GIS在环境影响评价中的应用

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1、GIS 在环境影响评价中的应用1. 什么是环境影响评价（EIA）环境影响评价（Environmental Impact Assessment, EIA）是指对规划和建设项目实施后可能 造成的环境影响进行系统分析、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与制度。1它建立在环境监测技术、污染物扩散规律、环境质量对人体 健康影响、自然界自净能力等学科研究分析的基础上， 2是在决策和开发建设活动中实施可 持续发展战略的一种有效手段和方法。32. 传统EIA的不足之处对与GIS的不足之处，不同学者的看法基本相同，赵金平,焦述强（2004）认为EIA主要 有三方面的不足之

2、处，其一,现行建设项目的环境影响评价，没有充分考虑相关的替代方案 和环境影响，缺乏对战略环境影响评价的正式要求，忽略了累积性影响评价非污染生态影响 风险性评价和环境影响的经济评价；其二，区域环境影响评价 （Regional Environmental Assessment）和战略环境影响评价（Strategic Environmental Assessment ）还未制定出正式的导则 和规范；另外在评价方面，由于EIA中涉及的许多环境问题与过程都具有空间特征、非线 形、随机性以及随时间变化特性，因此传统评价方法无法解决和弄清环境过程所建立的环境 问题。4而袁英贤（2007）在此三方面的基础上补

3、充到：传统的评价方法是根据各监测点的数据 来评价，只能反映站位的污染状况，不能反映空间分布；有时由于站位数目、分布方位不同， 很难做出对比研究；并且以各点综合指数为基础手工绘制等值线，带有很大的主观性。5此外，秦向红和毕雪梅（2004）还提出 EIA 存在数据量大、时效性差、手段技术落后、 精度不高以及环境影响评价的特点决定了问题的复杂性和难度大等问题。63. 什么是GIS，其基本功能有哪些GIS是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、 管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方，适时提供多种空间和动态的地理 信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的

4、计算机技术系统。7高俊岩等（2005）指出 GIS 具有以下基本功能1：数据的采集、编辑和处理功能。GIS不但具备一般数据库系统的数据采集与编辑能力， 而且在计算机软硬件的支持下，可以存人各种已经完成的专题视图，GIS可以对图像及文本 数据进行编辑和修改。具有空间数据的管理能力。地理信息数据库是GIS的核心，它能对庞大的地理图形和 文本数据进行管理，并能与其他数据库管理系统进行相互转换。（3）具有空间查询和空间分析能力。GIS具有综合、分析、计算等多种空间分析能力，能 够围绕总体目标从实体图形数据和属性数据的空间关系中获得派生的信息。具有图形处理和制图功能。GIS具有多种处理及制图功能，可以完

5、成图形的修改、装 饰，由于它具有强大的多层次框架叠置分析能力，可以通过空间分析得到一些特殊的地学分 析用图。分析结果的各种输出与转化功能。GIS可将空间查询和空间分析的结果以数学表格或 转化为二维、三维图形等多种形式输出。4. GIS在EIA中应用的必要性和可行性首先，EIA中有许多环境问题和环境过程都能通过现有的模型准确地描述出来且算法精 准，但是环境模型空间数据的操作和结果显示仍有困难，而空间分析和空间数据管理正是 GIS的优势，GIS可以为环境模型提供一整套基于GIS逻辑原理的空间操作规范，用以反映 具有空间分布特性的环境模型研究对象的移动、扩散、动态变化及相互作用。其次，在GIS中，基

6、本概念是空间位置、空间分布和空间关系，而基本研究对象是被抽象成点、线、面的 空间实体及其相关属性。与之相对应，在环境模型中，基本概念是物质、能量及其运动转化， 而基本研究对象是诸如水、大气、土壤、人口等明显具有空间分布特性的环境要素。GIS和 环境模型在概念和研究对象上具有相似性、互补性、这使得二者的结合自然、合理又具有实 用价值和巨大潜力。5. 应用 GIS 开发环境影响评价信息系统的优点从GIS自身的功能来说，GIS是一门介于信息科学、空间科学和地球科学之间的边缘新 技术学科，它与各专门领域的结合已经形成了各具特色的应用系统；GIS在处理空间数据、 属性数据所组成的海量数据方面具有独到的优

7、势；GIS的组件开发技术不依赖于特定的编程 语言，具有面向对象的特性，还可以像Windows界面标准控件一样进行交互，可在VB、VC, Delphi等开发环境下自由调用，实现了 GIS与应用软件的无缝连接；GIS生成专题地图方面 具有功能强大、速度快的特点。8结合环境影响评价（EIA）的需要，GIS的优点主要体现在：用于显示环境质量和污染 状况较形象、直观；环境影响评价与GIS、遥感等信息技术相结合，可实现数据的动态变化； 把某地的环境质量与地理位置紧密结合，利用地理位置是联结所有属性的公共坐标的功能， 在查询和分析时，使质量状况与地理位置融为一体;在研究非点源时，GIS的优点更加突出， GI

8、S软件所提供的图层间的叠置和物体周围缓冲区的生成，使GIS在非点源评价上与传统方 法相比更胜一筹。56. 基于GIS的环境影响评价系统对于 GIS 如何与 EIA 相结合也有学者做过相关的探讨，赵金平和焦述强（2004）利用 GIS开发环境影响评价信息系统的结构框图设计如下图1。fc-CJJS槿舉Ji 岸r属It数用fit*祜A匸冲鑿网蜡述帙和比注K %水峰市环陳塩體点社空问点邑一岸阿at撲理专壓咼狒帰护卜.环甬功施区歯療消輔排放悄配KiftS 3芦，删图 1. 环境影响评价信息系统结构框图Fig1. A sketch map of an information system for envi

9、ronmental impact assessment（资料来源:赵金平，焦述强基于GIS技术环境影响评价的研究进展及展望J.新疆地质.2004,22:395-399.） GIS将与EIA有关的数据库、方法库和模型库有机地结合起来，对促进环境影响评价工 作的标准化和程序化,提高其精确度和可比性等都有着重要作用。姚申君等（2007） 9在赵金平和焦述强（2004）建立的框架图的基础之上，对其做了进Fig2. A sketch map of an information system for environmental impact assessment(资料来源：姚申君等，GIS在环境影响评价中

10、的应用J.环境科学导刊，2007,26 (6)： 77-80.)7. GIS在EIA中的实际应用中外学者对于GIS如何在EIA中进行应用都做过很多的理论研究和实践，如，薛联青等(2001)以地理信息系统为开发平台，利用GIS与遥感技术获取必需的空间信息，以空间分 布的资料数据作为环境评价模型的输入，并以多时项遥感图像来获取流域梯级开发前后生态 环境、社会环境以及经济环境等多种复杂环境因子，如土地利用、覆盖淹没、植被破坏等变 化资料，对流域水电梯级开发的环境影响进行动态评价。10李修刚等(2001)利用地理信息系 统先进功能，结合图形叠置法和矩阵法的优点，提出基于GIS的图形叠置法，综合分析道路

11、 周围环境的敏感程度和道路对环境的影响程度，用于道路环境影响的综合评价、道路规划和 方案比选。11荆平(2004)论述了利用G1S组件开发环境影响评价专题地图应用软件的优 点，对系统的总体构思及功能进行了详细的说明，设计了环境地理信息系统处理模块的软件 界面。 12 吴小萍等(2004)利用 GIS 的图层叠置法研究适合我国国情的铁路选线环境影响 评价体系o 13朱俊等(2006)采用遥感(RS)与地理信息系统(GIS)相结合的技术，建立与评价 相关的基于GIS的基础数据平台，运用GIS的空间分析功能对港区规划的生态环境影响进行 分析和评估。14贾德峰(2009)探讨了基于GIS的生态环境影响

12、评价的建模方法。15此外，赵金平和焦述强(2004)总结了国外近十年来GIS在环境影响评价方面的有代 表性的应用项目，而袁英贤(2007)对国内GIS在环境保护方面的应用项目进行了汇总。 58. GIS在EIA中的应用展望 198.1 GIS在项目环境影响评价中的应用(1)建立环境信息数据库：主要包括环境标准和法规数据库、区域自然与社会经济信 息数据库、环境质量信息与污染源信息数据库以及工程项目信息数据库。(2)环境监测(3) 环境质量现状与影响评价8.2 GIS在区域环境影响评价中的应用区域EIA，即区域环境影响评价，是在一定的区域内，用动态的、整体的观点，综合考 虑拟开发各种项目，以实现开

13、发项目的合理布局和区域的可持续发展。GIS能够有效地管理 一个大的地理区域复杂的污染源信息、环境质量信息及其他有关方面的信息，并能统计、分 析区域环境影响诸因素（如水质、大气、河流等）的变化情况及主要污染源和主要污染物的地 理属性和特征等。GIS还具有叠置地理对象的功能，对同一区域不同时段的多个不同的环境 影响因素及其特征（如环境质量、人口、地貌等）进行特征叠加，分析区域环境质量演变与其 他诸要素之问的相互关系，从而对区域的环境质量进行预测。此外，可利用GIS将区域的污 染源数据库和环境特征数据库（如地形、气象等）与各种环境预测模型相关联，采用模型预测 法对区域的环境质量进行预测。利用 GIS

14、 不仅可显示原有数据的地图，还可以建立分析结果 的地图。8.3 GIS 在战略和累积环境影响评价中的应用战略 EIA 是指对政策、计划或规划及其替代方案的环境影响进行正式系统综合的评价过 程，是在早期的政策、规划或计划阶段协调环境与发展关系的决策手段与规划手段。累积 EIA是指系统分析和评估累积环境变化的过程，即分析和调查（包括识别和描述）累积影响源、 累积过程及累积影响，对时间和空间上的累积做出解释，估计和预测过去的、现有的或计划 的人类活动的累积影响及其对社会经济发展的反馈效应，选择与可持续发展目标相一致的潜 在发展行为的方向、内容、规模、速度和方式。 GIS 具有编辑、加工和评价长时段、

15、大地理 区域数据的能力及卓越的建模和影响预测能力，能够识别和分析环境影响在时间和空间上的 累积特征，因此为进行战略EIA和累积EIA提供了可操作方法。8.4 GIS 在环境模型中的应用GIS 与环境模型的有机结合，将成为开发应用 GIS 技术中最有发展前途的领域之一。特 别是开发 GIS 的三维、时序化和动态化图形显示功能，预期可对环境影响评价工作带来革命 化的影响。 GIS 良好的用户界面，完全的数据共享，方便的空间分析操作，直观的结果显示， 会使环境模型的视觉效果产生质的飞跃，模型的运行效率也会大幅度提高。8.5 GIS 在公众参与方面的应用公众参与的目的是为了调查了解项目所在地公众对拟建项目的意见，以保护当地居民、 社会团体等的生活工作环境利益。 GIS 技术提供了完善的数据库组织、形象的可视化语言和 强大的分析工具，用户可在可视化环境下对评价区域进行多方位观察，从而更好地分析工程 环境，不但直观而且方便普通市民的参与。基于Internet技术发展起来的WebGIS，可以用 交互、民主、透明的方式使参与评价的Internet用户随时随地参与评价。9GIS 在 EIA 中存在的问题目前， GIS 应用于环境影响