¿Cuáles son las aplicaciones de los SIG en las ciencias ambientales? Sea específico
La evolución del entorno urbano es un proceso dinámico. La realización del seguimiento dinámico del entorno urbano se basa en la actualización oportuna de la información y el análisis espacial y el procesamiento integral de la información. . El Sistema de Información Geográfica (SIG) tiene poderosas funciones de análisis espacial y procesamiento de datos. Hacer pleno uso de los módulos funcionales de SIG combinados con el modelo de monitoreo ambiental seleccionado para procesar información ambiental de múltiples fuentes. A través de la comparación y el análisis integral de la información ambiental en diferentes períodos, podemos descubrir las leyes dinámicas de la evolución ambiental y ayudar en la toma de decisiones. . La clave es establecer un modelo de seguimiento científico, procesar la información de forma eficaz y lograr un seguimiento dinámico integral del medio ambiente. Incluyendo el monitoreo de la contaminación del aire, el monitoreo de la contaminación del agua, el monitoreo del medio ambiente ecológico, el monitoreo de desastres ambientales, etc. La poderosa función de mapeo temático del SIG puede mostrar cambios y patrones del medio ambiente a través de datos cartográficos intuitivos.
(1) Monitorización y análisis dinámico del medio atmosférico. El entorno atmosférico es un factor importante en los problemas ambientales, especialmente en ciudades con poblaciones densas y empresas industriales concentradas. Actualmente, muchos países y regiones están trabajando activamente para mejorar y restaurar el medio ambiente atmosférico. En este trabajo, primero debemos comprender las características del entorno atmosférico. En primer lugar, tiene una gran escala espacial y la atmósfera de la que dependen los humanos para sobrevivir tiene cientos de kilómetros de espesor; en segundo lugar, el aire tiene la mejor movilidad en el entorno natural y el suelo es su límite sólido insuperable; Por lo tanto, el seguimiento y el análisis dinámicos del entorno atmosférico son los más adecuados para la investigación que utiliza tecnología SIG. Al aplicar SIG para establecer un sistema de gestión de la contaminación del aire urbano, los datos básicos se dividen en: datos de atributos, como emisiones contaminantes, estado de la población, estructura industrial, etc. Datos geográficos (espaciales), como distribución de fuentes de contaminación, planificación urbana actual, etc. Para separar la base de datos en tipo básico y tipo derivado, debemos actualizar la base de datos básica y la base de datos de tipo derivado. Al utilizar las funciones de visualización y análisis de imágenes de gráficos espaciales SIG, puede obtener mapas de distribución de concentración de varios contaminantes y comprender la distribución espacial y los estándares de superación de varios contaminantes. Los investigadores dedicados a cuestiones ambientales atmosféricas han logrado grandes avances en estos aspectos y hay ejemplos exitosos en el país y en el extranjero. Por ejemplo, el modelo RAINS de Europa [2] es un sistema informático de gestión de emisiones transfronterizas de SO2, y el proyecto de protección ambiental del "Séptimo Plan Quinquenal" de China "Sistema Nacional de Información sobre el Medio Ambiente Atmosférico" [6]. El conocido "agujero negro" en la capa de ozono atmosférico fue descubierto mediante SIG y tecnología de teledetección.
(2) Vigilancia ambiental de los recursos hídricos. Con el desarrollo de la industria, los recursos hídricos también se han contaminado en diversos grados. Además, con el rápido crecimiento de la población y el desarrollo urbano, se ha producido escasez de agua en muchas ciudades. Por lo tanto, es urgente fortalecer el monitoreo y gestión de los recursos hídricos. Una de las características del entorno de los recursos hídricos es la gran cantidad de información espacial, y gestionar y analizar la información espacial es la ventaja de los SIG. Por lo tanto, los SIG se han convertido en una poderosa herramienta para la gestión de los recursos hídricos, transformando la gestión de los recursos hídricos de un modelo tradicional. en un modelo de gestión moderno y dinámico.
Los SIG se utilizan en el seguimiento y gestión de datos de recursos hídricos, principalmente gestionando y analizando datos de calidad del agua, datos del departamento de suministro de agua y datos de teledetección. La combinación de SIG y modelos informáticos de cuencas hidrográficas se ha convertido en una poderosa herramienta para la evaluación dinámica de los recursos hídricos urbanos y el medio ambiente. Por ejemplo, Adamus y Bergman utilizaron SIG y funciones de filtrado para analizar la distribución de cargas de contaminación de fuentes difusas en las aguas, Richard y Host utilizaron SIG y funciones relacionadas para analizar la relación entre los organismos fluviales, el uso de la tierra aguas arriba y la morfología del río [6]. , y Zheng Binghui de la Academia China de Ciencias Ambientales utilizaron un análisis cuantitativo SIG de la contaminación de fuentes difusas en la cuenca del embalse Kunming Songhuaba [7]. El uso de SIG para gestionar datos sobre recursos hídricos puede liberar el enorme potencial de los recursos de datos, mejorar la visibilidad de la gestión y el análisis de datos y elevar el nivel de gestión de datos a un nuevo nivel. Hudak et al. utilizaron tecnología SIG para realizar un seguimiento y análisis detallados in situ de áreas de investigación seleccionadas en el diseño de redes de seguimiento de aguas subterráneas, lo que es beneficioso para la gestión de instalaciones de basura superficiales y subterráneas, el descubrimiento oportuno de posibles fuentes de contaminación y el fortalecimiento de la protección de pozos de fuentes de agua y provisión de espacio para el llenado de basura. Proporcionar apoyo en la toma de decisiones para la selección del sitio de entierro [3]. El Departamento de Gestión Ambiental Municipal de Shanghai comenzó la investigación de aplicaciones de SIG a fines de la década de 1980 y estableció un sistema de información geográfica del entorno acuático en la cuenca del río Huangpu. Tiene funciones tales como monitoreo y visualización dinámica, simulación del proceso de contaminación del agua y gestión ambiental de la ingesta de agua. monitorear la calidad del agua Llevar a cabo predicciones y análisis rápidos (Zheng Binghui, Liu Ning. Investigación sobre contaminación de fuentes no puntuales en cuencas apoyadas por GIS. Actas de la Primera Conferencia Anual de la Asociación China de Sistemas de Información Geográfica, 1995).
(3) Seguimiento macroscópico del entorno ecológico.
Desde la reforma y apertura de China, la economía ha crecido rápidamente, pero la sobreexplotación y utilización de los recursos ha causado graves daños al medio ambiente ecológico. Para hacer realidad la estrategia de desarrollo sostenible de la economía de nuestro país, debemos comprender el estado actual del entorno ecológico y resolver los principales problemas ecológicos y ambientales para garantizar que los departamentos de toma de decisiones pertinentes tomen decisiones macroeconómicas razonables y científicas sobre el desarrollo y la utilización de recursos y protección del medio ambiente ecológico. Dado que la información del entorno ecológico tiene las características de gran capacidad, niveles múltiples, contenido amplio, relaciones complejas, distribución espacial y cambios dinámicos, la mayoría de las encuestas anteriores eran entornos y recursos ecológicos de rutina, de un solo elemento, y la calidad técnica de los resultados del monitoreo. era bajo [8] .
La aplicación de SIG en ingeniería ambiental, como "Feng Wenbo" Volumen 2 Número 2 17 Con la tecnología SIG madura de hoy y el soporte del software SIG, los datos espaciales se pueden dividir de manera más precisa e intuitiva, ingrese el atribuir información e información espacial del entorno ecológico en la computadora de acuerdo con las características de distribución espacial, y establecer un sistema de información geográfica y una base de datos de monitoreo ecológico para almacenar y administrar datos de manera efectiva. Consultar, recuperar y actualizar información de forma rápida y precisa para promover el procesamiento integral y el análisis superpuesto de datos, y hacer predicciones científicas sobre la tendencia de desarrollo del entorno ecológico [9, 10]. Con la potente función cartográfica de GIS, los usuarios pueden obtener fácilmente mapas temáticos reales con posicionamiento preciso y contenido detallado. El establecimiento del sistema de información del medio ambiente ecológico no solo proporciona datos de referencia importantes para trabajos futuros, sino que también puede conectarse en red con sistemas de información relevantes de otros departamentos y sistemas internacionales relevantes para formar una red unificada de información del medio ambiente ecológico. La Estación del Centro de Monitoreo Ambiental de Mongolia Interior utilizó sensores remotos y tecnología de información ambiental para realizar el primer estudio del medio ambiente ecológico en el área de Yimeng en Mongolia Interior, y logró resultados gratificantes, sentando las bases para el establecimiento del monitoreo dinámico del medio ambiente ecológico de la región autónoma. sistema de información [11].
(4) Seguimiento y evaluación de desastres ambientales. Los desastres a menudo ocurren repentinamente, causando una gran contaminación al medio ambiente, enormes pérdidas económicas y grandes amenazas a la salud y la seguridad de la vida de los residentes. Su daño restringe el equilibrio ecológico y el desarrollo económico y social. Una vez que ocurre un desastre, se deben formular medidas de emergencia con prontitud y precisión para minimizar las pérdidas por desastres con recursos limitados. El SIG tiene posicionamiento interactivo, consulta lógica y amplias capacidades de conexión con bases de datos relacionales, lo que lo hace muy adecuado para el seguimiento y evaluación de desastres ambientales. Para incendios extremadamente grandes, el departamento de bomberos puede utilizar SIG para completar el análisis del evento de incendio, dibujar mapas de la escena del incendio, mostrar mapas de distribución de hidrantes, condiciones de las carreteras y distribución de recursos, a fin de realizar despachos de emergencia y optimización de rutas. Después de que ocurre un desastre, la calidad ambiental se puede investigar y evaluar rápidamente. A partir de nuevos datos de seguimiento ambiental, se pueden obtener rápidamente mapas de contorno de la contaminación del aire y su impacto en los residentes y la ecología dentro de un rango determinado. Los sistemas de información geográfica pueden proporcionar datos básicos sobre la historia, el entorno físico y las condiciones socioeconómicas de los riesgos de inundaciones. Puede realizar análisis, evaluaciones, análisis de simulación y predicciones de tendencias integrales sobre la posibilidad, la distribución espacial y el nivel de riesgo de desastres por inundaciones; puede ayudar en el análisis de la toma de decisiones sobre prevención y reducción de desastres y proporcionar evaluaciones rápidas de desastres y decisiones asistidas por computadora; haciendo. También se ha puesto en funcionamiento en el área de Yueyang un sistema de tecnología de verificación de seguros y monitoreo y evaluación de desastres por inundaciones basado en "4D", establecido por Li Ziwei de la Academia China de Topografía y Cartografía. Chen Xichuan, del Ministerio de Recursos Hídricos, aplicó tecnología de análisis de red SIG para simular y analizar la ruta de evacuación óptima para los residentes en el área de detención y almacenamiento de inundaciones del río Xiaoqing en Beijing, lo que redujo las víctimas y pérdidas de propiedad de los residentes y proporcionó la decisión más efectiva. -Crear bases para la prevención de inundaciones y la reducción de desastres.
Los sistemas de información geográfica pueden actualizar y almacenar continuamente nueva información para mantener la validez y el estado de la base de datos. Si GIS se combina con RS (tecnología de detección remota), se puede lograr un monitoreo y simulación dinámicos en tiempo real. Durante el proceso de desarrollo del desastre y después de su eliminación, la escala y la velocidad del desastre y si quedan rastros después de que cese el desastre se pueden monitorear mediante sensores remotos. Es especialmente conveniente para lugares con transporte inconveniente y poca gente (Mao, Gong Xunping, etc.: El establecimiento del sistema de tecnología de verificación de pérdidas de seguros contra inundaciones de PolyU basado en "4D", Actas del 10º Simposio Nacional de Tecnología de Sensores Remotos, 1997) .