第一章 环境GIS及其系统分析环境地理信息系统主讲： 卢晓宁环境地理信息系统第一章 环境GIS及其系统分析1.1 概述1.2 环境空间信息与环境GIS1.3 环境GIS的特点1.4 环境GIS应用模式1.5 环境数据源分析1.6 环境GIS业务需求分析1.7 环境GIS功能需求分析环境地理信息系统1.5 环境数据源分析 按照习惯，环境数据主要分成以下5种类型：环境监测数据、工业污染与防治数据、生活及其他污染与防治数据、自然生态环境保护数据和环境管理数据。 环境地理信息系统1.5.1 环境监测数据 空气质量和废气监测数据、降水监测数据、地表水和废水监测数据、土壤底质固体废弃物监测数据、生物监测数据、噪声、振动监测数据、辐射监测数据、森林生态系统监测数据、荒漠生态系统监测数据、农业系统生态监测数据、生态破坏监测数据、化学污染监测数据、淡水生态监测数据、湿地生态监测数据、海洋生态监测数据 。环境地理信息系统1.5.2 工业污染与防治数据 工业污染企业的基本情况、工业污染物排放情况、固体废物排放情况、工业污染治理设施情况、工业企业在建污染治理项目建设情况。 环境地理信息系统1.5.3 生活及其它污染与防治数据 生活污水排放情况、城市污水处理情况、生活废气排放情况、城市垃圾处理情况、规模化畜禽养殖场污染排放。环境地理信息系统1.5.4 自然生态环境保护数据 自然保护区建设情况、野生动物保护情况、生态示范区建设情况、生态功能保护区建设情况、农村环境污染及治理情况。环境地理信息系统1.5.5 环境管理数据 法律法规情况、环保年度计划执行情况、跨世纪绿色工程规划执行情况、建设项目环境影响评价制度执行情况、建成投产项目“三同时”制度执行情况、排污收费制度执行情况、污染源限期治理制度执行情况、环境科技工作情况、环保产业情况、环保信访工作情况、人大政协提案情况、环保档案工作情况、环保系统自身建设情况。环境地理信息系统第一章 环境GIS及其系统分析1.1 概述1.2 环境空间信息与环境GIS1.3 环境GIS的特点1.4 环境GIS应用模式1.5 环境数据源分析1.6 环境GIS业务需求分析1.7 环境GIS功能需求分析环境地理信息系统1.6 环境GIS业务需求分析1.6.1 环境保护管理部门及其业务职能 现阶段我国环境管理的模式主要以行政命令为主，环境保护管理机构主要分为4级，即国家、省级、市级、县级。 对应于环境保护管理工作的需求，我国环境GIS也对应由国家级、省级、市级和县（区）级四级构成。环境地理信息系统各级环保管理部门及其对应的环境GIS环保管理机构环境GIS级别各级环境GIS职能各级环境GIS具体工作国家环保总局（中国环境监测总站 ）国家级环境GIS为国家环保总局的宏观环境管理和决策提供信息支持和服务全国环境GIS的业务建设和技术管理，环境信息网络建设，环保电子政务建设，环境管理应用软件，国家环境信息标准和规范，全国的环境信息省环保局(省级环境监测中心站)省级环境GIS为规划和决策提供有关信息，提供信息的存储和查询等功能负责本省环境信息的管理工作，向国家提供信息，指导城市级环境GIS 市环保局(市环境监测站/中心站）市级环境GIS为国家、省级环境保护管理部门提供环境基础信息直接担负环境质量和污染源的监测、分析、统计、评价等任务，指导县级环境GIS县（区）环保局（环境监测站）县（区）级环境GIS为上级机构提供基础信息直接担负环境质量和污染源的监测、分析、统计、评价等任务。环境地理信息系统1.6.1 环境保护管理部门及其业务职能举例 成都市环保局 市、县级环境信息系统是全国环境信息系统的重要基础和主要信息源。环境地理信息系统1.6.2 环境监测网络体系v 要素型 按不同的环境要素来建立的监测网络 美国环保监测网络 v 管理型 按行政管理体系建立的网络 我国的环境监测网络 v 混合型 同时考虑信息类别和管理效能建立的网络 流域水环境、生态近岸海域等监测网络 环境监测网络体系是监测数据获取的组织、技术基础和手段。 环境地理信息系统我国的管理型监测网络环境地理信息系统混合型监测网络环境地理信息系统1.6.3 业务工作流程分析 在我国环保行政管理部门中，4级部门扮演不同的角色，省级、国家级宏观管理、综合分析和决策规划；县（区）、市级提供环境数据和产生环境信息，并依法负责本辖区内环境要素的质量监测和污染源的监督监测。 国家级、省级部门 市级、区（县）级部门 决策任务、目标 环境基础数据 环境地理信息系统1.6.3 业务工作流程分析一、环境监测业务 环境监测数据采用电子表格的方式进行传输，电子表格的格式由监测总站统一规定，将监测数据按照监测要素分成水、气、声三类，表格下发到各个省市监测站。各地数据报表采用.dbf文件格式保存，省市监测站每月汇总并上报一次监测数据结果。环境地理信息系统一、环境监测业务（1）水质监测 国家要求上报国控网点的数据，省级要求省控网点的数据。国控网监测点主要服务于重点流域及城市水环境，省控网监测断面在国控基础上增加重点河流、水域等。环境地理信息系统一、环境监测业务（2）空气监测 国家要求每日上报省会城市和环保重点城市的空气自动监测数据，各地每月例行上报自动监测数据以及常规监测数据。 环境地理信息系统环境地理信息系统一、环境监测业务（3）噪声监测 在全国建成功能完善的城市环境噪声监测网络和重点交通源的自动监测网络系统。运用具有自动采样功能的设备，按网格布点法进行区域环境噪声监测，按路段布点法进行道路交通噪声监测，按分期定点连续监测法进行功能区噪声监测。 环境地理信息系统1.6.3 业务工作流程分析二、环境监测业务流程 a. 总体业务流程b. 环境空间数据采集与数据录入流程 c. 审核流程d. 环境空间数据查询分析流程业务计划执行监测数据录入数据审核业务提交 环境地理信息系统1.6.3 业务工作流程分析二、环境监测业务流程 总体业务流程分析 环境地理信息系统1.6.3 业务工作流程分析二、环境监测业务流程 环境空间数据采集与数据录入流程 环境地理信息系统1.6.3 业务工作流程分析二、环境监测业务流程 审 核 流 程环境地理信息系统1.6.3 业务工作流程分析二、环境监测业务流程 环境空间数据查询分析流程 环境地理信息系统1 污染源空间信息查询与处理 2 环境质量空间信息查询与处理 3 自然生态空间信息查询与处理 环境质量空间信息主要关于环境质量（如空气各污染分布及综合污染指数）的环境统计、环境综合指标等，为环境质量的管理服务。在环境质量管理中，利用环境GIS将基础数据和空间图形结合起来，使环境问题决策的过程更加直观、快速、实时和有效。一般情况下，环境质量空间信息包括：环境质量监测的空间分布信息，大气、水质、噪声监测信息，城市环境功能区划信息，历年的环境质量数据变化趋势分析等。污染源信息是环境管理影响最大的信息源，也是环保信息系统的核心部分。环境GIS应实现污染源信息的综合查询，为计划决策提供信息支持，为有关的评价、预测、规划、决策等服务。一般情况下，污染源空间信息应该包括：点状、面状和线状污染源基本信息，污染源背景信息，三废排放信息，污染源能耗信息，工业用水量信息，污染源数据变化趋势的分析与制图，等。1.6.4 环境空间信息查询与处理需求分析环境GIS所涉及的空间信息主要有三大类：污染源空间信息、环境质量空间信息和自然生态空间信息。对这些空间信息进行查询和处理是环境GIS应具备的最基本的功能 。生态环境区划信息、土地覆盖现状与动态变化信息、土地退化信息、自然保护区/生态功能区信息、生物多样性信息、自然生态景观格局变化信息、自然生态背景（气象、水文、地质、植被等）信息、农用化肥/农药使用及污染信息、主要外来物种入侵状况、生态灾害和生态破坏信息、畜禽养殖污染信息、海岸带生态环境状况信息、基础地理信息查询、社会经济信息查询等。 环境地理信息系统某河段COD排放量查询环境地理信息系统污染企业用水量统计分析 环境地理信息系统污染企业、集中污水工程管网信息查询 环境地理信息系统1.6.5 环境GIS应用需求分析环境GIS的建设必须紧密结合环境保护重点工作，为环境管理、环境规划、环境预测、污染事故应急、建设项目管理、排污申报和收费、城市环境综合治理、环境污染总量控制、环境评价、环境监理等提供GIS功能，包括空间查询、空间数据编辑、空间数据发布、空间分析、专题制图、模型应用等。环境地理信息系统1.6.5 环境GIS应用需求分析 能汇总分析区域或流域内企业的排污总量，能够表达和处理污染源分布情况，排污企业基本情况、排污口及污染物排放情况、固体废弃物产生及处置情况、企业的污染治理进度等情况。 查询、显示、统计（1）污染控制 环境地理信息系统1.6.5 环境GIS应用需求分析 能表达和处理环境质量监测点分布和环境质量信息，能够收集并管理环境监测信息，为环境监测点的选取和调整提供分析手段和依据。 数据管理、查询、显示、统计分析、成果图（2）环境监测 环境地理信息系统1.6.5 环境GIS应用需求分析 对建设项目的地理位置、排污去向、地下排水管道、所纳污水的河流污染量的影响、周围空气环境改变情况等空间信息进行查询和管理，可以利用环境GIS辅助进行建设项目审核和环境污染控制、确定建设项目影响范围、寻找废物处理最短路径、审核工业污染源达标排放等。 数据传输和发布、查询、统计、编辑、决策分析（3）建设项目管理 环境地理信息系统1.6.5 环境GIS应用需求分析 根据污染源的方位、污染物的形态、构成等对污染源进行分类，通过条件查询或者指定特定区域，系统自动显示有用信息，为环保部门提供决策支持，为环境规划的制定提供技术手段。 数据编辑、查询、空间分析、专题制图（4）环境规划 环境地理信息系统1.6.5 环境GIS应用需求分析 收集“环保黑匣子”所测数据并进行识别、计算，反映监控污染源的实时污染指标信息，对实施监控的污染源进行跟踪表述，制作监控点污染指标日报、月报以及年报表和比较分析图，动态直观的显示监控污染源的实时状态和污染物排放情况，使重点污染源的远程监控可视化。 数据输入、数据分析、图表制作（5）污染源、环境质量远程监控环境地理信息系统1.6.5 环境GIS应用需求分析 根据环保统计数据、各项监测数据的分析，以分布图、专题图、动画等形式对环境现状作出评价，直观反映出区域中受污染的程度及空间分布情况，帮助对整个区域的环境质量进行客观地、全面地评价。 空间分析，如叠加分析获得污染分布图，缓冲区分析确定污染源的影响范围等。（6）环境质量现状评价 环境地理信息系统1.6.5 环境GIS应用需求分析 在环境GIS的帮助下，可方便的进行自然生态环境现状与变化的调查分析，如可以对土地利用现状、沙漠化等进行分类解析，面积计算和信息查询、专题制图。 空间分析、统计、专题图制作（7）自然生态现状与变化调查分析 环境地理信息系统1.6.5 环境GIS应用需求分析 为城市环境综合整治定量考核中的环境质量、污染控制和城市建设三部分指标提供信息查询和专题制图功能。（8）城市定量考核 环境地理信息系统1.6.5 环境GIS应用需求分析 对事故风险源的地理位置极其属性、事故敏感区域单位位置及其属性进行有效管理，提供污染事故的大气、河流污染扩散的模拟过程和应急方案；对定期监测的环境质量数据，如水质监测数据，以及突发性环境污染的事故的时间、发生区域、污染源等建立应急预警模型，通过对各项数据的综合分析后，得出环境污染事故的最佳处理方案。 （9）应急预警预报 环境地理信息系统1.6.5 环境GIS应用需求分析 对整个流域的空间信息进行综合管理，对流域水质污染状况进行分析与评价，如可以根据某条河流上监测断面的监测数据评价整条河流的水质状况及排放到该条河流工业污染源贡献率。（10）流域管理 环境地理信息系统1.7 环境GIS功能需求分析环境地理信息系统1.7 环境GIS功能需求分析1环境空间数据处理 系统应具有导入已有数据的功能，能够将以不同的格式存储在不同介质上的各类环境数据统一导入到数