gis和rs技术在水污染 gis在大气污染中的应用

遥感（RS）和地理信息系统（GIS )分别运用在哪个领域，起到什么作用，它们的作用主要有什么区别

遥感（RS）通过人造地球卫星上的遥测仪器把对地球表面实施感应遥测和资源管理的监视(如树木、草地、土壤、水、矿物、农家作物、鱼类和野生动物等的资源管理)结合起来的一种新技术。

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使用空间运载工具和现代化的电子、光学仪器，探测和识别远距离研究对象的技术。

地理信息系统(GIS) 是一种具有信息系统空间专业形式的数据管理系统。在严格的意义上, 这是一个具有集中、存储、操作、和显示地理参考信息的计算机系统。例如，根据在数据库中的位置对数据进行识别。实习者通常也认为整个GIS系统包括操作人员以及输入系统的数据。

地理信息系统（GIS）技术能够应用于科学调查、资源管理、财产管理、发展规划、绘图和路线规划。例如，一个地理信息系统(GIS)能使应急计划者在自然灾害的情况下较易地计算出应急反应时间，或利用GIS系统来发现那些需要保护不受污染的湿地。

GPS在环保行业有什么应用？

GIS技术在环境保护中的应用

随着我国环境信息化的快速发展和计算机新技术在环境保护领域的广泛应用，环境信息系统在环境保护管理和决策工作中发挥着越来越重要的作用。而地理信息系统技术的出现为环境保护工作迈向信息化、现代化提供了技术支持。

目前，全国27个省级环保局及一百多个城市环保部门都已购置了ESRI公司的ARCGIS、ARCVIEW地理信息系统平台软件和相应的硬件设施，大部分省市已经建立环境基础数据库，在GIS平台上开发了城市环境地理信息系统、重点流域水资源管理、环境污染应急预警预报系统等，取得了显著的成效。

2.1应用GIS制作环境专题图

环境制图是环境科学研究的基本工具和手段。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图，如污染源分布图、大气质量功能区划图等等。GIS的制图方法比传统的人工绘图方法要灵活得多，在基础电子地图上，通过加入相关的专题数据就可迅速制作出各种高质量的环境专题地图。可以根据实际需要从符号和颜色库中选择图件，使之更好地突出专题效果和特性。

2.2应用GIS建立各种环境地理信息系统

各级环保部门在日常管理业务中，需要采集和处理大量的、种类繁多的环境信息。而这些环境信息85%以上与空间位置有关。GIS的强大功能之一是它的空间数据的采集、编辑、处理功能和对空间数据的管理能力。使用GIS，可以建立各种环境空间数据库。例如：污染源空间信息数据库（包括工业、农业、交通等污染源数量、属性和污染源发生的地域范围）、环境质量信息数据库（包括空气、水、噪声等），GIS能够把各种环境信息与其地理位置结合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。例如，基于GIS平台，厦门市建立了城市环境空间数据库和污染源监测属性数据库，开发了网络化城市环境质量地理信息系统，该系统涵盖了大气、地表水、声学环境的监测信息，以分布图、专题图、三维模型等形式，生动直观地反映环境质量状况。由于采用了因特网的GIS开发技术，该系统可以在Internet/Intranet上运行。

2.3 GIS应用于环境监测

在环境监测过程中，利用GIS技术可对实时采集的数据进行存储、处理、显示、分析，实现为环境决策提供辅助手段的目的。如广东省以东深流域自然环境地理信息为基础，对东深流域的监测数据进行存储处理，利用GIS技术开发了东深流域水环境管理信息。该系统直观显示和分析东深流域水环境现状、污染源分布、水环境质量评价，追踪污染物来源。可结合数字地图查询历年监测数据及各种统计数据，进行空间分析（如缓冲区查询与分析）、辅助决策（容量计算及污染状况的预测）为流域水环境的科学化管理和决策提供了先进的科学手段。

2.4 GIS应用于自然生态现状分析

在进行自然生态现状分析过程中，利用GIS可以比较精确地计算水土流失、荒漠化、森林砍伐面积等，客观地评价生态破坏程度和波及的范围，为各级政府进行生态环境综合治理提供科学依据。国家环保总局把GIS技术与遥感技术相结合，对我国西部12省的生态环境现状进行调查，得到了西部地区生态环境的空间分布与空间统计状况、生态环境质量状况和生态环境变化的空间规律特点，为该地区经济的可持续发展与资源环境的可持续利用提供了科学依据。青海省遥感中心将“3S”技术运用到青海湖环湖重点区域调查上，快速查清了该区域土地利用、土地覆盖现状，建立了生态环境数据库和生态环境评价指标体系，为政府规划决策、资源开发、环境保护提供了宝贵资料。

2.5 GIS应用于环境应急预警预报

建立重大环境污染事故区域预警系统，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。例如，大连市的“重大污染事故区域预警系统”把重大污染事故的多种预测模型与GIS技术相结合，当某一风险源发生事故时提供应急措施、报警信息和救援信息，为重大污染事故应急指挥奠定了基础。上海市应用GIS、RS与GPS技术开发了环保应急热线系统，该系统采用GIS技术进行污染源搜索和定位；将GIS与GPS结合起来，用于出警指挥和导航；用RS技术获取地面信息，解决了GIS基础底图动态更新问题。通过“3S”技术的综合应用，更好地发挥了GIS在环保执法和应急事件中的作用。

2.6 GIS应用于环境质量评价和环境影响评价

由于GIS能够集成管理与场地密切相关的环境数据，因而也是综合分析评价的有力工具。环境影响评价是对所有的改、扩、建项目可能产生的环境影响进行预测评价，并提出防止和减缓这种影响的对策与措施。利用GIS的空间分析功能，可以综合性地分析建设项目各种数据，帮助确立环境影响评价模型。由于GIS系统具有层的结构，可将不同的环境影响进行计算并叠加。深圳市环境保护研究所已利用GIS技术进行编制环境影响评价报告书和制图。

在区域环境质量现状评价工作中，可将地理信息与大气、土壤、水、噪声等环境要素的监测数据结合在一起，利用GIS软件的空间分析模块，对整个区域的环境质量现状进行客观、全面的评价，以反映出区域中受污染的程度以及空间分布情况。如通过叠加分析，可以提取该区域内大气污染布图、噪声分布图；通过缓冲区分析，可显示污染源影响范围等。

2.7 GIS应用于水环境管理

水环境信息具有明显的空间属性和层次属性，利用GIS可以更加明确地揭示不同区域的水环境状况，反映水体环境质量在空间上的变化趋势。可以更加直观地反映如污染源、排污口、监测断面等环境要素的空间分布。利用GIS还可以进行污染源预测、水质预测、水环境容量计算、污染物削减量的分配等，以表格和图形的方式为水环境管理决策提供多方位、多形式的支持。目前，全国各省环保局正在使用GIS软件进行各省水环境功能区划汇总工作，在此基础上，进一步开发水环境功能区管理信息系统，实现水环境数据查询、水质评价、统计分析、水质预测等功能，将各种水环境信息以可视化的方式表达，对水环境的科学管理将具有非常重要的意义。

地下水污染风险评价方法

1.3.2.1 地下水脆弱性与污染风险的概念

地下水脆弱性指由于自然条件变化或人类活动影响，地下水遭受破坏的趋向和可能性，它反映了地下水对自然和（或）人类活动影响的应付能力，地下水脆弱性一般分为固有脆弱性和特殊脆弱性。

地下水污染风险是指地下水受到污染的概率及污染预期损害程度的叠加。它表示含水层中地下水由于地表的直接活动造成污染的概率。这种污染是基于地下水的用途而制定的一系列标准而言。当污染指标超过该地下水用途所规定的指标时，视其为污染。合并地下水污染源灾害分级图和地下水固有脆弱性图来代替地下水污染的概率，用地下水价值图来代替地下水污染的预期损害性。因此，地下水污染风险性高是指高价值的地下水资源受到灾害性高的污染源的污染。

1.3.2.2 地下水脆弱性及污染风险影响因素

地下水系统是个开放系统，系统变化除了受到含水层系统和地下水流动系统的影响，还受到地表状况、大气、土壤、包气带等过程的影响。表1.1详细列出了可能影响地下水脆弱性各类影响因素。

地下水污染风险影响因素除了表1.1中所列，还包括污染源的各种特征，如污染源种类、排放方式、排放量、特征污染物类别和性质、排放规模以及防护措施等。

表1.1 地下水脆弱性影响因素表

1.3.2.3 地下水脆弱性评价方法

地下水脆弱性的研究程度较高，评价方法较为成熟，目前国内外已有的评价方法主要有迭置指数法、过程模拟法、统计方法、模糊数学方法以及各种方法的综合等，具体信息见表1.2。

迭置指数法是通过选取的评价参数的分指数进行叠加，形成一个反映脆弱性程度的综合指数，包括指标、权重、值域和分级。它又分为水文地质背景参数法（HCS）和参数系统法，后者又包括矩阵系统（MS）、标定系统（RS）和计点系统模型（PCSM）。

表1.2 地下水脆弱性评价的主要方法表

国外对地下水脆弱性评价采取的模型主要包括：DRASTIC（Aller et al.，1987）、GOD（Foster，1987）、SINTACS（Civita，1993）、ISIS（Civita and De Regibus，1995）、Legrand、SEEPAGE（Gogu，2000）等。针对岩溶含水层的脆弱性评价模型有 GLA 法（Holting et al.，1995）、EPIK（Doerfliger et al.，1997）、PI（Goldscheider，2005）等。

目前，DRASTIC模型应用最为广泛（表1.3）。它假设污染物由地表起经土壤层、包气带进入含水层，污染物随降雨入渗到地下水中，污染物随水流动。DRASTIC 模型由7个水文地质评价参数组成，分别为：含水层埋深（D）、净补给量（R）、含水层介质（A）、土壤介质（S）、地形坡度（T）、包气带介质的影响（I）及水力传导系数（C）。模型中每个指标都分成几个区段（对于连续变量）或几种主要介质类型（对于文字描述性指标），每个区段根据其在指标内的相对重要性赋予评分，评分范围为1～10分。每个指标根据其对脆弱性影响重要性赋予相应权重，最后脆弱性指数为7个指标的加权综合，记为DI，值越高，地下水脆弱性越高，反之脆弱性越低。

DI＝DRDW+RRRW+ARAW+SRSW+TRTW+IRIW+CRCW（1.2）

式中：R——指标值；

W——指标的权重。

该模型通过增减指标的改进模型应用于美国各地、加拿大、南非、欧共体的各地潜水和承压水脆弱性评价。从表1.4中可看出，许多学者多将土地利用类型指标纳入评价指标体系中，并取得了更加客观的评价结果。不同的土地利用类型对于污染物进入到含水层的影响作用是不同的，它可以改变污染物的种类、数量和污染物进入含水层路径的长度和途径。

表1.3DRASTIC模型及农药DRASTIC模型中各指标权重表

（据Aller et al.，1987）

表1.4 地下水污染风险定义的发展历程表

国内研究者根据不同地区自然属性特征和污染物特征提出了3～11个不等的指标，采用不同的方法对权重加以优化，然后借助GIS技术或模糊数学方法进行地下水脆弱性分区。

过程模拟法是在水分和污染物运移模型基础上，建立一个脆弱性评价数学公式，将各评价因子定量化后，得出区域脆弱性综合指数。过程模拟法研究地下水脆弱性，不仅可以告诉决策者哪里可能会发生污染，而且会表明为什么会发生污染，什么时间可能发生污染，从污染机理上研究了污染物对于地下水系统影响程度和过程。认识地下水的来源和运动是过程模拟法研究地下水本质脆弱性的重点，关注污染物的来源、运移和转化是特殊脆弱性的评价重点。

统计方法是通过对已有的地下水污染信息和资料进行数理统计分析，确定地下水脆弱评价因子并用分析方程表示出来，把已赋值的各评价因子放入方程中计算，然后根据其结果进行脆弱性分析。利用统计方法解决非点源的地下水脆弱性在近几年中研究很多，逻辑衰减和贝叶斯方法是最常用的方法。常用的模型包括逻辑回归分析、线性回归分析法、克里格方法、实证权重法。目前统计法不如迭置指数法和过程模拟法应用广泛。

总的来说，国内外对地下水污染风险评价采用的主要方法是基于地下水脆弱性评价，在其基础上，增加诸如土地利用状况、污染源分布、污染源危害分级、地下水社会经济价值、开采井的集水范围等相关指标。但总体上，缺乏系统的地下水污染风险评价方法与参数体系。地下水污染风险不仅没有一个公认的定义，而且地下水污染风险评价所涉及的评价内容和方法在不断地探索、深入，但远远没有完善，更没有形成规范性的技术体系。

1.3.2.4 地下水污染风险评价方法

最初脆弱性研究只关注地下水系统的固有脆弱性或者叫易污性，随着研究的深入，人们关注的焦点转向了地下水系统抵御污染源荷载的脆弱性，称为特殊脆弱性。特殊脆弱性对污染源荷载比较敏感，污染源的轻微变化就能导致系统的变化；特殊脆弱性一般表现为污染源荷载作用下系统所遭受损失的大小或程度；特殊脆弱性与人类活动关系密切，人类的各种排污活动增加了自然系统的特殊脆弱性，相反减排和环境保护措施则会减小对自然系统的扰动。目前，国内外学者关于脆弱性的研究主要集中在3个方面：系统固有脆弱性的研究、系统特殊脆弱性研究和区域灾害脆弱性研究。关于地下水污染风险国际上还没有形成统一的定义，其发展历程见表1.4。

针对地下水系统，污染源荷载是指点源、面源等各种污染源对地下水造成污染的可能性和危害后果的严重性，影响污染源荷载的主要因素有污染源的量、排放或泄漏位置、污染源的类型、毒性、开采井的位置、开采层位，以及污染物在土壤和地下水中的迁移转化特征等。污染源荷载的大小反映污染源对地下水造成污染的可能性大小。

存在的主要问题：地下水污染风险评价是近十年来才成为的一个正式的概念，而且至今没有一个公认的定义。地下水污染风险评价所涉及的评价内容在不断地探索、深入，但远远没有完善，更没有形成规范性的技术体系；而且地下水污染风险评价一般是建立在地下水脆弱性评价的基础上，这样所评价的地下水污染风险往往只是在空间层面上，而对于时间上的风险评价往往很少提及。

可见，地下水污染风险评价所涉及内容及技术体系的完善化、规范化及地下水污染风险在时间层面的评价是地下水污染风险评价可能的发展方向。

遥感技术及GIS在资源环境方面的应用前景和认识？

RS(遥感)与GIS的结合在资源环境方面的应用是很多的。他们主要是结合起来集成一种监测或者应用系统平台（这种结合方式比较普遍）。以下给你列举了他们的一些具体应用。

1、土地利用变化监测，通过对遥感图像的处理得到土地利用信息。

2、河流湖泊污染情况调研，实时查看污染程度同时制定方案。

3、海岸线变化情况监测，一般监测海岸线向大海的推进情况。

4、矿产资源调查，主要通过遥感的手段寻找分析矿物资源分布情况。

5、地质灾害的评估，对灾害情况的总体把握为拯救方案和重建方针提供科学依据。

目前的应用主要是以上几点，其中土地利用是最广泛的了。

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