環(huán)境及水資源系統(tǒng)中的GIS技術(shù)

前言

地理信息系統(tǒng)（gcograPhic information systcm，GIS）是采集、貯存、管理、查詢、分析與空間地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，能夠?yàn)榉治?、決策提供重要的支持平臺。它廣泛地應(yīng)用于地學(xué)、資源管理、環(huán)境監(jiān)測、土地規(guī)劃、城市規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)建設(shè)等領(lǐng)域，是一門綜合性的技術(shù)。近20年來，CIS在水資源及環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展非常迅速，經(jīng)歷了從數(shù)據(jù)處理與管理到多源信息的分析、服務(wù)與決策的發(fā)展過程。水資源、環(huán)境問題與地理要素緊密相關(guān)，運(yùn)用CIS技術(shù)有效處理基于水資源、環(huán)境問題的大量復(fù)雜空間信息，在很大程度上促進(jìn)了水資源和環(huán)境科研與管理領(lǐng)域的工作質(zhì)量和效率。目前CIS在我國水資源和環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)入了新的階段，精細(xì)化、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的程度正在不斷提高。隨著資源環(huán)境壓力的日益增大，GIS的應(yīng)用潛力將不斷擴(kuò)大。今后GIS在水資源和環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用將向綜合化、實(shí)用化和一體化方向發(fā)展，主要體現(xiàn)在：基于GIS的資源環(huán)境模型的開發(fā)，使GIS的應(yīng)用從資源環(huán)境信息管理向決策支持方向發(fā)展；CIS、RS、CPS技術(shù)的一體化應(yīng)用；發(fā)展智能化CIS，利用人工智能的方法建立環(huán)境與水資源專家知識庫；建立描述三維、四維地理實(shí)體的幾何模型，能夠處理地下水文等真三維現(xiàn)象。目前應(yīng)用地理信息系統(tǒng)的人員往往熟悉具體系統(tǒng)操作，但缺乏相應(yīng)的環(huán)境及水資源領(lǐng)域的專業(yè)知識，在空間分析和專業(yè)模型的構(gòu)建能力上很薄弱；而多數(shù)環(huán)境及水資源工作者又缺乏GIS的基本知識及深入應(yīng)用。因此有必要編寫一本GIS技術(shù)在水資源和環(huán)境系統(tǒng)中應(yīng)用的教材，為從事水資源環(huán)境研究的人員提供一本教學(xué)參考書，為推動(dòng)GIS技術(shù)在該領(lǐng)域的全面、深入應(yīng)用貢獻(xiàn)一份力量。本教材是在參閱了大量的國內(nèi)外有關(guān)專著、論文，并結(jié)合編寫者多年的教學(xué)、科研成果的基礎(chǔ)上編寫而成的。全書將GIS基本理論、環(huán)境與水資源系統(tǒng)分析、CIS在環(huán)境水資源系統(tǒng)中的具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，使讀者既可以學(xué)習(xí)到GIS的基本理論知識，也可以從系統(tǒng)論的角度了解GIS在環(huán)境與水資源系統(tǒng)中的基本應(yīng)用，以及具體的應(yīng)用實(shí)例，從而使讀者能夠真正領(lǐng)會(huì)和把握GIS的科學(xué)性、技術(shù)性和實(shí)用性。本書可作為大學(xué)高年級本科生和研究生的教學(xué)用書，也可作為從事水資源、環(huán)境科學(xué)與工程的科技工作者的參考書。

內(nèi)容概要

本書是一本地理信息系統(tǒng)技術(shù)在環(huán)境和水資源領(lǐng)域應(yīng)用的著作。全書共六章，全面闡述了地理信息系統(tǒng)的基本概念、基本應(yīng)用、環(huán)境及水資源信息系統(tǒng)、GIS技術(shù)在環(huán)境與水資源系統(tǒng)中的應(yīng)用及地下水動(dòng)態(tài)預(yù)警的基本理論。本書的重點(diǎn)是環(huán)境及水資源專題制圖的表示方法；環(huán)境及水資源信息系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)和功能；GIS技術(shù)在生態(tài)環(huán)境、大氣環(huán)境、土壤環(huán)境、水環(huán)境、非點(diǎn)源污染研究中的應(yīng)用。    本書可作為水文及水資源專業(yè)和環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)高年級本科生和研究生的學(xué)習(xí)用書，對從事水資源與環(huán)境監(jiān)測、管理評價(jià)和規(guī)劃決策的人員有實(shí)用參考價(jià)值。

書籍目錄

第一章  GIS基本原理  第一節(jié)  導(dǎo)論  第二節(jié)  地理空間  第三節(jié)  空間數(shù)據(jù)  第四節(jié)  空間數(shù)據(jù)庫  第五節(jié)  Web GIS第二章  GIS基本應(yīng)用    第一節(jié)  空間數(shù)據(jù)處理  第二節(jié)  空間分析  第三節(jié)  地圖的制作  第四節(jié)  環(huán)境及水資源專題制圖的表示方法  第五節(jié)  應(yīng)用型GIS軟件設(shè)計(jì)  第六節(jié)  虛擬現(xiàn)實(shí)的地理信息系統(tǒng)第三章  環(huán)境及水資源信息系統(tǒng)  第一節(jié)  監(jiān)測系統(tǒng)  第二節(jié)  評價(jià)系統(tǒng)  第三節(jié)  管理系統(tǒng)  第四節(jié)  模型系統(tǒng)  第五節(jié)  空間決策支持系統(tǒng)第四章  環(huán)境系統(tǒng)中的GIS技術(shù)    第一節(jié)  GIS在生態(tài)環(huán)境中的應(yīng)用  第二節(jié)  GIS在大氣環(huán)境中的應(yīng)用  第三節(jié)  GIS在土壤環(huán)境中的應(yīng)用  第四節(jié)  GIS在固體廢物處理處置中的應(yīng)用  第五節(jié)  GIS在非點(diǎn)源污染研究中的應(yīng)用  第六節(jié)  GIS在城市給排水管網(wǎng)中的應(yīng)用第五章  水資源系統(tǒng)中的GIS技術(shù)  第一節(jié)  GIS技術(shù)在水資源領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展過程與趨勢  第二節(jié)  基于GIS的水資源決策支持系統(tǒng)  第三節(jié)  地下水地理信息系統(tǒng)  第四節(jié)  流域產(chǎn)匯流分析計(jì)算系統(tǒng)  第五節(jié)  洪水災(zāi)害監(jiān)測與損失風(fēng)險(xiǎn)評估系統(tǒng)  第六節(jié)  GIS在水環(huán)境中的應(yīng)用  第七節(jié)  GIS在地下水易污染性評價(jià)中的應(yīng)用第六章  實(shí)例——地下水動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)     第一節(jié)  地下水動(dòng)態(tài)預(yù)警的原理與方法  第二節(jié)  地下水動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)  第三節(jié)  大慶西部地下水預(yù)警系統(tǒng)研究實(shí)例

章節(jié)摘錄

插圖：（四）分析警兆警兆是警素發(fā)生異常變化導(dǎo)致警情爆發(fā)之前出現(xiàn)的一定先兆。警兆可以提供預(yù)警信號，一般與警情共生。不同的警素對應(yīng)著不同的警兆，相同的警素在特定的時(shí)空條件下也可能表現(xiàn)出不同的警兆。分析警兆是預(yù)警過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因?yàn)轭A(yù)警的目的就是要預(yù)報(bào)警度，而預(yù)報(bào)警度就要先分析其先兆。警兆的確定可以從警源人手，也可以依經(jīng)驗(yàn)分析。由警源到警情是一個(gè)警源擴(kuò)散的過程，警兆就是警源過渡到警情的中間狀態(tài)，為了預(yù)報(bào)警情就必須借助于各種先兆指標(biāo)。先兆指標(biāo)可以在現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)指標(biāo)中篩選，這一篩選過程可以從警源及其擴(kuò)散人手，也可以從歷史上危機(jī)爆發(fā)之前的現(xiàn)象出發(fā)。地下水環(huán)境系統(tǒng)的警兆包括景氣警兆和動(dòng)向警兆。景氣警兆一般以實(shí)物運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)，表示地下水系統(tǒng)某一方面的景氣程度，例如受內(nèi)生警源影響的地下水水質(zhì)的背景值，含水層的天然防護(hù)條件，地層的凈化能力，含水層的補(bǔ)徑排能力、降雨量等均屬景氣警兆；而工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局、地下水的開采強(qiáng)度，工農(nóng)業(yè)、生活的用水量，農(nóng)田灌溉面積，化肥、農(nóng)藥的施用量，點(diǎn)狀污染源的分布及變化、面狀污染源的分布面積、污水處理率、污水排放合格率等這些并不直接表示地下水系統(tǒng)景氣程度的價(jià)值指標(biāo)等均屬動(dòng)向警兆。確定警兆之后，需要進(jìn)一步分析警兆與警素的數(shù)量關(guān)系，找出與警素的五種警限相對應(yīng)的警兆區(qū)間，即各指標(biāo)的值處在警區(qū)的何種位置，然后借助于警兆的警區(qū)作出警素的警度預(yù)報(bào)。顯然警兆分析清楚了，預(yù)報(bào)警度也就簡單了。

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《環(huán)境及水資源系統(tǒng)中的GIS技術(shù)》由高等教育出版社出版。

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