張 輝

遼寧省鐵嶺市環(huán)境信息中心

近年來，隨著計算機的普及應(yīng)用以及環(huán)境科學(xué)的發(fā)展，對環(huán)境監(jiān)測有了新的科技手段要求，簡單的或復(fù)雜的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析已不能滿足當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測工作的需要，圖形解譯及數(shù)據(jù)庫挖掘已顯得越來越受到重視。 現(xiàn)在流行的“3S”技術(shù)（GIS、GPS、RS）已在很多領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛應(yīng)用，特別在環(huán)境監(jiān)測中，靈活應(yīng)用這類軟件工具和硬件設(shè)備， 受到越來越多工作者的重視。

一、在處理突發(fā)環(huán)境事故應(yīng)急方面定位技術(shù)的應(yīng)用

本地區(qū)有一案例。2006 年11 月8 日，鐵嶺境內(nèi)，一輛運送化學(xué)品的長箱掛車在行至沈哈高速公路南行125 公里處的橋上發(fā)生事故，車載不明化學(xué)物質(zhì)燃燒并產(chǎn)生了泄露，橋下有河流，最近5 公里處有一紅山水庫。由于起火后消防作業(yè)將不明物質(zhì)沖入橋下河流，需對現(xiàn)場勘察。 監(jiān)測人員先將事故泄露點GPS 定位，然后與電子地圖作比對發(fā)現(xiàn)事故地點雖離紅山水庫很近， 但橋下河流實際流向離此約16 公里的紅頂山水庫，監(jiān)測人員最終對紅頂山水庫入庫口進(jìn)行了水質(zhì)采樣，事故處理全過程中污染物質(zhì)未檢出。 現(xiàn)場勘察是現(xiàn)場監(jiān)測的第一環(huán)節(jié)非常重要， 要注意細(xì)節(jié)，本案兩水庫名僅為一字之差， 現(xiàn)場地理位置若不經(jīng)過GPS 定位并與電子地圖作比對，容易出現(xiàn)河流流向歸屬的誤判。

二、在土壤調(diào)查中的應(yīng)用

目前土壤監(jiān)測試行例行監(jiān)測業(yè)務(wù)，每年一次。 它是在2006 年全國土壤環(huán)境監(jiān)測普查的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化布點進(jìn)行采樣監(jiān)測的。土壤調(diào)查布點的前期工作主要是以地理信息系統(tǒng)為核心， 用GIS 軟件介入，按照全國土壤污染狀況調(diào)查點位布設(shè)技術(shù)規(guī)定用地理信息系統(tǒng)軟件ArcGis 結(jié)合GPS 定位技術(shù)實現(xiàn)布設(shè)底圖，然后進(jìn)行相關(guān)的操作。

1.ArcMap 模塊點位布設(shè)經(jīng)驗

由于布點采樣和成果集成是土壤監(jiān)測的兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如何布點如何到達(dá)指定地點采樣成為要解決的首要技術(shù)問題。 根據(jù)土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（HJ/T166-2004），對于土壤普查和典型區(qū)域中：①固體廢物集中填埋、堆放、焚燒處理處置等場地及周邊②工業(yè)園區(qū)及周邊③污灌區(qū)④采礦區(qū)及周邊地區(qū)⑤主要蔬菜基地和畜禽養(yǎng)殖基地五種類型采用系統(tǒng)隨機布點方法既網(wǎng)格布點方式布點，其中污灌區(qū)典型區(qū)域的采樣點還要結(jié)合水流方向自納污口起由密漸疏帶狀方式分布，對于重污染企業(yè)及周邊典型區(qū)域采用1 千米同心圓溢沖區(qū)方式結(jié)合大氣污染型土壤單元設(shè)置監(jiān)測點。按照全國土壤污染狀況調(diào)查點位布設(shè)技術(shù)規(guī)定， 點位布設(shè)底圖采用推薦的1：20 萬比例尺進(jìn)行繪制布點專題地圖。

建立被調(diào)查對象的地理信息數(shù)據(jù)庫和涉及到的圖層數(shù)據(jù)，如城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地數(shù)據(jù)圖層、水系圖層、道路圖層、行政區(qū)劃圖層、網(wǎng)格等數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)一。

用ArcMap 制作專題地圖，加入網(wǎng)格數(shù)據(jù)，加入相關(guān)地理數(shù)據(jù)，利用ArcToolbox 模塊中buffer 工具生成污染源點源1km 等距同心圓溢沖區(qū)。

按照各類區(qū)域布點方法，合理布點，共生成兩張A0 號1 比20 萬圖紙，分別是鐵嶺市典型區(qū)域土壤布點專題地圖和普查區(qū)域土壤布點專題地圖（包括土壤背景點位）。

將布點數(shù)據(jù)以庫的形式導(dǎo)出形成帶經(jīng)緯度等重要信息的Excel 數(shù)據(jù)，分類進(jìn)行統(tǒng)計制表。

由于全國土壤調(diào)查的工作性質(zhì)和目的之一是到2010 年初步建立土壤環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)， 那么地理信息系統(tǒng)做為平臺將更好地發(fā)揮其載體作用，建立的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫也將提供更廣泛的數(shù)據(jù)挖掘，為建立土壤污染事故應(yīng)急預(yù)案，進(jìn)一步完善土壤環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)提供更好的技術(shù)支持。

2.在土壤環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)挖掘方面的應(yīng)用

在取得采樣土壤化學(xué)數(shù)據(jù)分析后，統(tǒng)一建立地理空間數(shù)據(jù)庫，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，為地理信息研究、綜合評價、管理、定量分析和決策服務(wù)。 通過地理信息統(tǒng)計， 土壤背景點環(huán)境質(zhì)量調(diào)查與對比分析，對土壤環(huán)境質(zhì)量狀況進(jìn)行調(diào)查與評價，對重點區(qū)域土壤污染風(fēng)險進(jìn)行評估與安全等級劃分。

三、在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測方面

遼寧省衛(wèi)星遙感生態(tài)監(jiān)測工作是從2008 年5 月份展開的， 現(xiàn)在已變成例行工作。 主要是對當(dāng)年的TM5 影像進(jìn)行幾何精糾正； 二是修補上一年影像矢量圖中錯誤的部分；三是利用當(dāng)年的影像做出兩年間的土地利用動態(tài)變化以及提取出去年的土地利用現(xiàn)狀。四是根據(jù)兩年間的土地利用數(shù)據(jù)結(jié)合相關(guān)環(huán)境質(zhì)量等數(shù)據(jù)進(jìn)行以縣為評價單元的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價。

1.TM 衛(wèi)星影像圖片遙感解譯

利用ERDAS IMAGINE 以及ArcGIS 軟件和TM衛(wèi)星影像遙感數(shù)據(jù)， 先進(jìn)行幾何修正， 然后利用ERDAS IMAGINE 軟件將本地區(qū)的幾張衛(wèi)星圖片拼接成一張，用本地行政區(qū)劃邊界對拼接后的衛(wèi)星圖片切割，用以進(jìn)行分區(qū)域監(jiān)測與評價。

修改細(xì)化解譯結(jié)果， 用ArcGIS 中的Workstation程序ARC 模塊對衛(wèi)星解譯圖片按照地物光譜特性描畫圖斑，進(jìn)一步修改細(xì)化圖斑的邊界，并賦與相應(yīng)的屬性代碼形成矢量數(shù)據(jù)。

2.數(shù)據(jù)的提取與收集

數(shù)據(jù)質(zhì)檢通過后，利用ArcMap 進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的提取，包括動態(tài)變化信息的提取，按行政區(qū)域提取類型主要為圖斑的屬性、塊數(shù)、面積、周長等。 收集水資源量、侵蝕面積、年均降雨量、COD 排放量、SO2排放量、固體廢物排放量等統(tǒng)計數(shù)據(jù)。 從衛(wèi)星圖片解譯到野外核查、數(shù)據(jù)質(zhì)檢，最終形成生態(tài)評價報告，從而對鐵嶺市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有了進(jìn)一步的掌握，達(dá)到科學(xué)評價生態(tài)環(huán)境狀況及預(yù)測其變化趨勢的目的。

以上是“3S”技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的重點應(yīng)用剖析，隨著此項技術(shù)的推廣應(yīng)用，不僅是環(huán)境監(jiān)測，環(huán)境管理方面也獲得更大的應(yīng)用，“環(huán)保一張圖”的地理信息管理模式也在各地開始建設(shè)，環(huán)境空間數(shù)據(jù)建設(shè)完成后，也必將向上融合成為數(shù)字城市的重要一部分。

[1]土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（HJ/T166-2004），2004 年.

[2]ArcGIS 8 Desktop 地理信息系統(tǒng)應(yīng)用指南，2003年.

[3] 全國土壤污染狀況調(diào)查點位布設(shè)技術(shù)規(guī)定，2006年.