地理信息系统与遥感技术在环境管理中的应用路径
2021-11-03于欣欣陈静
于欣欣 陈静
摘 要:本文详细介绍GIS特点以及工作流程,分析测绘遥感技术优点和应用领域,探讨上述两种技术在环境管理中的应用路径。
关键词:地理信息系统;遥感技术;环境管理
经过多年发展我国科学技术已经取得了极大成就,尤其是在工程测绘技术方面也得到了很好发展,充分利用地理信息系统(GIS)与遥感技术,对于加强环境保护起到了非常重要的作用。
1 地理信息系统
如今随着该项系统的不断发展和完善,已经广泛应用于交通运输以及城市建设等涉及到空间信息的行业与部门,具体工作流程如下:首先需要通过 GPS定位技术实现对数据信息的采集工作,在读取众多数据的过程中还会通过计算机对其进行分析处理,以此完成整个采集流程;其次,在采集完毕以后就需要使用相关技术或者是算法对已经采集到的数据信息进行分析和编辑,在此过程中还需要剔除无意义的数据。同时还需要弥补缺失的数据,以此保证其完整性和有效性,而在空间数据处理形式上是多种多样,比如有地图投影变换以及图形数据编辑等,在完成了该项工作以后,接下来就需要做好数据管理而这也是GIS核心功能。
2 测绘遥感技术
卫星以及无人机以高空拍摄的方式收集数据,从可靠性上来看可以大幅度提升测量的准确性和精确性,与传统的测绘技术相比存在以下几大优点;首先,测试工作范围广在工作开展的同时直接采集地面数据和信息,也可以在高度较低的空域以及电离层对目标进行细致观测,具备多任务处理能力。该项技术不仅可以使得观测地面的范围更加广阔,所采集到的数据更是海量级。其次,测绘遥感技术具有动态实时监测的能力,可以在高空或者是外太空以长时间对地面进行观测甚至研究自然环境的变化规律。比如通过观测长江中上游的天气情况,以此了解在未来一段时间有可能所发生的地质灾害,因此该项技术也具备了预测自然灾害发生情况以及环境污染变化的性能;遥感测量过程中会使用多种先进设备和仪器,而在不同区域所使用的仪器也完全不同,且所获得的数据信息也会变得更加丰富,比如通过不同波段遥感仪器所采集的数据,就包含了微波以及紫外线;采用传统技术测绘在使用过程中,会受到地理环境以及天气等诸多因素的影响,但由于遥感测绘技术主要是高空的形式因此就可以避免出现上述情况,同时也能够大幅度提升测量精度从而避免由于工作人员的疏忽对数据所产生的影响,保证了其精确性和准确性。
3 GIS与遥感技术在环境管理中的作用
充分利用各种先进技术,有助于提高环境保护工作的效率和精准性。而GIS与遥感信息系统技术(RS)、 GPS,在提升整个信息获取能力的同时,也推动了环境保护事业更好的发展。尤其是GIS不仅仅只是某种简单的技术而是属于综合应用型系统,能够与地理信息有关的相关学科聯系起来,然后再利用计算机和数据库的形式实现采集、储存、分析等一系列流程,也能够更好的描绘环境信息的内涵,因此也是当前不可多得的技术手段,在环境保护方面应用范围是非常广,得益于计算机技术的快速发展,对于数据的处理和分析能力为环境保护提供了强大的数据支撑平台,无论是空间还是非空间的数据,都可以采用多种技术手段进行分析。
遥感技术是当前人们获得自然环境信息以及监控的有效手段,在经过多年发展过后,无论是在分辨率以及实时监控等方面都已经取得了重大进展,比如在多传感器都已经实现全面覆盖大气窗口的所有部分,然后再利用其波长的特点,通过已经形成的微波遥感或者是红外遥感,对部分特征较为明显的污染物进行识别,从而也就掌握了该区域范围内大气环境实际情况;也可以利用遥感技术高分辨率的特点,对地表资源环境监测或者是水土流失以及流域污染调查等;同时也可以通过实现全天候以及长时段的观测材料对比,详细了解生态破坏的发展趋势分析环境变迁的过程,为相关技术人员提供解决策略提供科学依据。
4 GIS与遥感技术在环境保护中的应用
利用地理信息系统,可以对以往所得到的相关数据进行编辑处理和分析,以此建立有效的数据监控中心,比如重点污染源废气监测数据库以及交通噪声数据库等,在此基础上还可以建立更为科学合理的环保模型,考虑到环境的变化并不是一蹴而就而是渐进式的动态过程。对此就有必要充分融入遥感技术,对特定的地理环境进行更加高效的监控,以此获得更为完善的数据信息。比如排污企业的污染治理、城市饮水源保护区监控、废弃垃圾处理中心监控等,一方面提高了工作效率同时也节省了相关监控与调查费用,并且在数据收集过程中受到人为因素的干扰比较低,在充分利用GIS选择合适的环境监测模型,就可以了解和掌握演变的动态规律通过对不同时段以及不同区域数据库环境信息的对比以及综合分析,实现动态综合监测的同时根据实际需求制定出直观的图形资料,在此过程中也可以结合视频、动画的多媒体技术,以更加形象和简洁的方式展示出来。
比如在出现重大突发性污染事件时,无论是广度还是深度其影响范围也是极其广阔,比如在2015年甘肃省“11.23尾矿库泄漏”所产生的次生环境污染事件,就导致周围数万人民群众的生活受到了影响,在2018年淇河污染事件直接影响到了南水北调工程关键点丹江口水质。因此通过GIS与遥感技术,可以在短时间内实现对这类突发事件进行迅速而准确的连续监控和调查。在掌握大量数据的基础上,也为后期提供科学解决措施提供了数据支撑,也能实现更为长久的动态监测事故现场环境污染的变化状况。通过地理信息系统数据库,在调出原有数据时可以和现有的环境信息进行叠加对比分析,作用就在于可以将污染的实际变化状况更为呈现的展示出来,通过所掌握的数据进而制定出更加科学合理的措施,可以将污染所造成的损失降到最低。值得注意的是应用于环境保护的地理信息系统,还需要在后期不断地收集数据然后再将其录入到数据库当中,才能发挥出应有的作用。如果不能那么也就无法长期运行,也不能够提供切实有效的信息。
5 地理信息系统与遥感技术发展方向
今后遥感技术的发展方向正在朝着时间、空间以及高分辨率方向发展,所谓的时间是指数据获取的间隔是越来越从以前的10多天到现在的几天来自于可以通过实时传输,就目前来看大多数卫星的分辨率都达到了厘米级别。因此在环境保护工作中利用这两项技术可以实现动态化监测,也可以随时随地的对城市以及工业生产各种污染源进行有效监测,也在一定程度上保护了自然环境让城市变得更加整洁和美观,而在另一方面随着大量环境监测卫星以及资源卫星相继发射成功,对于我国环境的动态监测已经实现了正常化的业务运行,从实际效果来看也达到了预期目的。从该行业的发展来看,近些年RS、GPS以及GIS已经成为新兴的高科技综合性技术,可以通过宏观和微观这两种检测方式进行更加有效的分析和研究,虽然我国目前在遥感技术的发展上相对比较晚,但是在经过多年的发展过后以及政府和相关部门的大力推动之下,在大气水土以及生态等方面都取得了不错的成果。
结束语:综上所述,地理信息系统和遥感技术在环境管理中的应用,具有良好的市场前景以及强大的生命力,基于其环境模型方法可以将先进的空间分析技术和数据库以及图形相结合,使得在解决环境问题的过程中,相关决策更加富有科学性同时也更为直观和高效。同时也需要从实际情况出发,不断地推动该技术的革新与发展,从而为国民经济的建设作出应有贡献。
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