环境科学中GIS技术趋势

从应用深度上，GIS应用分4个层次：①数据管理。②描述和评估。③建模和空间分析。GIS模型的引入，GIS具有统计、分析功能。④管理和空间决策支持。以GIS环境应用为例，Coverage、Shapefile和Geodatabase等属于数据管理；描述、制图和环境评价属于环境描述和评估；环境模拟属于建模和空间分析；环境信息管理和决策系统属于管理和决策支持。因此，环境科学中GIS技术应用的发展也经历了制图、统计分析和决策支持过程。

伴随新技术应用，GIS技术在环境科学中的应用将向4个方面发展，即环境空间数据挖掘、环境数值预报、环境过程动态模拟和环境信息服务。

1.环境空间数据挖掘

引入空间数据挖掘，GIS将用于发现环境空间要素之间的关联关系。如局部区域某类物种的消失与当地气候、大气成分、水质变化、土壤污染物等的关系，发掘空间相关，找出物种消失的驱动因子。数据挖掘也可能来源于经验知识，如南美雨林生态环境中，野猪与青蛙数量有密切关系。野猪习性喜欢群居，在地上打滚，造成水坑。青蛙喜欢在水坑上部的树叶上产卵，孵化后，蝌蚪从树叶上滑到水坑中，成熟为青蛙。林地面积减少，导致食物匮乏，野猪或迁移或死亡，引起青蛙消失。由此形成一个青蛙数量经验模型，从林地面积、野猪数量发现青蛙生存趋势信息。

2.环境数值预报模型

数值模拟技术使天气预报成为可能，并取得良好进展。环境科学中，多数数值预报模型是空间模型。多因子综合作用，特别是下垫面状态影响，使环境要素空间变异的数值分析相当复杂。环境数据的采集是局部采样，使用样本推导或验证数学模型，如回归分析，建立联系可测变量与预测变量之间关系。预测模型采用样本数据，预测不同区域或不同时间的要素状态。GIS模型则提供每个变量的空间插值分析，通过样点数值预测整个区域环境变量的数值分布。

3.环境过程动态模拟

开发和应用环境信息模型系统，旨在支持环境领域的空间决策。动态模型允许GIS空间分析与过程模型结合，模拟区域环境随时间变化。通过改变模型参数，系统地模拟不同变化的可能结果。动态模拟中，敏感性分析是一个重要术语，它指明每个变量的相对重要性，各个参数变化对结果的影响。

4.环境信息服务

网络技术和无线通讯技术的发展使环境信息服务成为可能。网络GIS作为环境信息发布的网络平台，可以直接发布环境信息。地图数据具有数据量大、传输速度慢的特点，如何快速、不失真地传输环境空间数据，是网络GIS需要解决的问题。也需要进一步明确环境信息的服务对象、用户需求、信息服务的成本与效益以及环境信息服务相关的法律问题。