淺析環(huán)境地理信息系統(tǒng)的發(fā)展思路

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    摘要:簡(jiǎn)要介紹環(huán)境地理信息系統(tǒng)的概念和它的基本功能,列舉環(huán)境地理信息系統(tǒng)在環(huán)境管理中的應(yīng)用,對(duì)國內(nèi)外環(huán)境地理信息系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)和方向進(jìn)行闡述并提出發(fā)展環(huán)境地理信息系統(tǒng)的策略和建議。
    關(guān)鍵詞:GIS ;環(huán)境地理信息系統(tǒng);空間數(shù)據(jù)庫
    一、環(huán)境地理信息系統(tǒng)的概念
    環(huán)境地理信息系統(tǒng)( Geographic Information System for Environment ,簡(jiǎn)稱EGIS) 是收集、存儲(chǔ)、管理、綜合分析和處理空間信息和環(huán)境信息的計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)。它是GIS 技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的延伸,是GIS 技術(shù)與環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)、環(huán)境管理技術(shù)等各種環(huán)境信息分析和處理技術(shù)的集成。環(huán)境地理信息系統(tǒng)的主要功能有:
    1. 基本功能包括對(duì)空間和屬性數(shù)據(jù)的輸入、存儲(chǔ)、編輯,以及制圖和空間分析等功能。編輯功能允許用戶添加、修改、刪除點(diǎn)、線、面或修改其屬性信息;制圖功能可以靈活多樣地制作和顯示及輸出各種專題地圖,如污染分布圖、水功能區(qū)劃圖、環(huán)境規(guī)劃圖等等,地理要素可放大縮小以顯示不同的細(xì)節(jié)內(nèi)容,并能夠測(cè)量地圖上線段的長度或指定區(qū)域的面積。
    2. 空間統(tǒng)計(jì)分析(Spatial Statistics Analysis) 是指對(duì)空間數(shù)據(jù)庫中的專題數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。代寫畢業(yè)論文 包括各種屬性數(shù)據(jù)的集中特征數(shù)、離散特征數(shù)及其分類分級(jí)統(tǒng)計(jì)等。
    3. 疊加分析(Overlay Analysis) 功能允許兩個(gè)或多個(gè)圖層在空間上比較各空間要素和屬性,分為合成疊加和統(tǒng)計(jì)疊加。合成疊加得到一個(gè)新圖層,它將顯示原圖層的全部特征,交叉的特征區(qū)域僅顯示共同特征;統(tǒng)計(jì)疊加可以統(tǒng)計(jì)一種空間要素在另一種空間要素中的分布特征。對(duì)不同的圖層進(jìn)行疊加分析,從而獲得各種感興趣信息,如利用類型疊置分析獲取新的類型。如土壤圖與植被圖疊置,以分析土壤與植被的關(guān)系,可以計(jì)算某一區(qū)域內(nèi)的植被類型的數(shù)量及面積,即通過對(duì)同一地區(qū)、相同屬性、不同時(shí)間的柵格數(shù)據(jù)的疊置,可以分析由時(shí)間引起的變化,通過與所需提取的范圍的疊加運(yùn)算,快速地進(jìn)行范圍內(nèi)信息的提取等。
    4. 緩沖區(qū)分析(Buffer Analysis) 是GIS 的基本空間操作功能之一。例如,某地區(qū)有危險(xiǎn)品倉庫,要分析一旦倉庫爆炸所涉及的范圍,這就需要進(jìn)行點(diǎn)緩沖區(qū)分析,結(jié)合與居民地圖層的疊加分析,可以獲取需要疏散的人口數(shù)等等。
    綜上所述,空間分析是地理信息系統(tǒng)軟件的核心,空間統(tǒng)計(jì)分析、疊加分析、緩沖分析等功能為環(huán)境地理信息系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的環(huán)境分析功能與廣闊的應(yīng)用空間。隨著其功能的不斷完善和發(fā)展,環(huán)境地理信息系統(tǒng)將為環(huán)境各部門提供一個(gè)功能強(qiáng)大的空間信息服務(wù)和管理工具,成為各部門日常工作不可或缺的工作手段。
    二、環(huán)境地理信息系統(tǒng)的具體應(yīng)用
    由于環(huán)境地理信息系統(tǒng)具有強(qiáng)大的信息服務(wù)和管理功能,具有廣泛的應(yīng)用范圍。具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面,一是它可以應(yīng)用在環(huán)境管理的各個(gè)環(huán)節(jié),如區(qū)域環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)督管理、區(qū)域環(huán)境監(jiān)測(cè)及環(huán)境評(píng)價(jià)研究等;二是它可以廣泛應(yīng)用在國家、省、市等不同層次的管理。下面簡(jiǎn)單介紹一下它的具體應(yīng)用。
    1. 電子地圖使環(huán)境管理工作變得輕松直觀
    由于采用空間數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫掛接,改變了傳統(tǒng)的信息管理方法,地圖由傳統(tǒng)的靜態(tài)紀(jì)錄變?yōu)樾畔⒇S富多樣的動(dòng)態(tài)的電子地圖,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)可視化。它使環(huán)境主管部門對(duì)各種環(huán)境要素的管理變得直觀、簡(jiǎn)單和輕松。如通過直接對(duì)地圖要素進(jìn)行查詢,可以獲得環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)位、污染源等的空間分布及其與環(huán)境敏感區(qū)域的空間關(guān)系等信息�？梢詫�(duì)各種環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的統(tǒng)計(jì)并分析以及采用直觀的豐富多樣的表現(xiàn)方式進(jìn)行展示,為環(huán)境決策提供科學(xué)快捷的支持。
    2. 強(qiáng)大的環(huán)境規(guī)劃手段
    區(qū)域環(huán)境規(guī)劃是EGIS 應(yīng)用發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域之一,目前基于EGIS 的環(huán)境規(guī)劃模型還處于深化研究階段,將環(huán)境應(yīng)用模型與GIS 集成為一體,可以為環(huán)境規(guī)劃提供更強(qiáng)大的技術(shù)手段。由于應(yīng)用EGIS 能夠更好地考慮和評(píng)價(jià)建設(shè)項(xiàng)目對(duì)環(huán)境的影響,因此在建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境評(píng)價(jià)中得到廣泛應(yīng)用。
    3. 危險(xiǎn)物運(yùn)輸管理
    借助GIS 的運(yùn)行路徑選擇功能,可以對(duì)危險(xiǎn)物轉(zhuǎn)移運(yùn)輸線路進(jìn)行優(yōu)化選擇,能避開人口集中居住區(qū)、飲用水源地等環(huán)境敏感區(qū)域制定運(yùn)輸計(jì)劃。并可以通過GPS 對(duì)危險(xiǎn)物的運(yùn)輸線路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
    4. 環(huán)境模型模擬分析
    環(huán)境模型在環(huán)境決策中有著重要的作用,如可以通過模型模擬出污染事故發(fā)生后各個(gè)時(shí)間的擴(kuò)散情況,為決策提供科學(xué)的參考依據(jù)。代寫碩士論文常用的模型主要有大氣擴(kuò)散模型、1 維水污染擴(kuò)散模型、2 維水污染擴(kuò)散模型等等,實(shí)現(xiàn)各種模型的模擬結(jié)果的生成、2 維和3 維的顯示等功能。
    5. 為數(shù)字環(huán)保提供技術(shù)平臺(tái)
    數(shù)字環(huán)保是最近提出來的終極環(huán)境管理系統(tǒng),它是繼數(shù)字地球概念提出以后,環(huán)保領(lǐng)域提出的新概念,它將是未來十年環(huán)保領(lǐng)域信息化建設(shè)的終極方向,EGIS 作為數(shù)字環(huán)保的基礎(chǔ)平臺(tái),將能夠?yàn)橛脩籼峁��?shí)時(shí)動(dòng)態(tài)環(huán)境信息服務(wù),也能夠?yàn)榄h(huán)境管理者提供決策信息,逐步控制污染,改善環(huán)境狀況,提高人民生活水平。三、國外環(huán)境地理信息系統(tǒng)的研究重點(diǎn)
    1. 數(shù)據(jù)采集的技術(shù)比選
    當(dāng)前環(huán)境管理決策要求EGIS 提供的數(shù)據(jù)種類及其范圍都在不斷擴(kuò)大,同時(shí)信息采集技術(shù)也有了很大的發(fā)展,包括GPS 技術(shù)、視頻技術(shù)、高清晰衛(wèi)星圖像、實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)等等。這些實(shí)時(shí)信息采集系統(tǒng)都有很多傳感器,包括空氣質(zhì)量、溫度、氣壓及水質(zhì)等等。如最近微軟公司正在基于Virtual Earth開發(fā)一項(xiàng)新技術(shù),用戶可以在地圖上搜索大量的實(shí)時(shí)信息,如道路擁堵情況、天氣狀況、空氣質(zhì)量,甚至是汽油價(jià)格等等實(shí)時(shí)信息,這需要大量的傳感器采集空間及其相關(guān)的實(shí)時(shí)信息,這無疑會(huì)推動(dòng)更多的數(shù)據(jù)采集技術(shù)的開發(fā)。
    2. EGIS 與環(huán)保信息化之間如何協(xié)調(diào)發(fā)展可以預(yù)計(jì)未來五年內(nèi)EGIS 將會(huì)與環(huán)境信息化越來越緊密地集成起來,發(fā)揮良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,大大提高現(xiàn)有的環(huán)境管理與決策水平。二者的緊密集成還需要研究以下問題:
    1. 制定所需空間數(shù)據(jù)及環(huán)境數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn),以保證系統(tǒng)的擴(kuò)展性與兼容性;
    2. 空間數(shù)據(jù)的獲取渠道以及更新途徑,以保證系統(tǒng)的可用性及可靠性;
    3. 研究以何種方式進(jìn)行有效集成,并分析這種方式的可行性;
    4. 研究環(huán)境信息與空間信息及其分析、模擬結(jié)果的綜合表現(xiàn)方式;
    5. 建立示范項(xiàng)目以便分析和測(cè)試集成的效果。
    3. 海量空間數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)
    隨著空間信息與環(huán)境信息的積累,EGIS 的數(shù)據(jù)庫的維護(hù)會(huì)變得越來越重要,新的數(shù)據(jù)采集技術(shù)可能會(huì)使數(shù)據(jù)量以幾何級(jí)數(shù)增長,海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與維護(hù)是要繼續(xù)研究的課題。如:采用什么技術(shù)來實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的更新與歷史數(shù)據(jù)的備份? 如何實(shí)現(xiàn)新舊空間數(shù)據(jù)的合并和統(tǒng)一? 如何利用數(shù)據(jù)挖掘與信息抽取技術(shù)來更好地發(fā)揮數(shù)據(jù)的利用價(jià)值? 遙感數(shù)據(jù)如何才能得到有效的利用? 等等。
    四、發(fā)展環(huán)境地理信息系統(tǒng)的策略探討和建議
    隨著國外EGIS 技術(shù)的逐漸成熟和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的快速發(fā)展,建立環(huán)境地理信息系統(tǒng)的條件開始逐漸成熟,而且將成為我國發(fā)展GIS 的重點(diǎn)領(lǐng)域,從GIS 在我國近幾年的發(fā)展領(lǐng)域也可以看出這種趨勢(shì)。當(dāng)前我國有關(guān)部門已經(jīng)開始著手進(jìn)行環(huán)境地理信息系統(tǒng)的開發(fā),并進(jìn)行了一些有益的嘗試,如廣東省環(huán)境信息中心開發(fā)的珠三角水環(huán)境信息管理系統(tǒng)等,但鑒于我國GIS 基礎(chǔ)工作薄弱,特別是基本的空間信息數(shù)據(jù)庫尚未建立,因此EGIS 的開發(fā)費(fèi)用十分巨大;加上EGIS 的發(fā)展涉及眾多部門和多種技術(shù),因此有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)重視和開展我國EGIS的發(fā)展策略研究。
    發(fā)展EGIS 應(yīng)當(dāng)采用“統(tǒng)一規(guī)劃、注重基礎(chǔ)、緊密跟進(jìn)、高起點(diǎn)開發(fā)、協(xié)調(diào)發(fā)展”的發(fā)展策略。
    1. 統(tǒng)一規(guī)劃。由于EGIS 的發(fā)展不但涉及眾多環(huán)境部門,還包括與其他各級(jí)政府管理部門(如土地管理、環(huán)保、環(huán)境管理等部門) 之間的信息交流;同時(shí)又涉及多種信息技術(shù),而信息技術(shù)發(fā)展的速度十分迅速,為了降低空間數(shù)據(jù)資源采集和管理的成本,為了適應(yīng)未來發(fā)展的需要,必須在多方部門的參與下,統(tǒng)一規(guī)劃和構(gòu)建EGIS 的發(fā)展框架。
    2. 注重基礎(chǔ)。由于我國GIS 發(fā)展基礎(chǔ)薄弱,數(shù)據(jù)基礎(chǔ)是系統(tǒng)生命力的關(guān)鍵,失去了完善可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支撐,系統(tǒng)的功能再強(qiáng)大也不能發(fā)揮其作用,因此要在統(tǒng)一規(guī)劃的思路和明確的發(fā)展框架下,不斷加強(qiáng)基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)環(huán)境數(shù)據(jù)庫的積累與建設(shè)。
    3. 緊密跟進(jìn)、高起點(diǎn)開發(fā)、協(xié)調(diào)發(fā)展。代寫職稱論文在技術(shù)上緊密跟進(jìn)國外先進(jìn)的GIS 技術(shù),高起點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā),與我國的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度相協(xié)調(diào),共同發(fā)展適合我國國情的EGIS。
    當(dāng)前我國各地許多部門雖然已經(jīng)開展了EGIS的研究與開發(fā),但這些開發(fā)均是出于本部門的需要,很少考慮到將來部門之間的數(shù)據(jù)交流和共享,加上沒有全國性的EGIS 發(fā)展框架和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)的通用性將成為
    影響EGIS 開發(fā)的關(guān)鍵因素,建議有關(guān)部門及時(shí)組織開展EGIS 發(fā)展體系和框架標(biāo)準(zhǔn)的研究。
    五、結(jié)束語
    地理信息系統(tǒng)是近二十年來迅速發(fā)展的信息技術(shù)的重要組成部分,它的應(yīng)用已經(jīng)從早期

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我們知道，教學(xué)過程是教師教與學(xué)生學(xué)的雙邊活動(dòng)過程。如教師教得得心應(yīng)手，學(xué)生學(xué)得輕松愉快，教學(xué)的效果就會(huì)很好。中學(xué)地理教學(xué)采用怎樣的教學(xué)手段，才能創(chuàng)造最佳的成績呢？我認(rèn)為：

一、首先應(yīng)該明確一般地理教學(xué)中存在的困難

1.地理教學(xué)板書、....

2

類的地理環(huán)境，是一個(gè)包羅萬象，有著無限的時(shí)、空運(yùn)動(dòng)。社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)水平的提高，人類對(duì)地理環(huán)境的視野的拓寬，使地理學(xué)科的信息密度大幅度增長，信息質(zhì)量大幅度提高。這樣，地理環(huán)境的無限時(shí)、空運(yùn)動(dòng)與中學(xué)生的極為有限的時(shí)、空運(yùn)動(dòng)之間的距離迅速增大，矛盾日益尖銳。傳....

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地理課外活動(dòng)是地理課堂教育的延伸和補(bǔ)充，只有把課堂教育和課外活動(dòng)有機(jī)的結(jié)合起來，才能全面完成地理教學(xué)任務(wù)。通過課外活動(dòng)，不但能加深學(xué)生對(duì)地理課本知識(shí)的理解、消化，幫助解決一些課本上疑難問題，鞏固課本知識(shí)，而且能擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，開闊學(xué)生眼界，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)地理....

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可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，隨著《２１世紀(jì)議程》等世界性公約在全球的廣泛傳播和熱烈響應(yīng)，正日益深入人心。作為面向未來的一種戰(zhàn)略新思維，可持續(xù)發(fā)展思想已成為世界各國決策和行動(dòng)的指針。在地理科學(xué)和地理教育即將走向新世紀(jì)的前夜，深刻認(rèn)識(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略產(chǎn)生的時(shí)代背景、....

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近些年來，特別是進(jìn)入９０年代以來，中學(xué)地理教學(xué)中加強(qiáng)了環(huán)境教育，產(chǎn)生了比較好的效果。中學(xué)地理教學(xué)大綱明確指出“地理學(xué)是研究人類賴以生存和發(fā)展的地理環(huán)境，以及人類活動(dòng)與地理環(huán)境關(guān)系的一門科學(xué)”，大綱要求學(xué)生“樹立正確的資源觀、環(huán)境觀、人口觀，懂得要協(xié)調(diào)人類發(fā)展與環(huán)....

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一、可持續(xù)發(fā)展：２１世紀(jì)地理教育發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的舞臺(tái)

（一）地理教育在可持續(xù)發(fā)展教育中有著獨(dú)特的、不可替代的功能

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一

九年義務(wù)教育初中地理課程和教材，由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)軌中，以其思想性、地理性、實(shí)用性、時(shí)代性、趣味性，在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)揮了作用�？沙掷m(xù)發(fā)展，是當(dāng)今人類的發(fā)展思想和發(fā)展戰(zhàn)略，可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵極其豐富，涉及地理科學(xué)的自然地理、人文地理等眾多....

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1、對(duì)青少年進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展教育的意義

可持續(xù)發(fā)展是一項(xiàng)全民戰(zhàn)略。全民參與的程度，將直接決定持續(xù)發(fā)展所能達(dá)到的實(shí)現(xiàn)程度。目前，我國青少年和兒童占全國人口的57.5％，他們是未來的決策者和建設(shè)者，是推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的重要力量。沒有廣大青少年的廣....

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１、可持續(xù)發(fā)展觀是中學(xué)地理教學(xué)的重要內(nèi)容之一

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