研究区按环境质量好坏进行分区，最后以图表的形式输出了评价结果。

目前主要的运用其具体的应用体现在以下几个方面：[4-6]1、利用GIS 数据采集功能将不同来源的环境质量评价的数据，包括各类监测点的位置、级别、监测项目、环境质量标准、专题图件等以一定的格式输入数据库系统中；2、利用GIS 数据编辑功能，通过友好的用户界面对图形和属性数据进行编辑、修改和自动建立拓扑关系。

编制各个污染因子的浓度等值线图，同时生成图形要素属性表；3、利用GIS 空间分析(特别是空间叠置分析) 和图形显示功能，研究各要素的空间分布特征及其关系，建立初始评价模型。

例如，可以利用污染物的空间分布等值线图与污染源分布图进行迭加，得到污染与污染源分布图。

将不同年份的图进行迭加分析，还可以得到污染浓度的时空变化信息和规律；4、选取相应的权重（利用层次分析法），建立评价模型分析。

在GIS中，可选用指出具体的含义方式将含有单个因素的信息存贮层复合在一起，构造含有多个因素的数学模型进行运算、拟合及分析并以此复合质量评价因子图得到质量指数评价图；5、根据最终确定的评价模型、评价系统和划分标准对环境质量进行评价，并利用GIS 输出功能输出成果图件。

并对结果进行分析，辅助决策管理。

同时，还可以采用多种评价模型进行评价和分析比较。

建立影像库和矢量库的一体化，随意进行数据查询，只要点击要查询的地理信息，就可以查询到有关该地理信息的所有属性。

2.1 国外应用现状表1 近10 年来国外GIS 在环境影响评价方面的代表性应用项目2.2 国内应用现状表2 我国GIS在环境评价方面的代表性应用时间项目名称/研究课题内容/目的2000 基于遥感和GIS的中国土地潜力资源的研究[17]在对中国土地资源综合研究基础上，利用已有研究成果，借助GIS工具，利用参差分析法，对中国土地潜力资源进行了综合分析和评价2002 GIS 在区域地下水资源评价中的应用[18]对安徽省天长市地下水富水性评价中运用GIS 技术,建立了地下水资源决策支持系统，通过对地下水资源动力系统中各子系统及其内部空间信息的叠加分析,确定区域相对富水地段。

2003 基于ArcGIS的天津市地下水环境质量评价系统[19]综合运用ArcGIS、数据库技术、水质评价模型技术等进行开发天津市地下水环境质量评价系统。

该系统具有地下水质数据管理、GIS数据管理、水质数据统计分析和地下水质综合评价等功能,可方便地下水管理工作者及时掌握地下水污染动态、空间分布及演化趋势。

2003 地理信息系统在机场飞机噪声预测中的应用[20]根据机场飞机噪声预测模型和地理信息系统(GIS)的相关理论,提出建立适于飞机噪声预测的GIS数据库的方法,研究GIS在机场飞机噪声预测应用中的过程，并进行环境评价与管理。

2004 基于GIS与RS多源空间信息的吉林西部生态环境综合评采用多源空间信息,结合RS和GIS技术构造以栅格数据为主的数字环境,建立了生态环境综合评价模型。

通过模型的空间叠加分析得到综合评价结果，与实地考察和资料分析结果相吻合。

该评价模型具有科学合理性与客观准确性。

时间项目名称/研究课题内容/目的1996 利用面向智能环境影响评价的镶嵌选址的暂时推理[7]基于GIS 的栅格数据和矢量数据转换为环境影响评价提供了更广泛的应用范围.用来评价瞬间与非瞬间事件1997 计算机系统在环境影响评价中的应用[8]利用亚洲发展银行(ADB)开发的以传统发展知识和GIS 为支持的信息系统进行环境影响评价,目前俄国,世界银行和欧共体均在用该系统进行EIA.1998 利用基于GIS 技术初步地评价莫斯科的人类暴露对臭氧的影响[9]评价人口密集带环绕的莫斯科臭氧层暴露的范围和面积,用GIS和其它统计学手段对人类生活空间进行有效协调,防止过激行为的发生1999 遥感和GIS 在环境管理方面对工业污染事件的暴露[10]以意大利的Pianura Pontina 为例,利用陆地卫星TM 收集数据陆用地图,结合GIS 对其地表水和地下水污染进行了风险性和影响性评价2000 GIS 在埃及罗塞塔地区侵蚀影响的环境评价的应用[11]利用GIS 研究罗塞塔扩展的风俗、速度、程度和影响.防止城市化扩展对尼罗河流域侵蚀的影响2001 利用GIS 作为评价手段对某工厂地区建立大气污染模型[12]基于GIS 建立了大气污染模型,通过对NOx、O3、CO、TSP 的监测进行了有效评价2002 基于GIS 模型系统在石油污染地区的有效管理[13]基于GIS 半自动模拟系统(GISSLM)开发了有效管理石油污染地2003 空间分析与观察的环境危害的结合预测重金属散射[14]以GIS 和大气扩散模型作为界定最适合样本地评价和监测重金属对主要地影响的工具2004 基于GIS的威廉密特和冲击平原历史条件分析[15]利用GIS进行过去和现在的环境因素的有效对比，利用各种参数建立空间模型，有利于指导环境和恢复和保护。

2005 基于GIS的区域环境资产评估[16]基于GIS的通过对数据的聚集、空间叠置和非参数统计检验分析能够更为综合广泛地评价复合地理空间属性，并具有统计对比性。

价[21]2004 东海油气资源区海底稳定性评价研究[22]应用GIS技术,采用加权统计模型对研究区的海底稳定性进行分区定量评价。

利用评价结果,确定了东海油气资源区基于地貌类型区划的海底稳定性级别。

2005 西藏生态环境稳定性评价研究[23]采用栅格G IS的叠加分析功能生成评价结果图,根据结果对西藏生态环境稳定性的空间分布特点做出分析,并提出相应对策2005 华北平原地下水资源空间信息系统的构建[24]应用GIS 技术进行多要素的综合分析, 对区域地下水资源及可持续利用潜力进行评价, 实现第四系地层及地下水含水层的三维可视化, 为该地下水资源开发利用与保护进行的勘查、评价、规划和管理提供多功能的信息服务。

系统提供系列的地下水资源评价模型, 奠定基于数据库的模型评价体系, 实现地下水资源量与水质的动态评价系统开发充分体现用户实用性及扩展性。

2006 露天采矿烟尘污染环境效应评价的专家地理信息系统（EGIS）[25]针对露天采矿烟尘污染的特点, 提出了地理信息系统与专家系统相集成的综合评价系统（EGIS），通过建立某露天矿的数据库和烟尘污染环境效应评价的知识库, 对大冶铁矿的烟尘污染环境效应进行了评价。

2006 基于GIS的黑河流域生态环境敏感性评价与分区[26]针对黑河流域存在的主要生态环境问题,利用调查资料和相关研究成果,在GIS支持下,对流域生态环境敏感性进行综合评价,明确了生态环境敏感性分布规律及其地域差异,在此基础上,对生态环境功能区进行划分,并对各区存在的主要生态问题提出整治对策,为流域生态环境建设和保护规划方案的制定提供依据2.3 评述：基于GIS的环境评价的特点、优势及难点根据国内外环境评价中对GIS技术的应用现状，可以看出GIS在环境评价中的明显优势，同时也体现出GIS独特的技术特点。

利用GIS 技术进行环境系统的研究和评价具有传统方法无法比拟的优势和广阔的应用前景，所建立的环境评价模型和等级划分标准简单、客观、合理，得到了广泛的应用，具有明显的技术特征和实际应用意义[27-32]：2.3.1环境评价中的GIS的特点：1、多形式、多源数据的分析：GIS具有以数字方式综合不同来源的数据功能，克服了传统方法单一，综合能力薄弱而造成的数据不足的弱点；2、多层次的模型分析：不仅可以充分利用GIS软件提供的各种数据处理分析功能，还可以在更高层次上开发专业应用和专家学者系统，提高分析能力和分析效果；3、GIS的拓扑叠合、缓冲区建立、数字地形分析、空间集合分析等空间分析和统计操作，以及采用空间数据分析模型，具有区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力，可作为环境评价与规划的有效工具，也可以将GIS技术与其他环境评价模型、软件结合，提高工作的科学性和深度；4、可视化的结果输出，表现形式多样：GIS的分析、计算结果可以在屏幕上以图形或数字方式加以显示，也可以根据实际应用需要，以报告、报表、图件的形式输出；5、数据漫游查询，只要点击要查询的地物就可以查询到有关该地物的所有属性。