GIS技术在环境影响评价中的应用

施文博

（宁夏公路勘察设计院有限责任公司环境保护设计研究中心，宁夏银川 750001）

近十几年，GIS技术发展迅速，广泛应用在各个行业和领域中。该技术可以整合详细的地理位置信息，将视图结合在一起，同时应用几何学、地理学等多个学科，将CAD、GPS、RS等技术融合在一起，具有地理图形与数据采集、存储、分析、输出等多项功能。经过GIS处理后，将图文并茂的信息发送给用户，为用户决策提供信息依据。在环境影响评价中，可以采用GIS技术，为评价工作提供精确的地理信息与数据，使环境影响评价更加全面准确。

1.1 采集和编辑空间数据

与普通数据库系统相比，GIS不仅具有采集和编辑数据的能力，还可以利用计算机软件存储已经处理的专题图件。为了将已经采集的图形数据、属性信息中的错误清除，GIS还具有编辑和修改数据的功 能[1]。可以处理空间数据，有助于提升遥感资料的利用率，可以从各类渠道源获取信息，确保信息的全面性。

1.2 存储和管理空间数据

在GIS系统中，数据库是构成核心，可以处理海量的地理图形和文本数据，具有存储和管理功能，同时也可以和其他数据库转换，各个数据库之间的资源可以相互共享，同时也能提供新资源、新数据。

1.3 空间查询与空间分析

GIS可以对各类空间进行综合分析，同时也具有分解、计算等能力，可以根据总目标从实体图形数据、属性数据的空间关系中获取信息以及新知识，用于解答用户关于空间关系查询、分析的问题。

1.4 图形处理与图像制作

GIS技术可以处理图形，也能制作图像，具体包括图形修改和整饰，根据用户的实际需求，对全要素地图进行绘制，也可以采用分层绘制的方式，生成各种专题地图。由于其可以进行多层次框架叠置分析，所以可以利用空间分析结果制作地学分析图。

从近几年的发展趋势可以看出，GIS技术在各个行业、领域内广泛应用，并且发挥了良好的应用效果。在城市管理中，我国构建了国务院综合国情地理信息系统（如图1）、全国资源与环境宏观检索和分析系统等GIS系统，为城市管理提供了详细的信息数据，使城市管理更加科学全面[2]。不仅如此，油田资源评价、土地级差地租评价、林业生产管理等方面也广泛应用该技术。虽然GIS技术在环境影响评价中应用可以发挥巨大的作用，但目前还处在起步阶段，所以还需要进一步研究和分析。我国建立了许多相关研究项目，如北京大学、国家环保局、中国环境监测站联合开展的研究项目：基于GIS与RS的中国环境质量国情系统设计及关键技术实践，旨在构建符合环境管理相关部门查询环境情况、技术人员处理检测数据的GIS系统，使管理部门的工作效率可以进一步提升。

图1 国务院综合国情地理信息系统结构

例如，GIS可以在公路环境影响评价中应用。由于GIS具有建立和分析地理对象拓扑关系的功能，所以可以科学分析环境要素和污染物的空间分布以及数据属性。此外，可以通过用户界面了解污染发生情况，充分展现和预测污染物排放状态。所以，GIS技术可以进一步提升环境影响评价水平，使该评价工作向信息化的方向发展[3]。在公路环境影响评价中，可以建立公路环境信息数据库，同时结合环境质量模型，并且开发公路环境影响评价应用模型，构建完善的公路环境影响评价体系，充分发挥GIS技术的有优势作用，构建公路工程环境影响评价表（表1），使公路环境影响评价更加全面。

表1 公路工程环境影响评价表

但也有一些应用问题存在，在环境影响评价中，没有充分分析替代方案，对评价要求不够充分，通常在战略和政策制定并实施之后进行环境影响评价，并没有在决策阶段发挥作用；
对累积环境影响不够重视，造成范围缩小，单纯分析单个项目，或者对某个具体的环境特征进行分析，忽略了叠加、协调、便捷扩大等因素带来的影响[4]；
技术导则不够明确，很多环境影响评价都根据建设项目的实践经验进行分析，与当前项目没有成功结合，所以评价重点不明确，同时缺少完善的内容和科学的方法。

3.1 扩大工作范围

GIS技术在环境影响评价中发挥着不可替代的作用，因为该系统具有空间分析、属性数据管理的功能，其他软件的功能性远不如GIS系统。近几年，各类商业软件的出现，使GIS系统中的功能模块更加丰富，在原有功能基础上，进一步完善了三维表现，空间分析等功能，使GIS技术可以更加广泛深入地应用在环境影响评价中。

3.2 提升工作效率

以GIS技术为基础建立环境影响评价信息系统，可以实现数据可视化，通过GIS技术获取数据信息，然后采用图文表格的方式，直观具体地展现环境质量与状态。可以根据需求选择不同的评价方法，既可以进行单要素评价，也可以对环境进行综合评价，自动分析评价因子，并且输出计算和评价的成果，提升了自动化水平，减少了人工成本的投入，不仅降低人工失误概率，也极大地提升了工作效率。

3.3 改善工作质量

GIS综合了多个学科的知识和多项技术手段，具有很强的功能性，可以精准分析空间信息、属性数据，比传统的技术手段更加高效、准确。在环境影响评价中，采用GIS技术，可以充分展现快速、动态、定量、模拟分析等特点，常规评价很难达到GIS技术的评价效果。

3.4 动态显示数据

由于GIS系统具有集成性，所以可以同步实时采集、编辑、处理数据信息，制图效率较高，输出功能强大，所以能够实时返回环境变化动态，使用户更加全面详细地了解环境信息[5]。用户只需在操作界面根据提示进行操作即可，能够进行漫游查询，实现数据的动态显示。

4.1 建立环境数据库

在项目环境影响评价中，应该先掌握各项环境信息，包括区域自然、环境质量、污染源、项目信息等。环境信息数据丰富繁多、来源广泛，大部分都与空间位置有密切关系。为了更好地管理复杂繁多的信息数据，同时满足客观、及时、全面的需求，可以运用GIS技术构建数据库，使用建库工具、编辑工具、属性输入工具等，在数据库中输入不同种类、来源的数据，并且对格式进行统一，实现数据的分类管理，确保各个数据之间有机连接，为后续分析工作奠定基础。具体包括环境标准数据库、环境质量信息与污染源数据库等[6]。以公路环境影响评价来说，在地理信息数据库建立的过程中，要对地理要素坐标位置、拓扑关系、社会、经济等多方面数据进行管理。首先，采用数字化仪扫描获取电子地图。数字化仪可以生成DWG、MapInfo等格式的地图。也可以使用扫描仪进行扫描，可以生成TIF等格式地图，然后使用矢量化软件再次处理，或者运用MapInfo中的工具配准栅格图，然后用作背景图；
其次，转入其他系统的数据。将其他GIS不支持的数据格式进行转化，如MIF、DXF等格式；
最后，绘制和录入图形数据。可以使用GIS系统绘制，也可以利用GIS支持数据库将空间数据录入。同时也要将属性资料录入。

4.2 在各类项目中应用

GIS技术可以在各类环境影响评价中应用，包括区域、累积、战略等。区域环境影响评价中，坚持动态原则，综合分析并模拟开发项目，确保项目布局的合理性，实现区域的可持续发展。GIS技术可以对地理区域复杂污染源信息进行管理，也可以管理环境质量等相关信息，可以对各项信息进行全面统计，也能分析各类影响环境的因素的变化情况，包括大气、河流等[7]。可以叠置地理对象，相同区域中，在时段不同的情况下，可以叠加多个环境影响因素，以此实现环境质量预测；
累积环境影响评价中，就是对环境的累积变化过程进行分析和评估，主要对累积影响源进行调查，对累积过程和影响进行描述，对过去、现在、未来人类活动可能造成的累积影响进行估计，预测社会经济发展的反馈效应；
战略环境影响评价，就是采用系统的方法，对政策、规划、计划对环境的影响进行评估，确保决策初期可以充分考量环境、经济和社会因素，保障各个方面的和谐发展。

4.3 评价模型的开发

在实际应用的过程中，重点将环境质量模型结合在一起。在GIS应用领域不断拓宽的背景下，其发展中心逐渐转变为模拟、分析、预测等高级阶段。在环境影响评价的过程中，对评价项目进行影响预测。目前常用的预测方法包括类比调查法、物理模型法等。环境质量模型属于数学模型，但其本身存在缺陷，空间数据操作难度较大，结果显示尤为困难。GIS在空间分析、数据管理方面存在优势，所以将GIS技术作为基础构建环境模型，使空间操作更加规范，充分彰显空间分布特征，发挥环境模型的作用，可以对研究对象动态变化、扩散、迁移等进行研究。单纯的GIS模型很难处理时间维度的环境信息，所以将其与质量模型结合在一起，二者之间可以相互补充，使功能更加完善。

利用GIS开发评价应用模型，以公路项目为例，主要包括大气环境、声环境、土壤环境影响、预测和评价模型。应该先确定模型参数，选取参数之后，还要进行确定、修正等操作，具体包括交通量、气象参数、声影区长度等。主要建立环境预测模型，模拟预测环境中污染物的扩散和分布情况，确定污染物的发展趋势。就噪声预测模型来说，预测各类交通状态下，公路沿线评价范围内的邻近位置、环境敏感点收到的噪声级。输入交通量、车速、环境敏感点初始噪声值等数据，利用GIS进行分析。评价模型就是参照标准值，对环境中污染物因子的影响程度、发展趋势进行评价。利用评价模型，可以掌握具体的环境情况，根据评价分析结果，采取有效的环境污染预防措施，降低工程建设对环境造成的负面影响。

在环境影响评价中，可以采用GIS技术。该技术具有采集、存储、处理、编辑空间数据等功能，可以为决策提供更多信息和数据依据。在实际应用的过程中，需要先建立环境数据库，采集各项数据信息，并进行分析处理。然后开发评价模型，利用模型进行评价分析。也可以利用GIS进行环境影响后评价，全面掌握项目实施可能对环境带来的影响，以及减缓措施的实施效果。

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