环境地理信息系统的应用范文

导语：如何才能写好一篇环境地理信息系统的应用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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[关键词]地理信息系统；环境保护；应用

中图分类号：C931.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0362-01

一、前言

作为一项实际应用效果良好的系统方法，地理信息系统在近期得到了长足的发展和进步。研究其在环境保护中的应用，能够更好地提升其实践水平，从而保证环境保护的效果优化。本文从概述相关内容着手本课题的研究。

二、概述

在当今全球性环境恶化日趋严重的背景下，人类社会共同面对的是解决人口和资源以及环境问题，人们对保护环境的重要性认识深刻。各界人士开始高度重视重大推动环境保护进程的信息技术。但保护环境与采集和处理环境信息具有密切的关系，而空间位置将决定85%以上的环境信息，与有关，所以就环境保护工作而言，其有力的工具就是地理信息系统。研究者运用地理信息系统技术，对各种环境信息进行获取和存贮等，并可有效的监测和评价，以及分析和模拟环境，从而把信息服务和技术支持客观和及时，以及全面和准确的提供给环境保护。我国领土面积较大，存在着突出的环境问题，因此国家环境地理信息系统的建设和发展意义重大，而且必要性和迫切性极为突出。

我国由于过于注重经济的发展，而忽视环境的保护，致使出现环境污染严重，生态破坏严重的局面，在这种严峻的形势下，我国各级环保部门以环境保护这项艰巨繁杂的任务视为自己的职责，在实践中对环境信息的获取与处理达到及时和准确以及高效的重要性认识充分，并对信息技术应用达到广泛和灵活的重要性也认识深刻。积极的投身到环境地理信息系统的建设中。目前，地理信息系统平台软件被全国绝大部分环保部门使用，环境基础数据库在大部分省市完备的建立起来，并以GIS平台为基础，把城市环境地理信息系统等模块开发出来，应用GIS平台成效显著。

三、地理信息系统的特征

地理信息系统是传统科学与现代技术相结合而产生的边缘科学，它具有多学科交叉的特征，地理信息系统又是计算机化的信息系统，需要得到计算机硬件和软件系统的支持。

地理信息系统处理的对象为地理空间信息，地理信息系统用于处理自然界特定空间内各种地理现象的信息，地理信息系统的核心组成是地理数据库和空间数据库，包括属性数据库、图形数据库和遥感影像数据库等，地理信息系统能够在同一的平台内综合处理这些信息，这是地理信息系统不同于其他信息系统的重要一点，并且包含的内容是丰富的和广泛的。

地理信息系统可以根据实际需要设计生产各种地图，它通过图表、文字、色彩等信息形象的表现出来，地理信息系统具有强大的制图功能，完全可以代替传统制图和一般意义上的机助制图技术。地理信息系统具有空间分析功能，从而使地理信息系统区别于机助制图系统，也正是空间分析功能赋予地理信息系统以强大的生命力。空间模拟地理信息系统是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影。

地理信息系统除了具有信息的一般特性还具有以下独特特性：①空间分布性。它具有先定位后定性以及在区域上的分布特点，属性的表现形式是多层次的。②数据量大。因为它具有空间特征和属性特征还随时间的变化而变化，所以数据量很大。

四、环境信息系统与GIS

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：

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）；提供环境管理的统计数据、报表和图形编制方法；建立环境污染的若干模型，为环境管理决策提供支持；提供环保部门办公软件；提供信息传输的方法和手段。

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.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。

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。

五、在环保领域应用GIS技术的情况

1.应用GIS图

运用GIS技术把各类环境专题图制作出来，并以专题图库的形式进行汇集，是应用该技术主要完成的任务。而传统手工制图技术具有较长的制作周期，更新内容慢的特征，两者相比，利用GIS技术对地图数据库进行构建，是“投入一次实现产出多次”的有效利用基础资源。同时，以各自不同的需求为导向，GIS地图数据库用户可把各类专题图输出来。

2.以GIS为基础的地理信息系统

系统管理和强大处理空间数据的采集和编辑以及整合能力是GIS出众的功能。充分的运用好这一优点，将使地理信息系统的建立具有较强的综合性，而且具有完备的特征，例如使用GIS可以把污染源空间数据库等各种环境空间数据库建立起来。

3.在环境监测中应用GIS

利用GIS技术能够有效地实现存储和分析，以及显示和处理实时采集的数据，这将有利于辅助即时决策环境问题。如深流域水环境信息管理系统被广东省开发出来，该系统对水环境现状的显示和分析可以直接进行，对污染源的分布直观呈现，并能够实现即时评价水环境质量，还对污染物来源等具有追踪功能。但是就我国获取和处理环境信息水平来看，总体技术上还处于比较低的状态，普遍运用常规环境监测技术手段，连续动态监测环境污染和生态还达不到大面积和全天候以及全天时。

六、结束语

通过对地理信息系统在环境保护中应用的研究，我们可以发现，该项工作的开展有赖于对多项优势条件的利用，有关人员应该从环境保护的客观实际出发，研究制定最为符合实际的地理信息系统应用方案。

参考文献

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一、地理信息系统技术分析

地理信息系统是Geographic？Information？System的中文解释，简称为GIS，其对空间数据具有采集、描述、管理、分析、存储、检索、查询、显示等功能，是现代化的计算机系统。在地理信息系统下，通过对地理信息数据的处理和分析，能够有效实现“为我所用”的功能。在这一技术下，以地理空间数据库为基础，通过计算机软件和硬件的操作，可以充分实现对数据的深度挖掘，实现对地球表层空间数据的描述、分析、存储和检索。

在实际的应用过程中，通过GIS的强大功能，可以有效实现对地理数据的处理，其主要功能包括数据显示、数据分析、数据操作、图像处理、数据存储以及输入输出等。

首先，关于数据的采集和输入功能，对外部的原始数据进行采集，并传输到数据处理系统进行数据的处理和分析，但是，在分析之前，系统将会到原始数据进行格式转换，从而将原始数据以系统内部格式的方式存在。

其次，在地理信息系统下，具有属性比你和图形编辑的数据编辑功能。关于图形编辑，主要承担校正误差、拓扑关系建立、图形编辑、变换和修饰以及图幅拼接等。在属性编辑功能下，该功能与数据库相对接，做好数据库管理工作，常用的管理方式主要是指删减、增加和修改等。

第三，关于数据存储、管理方面的功能，主要是完成数据存储功能，将某些特定的数据进行存储，存储介质要根据具体情况而定，可能是外存储设备，也可能是计算机内部的存储器，这要根据数据文件结构来分析。而在数据管理方面，主要借助逻辑数据进行关系的建立，并通过关系数据库实现对数据的管理。

第四，在地理信息系统技术下，可以实现对地理空间的查询与分析。其中，主要的功能有数据综合分析、数据查询检索以及操作运算等，从而在数据库、存储装置以及文件中得到要想的目标数据，可见其查询及检索的功能强大性。另外，借助GIS技术，可以实现对目标地理空间实现全面分析。

第五，与计算机系类似，地理信息系统技术还具有数据显示与输出的功能。通过显示器，可以将数据、结果以及中间的分析过程进行展示，其中，主要是分析过程的显示、图形数据的编辑。借助GIS技术以及网络技术，可以将结果进行远程传输，同时也可以通过打印机、绘图机以及计算机显示屏显示结果。

二、地理信息系统技术在环境科学中的应用

1在环境管理方面应用地理信息系统技术

具体到环境管理工作的实际，国家和各级环保部门需要在工作中遇到大量的数据和统计报表，从而获取准确的环境质量情况。如果单纯依靠人工手段，面临大量的数据分析工作，势必会让人束手无策。而通过地理信息系统技术的应用，正好可以实现对这一问题的解决，从而优化了各类环境资源的管理，尤其是生物资源、水资源、大气质量、社会经济等。通过地理信息系统技术的应用，实现了信息资源的优化的同时，能够有效实现资源的优化配置，从而为土地的合理开发利用、城市发展规划、环保统计等提供有效的数据支持。

2在环境影响评价方面应用地理信息系统技术

在地理信息系统的实际应用中，将其应用于环境影响评价具有重要的作用。通过其技术应用，可以有效实现对土地利用情况、大气质量、地下水质、地表水质量、点、面源污染等数据的集成和管理，从而通过庞大而精确的数据对环境影响作出评价，成为辅助决策的重要依据，尤其是工程项目的建设，通过分析其对环境的影响路径、影响情况及危害程度，为工程项目建设施工的科学决策奠定了基础。

3在面源污染问题方面应用地理信息系统技术

在环境科学领域，面源污染问题一直是重大研究课题之一，是现实中对环境影响较为严重的污染类型，再加上其成因复杂，受影响范围广，因而难以有效分析和控制。在地理信息系统技术的介入下，可以将地理资源与面源污染模型结合起来，从而实现对河流的综合分析，并以图形的方式进行结果输出和显示，在地理信息系统技术的分析下，对易受侵蚀区域进行标记，合理评价面源污染，并根据土地的利用情况实现合理分配，从而为科学决策提供有效的理论依据。

4在水文环境管理方面应用地理信息系统技术

在地理信息系统技术下，环保工作中的水文、地形、土地利用等数据均可以实现科学化、现代化管理，并通过该技术所带有的特定程序，实现对水文环境问题的分析，从而有效促进水文环境管理工作的科学化。比如，在GIS技术下，将栅格型地理信息系统技术搭配上有限元分析法，可以实现对暴雨径流问题的分析，并以图形的方式显现出来，图形中对洪水泛滥区域以及高径流量区域进行特殊标记，并对洪水可能带来的灾害进行模拟，尤其是洪水灾害对地表物质和土地利用情况的影响，这样的分析结果可以广泛应用于水利工程的选址以及建设中。与此同时，在GIS技术下，由水文数据、地质数据、降水量、含水层、土壤情况等组成的数据库，可以有效满足工程设计部门对于水文情况的查询、检索需求，为科学决策和研究提供了重要的参考资料。

结语：

在当代，随着科技的进步，地理信息系统技术也不断完善，在环境科学中的应用也日渐广泛。随着地理信息系统技术应用的日渐成熟，环境监测质量、管理效率也得到了有效提升，这对于促进环境管理的集成化和高效化具有重要意义。

参考文献：

[1]张态，申元英.地理信息系统在环境流行病学中的应用[J].现代预防医学，2013，11：2005-2009.

[2]黄菊.地理信息系统在环境保护中的应用[J].环境与可持续发展，2012，03：110-111.

[3]单礼堂.地理信息系统技术在环境科学中的应用[J].环球市场信息导报，2015，27：73+75.

[4]马超群.浅析地理信息系统技术及其在环境科学中的应用[J].城市地理，2015，22：219.

[5]马宇航.地理信息系统技术及其在环境科学中的应用[J].黑龙江科技信息，2015，35：101.

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Abstract:Environment for a brief introduction of the concept of geographic information system and its basic functions, listed in the environment of GIS in environmental management in the application of geographic information systems environment at home and abroad of the research focus and direction and environment for the development of geographic information systems strategy and advice.

关键词：GIS 环境地理信息系统 空间数据库

Key words:GIS, Environmental Geographic Information System, Spatial Database

【中图分类号】K9 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7069（2009）-06-0122-01

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. 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。

二、环境地理信息系统的具体应用

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。

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。

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。

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。

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,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。

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。

五、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,特别是在环境领域,原有的多种环境信息处理技术(环境模型、环境规划分析) 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:

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[关键词]地理信息系统 地质工程勘察 应用

一、地理信息系统的概念

地理信息系统（GIS）在计算机硬件和软件系统的支持下，可以对整个或者部分地球表层中的地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示以及描述。地理信息系统可以分成人员、数据、硬件、软件、过程这五个部分，人员是地理信息系统中最重要的部分，首先开发人员要定义地理信息系统中需要执行的每个任务，然后进行处理程序的开发，开发人员要具备熟练的操作水平，才能克服地理信息系统中出现的问题。精确的数据会影响到查询和分析的准确度。硬件的性能可以影响到软件处理数据的速度。软件除了地理信息系统，还包含绘图、数据库、影像处理、统计等其他程序。

二、地理信息系统的功能特征

地理信息系统亦称之为GIS，是基于地理空间数据库，并借助计算机软硬件，对具有空间内涵的地理数据进行科学分析和综合管理，在地质学中的应用，可提供地质管理、决策等重要信息。其系统功能特征表现为以下几点：（1）数据输入。地理信息系统在收集相应地质信息资料之后，以图形数据、图像数据和属性数据的形式，将数据输入到系统当中，为地质灾害防范、环境地质研究、地质剖面绘图等，提供科学合理的数据。（2）检索查询。地理信息系统提供交互式查询检索、影像库查询检索、图形库查询检索、属性库查询检索等检索查询功能，可供系统应用时快速找到所需的数据资料。（3）统计分析。针对地质学中的空间分析、模型分析预测、专业统计分析、常规统计分析等统计分析需求，在经过一系列信息筛选后，分析输出地质灾害、环境地质研究等所需的信息。

三、地理信息系统在地质勘察中的应用现状

在当前我国社会经济发展的过程中，其国土资源的利用有着十分重要的意义，它是人们日常生活、社会生产的基础内容之一。因此为了提升国土资源的利用率，我们就将地理信息系统技术应用到其中，从而对相关的空问数据信息进程采集，进而满足现代化地质信息化建设的相关要求。近年来，在我国地质勘测工作中，人们为了使得资源可以得到充分的利用，人们在制定了相关的规范制度和文献规则，来对其进行相应的优化管理，促进我国国民经济建设。

地质工程勘察的场区地下空间由很多地层组成。经过抽象归纳，对其特征进行分析，主要表现为以下几方面内容：其一，地层具备一定的地质成因、岩土性能、地质年代等特征，在空间中连续分布，并且相同的地层具备共同的特征；其二，不同的地层依照一定顺序呈纵向叠加规律，横向分布的地质结构同外部作用有着密切的关联。

当前，地质勘察的数据信息其处理方法主要是进行人工管理，借用Microsoft Office表格、Auto CAD绘图软件及土木岩石专业的工程计算软件进行辅助，制作勘察报告及图表。因此，经常出现数据输入错误、重复、信息凌乱，管理能力差等问题，对资料的准确性及处理效率都造成影响。以地理信息系统为基础，对地质勘察信息进行处理，可以更好的保证工作效率，处理上述问题。

四、地理信息系统在地质勘察中的应用

1、创建模型

勘察对象的地形较为复杂，其包含了各种各样的自然地质及人工设施。因此，应依据地质情况的不同建立三维模型。依照的原则为：结构描述清晰、关系明确、具备一定的空间精度，从而为后续的信息分析及处理提供方便。

2、可视化管理的数据库

数据库的管理工作是进行地质勘察的基础。尽管应用以往的数据库能够对记录进行管理，但是其工作效率相对较低。应用可视化的管理数据能够对三维空间进行各项操作。地理信息的主要功能就在于其可视化，同时也是对空间数据库进行观测的基本方法。伴随着三维技术及可视化的不断发展，3D、Direct3D被广泛应用到地质的可视化技术中，并发挥着极为关键的功效。同时，在Windows操作系统中，应用3D函数，不仅可以创造良好的立体效果，同时还可以减小软件研制的繁复性，进而对可视化软件同三S数据模型接口间的问题进行处理。

3、地理信息系统在勘察安全中的应用

伴随着水资源的不断开发，环境情况逐渐恶劣，勘察工作的安全问题也日益突显，事故频发，灾害经常出现，不仅影响了经济发展的速率，同时还对人们的生命财产安全造成危害。所以，地质勘察信息系统在灾害预防方面有着极为重要的作用。应用地理信息系统技术可以为灾害预防提供强有力的数据保障。灾害的分析工作是一项极为繁复的工作，需要大量的数据，耗时较长，并且很容易出现问题，应用地理信息系统技术建立数据库，对灾情可以更直观地进行反映，让决策人员犹如身在现场，对各种救灾工作更快速地调动，减少决策的错误出现几率，同现实问题相吻合。

4、地质勘察中其他工程的应用

在勘察中，有很多项目工程，其都同勘察的信息之间存在密切的关联。应用地理信息系统技术，同模型相结合，可以对项目进行仔细规划，具备鲜明的优越性。同时，对信息的分析、对比等操作能够对未来的项目趋势进行预测，为决策人员提供参考。

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Wang Bo

（Shanghai Maritime University Ocean Enviromental and Engineering College，Shanghai 201306，China）

摘要： 文章提出了GIS在微生物监测中的设想及操作步骤。通过实验得出微生物数据，并建立微生物空间数据库，利用ARCGIS软件中地统计模块对微生物进行空间自相关分析，进行环境分析。

Abstract: This paper puts forward the application of GIS in the microbial monitoring and procedures. Through the experiment, the paper gets microbial data, and establish microbial space database. And using geostatistical analyst of the ARCGIS software makes spatial autocorrelation analysis about microorganisms and environmental analysis.

关键词： GIS 环境监测 微生物 地统计学

Key words: GIS；environmental monitoring；microorganisms；geostatistics

中图分类号：TP31 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）27-0114-01

0引言

GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统[1][2]。简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。本文对如何建立微生物环境地理信息系统库，系统、直观、形象的反映微生物状况进行了初步探讨。

1思路及技术路线

1.1 思路首先，通过微生物实验得出环境数据。

其次，将实验得到的环境数据输入GIS软件，建立临港新城环境地理信息系统数据库。

再次，利用GIS强大的空间分析功能，利用其地统计分析工具对环境数据进行分析。

1.2 技术路线图

2内容方法

2.1 实验部分微生物检测：土壤微生物培养分别采用牛肉膏―蛋白胨培养基分离细菌，高氏一号培养基分离放线菌，马铃薯培养基分离真菌，微生物计数采用平板菌落法。

2.2 数据处理部分将实验得到的数据按照固定格式输入Excel表格，再将Excel数据添加到ARCGIS数据库，转换成shp格式，以此得到临港新城环境属性。应用GIS空间分析模块（地统计学）对环境数据进行分析。

首先，由于地统计学只有对正态数据的插值分析才是最优的，因此必须先需对环境数据进行正态检验，若不符合正态分布，则进行正态转换；

其次，选择最适合的变异函数理论模型，常用的理论模型有球型模型、指数模型、高斯模型；并对插值结果进行交叉检验[3]。

最后，通过Kriging插值得出微生物的空间分布图，根据分布图进行相关分析。

2.3 临港新城土壤环境分析通过实验数据，对各环境因子间的相关性进行分析，以及各环境因子对临港新城土壤环境的影响，最后根据分析结果综合分析临港新城土壤环境现状[4]。

3结语

土壤微生物是土壤中有机物质的分解者和转化者，在土壤肥力和生态系统功能上占有重要地位。由于微生物对环境变化敏感，因此微生物量能够在一定程度上反映土壤的养分以及污染程度，一个地区土壤中微生物数量越大，说明该地区土壤环境越好[5]，因此对土壤微生物量的监测是极其重要的。

在过去传统的环境管理中，涉及多部门、多地区和多领域，具有复杂性和时空动态性的环境数据，多以枯燥单调的文字形式表现出来，许多深层次的信息乃至知识掩埋在文字背后，系统缺乏强劲的统计分析、可视化分析及决策支持功能[6]。随着电脑技术的发展,地理信息系统（GIS）已被逐渐广泛用于环境领域，不仅可以及时、准确、高效地获取、存贮、管理和显示各种环境信息，而且可以对环境进行有效的监测、模拟、分析和评价。

参考文献：

[1]胡克林，张凤荣，吕贻忠等.北京市大兴区土壤重金属含量的空间分布特征[J].环境科学学报，2004，24，（3）:463-468.

[2]张朝生，章申，何建邦.长江水系沉积物重金属含量空间分布特征研究―地统计学方法[J].地理学报，1997，52，（2）:184-192.

[3]李天生，周国法.空间自相关与分布型指数研究[J].生态学报，1994，14，（3）:327-331.

[4]潘惠霞，王秀云，王林霞.生态环境对微生物分布的影响[J].干旱区研究，1990，7，（2）:44-49.

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关键词：土地地理信息系统；平台；GIS

中图分类号：TP399文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）08-0115-02

一、土地管理与GIS

土地资源是人类赖以生存的不可再生资源，是人类一切生产和生活活动的基本载体，也是人类社会可持续发展的基础，合理开发利用土地资源是土地管理工作中最根本的任务。土地管理工作面广、涉及信息量大，从调查登记到发证统计涉及到众多的作业流程，为保证土地信息的准确性和实效性，每一流程所获取的信息都应当准确无误，这是一般手工管理方式所无法胜任的。

GIS（地理信息系统）技术的出现为有效管理土地信息提供了一种很有效的手段，利用GIS建立的土地管理系统，不仅可以实现土地信息的实时更新和土地利用的动态监测，而且可以根据决策部门的要求，快速地提供多种土地利用及规划方案供领导部门选择，为土地资源调查、制图、土地统计、土地利用动态监测、土地资源分析及评价等提供必要的技术支持。

二、土地地理信息系统的GIS平台

（一）GIS平台选择的标准

GIS平台的选择对成功的建立土地地理信息系统是十分重要的。GIS平台的选择主要考虑以下三个方面的问题：

1．系统的伸缩性在网络技术和环境日趋成熟和完善的时代，任何一个信息系统都不应是孤立存在的，它不应该成为信息海洋中的一座“孤岛”。在设计和实现系统时候采取“统筹规划，分步实施”是一种上佳选择。而要做到这一点，系统所依赖的平台的“可伸缩性”则是关键，它可以保证系统的分步实施不会因为平台的提升和系统规模及功能需求的扩展而陷入进退两难的境地。

2．系统的集成性土地地理信息应用系统在实际的应用中需要跟其它诸如MIS等系统集成，方可满足需求。因此，我们常常会谈论到所谓“无缝集成”的问题。对“无缝”的追求其实是因为以往许多软件系统（包括GIS平台）在与外部系统连接时是“有缝”的，无法很好地集成和融合。

3．系统的安全性系统的安全性应具有三个方面的意义：一是系统自身的坚固性，即系统应具备对不同类型和规模的数据和使用对象都不能崩溃的特质，以及灵活而强有力的恢复机制；二是系统应具备完善的权限控制机制以保障系统不被有意或无意地破坏；三是系统应具备在并发响应和交互操作的环境下保障数据安全和一致性。

（二）土地地理信息系统的GIS平台――ArcGIS

随着计算机技术的发展与革新，GIS技术已经相当成熟，商业化GIS平台产品已成为当今发展最快的软件产业之一。从目前国内众多地理信息系统使用的GIS软件的应用情况来看，大部分单位使用国外进口软件，以ArcGIS、MapInfo较多。国内GIS软件由于面世时间短，用户较少，其性能及稳定性尚待提高。

这里我们主要调查比较了目前国内土地部门比较常用的三种GIS平台：MapInfo、AutoCAD Map与ArcGIS。其详细比较结果见表1。

通过上面的比较，我们不难看出ArcGIS是目前世界上最优秀的GIS平台，基于ArcGIS平台构建系统只是投入相对较大。我们的土地地理信息应用系统是一个高起点、高标准、实用性强的信息系统，它必须具备良好的延伸性、集成性和系统安全性，具有海量数据存储与处理、高效并发访问的能力，满足无缝图文一体化管理的要求。从长远的角度来看，ArcGIS开发前期投入大的缺点完全可以忽略。因此，所有这一切都决定了选择ArcGIS平台来构建本系统是最理想的选择。

（三）ArcGIS概述

ArcGIS是ESRI（美国环境资源研究所）在全面整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术及其它多方面的计算机主流技术之后，成功地推出了代表GIS最高技术水平的全系列GIS平台――ArcGIS系列。ArcGIS是一个统一的地理信息系统平台，由五个重要部分组成：（1）ArcGIS桌面软件。一个一体化的高级GIS应用；（2）ArcSDE通路。一个用关系数据管理系统（RDBMS）管理空间数据库的接口；（3）ArcIMS软件。基于Internet的分布式数据和服务的GIS；（4）ArcGIS Engine。一个完整的基于ArcObject嵌入式的GIS组件库；（5）ArcGIS Server。一个用于构建集中管理、支持多用户企业级GIS应用。

下面是这五部分的具体内容：（1）ArcGIS桌面软件指ArcView，ArcEditor和ArcInfo。它们分享通用的结构，通用的代码基础，通用的扩展模块和统一的开发环境。从ArcView到ArcEditor到ArcInfo，功能由简到繁。所有的ArcGIS桌面软件都由一组相同的应用环境构成：ArcMap，ArcCatalog和ArcToolbox。通过这三个应用的协调工作，你可以完成任何从简单到复杂的GIS工作，包括制图，数据管理，地理分析和空间处理。还包括与Internet地图和服务的整合，地理编码，高级数据编辑，高质量的制图，动态投影，元数据管理，基于向导的界面和对近40种数据格式的直接支持；（2）ArcSDE通路指ArcGIS与关系数据库之间的GIS通道。它允许用户在多种数据库管理系统中管理地理信息，并使所有的ArcGIS应用程序都能够使用这些数据；（3）ArcIMS指一个通过中心网络门户来GIS地图、数据和元数据的有效解决方案。使用ArcIMS构建的GIS网站允许任意数量的用户通过企业局域网或Internet进行访问；（4）ArcGIS Server指一个用于构建集中管理、支持多用户的企业级GIS应用的平台。ArcGIS Server提供了丰富的GIS功能，例如地图、定位器和用在中央服务器应用中的软件对象；（5）ArcGIS Engine指用于构建定制应用的一个完整的嵌入式GIS组件库。利用ArcGIS Engine，开发者能将ArcGIS功能集成到一些应用软件，如：Microsoft Word和Microsoft Excel中，还可以为用户提供针对GIS解决方案的定制应用。

三、土地地理信息系统的系统结构

（一）土地地理信息系统概述

我市土地地理信息系统是我市土地规划院为推进“金土工程”建设，应管理全市的土地方面的数据的需求而开发的一个系统。它的主要目的是实现规划院管理和利用土地调查的数据，实现多种土地信息的协同管理与应用，为土地利用规划、土地复垦整理、土地规划与评价等主要业务提供帮助。

（二）土地地理信息系统的系统结构

土地地理信息系统主要包括数据管理、图档管理、土地规划、土地评价、权限管理模块。系统采取C/S架构，分为数据存储层、数据服务层和系统应用层三层。

数据存储层采用ORACLE作为数据库对2D、3D图形数据、遥感影像数据、各类关系型数据进行统一的管理。Oracle 10g是Oracle公司推出的数据库管理系统，是专门为进行数据管理而设计的数据库平台，也是最为广泛使用的大型数据库平台。

四、结语

随着城市化过程的快速发展，在土地管理中越来越要求强大的空间分析与查询能力、海量数据管理能力、“图文一体化”办公能力。传统的MIS难以满足这一要求。因此，建立基于GIS平台的土地管理系统，已经逐渐被各级土地管理部门所认同。

参考文献

[1]钟耳顺，宋关福，王尔琪，吴秋华．GIS组件化与组件式GIS研究[J]．中国图象图形学，1998，（5）．

[2]郑洪波，罗志军．GIS技术发展趋势初探[J]．广西师范学院学报（自然科学版），2003，（3）．

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1（略）

国内在环境信息科学的一些主要论题包括环境信息系统、环境遥感、环境模型、环境可视化、环境信息处理等方面都开展了一些研究工作。20世纪90年代以来，环境信息化发展迅速，特别是从上至下的各级政府主管部门环境信息系统的建设极大地推动了这一工作的进展，环境地理信息系统则已成为实现环境信息化的主要途径。地理信息系统在环境领域的应用，正在从初期的信息管理、环境专题制图发展到Gls与环境模型集成陈9]、35技术集成的多媒体环境系统、基于Gls的环境污染扩散模拟t‘’，‘“1、基于GIS的环境治理决策支持系统等。遥感技术在环境科学与工程领域有着广泛应用，一些主要领域包括大气污染遥感、水环境遥感、固体废弃物遥感监测、城市热岛效应与热环境监测、植被遥感、景观格局遥感监测、海洋环境监测等。环境建模与模拟一直是环境工程研究的重要内容，一方面，各种数学模型、物理模型、统计模型在环境信息科学中得到大量应用，另一方面，基于环境过程机理的计算机模拟模型、元胞自动机(CA)模型、智能体(Agent)模型等也在环境领域受到重视。数据挖掘与知识发现是从海量数据库中挖掘和提取对决策分析有用的、先前未知的隐含模式和规则的过程，笔者在1999年即面向环境信息化与数据挖掘技术的发展，试图将二者结合，提出“环境数据库中的知识发现”并进行了初步研究。可视化是表达和传输环境信息有效的形式，通过三维可视化、三维模拟实现环境现象、过程的真实感表达，能够更加逼真地传输环境信息。近年来，虚拟现实技术在环境科学与工程领域的应用中受到了研究人员的重视卿]。“虚拟地理环境”是虚拟现实技术支持下地球科学研究的创新平台，依托这一平台，能够进行环境科学与工程相关的理论研究、技术开发、工程实践、模拟决策等活动。针对环境信息技术集成应用的趋势，聂庆华提出了“数字环境”的概念，数字环境是环境信息化的过程和结果，是三维显示的数字虚拟环境，包括环境信息数字化、环境信息传输网络化、环境分析模型化和环境空间决策的智能化、环境过程和管理可视化。尽管国内目前在环境信息科学各个分支方向的研究非常活跃，但缺乏整体性、系统性的认识和探讨。本文在分析环境信息科学研究进展的基础上，基于环境信息流和信息分析处理构建了环境信息科学的体系结构，并以煤矿区环境监测治理与管理为例，全面分析了环境信息科学理论、方法与技术的应用，以期促进环境信息科学研究及其在构建和谐社会、推进可持续发展中的应用。

2环境信息科学的体系结构及其在煤矿区的应用

2.1环境信息科学的体系结构尽管环境信息科学的概念提出已有近20年的时间，但从目前国内外研究的现状来看，对于环境信息科学的概念、学科体系还缺乏明显的定义。已有的一些环境信息科学研究计划中界定的范畴也不尽相同。因此，从促进环境信息科学研究的视角出发，首先需要对环境信息科学的体系结构进行界定。HuangGH等川提出的环境信息科学的构成要素及相互之间的关系见图l，这是当前引用较多的环境信息科学体系结构。由图1可见，环境信息科学是多学科集成的领域。传感器综合技术和通信技术的发展使得大尺度地面采样技术成为可能，处理不同特征、尺度和复杂性问题的模型综合成为新的挑战，包括不同模拟、优化、评价模型以及相关信息技术与平台的合并，不同技术输人与输出之间的联接，社会经济因子的量化，以及大尺度集成模型的解算策略。在此基础上，HuangGH等「‘〕提出基于环境信息科学研究的环境决策支持系统计算机系统，其结构（图略）USGS的研究报告’)中，将环境信息科学定义为:环境信息科学是为加强对不同复杂程度的环境现象的理解，并提出新的认识的，集成物理、生物学、计算机和信息科学的多学科方法的研发、试验和应用的学科。不同定义都强调环境信息科学的多学科交叉、以信息技术为支持、解决复杂环境问题的特点。Huang等川的观点显然更强调以遥感、地理信息系统和GPS技术为基础的空间信息技术与环境科学和工程的交叉，而USGS的定义则重点强调了现代计算技术、人工智能等在环境领域的应用，特别是USGS在其未来环境信息科学发展规划中重点强调了计算智能等技的应用。基于以上观点以及国内外研究的进展，结合我们的研究实践与认识，以环境信息流和环境信息处理分析为主线，可以构建环境信息科学的体系结构及主要技术方法（图略）。环境信息科学的理论基础来源于面向环境科学与工程领域需求的多学科理论交叉，技术支持在于面向环境信息流的多技术手段集成，最终通过不同学科领域方法模型的综合，实现环境科学与工程各个阶段、各个过程的目标和任务。因此，需要从多学科理论交叉与多技术手段集成的角度推进环境信息科学研究。

2.2环境信息科学在煤矿区综合应用的研究从一定意义上来讲，环境信息科学并不是一门独立存在的新兴学科，而是诸多学科的交叉和集成。不同学科在研究过程中，特别是遥感与地理信息系统应用、资源环境规划与城乡管理、环境影响评价、信息科学、计算机技术等领域都从不同的角度开展着与环境信息科学密切相关的内容，这些学科的研究成果是促进环境信息科学发展的基础和关键。换言之，以前进行的研究工作往往是从环境信息科学的开展的相关论题研究，其重点还在于不同学科方向，但已经构成了环境信息科学研究的基础层。为了促进环境信息科学的研究，需要改变从外部到内部的“包围型”研究模式，努力推进从核心到的“拓展型”发展模式，即从环境信息流出发，组织和集成相关学科的研究，特别是在不同学科交叉链接的关键论题上开展深入研究，以便形成适应环境信息科学体系与研究需求的理论方法体系和应用技术系统。煤矿区作为1种以资源开采为驱动力发展起来的特殊地理区域，由于煤炭资源开采(以下仅涉及地下开采矿区)破坏上覆岩层原始应力状态，导致地下水流失、地面塌陷，进而引发土壤污染、水土流失，矿山排研形成的研石山压占大量土地，堆积物导致严重大气污染和土壤损害，甚至引发各种地质灾害。因此，煤炭区是1种典型的由于矿山开采导致的景观破坏、环境污染、生态退化的复杂区域，煤矿区的环境问题具有明显的复杂性。目前，对于煤矿区生态环境主要的研究视角包括:(l)从煤矿开采损害角度出发研究开采沉陷与地表变形预计、监测与治理;(2)从煤矿区土地资源管理角度出发研究煤矿区土地利用/覆盖变化与生态响应;(3)从煤矿区地质环境角度出发研究矿区地质环境评价与地质灾害预防，(4)从煤矿区水资源环境角度出发研究矿井水害、水污染与水资源调控;(5)从景观格局生态学角度出发研究煤矿区景观格局;(6)从地理环境演变角度出发研究煤矿区地理环境演变与模拟;(7)从遥感与GIS应用角度出发研究矿区资源环境遥感与信息系统;(8)从大气污染角度出发研究煤矿区大气污染评价与控制;(9)从经济学角度出发研究煤矿区环境经济评价;(10)从管理学与可持续发展角度出发研究煤矿区环境规划、环境管理与可持续发展决策;等等。对以上不同视角的研究进行综合分析，可以看出多主题、多要素的时空环境信息是其中的关键，任何视角的研究都需要充分的信息和数据的支持、需要环境信息和背景信息的集成、需要计算机信息系统和分析工具的支持、需要环境知识和其它领域知识的交叉和集成。因此，从环境信息科学的角度出发，可以集成现有的研究工作，充分应用相关学科已有研究成果，通过成果整合与集成，在推进环境信息科学研究的同时，也进一步推动相关领域的研究。实现整合的关键在于不同研究视角之间的关联关系构建、链接边界选择、信息传输反馈、系统相互作用。煤矿区环境信息科学综合研究与应用体系框架（图略）。按照该研究框架，煤矿区环境信息科学的重点在于多学科研究的交叉点，主要包括:(l)基于采矿环境影响机理的模型建立、参数获取;(2)各种环境模型的建立、参数提取与模型验证(面向环境系统分析的环境评价、污染扩散、环境演变模型和面向环境管理决策的规划模型、优化配置、动态演变模型以及环境保护治理与生态重建方案设计);(3)面向环境监测的遥感信息源选择与图像处理、环境信息提取与分析，以及组织、集成与管理多种环境相关信息的数据库设计与建立;(4)环境信息系统、地理信息系统平台下的模型解算与解释、分析结果可视化与应用;(5)集成信息、模型、数据库、系统、知识的环境决策支持系统(专家系统)构建。(6)资源一环境一人类一计算机系统中的信息流与信息应用。

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由于大运河时空跨度大、遗产状态复杂，中国大运河遗产保护的各方面存在诸多困难。以遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、虚拟现实(VR)为核心的空间信息技术的发展为运河遗产的调查、评估、规划、管理和监测提供了高效的科学方法和先进的技术手段。

空间信息技术发展现状

地理信息系统(Geographic lnformation Svstem，GlS)是以采集、存储、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据的计算机系统。它由硬件、软件、数据和用户有机结合而构成。它的主要功能是实现地理空间数据的采集、编辑、管理、分析和统计。地理信息系统最重要的作用是对地理空间及其相关信息进行定量地统计分析，其最大的特点是它能把地球表面空间事物的地理位置及其特征有机地结合在一起，并通过计算机屏幕形象、直观地展现出来。目前，GIS的应用已遍及与地理空间有关的领域，从全球变化、持续发展到城市交通、公共设施规划及建筑选址，地产策划等方面，地理信息系统技术正深刻地影响甚至改变这些领域的研究方法及动作机制。在未来，GIS将在地理信息系统的标准化、GIS集成处理技术、分布式WebGIS、移动GIS、三维GlS(3DGIS)、地理空间数据共享与互操作等方向得到发展。

遥感(Remote Sensing，RS)技术是一种不直接接触目标体而获取其信息的技术手段，它可以获取并处理地球表面的地物和地貌信息、地表的自然地物和人工地物的分布形态以及自然资源和社会资源等方面的信息。与传统的数据获取手段相比，RS技术具有可获取大范围数据资料；获取信息的速度快，周期短；获取信息受条件限制少；获取信息的手段多，信息量大等技术特点。目前，遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域。将来，遥感技术将步入一个能快速、及时地提供多种对地观测数据的新阶段。遥感图像的空间分辨率，光谱分辨率和时间分辨率都会有极大的提高。其应用领域随着空间技术发展，尤其是地理信息系统和全球定位系统技术的发展及相互渗透，将会越来越广泛。

全球导航卫星系统，包括全球卫星定位系统(Navigation Satellite Timi ng and Ranging／Global Positioning System，GPS)、全球导航卫星系统(GIobaI Navigation Satellite System，GLoNASS)、伽利略导航卫星系统(GALILEO)以及我国自主研发的北斗导航试验卫星，其中，GPS的影响和应用最为广泛。GPS作为一种全新的现代定位方法，已逐渐在越来越多的领域取代了常规光学和电子仪器。20世纪80年代以来，尤其是90年代以来，GPS卫星定位和导航技术与现代通信技术相结合，在空间定位技术方面引起了革命性的变化。用GPS同时测定三维坐标的方法将测绘定位技术从陆地和近海扩展到整个海洋和外层空间，从静态扩展到动态，从单点定位扩展到局部与广域差分，从事后处理扩展到实时(准实时)定位与导航，绝对精度扩展到米级、厘米级乃至亚毫米级，从而大大拓展它的应用范围和在各行各业中的作用。

虚拟现实(Virtu ral Reality，VR)技术最早起源于20世纪50年代的美国，发展至今也还处于不断探索阶段。VR技术是一种综合应用各种技术制造逼真的人工模拟环境，并能有效地模拟人在自然环境中的各种感知系统行为的高级的人机交互技术。虚拟环境通常是由计算机生成并控制的，使用户身临其境地感知虚拟环境中的物体，通过虚拟现实的三维设备与物体接触，从而真正地实现人机交互。虚拟现实技术的发展历史，也可以说是一个信息环境多维化的历史。创建多维信息环境、突破数字及文字的单维表现力的局限。VR技术作为一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术以及仿真技术等多种科学技术而发展起来的计算机领域的新技术，目前所涉及的研究应用领域已经包括军事、医学、心理学、教育、科研、商业、影视、娱乐、制造业和工程训练等。VR技术已经被公认为是21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。

空间信息技术在大运河遗产保护中的应用

1　空间信息技术在中国大运河遗产调查中的应用

中国大运河作为体例巨大的线性文化遗产，按照传统的文物普查技术手段，难以在短期内完成运河遗产的调查工作，因此将GPS、RS和GIS为主体的现代空间信息技术引入我国文化遗产调查中，不仅可以大大提高文物普查工作的效率，显著提高文化遗产保护的科技水平。京杭大运河遗产普查工作是和第三次全国文物普查工作结合在一起进行的，在“第三次全国文物普查不可移动文物登记表”中，填写文物的名称、年代、经纬度坐标、类别和面积等。运河遗产测绘一方面在于采集遗产的空间地理位置；另一方面在于绘制遗产的平面地形图，明确遗产本体的范围，为遗产保护规划提供规划底图。在遗产测绘中，河道按照1：2000比例尺测绘，石刻碑记采集中心点，其他按照1：500比例尺测绘。遗产测绘方法如下，先布设GPS控制网，然后以控制点为基准站，采用两台移动站，用RTK测量特征点坐标。高程点的测绘采用四等水准测量测高。内业处理成图后导入京杭大运河地理信息系统数据库。

2　空间信息技术在中国大运河遗产研究与考古发掘中的应用

大运河的研究工作涉及运河的方方面面，包括运河本体、沿线文化遗产、保护理论、保护技术、管理体制和方式等等，为了完成以上的研究工作，运河相关信息的占有和对信息数据的分析则显得尤为重要。因此，基于空间信息技术构建大运河文化遗产数据库以及基于该数据的大运河保护地理信息系统对大运河的研究具有重要的意义。通过大运河保护地理信息系统所提供的数据和空间分析功能(如运河空间关系分析、风险预测分析、运河遗址考古分析、沿线聚落分析、开发敏感性分析等)可对运河区域经济、文化与区域社会变迁进行研究，充分揭示大运河工程的科学价值，也可深入进行大运河保护与南水北调东线工程利用关系研究，开展大运河沿线生态建设与环境保护研究，对比分析世界各国列入世界遗产名单的运河与水利工程情况。

大运河由于各区段的现状存在着很大差异，保护的需求所反映的形式也千差万别：在北方主要表现为废弃

的河道与设施的逐渐湮没或被改做它用，文化遗存的基本情况尚未摸清，沿线城镇传统街区破败不堪，文物建筑已经或面临着拆改和损毁的境况。在南部虽然由于基本保持着航道的利用，但一些区段或已被改道或拓宽，使运河本体受到较大损害，而运河沿线城镇的快速发展，使传统建筑和街区多已被拆、改而面目全非。受黄河改道和泛滥的影响，大运河的河南、安徽区段已发生很大变化，许多河段已难从地表寻觅踪迹。因此，对于废弃河道、设施和建筑的调查与测绘工作是一项基础性工作，传统考古调查、地球物理勘探与RS、GPS技术的集成研究，将是解决这一问题的关键。利用上述技术的集成，可以开展大运河遗产的考古研究工作。如在山东南旺利用GPS、遥感、探地雷达等空间信息技术开展的南旺分水龙王庙遗址和水柜遗址的考古发掘。通过遥感影像处理可以判别出水柜湖堤的走向，通过GPS测量可以确定湖堤的具体方位，从而确定分水枢纽重要水柜的位置和面积。探地雷达则应用于分水龙王庙发掘中预先识别文物埋藏区的方位，便于考古人员准确的发掘潜藏文物。再将考古相关数据录入数据库，就可以完整的存储和展示南旺分水枢纽的空间信息和历史信息。

3　空间信息技术在中国大运河遗产保护规划中的应用

大运河文化遗产保护涉及到多种类型的数据，来源多样，量大繁杂，为了对这样一个古老的大运河作好合理的保护规划，需对大运河文化遗产保护单位信息进行有效的存储、管理和分析，为此引入地理信息技术是非常必要的。大运河保护规划辅助支持系统的建立，便于利用GIS整合历史建筑、古遗址、历史地区的空间位置数据和属性数据，将古建筑、古遗址等的空间位置信息展现在二维电子地图或遥感影像上，并以此为基础实现照片、工程图、文档等多媒体信息的链接；多源信息的融合，从而综合利用各种资料，提高预测和决策水平。GIS可以提供大运河文化遗产保护规划专业分析工具，指导在历史区域周围建立缓冲区，以保护周边环境；利用距离分析评价施工建设与古建筑、古遗址和历史区域之间是否留有充足的距离；利用通视性分析评价历史区域重要的天际线和景观视线是否得到保护；利用叠加分析评估周边环境的土地利用是否合理；利用应用分析模型进行保护范围内建筑密度统计、违规建筑统计，以及拟建工程对保护区环境风貌的影响定量评估。

空间信息技术在运河遗产保护规划中的应用，主要有以下4个过程，第一是将运河遗产数据进行建库，将遗产资源调查中的数据进行空间和属性关联，使得保护规划的对象得以明确。第二是进行运河遗产的价值评估，将运河遗产按照价值评估的结果进行分类定级，不同价值的运河遗产在保护上划定不同的保护范围，采取不同的保护措施。第三是进行保护范围划界，利用GIS的缓冲区分析、叠置分析和视域分析等功能，划定遗产保护范围和建设控制地带。第四是规划制图，由于GIS具有强大的空间分析能力和图形处理能力，所以在大型遗产的保护规划中，能显著提高规划的科学性和制图效率。

4　空间信息技术在中国大运河遗产管理与监测中的应用

大运河的管理与保护涉及的内容既要包含运河主干道，也包括运河沿线的相关文化遗产以及其赖以生存的自然水系和人工水系。显然，传统的管理和监测手段难以满足大运河监测与管理的需要。RS和GPS技术可以作为运河文化遗产信息获取技术，而GIS技术可以作为运河文化遗产信息智能化管理与服务技术，VR技术作为运河文化遗产的可视化表现技术。可以说，利用空间信息技术可以高效、准确、规范化地获取和存储大运河的各种空间和属性信息，可以快速而方便地查询、检索和统计信息，可有效和智能化地进行运河信息空间分析，据此可以深化和完善运河规划管理工作，实时地监测运河文化资源，不断反馈中国大运河文化遗产保护管理过程中出现的各种问题，使工作人员和决策者及时了解问题并快速反应。在具体的监测过程中，首先要对中国大运河遗产的现状和保护规划实施进行监测，获取相关监测指标，对指标进行综合评估，确定运河遗产所面临的各种风险因素级别，再对大运河遗产的保护做出相关决策。

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关键词：高等职业教育；资源环境与城市管理；专业方向

为适应我国城乡建设的需要，从2002年开始，一些高职院校陆续开设了“资源环境与城市管理”专业，但在专业名称、教学计划、教学大纲的制定上普遍承袭普通高等院校的培养模式。课程设置缺乏新颖性，没有体现出高职教育的实践性、应用性和地方性的特色。同时对“资源环境与城市管理”专业的理解也不一样，各校根据各自的条件，设置了相关课程，课程体系各异，培养目标差异甚大。“资源环境与城市管理”专业人才培养和教育方向的准确定位是解决高职“资源环境与城市管理”专业发展的主导因素。因此，该专业培养目标与定位、专业建设与课程体系的构建，是当前亟待解决的问题，

长沙环境保护职业技术学院的前身是国家环保总局部属的唯一一所中专学校――长沙环境保护学校，2006年学院通过了上级教育主管部门组织的“人才培养工作水平”优秀评估。“资源环境与城市管理”专业一直是学院重点建设的核心专业之一，从2002年以来，专业得到了长足的发展，毕业生深受用人单位欢迎。

一、设置专业方向的背景

该专业在2004年以前，一直沿用本科的名称，即“资源环境与城乡规划管理”，在2004年教育部印发的《普通高等学校高职高专教育指导性专业目录试行》把专业名称才改为“资源环境与城市管理”。在教育部《普通高等学校高职高专教育指导性专业目录专业简介(征求意见稿)》中专业培养目标为：培养掌握“资源环境与城市管理”必需的基础知识和基本技能，从事资源开发、利用、规划、管理等工作的高级技术应用性专门人才。核心课程为：地质学基础、自然地理、经济地理、国土规划、环境科学基础、土地评价与土地管理、水资源计算与管理、生态环境规划、地理信息系统、城市与区域规划等：专业核心能力为：资源环境与城市规划管理：就业面向为：企事业单位及行政部门从事资源开发、利用、管理，城乡规划等工作。这种专业定位、培养目标存在较大的问题，定位于城市规划、管理对于高职学生来说是不切实际的，培养目标过大过空，导致各院校在开设“资源环境与城市管理”专业时有些成了本科的压缩版，有些院校则无所适从。据调查，我国共有27所职业院校办有“资源环境与城市管理”专业，在培养目标与课程体系上，有很大的差异，没有相对规范的专业培养方案，与专业社会需求有较大的差距。针对“资源环境与城市管理”专业普遍存在定位过大的情况，很有必要对“资源环境与城市管理”专业方向细分设置。

我院是以环境保护类专业为主体的院校，环境保护类专业分工较细。“资源环境与城市管理”专业的定位一开始就比较具体，有明确的专业就业方向。随着人才培养质量和社会声誉不断提高，本专业生源充足，招生人数逐年快速增加，到2007年招生达340人，学生就读“资源环境与城市管理”专业的意愿十分强烈，每年新生有不少要求转入该专业，所以本专业实际就读的学生数远高于计划招生数，目前在校学生达760多人。由于学生数增长过快，同一专业模式培养下的毕业生数就会过多，就业压力增多，本专业毕业生之间的竞争就会增大。这是我们进行“资源环境与城市管理”专业方向细分设置的另一原由。

二、专业培养方向的设置

随着社会经济的快速发展，对资源与环境也越来越重视，资源环境管理朝着精细化、专业化、综合化方向发展，而资源环境管理专业人才的培养也应朝着这个方向迈进，以适应这种新的发展趋势。由于高职教育培养技能型人才，导致普通高校和高职院校的资源优势与专业定位的不同，也决定了他们各自不同的培养目标和方向。“资源环境与城市管理”专业可以设置与经济相关、突出地方特色的培养方向和专业课程。因此。高职院校“资源环境与城市管理”专业应定位为：培养复合型、应用型、技能型的资源环境管理人才。在培养方向上有所侧重与突出，为不同的资源环境管理领域构建相应的人才培养体系。以满足资源环境管理行业多样化的人才需求，打造独具特色的“资源环境与城市管理”专业。

把专业方向设置与特色化、课程体系建设这两个方面作为专业建设的起点和基础，是切合实际的。通过调研分析资源环境管理专业领域的行业背景，以及资源环境管理人才的行业分布情况与需求岗位类型。并结合高职院校的资源优势和人才培养特色，重点突出资源环境与城市管理专业的特色，我院于2005年起进行了“资源环境与城市管理”专业改革，对行业企业需求进行了调查，针对岗位需求定位专业。经过近两年的探索。初步定出基于不同岗位需求的三个专业方向，制订了这三个专业方向的人才培养模式和课程体系，以使高职“资源环境与城市管理”专业的人才培养教育工作更好地满足和适应社会需要。

(一)环境影响评价专业方向

环境影响评价是指对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估，提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施，进行跟踪监测的方法和制度。它是通过立法的形式建立起来的在环境管理中必须遵守的一项制度，这表明我国对环境影响评价的重视。根据国家环保总局提供的资料，全国需环境影响评价技术及相关管理工作人员达50000多人，而目前正在从事环境影响评价及相关管理的工作人员不足15000人，人才需求量大。但国内各大专院校环境类专业均未涉及专门的环境影响评价专门人才的培养，我院建设环境影响评价专业。培养环境影响评价技术及管理人才是顺应时代和社会发展的需要，具有广阔的市场前景。

1、培养目标

本专业方向旨在培养掌握环境影响评价及相关的环境生态、环境监测、环境工程、环境管理等基本知识，具备环境影响评价技术及其项目的开发与管理、环境调查与规划、环境监察与管理等基本技能，能够在环境保护管理部门、政府及相关企事业单位的环境影响评价技术部门、开发规划部门等单位从事环境工程评估与咨询、环境影响评价技术及管理、环境影响评价项目的开发与管理等工作的高素质、高技能应用性专门人才。

2、职业岗位(群)

(1)面向环保及相关企事业单位的环境影响评价技术部门，从事环境影响评价技术、环境影响评价项目的开发与管理等工作。

(2)面向各级政府及环保相关企事业单位的环境保护管理部门，从事环境影响评价项目的管理、环境工程评估与咨询等工作。

(3)面向各级政府的环境保护管理部门，从事环境影响评价技术及管理、环境执法与监察等工作。

(4)面向各级环保、城建、农林、水利、牧业等生

态环境保护与开发规划、建设部门，从事生态环境调查、生态环境规划等工作。

(二)环境地理信息解析技术专业方向

环境保护离不开环境信息的采集和处理，而环境信息大部分和空间位置信息有关。所以，地理信息系统逐渐成为环境保护工作的有力工具。使用地理信息系统，我们可以方便地获取、存储、管理和显示各种环境信息，还可以对环境进行有效的监测、模拟、分析和评价，为环境保护提供全面、及时、准确和客观的信息服务和技术支持。GIS应用已经成功地应用到了资源管理、环境保护、农业、林业、灾害预测、城市规划建设等众多领域。开设环境地理信息解析技术专业方向，是适应环境保护行业对地理信息技术人才的需求。

1、培养目标

本专业方向培养具备环境科学、地理学、计算机科学等基本理论、基本知识、基本技能，能在资源、环保、土地房产、城市、水利水电、交通、人口、基础设施的规划管理等领域从事环境信息的分析与管理、地理信息系统应用与开发、制图等工作的高级技术应用型专门人才。

2、职业岗位(群)

(1)环保部门环境信息系统的应用与管理，包括环境信息的采集、环境数据处理与分析工作；

(2)企事业单位、环保产业的环境调查、环境管理与环境评价岗位：

(3)从事GIS数据采集、处理、建库和分析管理工作：

(4)从事GIS应用软件的设计开发与应用管理工作：

(5)从事国土资源的调查、规划管理与绘图工作：

(6)环境信息数字表达的实现与管理；

(7)环境地理信息系统的开发与管理工作。

(三)生态环境保护专业方向

生态保护是我国的一项基本国策，我国对生态环境保护非常重视，国家每年要拿出数百亿元用来治理生态环境问题。解决生态环境破坏问题，需要大批热爱环保事业、具有较高环境保护和生态学专业知识、服务于生态建设和环境保护第一线的专业技术人才。而在教育部印发的《普通高等学校高职高专教育指导性专业目录试行》中没有生态保护专业，因此可通过设置专业方向培养这方面的人才，以满足社会需求。

1、培养目标

培养掌握环境科学、生态学基本知识，具备资源环境遥感调查与处理(3S技术)、环境生态监测、环境污染治理、环境规划、环境影响评价、生态保护技术等基本技能。面向环境保护、城市建设：等行业单位第一线的，从事资源环境管理、环境污染治理、环境监测、建设项目环境影响评价、环境规划、生态环境保护技术的推广应用与开发等工作的德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用性专门人才。

2、职业岗位(群)

(1)在各级环保、城建、农林、水利、牧业等生态环境保护与建设部门从事资源环境调查、生态环境规划、生态环境保护技术的推广应用与开发、资源环境管理等工作。

(2)面向自然保护区、生态示范区、水土保持等部门，从事生态环境监测工作。

(3)各类环保公司、污染企业从事污染物的生物治理和生物修复工作。

(4)行业及产业部门(工业企业)的分析化验、环境监测等工作。

(5)建设项目环境影响评价方面工作。

三、小结

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【关键词】 港口；危险化学品；安全监管；移动互联网；信息平台

1 港口危险化学品安全监管面临的问题

我国港口危险货物作业码头数量在不断增加，港口危险化学品存储罐区及输运管线规模也在日益扩大，港口大量的危险化学品储罐和运输管线给港口区域带来的安全风险也与日俱增。2010年，大连市“7？6”中联油石油管道爆炸事故造成逾430 km2海面污染，事故造成直接经济损失2.33亿元，事故救援费用为万元，事故清污费用为11.68亿元； 2013年，青岛市“11？2”中石化东黄输油管道泄漏爆炸，造成62人死亡、136人受伤，直接经济损失7.5亿元； 2015年8月12日，天津滨海新区瑞海国际物流有限公司所属危险品仓库发生爆炸，造成165人遇难，已核定直接经济损失68.66亿元。可见，港口危险化学品事故具有危害大、影响面广、应急处理难度大等特点，给港口安全生产和监督管理工作带来非常严峻的考验，也提出更高的要求。

《危险化学品安全管理条例》和《港口危险货物安全管理规定》已明确规定港口行政管理部门是港口危险化学品储罐和运输管线的安全监管部门。目前已有部分港口行政管理部门开展相关的港口危险化学品安全监管信息化建设工作，以加强对港口危险化学品信息的动态掌控，提升其对港口危险化学品的安全监管能力。港口行政管理部门在开展这项工作时遇到的主要问题如下：

（1）港口危险化学品安全监管工作仍以人员现场巡查监管为主，缺乏相应的监管设施设备，监管方式和手段落后，监管信息化水平低；管理部门缺乏对建立完备的港口危险化学品安全监管平台的思路和能力。[1]

（2）港口行政管理部门缺乏对港口危险化学品安全监管数据资料的有效汇总，静态数据多，动态数据少；缺乏基于电子地图等先进技术手段开展的数据分析，缺少在通过信息系统开展应急指挥调度辅助决策方面的技术支撑。

（3）目前已建成的应急指挥系统在运行初期尚可使用，但由于缺少与日常安全监管业务工作的结合，“平战脱节”，导致应急指挥系统中数据库信息无法及时更新，当发生突发事故时，难以有效辅助决策。[2]

针对港口危险化学品安全监管信息化建设面临的问题，基于“平战结合”思路，提出港口危险化学品安全监管平台的建设方案，将港口危险化学品日常安全监督检查、应急预案演练等工作与突发事件应急响应、指挥调度等有机串联，通过整合数据资源，使数据资源“常用常新”，实现港口危险化学品安全监管信息化。

2 港口危险化学品安全监管平台建设目标

（1）建立基于“三维可视化”的港口危险化学品地理信息系统。基于高分辨率遥感影像数据，建立港区内危险化学品企业、码头、罐区、管线，以及安全、应急设备设施“三维可视化”电子分布图数据库。

（2）建立基于“二维与三维联动”的港口危险化学品应急辅助决策系统。为便于直观分析，基于港口电子分布图对危险化学品罐区、管线等建立三维场景，从事故信息报警、事故地点，到周边现场分析、应急救援指挥，形成层级明晰、联动迅速、指挥有效的港口危险化学品应急辅助决策系统。

（3）建立基于“移动互联网”的港口危险化学品日常安全管理系统。立足港口危险化学品日常管理工作，实现港口重大危险源辨识和备案、港口企业安全管理和标准化管理、港口安全评价备案、港口日常监督检查等信息的整合。[3]

为保障应用系统使用效果，港口行政管理部门应建立港口危险化学品应急指挥场所，配置相应的远程监控设备、监管检测设备、现场取证设备、监管交通工具、应急通信工具等。

3 港口危险化学品安全监管平台设计

3.1 平台总体架构设计

根据港口危险化学品安全监管工作的实际需求和系统的建设目标，港口危险化学品安全监管平台的整体架构设计如下：

（1）网络平台层。此部分是承载数据传输、交换的基础条件，一般依托政务外网等现有的网络实现信息的采集、整合、处理、分析和展现。网络平台层为数据资源层、业务应用层等在网络传输方面提供支撑服务。

（2）应急指挥中心。此部分包括应急指挥中心的指挥大厅、应急会商室、会议室、新闻室，以及应急指挥分中心应急会商室的装修设计（机房、机电系统等设计）。移动应急指挥平台是应急指挥调度平台的延伸和扩展。

（3）基础支撑系统层。此部分包括港口安全监管业务数据采集整合、视频数据整合、呼叫中心系统、二维和三维地理信息系统平台等。基础支撑系统层为应用系统的运行提供软、硬件支撑。

（4）数据资源层。此部分是在通过交换平台整合现有业务系统数据的基础上产生的。采用统一的建设规范和数据交换标准，确保信息资源采集、处理、传输、分析、管理和共享的整个流程在各系统间顺利交换，以实现知识管理和决策支持的目标。数据资源层为各类应用系统的应用开发提供数据支撑。

（5）综合应用层。此部分是在基础支撑系统层及数据资源层的基础之上，基于“平战结合”的思路，深入分析港口危险化学品安全监管工作需求，整合、设计和开发“三维可视化”的港口危险化学品地理信息系统、“二维与三维联动”的港口危险化学品应急辅助决策系统和“移动互联网”的港口危险化学品日常安全管理系统。

（6）信息层。此部分包括大屏幕、视频会议系统、显示终端、电话传真、手机、门户网站等，其中除门户网站和视频会议系统外，其余均主要为应急业务管理使用。

（7）应用接口层。此部分通过统一的信息共享接口，为上下级应急信息资源接入和共享提供数据基础和通信机制，也为将来与其他行业的各类外部应用（安监、公安、消防、环保等）进行数据共享打下扎实的基础。

3.2 应用系统功能设计

3.2.1 基于“三维可视化”的港口危险化学品地理信息系统

此系统主要实现对包括地面、建筑物（如辅助建筑、锅炉房、污水处理厂、配电所、消防泵站、办公楼、消防车库等）、储罐和管线、细节设施（如消防设施、仪器仪表等）、码头及其设备设施等整个港口危险化学品监管区域和地上地下设备设施建立精细的地理信息模型。此系统不仅可实现包括罐区、化工泊位、管线等重要设备设施的三维可视化，而且还可实现包括放大、缩小、旋转、平移等在内的外部环境交互式浏览功能，同时实现公共设施、消防设施内部精细化建模和交互式浏览功能。

3.2.2 基于“二维与三维联动”的港口危险化学品应急辅助决策系统

此系统用于港口危险化学品突发事故处置决策，主要功能包括应急值守管理、应急资源管理、应急辅助决策、应急指挥调度、应急信息、应急评估、事故案例管理和综合统计分析等。为体现“平战结合”的思路，用户可开展全程计算机模拟的应急演练演习及基于情景规划和三维地理信息系统的危险化学品应急事故模拟演练，同时实现演练计划制订、演练场景搭建、演练过程控制和回放、演练效果评估和记录等功能。

3.2.3 基于“移动互联网”的港口危险化学品日常安全管理系统

此系统主要是充分利用“移动互联网”技术实现港口危险化学品企业基础信息、港口危险货物作业审批、人员持证情况、港口重大危险源备案、事故隐患排查、应急预案备案、安全评价机构备案和综合统计分析等港口危险化学品日常安全监管业务功能。

3.3 应用系统数据库设计

港口危险化学品安全监管平台数据库可以分为两大类：第一类是与空间位置有关的数据，其主要用于描述港口及与港口危险化学品安全监管有关的地理位置和几何形状；第二类是与空间位置无关的数据（见表1）。

4 港口危险化学品安全监管平台在 大连港的应用

大连市港口与口岸局针对大连港实际业务情况，设计开发了港口危险化学品安全管控平台，平台应用情况及特点如下。

4.1 海量多元数据的三维可视化和高效展示

大连港港口危险化学品安全监管平台采用自主研发的三维地理信息平台，可以高效支持海量三维场景数据加载及模型显示处理，具备分级加载、高效展示能力，同时能够叠加展示高分辨率影像图信息。大连大孤山区域三维模型、高分辨率影像图、数字高程模型等一整套数据量在系统中可以流畅加载、漫游，并且可以与地理信息管理平台数据兼容和共享，实现数据同源化处理。

4.3 以分类图、剖面图等方式展示管线数据动态

大连港范围内管线繁多，传统的地图展示无法直观了解管线的材质、管径、货种等信息。因此，按照原油、成品油等不同货种对管线进行分类，并在管线交汇等重要节点处以剖面图形式展现，可以较好地解决这个问题，在实际应用中得到了用户的认可。

4.4 既定预案与随机触发并存的应急模拟演练

除可实现按传统的预案方式开展演习外，此系统还可以模拟各种突发状况。系统有观摩功能可为评估和教学提供场景演示，完善的评估功能对演练全过程进行记录和数据采集，且可以随时回放。整个演练过程完全基于三维场景模型进行，其中控制转向可对三维空间中的场景、设备、人物、事故表现等元素进行控制，从而使演练参与人员能够身临其境地感受模拟演练的内容和效果，实现演练过程的所见即所得，大幅度提升演练效果。

4.5 基于“互联网+”的港口安全监管

日常安全隐患排查和企业整改工作是港口危险化学品监管工作的重中之重，采用“互联网+”思路，将日常安全检查工作从计算机端移植到手机等移动设备端，开发相应的安全监管软件，使现场检查人员可通过智能终端查询港口企业安全基础信息，下载安全检查记录表，在移动终端上记录检查结果。同时，通过蓝牙连接便携式打印机，可以进一步实现现场检查结果单的即刻打印，整个检查过程的全部信息可以自动同步至服务器端，方便后期统计和分析。

参考文献：

[1] 曾亚梅，徐连胜.新条例实施后港口危险货物作业场所现状[J].港口科技，2013（12）：40-45.