地理信息工程

地理信息系统(Geographic Information System，简称GIS)是在计算机硬件和软件支持下，运用地理信息科学和系统工程理论，科学管理和综合分析各种地理数据，提供管理、模拟、决策、规划、预测和预报等任务所需要的各种地理信息的技术系统。 GIS以其应用的广泛性和功能的强大性，成为土壤科学研究一项必不可少的工具，并且对土壤科学未来的发展也将起到举足轻重的作用。地理信息系统是20世纪60年代随计算机技术的发展而产生的一门研究空间信息的全新技术。 70和80年代初，加拿大及美国开始建立土壤数据库。继发达国家早期的土壤信息系统研究之后，国际上也开始运用土壤信息系统研究全球问题。 1985年，国际土壤学会建议“建立l:100万世界土壤和土地数字化数据库”(SOTER)，次年8月被第十三届国际土壤会议确认。同时，联合国环境署1987年主持建立“全球土壤退化评价”体系( GLASOD)，示范建立和应SOTER数据库。 SOTER计划的整个过程从1987年9月开始持续到90年代，覆盖区域从拉丁美洲、北美、非洲西部等国家和地区逐步推向东南亚等其他地区。

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1、目的地理信息系统（以下简称GIS）技术能够使环境管理产生质的飞跃，它通过分析信息的空间分布，监测信息的时序变化，比较不同的空间数据，实现对空间信息及 其他各类信息的标准化管理与信息交换，使大量抽象、枯燥的数据变得生动、直观和易于理解。并根据应用目的进行各种形式的专题图表输出。GIS为环境管理和 决策提供准确、及时、动态、全面的流量信息和依据。对提高城市环保工作效率，促进环境管理的规范化和科学化，从而达到污染物总量控制和总量收费的目的，具 有重大意义。2、国内外应用情况地理信息系统技术的应用正席卷全球，在美国、西欧和日本等发达国家，已建立了国家级、洲际之间以及各种专题性的GIS，GIS应用国际化、全球化已成为一种趋势。GIS早期应用强调制图和空间数据库管理，这些应用逐渐地发展为强调制图现象间相互关系的模拟，大多数应用都包括了制图模拟，如地图再分类、叠加和简单缓冲区的建立等。新的应用集中体现在空间模拟上，即利用空间统计和先进的分析算子进行应用模型的分析和模拟。GIS在专业领域中的应用，需开发本专业模型，随着专业的不断发展，GIS应用模型越来越多，既有定量模型，又有定性模型，既有结构化模型，又有非结构化模型。GIS在专业中的应用能否成功与模型开发的成败息息相关。G1S应用在环境评价和监测系统方面，主要用于环境影响评价、污染评价、灌溉适宜性评价、灾害监测、生态系统的研究、生物圈遗迹管理、自然资源管理等。我国对GIS技术的研究与应用开始于80年代初，并于1987年底在中国科学院地理研究所建成资源与环境信息系统国家重点实验室，迄今结合遥感技术在重大 自然灾害评估、流域污染研究、环境科学、环境影响评价、城市管网和污水处理厂的设计与管理、森林、植被、农业等方面，完成了大量卓有成效的工作。随着我国 五万分之一数字地图的建立，开发地市和县级层次的环境信息系统必将成为今后工作的重点。通过检索可知，目前，国内外GIS在环境科学领域的开发与应用，只是在环境管理、环境监测、环境规划、环境影响评价、管网和污水处理厂设计、支持污水系统分析及管理、污水网络等方面。国内外未见GIS应用于污水计量装置管理方面的内容。3、抚顺市污水计量装置分布情况将GIS技术应用于抚顺市污水流量计管理中，首先应调查抚顺市安装污水流量计的情况，在调查的基础上进行统计，编码，制定电子表格，最后完成电子地图的地理信息系统。抚顺市属辽宁省中部城市群之一，是我省主要的重工业城市之一。浑河抚顺市区段34.4km分布60余个排污口和溢流口，污染物排放规律和分布规律复杂程度是国内外少见的，给环境管理，特别是排污口规划带来很大的困难。由于抚顺市区重工业门类庞杂，分布集中在浑河市区段两岸，而在工业密集程度比较大的这一地区，人口密度也很大，工业企业的污水排放会对抚顺市区人民的健 康、生活质量产生相当程度的影响。因此对工业企业，尤其是重点污染源的污水排放进行监控就成为一种必然，而安装污水流量计是获取污水排放数据的一种比较简 单、高效的手段，便于环境保护管理部门监督控制。抚顺市39家企业的各种类型流量计44台，其中3家停产，2台已拆除。正在使用的流量计共有39台。4、抚顺市污水计量装置分布展示系统设计4.1、系统平台选取GIS平台应选择易于操作，同时具有可观发展前景的产品。由此，我们选择了ArcViewGIS系统。ArcViewGIS是美国环境系统研究所 （Environmen-talSystemsResearchInstitute简称ESRI1研制的产品，ESRI是目前全世界最大的地理信息系统软 件研究公司，其发展基本上代表了国际地理信息系统技术的前沿水平。ArcView采用了可扩充的结构设计，整个系统由基本模块和可扩充功能模块构成。其基本模块包括对视（Views）、表格（Tables）、图表 （Charts）、图版（Lay-outs）和脚本Scripts）管理。这些基本功能模块可以完成以下功能：创建基于GIS的电子地图，空间数据与属性 数据的交叉查询，建立基于空间数据与属性数据的分析图表，制作地图图版。ArcView还包括了大量可扩充功能模块，包括：空问分析 （SpatialAnalyst）模块，网络分析（NetWorkAnalysis）模块，三维分析（3DAnalyst）模块，绘图输出 （ArcPressforArcView）模块，影像分析（ImageAnalystforArcView）模块。4.2、系统目标抚顺市污水流量计的管理仍然是人工管理模式，这种人工管理模式很难满足实际需要。我们希望能够提高对污水流量计的管理水平，建立污水流量计信息管理系统。 要求系统能存储全部污水流量计图形和属性信息，并可随时更新，能方便对污水流量计信息进行双向查询，能对流量计运行状态进行监控。污水流量计分布展示系统选用ArcView3.2为地理信息系统平台，利用地理信息系统技术，在已有抚顺市区1：10,000电子地图的基础上，紧密结合抚顺市重点污染源流量计基础数据和信息内容，实现污水流量计分布展示的图形电子化和信息自动化。系统目标如下：系统应全面实现流量计信息展示电子化；系统应全面、完整地管理全部的基础信息，并能够更新数据；系统应具备稳定性。限于条件并根据上述要求确定在目前状态下系统应具备以下功能：地形图的存储管理以及局部修改和更新；流量计的基础数据存储管理；流量计数据的修改和更新功能。