第5章 环境地理信息系统.ppt

5.1 地理信息系统(GIS)概述 5.2 环境地理信息系统概述 5.3 环境虚拟与模拟 5.4 EGIS的设计与开发 GIS的发展历史 60年代GIS的开拓期 栅格数据中的点线面 点：表示为单个像元。 线：在一定方向上连接成串的相邻像元的集合。 面：由聚集在一起的相邻像元的集合。 栅格数据（4） 矢量数据（VectorData）是在直角坐标系中，用X、Y坐标表示地图图形或地理实体的 置和形状的数据。矢量数据一般通过记录坐标的方式来尽可能将地理实体的空间位置表现的准确无误。 矢量数据（3） 矢量+栅格（1） GIS的应用领域 灾害控制和分析 水土保护 农业决策和精细农业 海洋渔业 环境保护 城市GIS 数字地球 军事国防等 传统的EMIS存在着缺乏空间分析能力的主要缺陷（ 85％以上的环境信息都与空间位置有关），这主要体现在以下几方面. (1) 对环境信息的空间定位管理变得很困难和复杂； (2) 不能体现环境数据的空间联系 (3) 缺乏对环境数据的空间操作能力 (4) 缺乏环境信息的空间模拟能力 5.2.2 GIS、RS与 EMIS结合 地理信息系统是用于分析和显示空间数据的系统，而遥感影象是空间数据的一种形式，类似于GIS中的栅格数据。 遥感图像处理系统主要强调对遥感栅格数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取。一般说来，遥感图像处理系统还不便直接应用于地理信息系统。当前，遥感图像处理系统和地理信息系统的发展趋势是两者进一步集成。 5.2.2.2 GIS、RS与EMIS结合 传统MIS是伴随着企业管理的需求而不断发展的，因此其在数据库管理和数据模型方面具有优势，发展也比较成熟，但空间分析操作和信息显示、表现方面较为困难，而空间分析和空间数据库管理正是GIS的优势。 GIS能够将已经编码的空间数据组合起来，同时确定其地理位置。这些数据包括人口普查数据、数字化图形、负荷量、环境大气质量资料、源分布等数据。 GIS的缓冲区分析、空间叠加分析等功能已经在环境研究中得到广泛应用。其中空间叠加分析可用于环境功能规划、建设项目选址、环境风险因素识别、环境敏感点确定等。缓冲区分析可用于自然保护区规划、环境污染事故安全距离确定。 现在，GIS不断地被其他应用程序融合，或能够提供功能控制，嵌入到其他应用程序中。这样，可以充分发挥和综合GIS、数据库及其他应用程序的功能，进行GIS二次开发而不单纯依赖于GIS系统平台。 RS是GIS的一大数据来源，现代的环境数据相当一部分来自于对遥感影响的提取， RS正与GIS融合成为新一代的GIS，同时RS也正成为环境管理的重要手段。 5.2.3 环境地理信息系统的完整定义及特点 5.2.3.2 特点 5.3 环境虚拟与模拟 现在利用计算机技术能够对多种环境状态进行逼真的模拟，其技术基础仍然是建立环境模型。 环境模拟（Environmental Modeling）将多种环境过程和现象的信息转换变成可以计算的形式，以多种概念的和数量的模型加以描述。环境模拟的基本单元是人口、物种、环境媒介（水、大气、土壤等）以及环境化学物质，构成环境模拟的核心则是大量的多种模型的概念模型和数量模型。 5.3.1 环境模拟与GIS的集成 5.3.1.1 环境模拟模型和GIS集成的必要性 （1）对环境模拟模型而言，GIS技术是环境模拟模型空间离散化、参数化以及可视化的有力工具。 （2）就GIS而言，集成环境模拟模型是其现有的空间分析功能的扩展，丰富了GIS的理论，拓宽了GIS的应用领域。 （3）从数据层面而言，由于缺乏模型运行所必需的数据，以及点位参数的获取困难，已成为当前模拟应用中模型选择的最大限制。 5.3.1.2 环境模拟和GIS集成方式 从技术上讲，GIS和环境模拟的集成包括功能的集成和结构的集成两个方面的含义。功能的集成主要考虑实现研究目标而需要的功能集成。技术的集成则主要考虑系统的构建。按照不同的集成方式，一般情况下分为分离应用、松散集成、紧密集成、完全集成四种。 5.4 EGIS的设计与开发 EGIS的总体设计是在需求分析的基础上，寻找能够实现环境管理和决策支持特定功能的最佳软件结构，解决如何把一个软件系统分成多个功能模块，形成优化的、完整的系统构图，并回答各模块间调用关系，传送什么数据，如何实现一系列具体设计问题。 结语和展望 目前，由于各方面条件限制，大多数环保局首先建立的将是以OA和MIS为主，基于GIS的环保管理信息系统为辅。 将来，由于所开发的数字环保综合管理信息系统是在GIS基础上开发的GIS、MIS、OA