摘要：隨著全球生態環境的不斷惡化，GIS在生態環境研究中的應用越來越明顯，為人類解決各種生態問題提供了有力的技術支持。本文將從GIS技術下的生態信息管理和運用，以及生態環境影響評的構建，來論述GIS在生態環境研究中的應用。
　　關鍵詞：GIS；生態環境；信息
　　
　　隨著全球氣候變暖的趨勢進一步加快，全球生態環境正迅速的在惡化。生態問題成了21世紀人類面臨的重大問題之一，而收集、存儲、管理和利用生態環境信息，是人類解決生態環境問題的重點。生態環境研究中會涉及到大量的空間數據，但由于生態環境研究的周期長，范圍廣，數據繁多，加上生態環境本身的多樣性和復雜性，會造成形成生態環境數據的空間、結構和語義產生差異。因此，利用GIS技術建立生態環境信息系統，對生態環境信息進行有效地管理并合理利用，加快生態環境問題研究的信息化進程勢在必行。
　　一、 GIS技術支持下的生態環境管理系統
　　生態環境管理信息系統以系統論為指導思想，以人機結合的方式收集生態環境信息，并通過模型對生態環境信息進行加工轉換，然后進行生態環境評價、預測和控制，最后以計算機技術實現生態環境管理的模擬系統。決策者根據所提供的可靠數據，在計算機技術的主持下，依據決策理論的方法，對結構化和非結構化的問題進行處理，進而協助人們完成管理決策，組成生態環境決策支持系統。支持系統是在生態環境管理信息系統的基礎上，實現決策者的人機對話，為決策者提供一定的輔助支持，實現決策的高效率和科學性。具體模擬圖如下：、
　　
　　二、 GIS技術在生態環境研究中應用原因
　　在生態環境研究中使用GIS技術，可以對環境、資源、社會經濟等方面進行綜合分析；可以將區域和時間序列的生態環境問題具體化，利用GIS的獨特分析功能，可以實現對區域完整空間的分析，這樣就可以對區域的生態環境狀況做出科學有效的綜合分析和評價。具體的實現手段是以“3s”集成的形式來完成的。“3s”技術，即遙感(RS)、地理信息系統(GIS)、
　　全球定位系統(GPS)。RS和GPS的信號傳接是通過衛星來完成的。RS技術在空間分辨率、波譜分辨率、
　　時間分辨率等方面都取得了一定的成就，應用于多領域的RS及RS技術系統也正在不斷地得到應用。目前，GPS技術已經可以完成測量工作，而GIS的強大空間與屬性信息一體化管理及空間分析能力，
　　也在各領域得到了廣泛的應用和認可。，而且服務器體系的GIS、組建式GIS、多媒體GIS等也在不斷的得到發展和應用，這樣，“3s”技術已經基本具備了在生態環境研究中發揮檢測與分析的能力和條件。
　　三、 GIS技術在生態環境研究中的信息處理
　　（一）生態環境信息的采集。生態環境信息的采集是進行生態環境研究首先要解決的問題。而有效的數據是信息的載體，因此必須收集不同類型的生態環境系統之間以及生態環境系統各要素的特征和關系的相關數據。一是進行生態環境背景調查；二是用遙感信息與地面站點監測信息相結合，對環境進行連續動態的監測；三是利用"3S"技術支持自然生態環境監測、預報與評估；四是面源污染的監測、分析與評價。通過這些工作大量的收集生態環境的信息數據，建立一個信息管理系統的數據庫，為接下來的信息管理和處理奠定了基礎。
　　（2）生態環境數據的管理。
　　因為隨著科技的發展，生態環境研究的范圍越來越大，手段也是更加的多樣化，GIS技術下
　　采集的生態環境數據也越來越多，越來越復雜。而且隨著不同生態環境系統間研究的加強，就需要建立多學科間的協作，需要建立一個強大的信息數據共享系統。因此需要對生態環境數據進行科學合理的管理，以保證生態環境信息模擬和傳播的順利進行。GIS中的數據庫技術以及元數據技術可以對所收集到的數據進行有效的管理。
　　首先GIS中的數據庫技術運用可以保證數據的管理有序有效。具體由兩方面的工作完成，一是數據的設計與組織：通過科學的數據與組織，可以減少野外采樣的難度，而且也可以相應的降低時間序列分析難度，進一步提高GIS對生態環境數據應用與組織的效率，便于生態環境數據查詢與發布的系統化和網絡化。二是數據質量的控制。GIS技術可以通過設定各種容量值、數據預處理、數據誤差校正等方法保證生態環境數據的準確性，避免把采集到的錯誤數據引入數據庫中，提高數據的質量。
　　其次，GIS中的元素數據技術也可以對生態環境數據進行有效的管理。元數據是數據管理技術的核心，常被用于數據文檔的建立、數據發布、數據轉換等，是數據管理和數據共享的基礎之一。具體來說，元素數據技術可以進行有效的數據管理與存取。生態環境數據的可存取性決定生態環境數據的價值大小。數據越容易被存取、利用的頻率越高，數據的價值也就越大。而GIS中的元素數據技術，不僅考慮其存儲的方式，還考慮到數據的可存取性。實現GIS技術與關系型數據的有機結合，適用于生態環境海量數據的存儲與管理。
　　（3）生態環境信息的模擬與分析。GIS的生態環境信息模擬分析是對生態環境數據深層次的處理。它是以GIS技術與其他信息技術的結合為基礎，完成對生態環境信息的加工、再生而獲取某一生態環境問題的最終解決方案和相關的策略信息。是GIS應用生態環境研究中最重要的部分，也是生態環境數據演變為生態環境信息乃至生態環境知識的關鍵環節。
　　同時GIS軟件可通過對多源、多時相遙感圖像的分析，對歷史進行再現與模擬，并對未來的生態環境演變進行模擬和演示。監測生態環境的演變、模擬生態環境演變帶來的后果、預警生態環境災難的發生具有現實的意義。
　　GIS技術下的生態環境信息模擬分析可分為以下兩個方面：首先是數量分析法，其引入實現了生態環境研究從定性描述走向定量分析的重大突破。目前數據定量分析理淪正不斷的在發展，在GIS中采用分析的手段也日益多樣化。例如，圖形分析方法廣泛應用于生態環境數據的質量控制、數據進化、探索性數據分析和數據管理。其次是模型分析法，其為生態環境的結構與過程以及對系統未來預測提供了有效方法。生態環境系統模型可以分為勻質斑塊系統模型和空間異質系統模型，這兩者各有長處。當前應用GIS技術對生態環境進行基于模型的分析方法已成為生態環境研究的熱點。
　　四、 GIS的生態環境影響評價模型
　　（一）評價模型的概述。GIS技術下的生態環境影響評價模型，是以生態環
　　境影響評價模型為基礎，進一步發展起來的一種可視化的綜合評價模型。GIS軟件為其操作平臺，根據各評價指標因子空間分布情況，以數學模式關系計算生態環境影響的綜合指數，進而完成對所研究區域生態環境影響狀況的評價。GIS技術下的生態環境影響評價模型，在GIS的強大空間分析和顯示功能下，可以對研究區域進行科學的定量評價，也可以展示生態環境影響程度在空間上的分布規律。
　　（二）評價模型的構建
　　GIS技術下的生態環境影響評價模型的構建，主要包括收集基礎數據，整理數據創建評價因子數據庫，構建評價模型等步驟。
　　首先是收集基礎數據。主要是根據評價指標體系，收集地形地貌、氣候環境，土壤保持度和植被覆蓋面積、社會經濟活動要素數據等。為研究區域的各評價指標提供準確的基礎數據。
　　其次是整理數據創建評價指標數據庫。GIS技術下收集的數據較為廣泛，包括遙感數據、紙質地圖、電子地圖、實地調查數據等各種類型，這就要通過統計整理實地調查資料數據、紙質地圖的數字化，數據的精糾正、轉投影，分散的點圖層插值為連續的面數據、數據格式的轉化等方式進行處理，把相關數據轉化為投影相同，格式統一的數據，以便建立評價模型。
　　再次是構建評價模型。GIS技術下的生態環境影響評價模型一般有兩種數據格式，一種是矢量數據，一種是柵格數據。
　　使用矢量數據建立評價模型，是在Arc／info的analysistools模塊下，利用疊加工具集(overlay)
　　的聯合工具(Union)，把各評價指標因子專題矢量數據進行疊加，得到一個綜合各個專題數據信息
　　的矢量數據圖層。在綜合矢量數據圖層中，各評價指標因子分別對應屬性表中的一個字段，用字段的
　　不同屬性值來表示評價指標因子的不同等級參數。然后在屬性表中用添加字段命令(Addfield)添加
　　一個新字段，用來表示生態環境影響綜合指數，再運用屬性運算工具(Calculatevalues)，采用多目
　　標加權函數法，根據各指標因子的權重系數，對代表指數因子的字段值加權疊加運算，計算生態環境
　　影響評價綜合指數，創建生態環境影響評價模型。
　　在當前，與柵格數據相比使用矢量數據有很大優勢，一是，使用矢量數據建立的評價模型評價結果精確度較高，柵格數據則在精確度上較低；二是使用矢量數據建立的評價模型數據修改方便，便于數據的更新和糾正，而柵格數據很難做出更改。三是使用矢量數據建立的評價模型可以直接統計
　　結果，而使用柵格數據的評價模型，則必需先轉化為矢量數據后才能進行統計。四是使用矢量數據建立的評價模型占用的磁盤空間小，模型運行時間短，但是效率高。
　　圖形對比比分析如下：
　　
　　
　　五、 結束語
　　GIS在生態環境研究中的應用，主要是通過生態環境信息的海量收集、系統管理和科學使用上，實現了對生態環境的全面檢測，為各種研究奠定了數據和你技術基礎，同時還可以構建科學的生態環境影響評價模型，為相關部門解決存在的生態環境問題，提供了有效的信息。
　　
　　
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