摘要:地質(zhì)泛指地球的性質(zhì)和特征。主要是指地球的物質(zhì)組成、結構、構造、發(fā)育歷史等，包括地球的圈層分異、物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、巖石性質(zhì)、礦物成分、巖層和巖體的產(chǎn)出狀態(tài)、接觸關系，地球的構造發(fā)育史、生物進化史、氣候變遷史，以及礦產(chǎn)資源的賦存狀況和分布規(guī)律等。簡要介紹環(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)境管理中的應用,對國內(nèi)外環(huán)境地理信息系統(tǒng)的研究熱點和方向進行闡述并提出發(fā)展環(huán)境地理信息系統(tǒng)的策略和建議。文章發(fā)表在《礦床地質(zhì)》上，是地質(zhì)礦產(chǎn)論文投稿發(fā)表范文，供同行參考。

　　關鍵詞:GIS ;環(huán)境地理信息系統(tǒng);空間數(shù)據(jù)庫

　　在我國，“地質(zhì)”一詞最早見于三國時魏國王弼(226～249)的《周易注·坤》，但當時屬于哲學概念。1853年(清咸豐三年)出版的《地理全書》中的“地質(zhì)”一詞是我國目前所能見到的最早具有科學意義的概念。

　　一、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 技術的逐漸成熟和數(shù)據(jù)采集技術的快速發(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 的重點領域,從GIS 在我國近幾年的發(fā)展領域也可以看出這種趨勢。當前我國有關部門已經(jīng)開始著手進行環(huán)境地理信息系統(tǒng)的開發(fā),并進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)費用十分巨大;加上EGIS 的發(fā)展涉及眾多部門和多種技術,因此有關部門應當重視和開展我國EGIS的發(fā)展策略研究。

　　發(fā)展EGIS 應當采用“統(tǒng)一規(guī)劃、注重基礎、緊密跟進、高起點開發(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;同時又涉及多種信息技術,而信息技術發(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)劃和構建EGIS 的發(fā)展框架。

　　2. 注重基礎。由于我國GIS 發(fā)展基礎薄弱,數(shù)據(jù)基礎是系統(tǒng)生命力的關鍵,失去了完善可靠的基礎數(shù)據(jù)的支撐,系統(tǒng)的功能再強大也不能發(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,不斷加強基礎空間數(shù)據(jù)庫和基礎環(huán)境數(shù)據(jù)庫的積累與建設。

　　二、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 ,簡稱EGIS) 是收集、存儲、管理、綜合分析和處理空間信息和環(huán)境信息的計算機軟硬件系統(tǒng)。它是GIS 技術在環(huán)境領域的延伸,是GIS 技術與環(huán)境監(jiān)測技術、環(huán)境管理技術等各種環(huán)境信息分析和處理技術的集成。環(huán)境地理信息系統(tǒng)的主要功能有:

　　1. 基本功能包括對空間和屬性數(shù)據(jù)的輸入、存儲、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、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節(jié)內(nèi)容,并能夠測量地圖上線段的長度或指定區(qū)域的面積。

　　2. 空間統(tǒng)計分析(Spatial Statistics Analysis) 是指對空間數(shù)據(jù)庫中的專題數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。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)及其分類分級統(tǒng)計等。

　　3. 疊加分析(Overlay Analysis) 功能允許兩個或多個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)計疊加。合成疊加得到一個新圖層,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)計疊加可以統(tǒng)計一種空間要素在另一種空間要素中的分布特征。對不同的圖層進行疊加分析,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系,可以計算某一區(qū)域內(nèi)的植被類型的數(shù)量及面積,即通過對同一地區(qū)、相同屬性、不同時間的柵格數(shù)據(jù)的疊置,可以分析由時間引起的變化,通過與所需提取的范圍的疊加運算,快速地進行范圍內(nèi)信息的提取等。

　　地質(zhì)泛指地球的性質(zhì)和特征。主要是指地球的物質(zhì)組成、結構、構造、發(fā)育歷史等，包括地球的圈層分異、物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、巖石性質(zhì)、礦物成分、巖層和巖體的產(chǎn)出狀態(tài)、接觸關系，地球的構造發(fā)育史、生物進化史、氣候變遷史，以及礦產(chǎn)資源的賦存狀況和分布規(guī)律等。在中國，“地質(zhì)”一詞最早見于三國時魏國王弼(226～249)的《周易注·坤》，但當時屬于哲學概念。1853年(清咸豐三年)出版的《地理全書》中的“地質(zhì)”一詞是中國目前所能見到的最早具有科學意義的概念。

　　三、環(huán)境地理信息系統(tǒng)的具體應用

　　由于環(huán)境地理信息系統(tǒng)具有強大的信息服務和管理功能,具有廣泛的應用范圍。具體體現(xiàn)在兩個方面,一是它可以應用在環(huán)境管理的各個環(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)測及環(huán)境評價研究等;二是它可以廣泛應用在國家、省、市等不同層次的管理。下面簡單介紹一下它的具體應用。

　　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)紀錄變?yōu)樾畔⒇S富多樣的動態(tài)的電子地圖,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)可視化。它使環(huán)境主管部門對各種環(huán)境要素的管理變得直觀、簡單和輕松。如通過直接對地圖要素進行查詢,可以獲得環(huán)境監(jiān)測點位、污染源等的空間分布及其與環(huán)境敏感區(qū)域的空間關系等信息。可以對各種環(huán)境數(shù)據(jù)進行綜合的統(tǒng)計并分析以及采用直觀的豐富多樣的表現(xiàn)方式進行展示,為環(huán)境決策提供科學快捷的支持。

　　2. 強大的環(huán)境規(guī)劃手段

　　區(qū)域環(huán)境規(guī)劃是EGIS 應用發(fā)展的重點領域之一,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)境應用模型與GIS 集成為一體,可以為環(huán)境規(guī)劃提供更強大的技術手段。由于應用EGIS 能夠更好地考慮和評價建設項目對環(huán)境的影響,因此在建設項目的環(huán)境評價中得到廣泛應用。

　　3. 危險物運輸管理

　　借助GIS 的運行路徑選擇功能,可以對危險物轉(zhuǎn)移運輸線路進行優(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)域制定運輸計劃。并可以通過GPS 對危險物的運輸線路進行實時監(jiān)控。

　　指生物化石稀少和不存在的地史階段。其時間約在25億年前。它可劃分成太古代和元古代兩個時期。太古代(Archaeozoic Era)是最古老的一個地質(zhì)年代，開始于地球形成以后，結束于大約24億年以前。雖然晚期有細菌，藍藻等原核生物出現(xiàn)，但那形成時的巖石在漫長的時期內(nèi)經(jīng)過了深度的變質(zhì)，因此保留下來的可靠的化石非常少。

　　有人把太古代早期巖石還沒有形成的時期單劃分成冥古代，時間大約是38億年以前。元古代(Proterozoic Era)開始于大約24億年以前，結束于大約5.7億年以前的“生命大爆炸”，這時細菌和藍藻開始繁盛，后來又出現(xiàn)了紅藻，綠藻等真核藻類。藻類在生長過程中粘附海水中的沉積物顆粒形成層紋狀結構物，稱作疊層石，疊層石是地球上最早的生物礁，出現(xiàn)于太古代而在元古代達到全盛。

　　四、國外環(huán)境地理信息系統(tǒng)的研究重點

　　1. 數(shù)據(jù)采集的技術比選

　　當前環(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大,同時信息采集技術也有了很大的發(fā)展,包括GPS 技術、視頻技術、高清晰衛(wèi)星圖像、實時環(huán)境監(jiān)測技術等等。這些實時信息采集系統(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)一項新技術,用戶可以在地圖上搜索大量的實時信息,如道路擁堵情況、天氣狀況、空氣質(zhì)量,甚至是汽油價格等等實時信息,這需要大量的傳感器采集空間及其相關的實時信息,這無疑會推動更多的數(shù)據(jù)采集技術的開發(fā)。

　　2. EGIS 與環(huán)保信息化之間如何協(xié)調(diào)發(fā)展可以預計未來五年內(nèi)EGIS 將會與環(huán)境信息化越來越緊密地集成起來,發(fā)揮良好的社會經(jīng)濟效益,大大提高現(xiàn)有的環(huán)境管理與決策水平。

　　五、結束語

　　地理信息系統(tǒng)是近二十年來迅速發(fā)展的信息技術的重要組成部分,它的應用已經(jīng)從早期的礦產(chǎn)資源管理拓展到與空間地理相關聯(lián)的更廣泛的領域,特別是在環(huán)境領域,原有的多種環(huán)境信息處理技術(環(huán)境模型、環(huán)境規(guī)劃分析) 正在與地理信息系統(tǒng)融合,逐漸形成具有強大功能并具有環(huán)境特征的地理信息管理系統(tǒng),即環(huán)境地理信息系統(tǒng)( EGIS) 。它將成為各個環(huán)境管理部門日常信息處理不可缺少的新工具。它將徹底改變傳統(tǒng)的信息處理方式。可以說它是環(huán)境管理進入信息時代的標志。

　　距今>40億年~24億年。太古時代是地質(zhì)發(fā)展史中最古老的時期，延續(xù)時間長達15億年，是地球演化史中具有明確地質(zhì)記錄的最初階段。

　　地質(zhì)礦產(chǎn)論文投稿發(fā)表須知：《礦床地質(zhì)》為專業(yè)學術性刊物，刊載礦床地質(zhì)基礎理論、礦床地質(zhì)特征及有關的巖石學、礦物學、區(qū)域地質(zhì)學、成礦學、地球化學和同位素地質(zhì)學等方面的研究成果、新技術新方法、問題討論、消息報道等。讀者對象為從事礦床地質(zhì)勘察、礦山開發(fā)等工作的生產(chǎn)、科研人員和高校相關專業(yè)的師生。

　　參考文獻:

　　[1 ] 張清宇,田偉利,沈　旭. 環(huán)境管理信息系統(tǒng)[M] . 北京:化學工業(yè)出版社, 2005.

　　[2 ] 張瑞菊, 陶華學. GIS 與空間數(shù)據(jù)挖掘技術集成問題的研究[J ] . 勘察科學技術, 2003 , (2) .