何茂檀，曲偉，徐靜（青島市環(huán)境監(jiān)測中心站，山東青島266000）

地理信息系統(tǒng)在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測中的應(yīng)用研究

何茂檀，曲偉，徐靜（青島市環(huán)境監(jiān)測中心站，山東青島266000）

科學(xué)處置突發(fā)性環(huán)境污染事故要快速掌握環(huán)境事故發(fā)生的地點(diǎn)、污染范圍、可能的擴(kuò)散面積等空間信息。本文介紹了地理信息系統(tǒng)（GIS）在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測中的應(yīng)用，分析了地理信息系統(tǒng)（GIS）在應(yīng)用中存在的一些實(shí)際問題，并提出相關(guān)的對策建議。

地理信息；應(yīng)急監(jiān)測；環(huán)境預(yù)警

1 環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測工作簡介

隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，城市人口的日益集中和社會強(qiáng)度的增大，環(huán)境污染事故，尤其是重大突發(fā)性環(huán)境污染事故逐漸增多，環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測任務(wù)也相應(yīng)增加［1］。各級環(huán)保部門需要內(nèi)容更為全面的環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)和分析評價結(jié)果，環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測己不再限于單純的就數(shù)據(jù)論數(shù)據(jù)和簡單的現(xiàn)狀描述，而是嘗試結(jié)合現(xiàn)狀特征，分析趨勢，摸清突發(fā)事件對周邊環(huán)境造成污染損害的程度，為實(shí)施消除污染損害提供科學(xué)的依據(jù)。

2 地理信息系統(tǒng)（GIS）在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystemGIS），是一門集計(jì)算機(jī)、地球科學(xué)、信息科學(xué)為一體的高新技術(shù)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測工作中，合理布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)位，需要掌握環(huán)境污染事故的發(fā)生地點(diǎn)、污染范圍、可能的擴(kuò)散面積等空間信息和相關(guān)屬性數(shù)據(jù)，GIS的空間數(shù)據(jù)管理與空間分析功能為環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測工作發(fā)展帶來新的契機(jī)，通過GIS技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境突發(fā)事故應(yīng)急管理的科學(xué)化，及時高效的處置各類突發(fā)環(huán)境污染事故［2］。GIS在環(huán)境事故應(yīng)急處置系統(tǒng)中的作用可具體歸納為下述幾個方面：

（1）GIS提供污染源空間和相關(guān)屬性數(shù)據(jù)的管理和查詢功能，提供有效的決策支持信息。通過GIS的空間信息屬性使原本具有空間屬性的抽象的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)規(guī)律化，更加明確的表征不同區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量狀況，可以快速摸清污染源類型，快速鎖定環(huán)境事故發(fā)生的地點(diǎn)、初步確定污染范圍、可能的擴(kuò)散面積等空間信息。

（2）GIS提供污染源空間、屬性數(shù)據(jù)一體化的統(tǒng)計(jì)分析功能，提高環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測的科學(xué)決策能力。利用GIS技術(shù)提供的路徑分析功能，在原先基于一維風(fēng)向模型的基礎(chǔ)上，建立起二維污染物擴(kuò)散模型。將模型的數(shù)值解和GIS技術(shù)相結(jié)合，對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬演示，在空間上對污染擴(kuò)散進(jìn)行分析，預(yù)測不同地點(diǎn)的污染物質(zhì)量濃度和污染程度。

（3）GIS與GPS技術(shù)相結(jié)合建立應(yīng)急指揮體系，提高環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測的快速反應(yīng)能力。當(dāng)發(fā)生環(huán)境污染事故后，利用GIS技術(shù)和GPS系統(tǒng)的電子地圖可以實(shí)時顯示應(yīng)急車輛的準(zhǔn)確位置，同時可以從數(shù)據(jù)庫中查找相應(yīng)的應(yīng)急處理措施，便于制訂環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測計(jì)劃。一旦突發(fā)污染事故，應(yīng)急人員和車輛可以迅速、準(zhǔn)確在第一時間到達(dá)現(xiàn)場，最大限度地減少損失。

3 地理信息系統(tǒng)（GIS）在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測應(yīng)用中存在的問題

由于突發(fā)環(huán)境污染事故具有不確定性和擴(kuò)散性，如何在事故發(fā)生后，利用現(xiàn)有的可實(shí)現(xiàn)技術(shù)迅速對事故現(xiàn)場進(jìn)行應(yīng)急監(jiān)測，在最大程度上降低事故的危害程度，成為環(huán)境監(jiān)測部門極為重視的問題［3］。在環(huán)境污染事故發(fā)生后，應(yīng)急監(jiān)測的相關(guān)信息、命令通過系統(tǒng)平臺迅速發(fā)布，通過GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)從指揮調(diào)度、現(xiàn)場處置到處置后風(fēng)險評估的全過程的信息化管理，有效提升環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測的快速響應(yīng)能力，為污染物的有效處置贏得寶貴的時間。雖然GIS功能強(qiáng)大，但GIS在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨以下幾個問題：

（1）GIS的污染源應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)庫缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)支持，還未完全覆蓋現(xiàn)有的污染源。環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集、供應(yīng)、更新、共享受到數(shù)據(jù)的信息化程度較低的制約。在突發(fā)環(huán)境事故后，完善的環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測體系應(yīng)該可以根據(jù)應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)庫迅速反應(yīng)，而現(xiàn)有的污染源應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)庫由于開發(fā)時間較短，一些存在環(huán)境安全隱患的企業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)尚未及時更新，在一定程度上限制環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測預(yù)警體系發(fā)揮應(yīng)有的作用。離建立先進(jìn)的環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測預(yù)警體系的要求還有較大的差距。

（2）GIS的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)與地圖信息相關(guān)聯(lián)性需進(jìn)一步加強(qiáng)，綜合運(yùn)用GIS技術(shù)開展環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測實(shí)際問題的能力還需繼續(xù)提升。在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測的實(shí)際工作中，GIS系統(tǒng)必須根據(jù)突發(fā)環(huán)境事故的污染類型和現(xiàn)有地理數(shù)據(jù)的變化程度，選擇合適的環(huán)境模型進(jìn)行預(yù)測，計(jì)算特定污染物在不同時期內(nèi)的擴(kuò)散濃度，確定其污染擴(kuò)散的范圍，得出污染源排放與環(huán)境污染之間的規(guī)律，預(yù)測環(huán)境污染的發(fā)展趨勢。GIS技術(shù)目前在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測中的應(yīng)用尚停留在功能簡單的疊加、拓?fù)浜头治鰬?yīng)用階段。

（3）GIS的應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)的培訓(xùn)不及時到位，應(yīng)急監(jiān)測人員缺乏扎實(shí)的環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測信息技術(shù)的業(yè)務(wù)能力和知識，由于日常例行監(jiān)測工作任務(wù)繁重，應(yīng)急監(jiān)測人員沒有過多的精力去深入研究應(yīng)急監(jiān)測GIS的操作和實(shí)際應(yīng)用，運(yùn)用信息技術(shù)開展各類現(xiàn)場監(jiān)測的能力不強(qiáng)，在實(shí)際的應(yīng)急監(jiān)測工作中，運(yùn)用GIS技術(shù)開展空間分析、污染源預(yù)測、環(huán)境狀況預(yù)測、環(huán)境容量計(jì)算等分析預(yù)測的能力還需繼續(xù)提高，不能完全做到“說得清污染源狀況、說得清環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及其變化趨勢、說得清潛在的環(huán)境風(fēng)險”。

4 加強(qiáng)地理信息系統(tǒng)（GIS）應(yīng)用的幾點(diǎn)建議

地理信息系統(tǒng)（GIS）是用于建立、編輯圖形和地理數(shù)據(jù)庫并對其進(jìn)行空間分析的功能強(qiáng)大的工具集合，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。隨著環(huán)境公共服務(wù)水平的不斷提高，環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測工作的重要性日益凸顯。GIS技術(shù)的加入為環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測領(lǐng)域的發(fā)展帶來新的契機(jī)，能夠管理各種環(huán)境資源數(shù)據(jù)，并能有效的將相關(guān)信息應(yīng)用于環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測的實(shí)際應(yīng)用中，為環(huán)境管理決策提供多方位、多形式的技術(shù)支持［4］。GIS在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測中的應(yīng)用應(yīng)在以下幾個方面進(jìn)行加強(qiáng)：

（1）建立基于GIS平臺下的環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測綜合信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對突發(fā)環(huán)境事故的應(yīng)急監(jiān)測的信息化。在環(huán)境污染事故發(fā)生后，應(yīng)急監(jiān)測的相關(guān)信息、命令通過系統(tǒng)平臺迅速發(fā)布，利用GIS系統(tǒng)的專業(yè)地圖功能，迅速將污染源數(shù)據(jù)以圖表和空間分布的形式顯示在電子地圖上，實(shí)現(xiàn)從指揮調(diào)度、現(xiàn)場處置到處置后風(fēng)險評估全過程的信息化管理，有效提升環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測的快速響應(yīng)能力，為污染物的有效處置贏得寶貴的時間。

（2）提升GIS的環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測的分析預(yù)測能力，為環(huán)境應(yīng)急管理的科學(xué)決策提供可靠的技術(shù)支持。開展多系列、多層次的污染物排放現(xiàn)狀和環(huán)境質(zhì)量預(yù)測趨勢分析，利用GIS技術(shù)提供的路徑分析功能，建立起二維污染物擴(kuò)散模型。將模型的數(shù)值解和GIS技術(shù)相結(jié)合，對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬演示，在空間上對污染擴(kuò)散進(jìn)行分析，計(jì)算不同地點(diǎn)的污染物質(zhì)量濃度和污染程度。在總結(jié)時空分布特征與變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，科學(xué)預(yù)測污染源環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及其變化趨勢。

（3）充分整合應(yīng)急GIS的資源優(yōu)勢，完善污染源企業(yè)應(yīng)急監(jiān)測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。根據(jù)全市的自然地理?xiàng)l件與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局特點(diǎn)，建立覆蓋全市范圍的環(huán)境安全風(fēng)險企業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，定期進(jìn)行動態(tài)更新與維護(hù)。加強(qiáng)對環(huán)境安全隱患企業(yè)的排查和監(jiān)督檢查，確保在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測中，能及時查詢到污染源特征污染物的種類，科學(xué)預(yù)測污染物的濃度和危害范圍。

（4）加強(qiáng)應(yīng)急監(jiān)測人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，打造一支反應(yīng)迅速，快捷高效的環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測隊(duì)伍。通過組織集體學(xué)習(xí)培訓(xùn)，使應(yīng)急監(jiān)測人員熟練掌握基于GIS平臺下的環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)的操作方法，定期組織有針對性的應(yīng)急模擬演練，通過組織應(yīng)急演練切實(shí)提高應(yīng)急監(jiān)測隊(duì)伍的快速反應(yīng)能力，在演練中不斷提升應(yīng)對突發(fā)環(huán)境污染事故的監(jiān)測能力和水平。

［1］夏曉玲，張宇波，周黎寧.環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測中的信息系統(tǒng)建設(shè).環(huán)境研究與監(jiān)測，2014（2）：9～13.

［2］唐云逸.地理信息系統(tǒng)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用.科學(xué)咨詢：科技·管理，2015（3）：63～64.

［3］徐國津，杜宇峰，趙建平，朱堅(jiān).新形勢下突發(fā)性環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測存在的問題及對策研究.環(huán)境保護(hù)，2016，44（11）.

［4］李瑾.地理信息系統(tǒng)在環(huán)境保護(hù)上的應(yīng)用.電腦知識與技術(shù)，2014（20）：4929～4930.

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2095-2066（2016）30-0004-02

2016-10-10