GIS与大气环境模型的集成方法概述

GIS与大气环境模型的集成方法概述


发布日期: 2016-10-24 更新日期: 2016-12-19 编辑:xuzhiping 浏览次数: 5879

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摘要: 地理信息系统 ( GIS)是一种兼容存储、管 理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统, 是分 析和处理海量地理数据的通用技术 。 GIS能将不 同来源的空间信息及其相互作用的关系方便地进行 可视化显示, 还能将空间和非空间信息集成起来, 为 分析环境污染的...

地理信息系统 ( GIS)是一种兼容存储、管 理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统, 是分 析和处理海量地理数据的通用技术 。 GIS能将不 同来源的空间信息及其相互作用的关系方便地进行 可视化显示, 还能将空间和非空间信息集成起来, 为 分析环境污染的空间变异提供有效手段。 充分利用 GIS的可视化与空间分析功能, 并与大气环境模型 结合起来进行大气环境污染的动态研究、评价及管 理, 具有重要的应用价值。

大气环境污染问题已经成为我国政府和社会所 面临的严峻问题, 如何采用新的技术来实现对大气 环境污染的模拟、预测和管理, 是环保工作者目前的 重要任务。

然而, 由于大气环境模型研究通常是独立于 GIS在自身领域发展起来的, 其规模和复杂程度同 GIS一样庞大而复杂。 同时, GIS的空间数据复杂,数据模型缺乏环境模拟所需的时空结构, 软件系统 也不具有能够同时处理空间和时间数据的可变 性 , 这些进一步增加了 GIS和大气环境模型集成 的难度。 因此, 尽管大气环境模型与 GIS集成的重要 性已人所共知, 但 GIS与环境模型的结合仍很不 够 。

对于 GIS与环境模型的集成, 国内外已经进行 了大量的研究工作 。 最早明确环境模型与 GIS 集成途径的是 GOODCH ILD等 。 按照 GIS与环境 模型的耦合程度划分为环境模型与 GIS的松散集 成, 环境模型与 GIS的紧密集成及环境模型与 GIS 的完全集成 3种模式 。

松散集成是基于现有的技术, 将独立的地理信 息系统、模型或建模系统联合应用来求解问题的一 种途径。 实际上只是一种概念集成, 技术上无须做 任何的工作, 只要两端提供数据格式相互匹配即可,又称文件级集成 。 模型读取 GIS提供的数据文 件, 分析结果由 GIS进行表达。 二者均拥有自己的 用户界面, 并以二进制或文本的形式进行数据交换。这种集成模式没有统一的界面; 没有统一的数据结 构; 不具备模型的开发和修改功能; 在进行模拟时无 法进行人机交互; 使用不方便, 效率低, 且容易出错。

紧密集成具有统一界面和数据逻辑模型以及内 存消耗于一体, 提供透明的文件或转换机制, 实现双 向信息共享, 用户可通过 GIS 内置的宏编程语言 (如 A rcPInfo的 AML)直接访问各种环境模型。 这种 集成方式降低了 GIS和模型间文件交换的繁琐和出 错率。 但是 G IS所提供的二次开发语言大都不能与 C, C+ + , FORTRAN等专业程序设计语言相比, 难 以开发复杂的应用系统。

完全集成则将模型与 GIS作为统一地学处理软 件的一部分, 不但文件共享和界面统一, 而且可以支 持无缝、友好的环境进行地理模拟模型的建造、执行 和操作, 用户可即时可视化正在运行中的模拟, 但它 要求软件工程师和环境领域专家的密切配合, 花费 的经费和时间较多。 完全集成实际上是一种理想模 式, 目前尚 未完全实现。 虽 然商业 GIS 软 件如 ArcGIS内置一些模型分析功能, 但其建模方式远不 能满足大气环境领域实际建模要求。

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