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[關鍵詞]地理信息系統；環境保護；應用

中圖分類號：C931.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）15-0362-01

一、前言

作為一項實際應用效果良好的系統方法，地理信息系統在近期得到了長足的發展和進步。研究其在環境保護中的應用，能夠更好地提升其實踐水平，從而保證環境保護的效果優化。本文從概述相關內容著手本課題的研究。

二、概述

在當今全球性環境惡化日趨嚴重的背景下，人類社會共同面對的是解決人口和資源以及環境問題，人們對保護環境的重要性認識深刻。各界人士開始高度重視重大推動環境保護進程的信息技術。但保護環境與采集和處理環境信息具有密切的關系，而空間位置將決定85%以上的環境信息，與有關，所以就環境保護工作而言，其有力的工具就是地理信息系統。研究者運用地理信息系統技術，對各種環境信息進行獲取和存貯等，并可有效的監測和評價，以及分析和模擬環境，從而把信息服務和技術支持客觀和及時，以及全面和準確的提供給環境保護。我國領土面積較大，存在著突出的環境問題，因此國家環境地理信息系統的建設和發展意義重大，而且必要性和迫切性極為突出。

我國由于過于注重經濟的發展，而忽視環境的保護，致使出現環境污染嚴重，生態破壞嚴重的局面，在這種嚴峻的形勢下，我國各級環保部門以環境保護這項艱巨繁雜的任務視為自己的職責，在實踐中對環境信息的獲取與處理達到及時和準確以及高效的重要性認識充分，并對信息技術應用達到廣泛和靈活的重要性也認識深刻。積極的投身到環境地理信息系統的建設中。目前，地理信息系統平臺軟件被全國絕大部分環保部門使用，環境基礎數據庫在大部分省市完備的建立起來，并以GIS平臺為基礎，把城市環境地理信息系統等模塊開發出來，應用GIS平臺成效顯著。

三、地理信息系統的特征

地理信息系統是傳統科學與現代技術相結合而產生的邊緣科學，它具有多學科交叉的特征，地理信息系統又是計算機化的信息系統，需要得到計算機硬件和軟件系統的支持。

地理信息系統處理的對象為地理空間信息，地理信息系統用于處理自然界特定空間內各種地理現象的信息，地理信息系統的核心組成是地理數據庫和空間數據庫，包括屬性數據庫、圖形數據庫和遙感影像數據庫等，地理信息系統能夠在同一的平臺內綜合處理這些信息，這是地理信息系統不同于其他信息系統的重要一點，并且包含的內容是豐富的和廣泛的。

地理信息系統可以根據實際需要設計生產各種地圖，它通過圖表、文字、色彩等信息形象的表現出來，地理信息系統具有強大的制圖功能，完全可以代替傳統制圖和一般意義上的機助制圖技術。地理信息系統具有空間分析功能，從而使地理信息系統區別于機助制圖系統，也正是空間分析功能賦予地理信息系統以強大的生命力。空間模擬地理信息系統是整個地球或部分區域的資源、環境在計算機中的縮影。

地理信息系統除了具有信息的一般特性還具有以下獨特特性：①空間分布性。它具有先定位后定性以及在區域上的分布特點，屬性的表現形式是多層次的。②數據量大。因為它具有空間特征和屬性特征還隨時間的變化而變化，所以數據量很大。

四、環境信息系統與GIS

1.我國當前環境信息系統的功能

對于巨量的環境數據，應使其有效地為環境管理決策服務，當前環境管理信息系統的功能大致有以下幾點：

為環境管理部門提供數據和信息存儲方法（基礎數據庫系統）；提供環境管理的統計數據、報表和圖形編制方法；建立環境污染的若干模型，為環境管理決策提供支持；提供環保部門辦公軟件；提供信息傳輸的方法和手段。

城市環境信息系統（UEIS）是一個空間型的環境信息系統，以“人口-資源-經濟-環境”區域綜合體為研究對象，深入研究它們內部和彼此之間的相互關系與變化規律，為城市區域環境管理決策及其他服務提供了一種現代化的技術手段，其主要功能是完成日常城市環境規劃、管理、決策及科研所需數據的存儲更新、查詢檢索、統計分析和繪圖制表等任務；利用常規監測和調查數據，完成以總量控制為目標的各項工作如環評、發展預測、環境模擬與規劃等；利用遙感數據，完成對城市生態變化的檢測與評價有關工作如城市生態遙感制圖、城市用地結構、空間質量及社會環境評價。

2.數據組織及應用模型

UEIS的數據組織用來源、類型及結構（字符型、數據型和少量日期型）和組織形式描述，系統的基礎數據包括區域背景（地理圖文、遙感影像）、環境信息（環境背景值、污染源、監測、統計、標準等）和輔助信息（人口、經濟、水文、氣象等），屬性數據以DBF文件的形式存放，由關系數據庫FOXBASE管理，圖形以VEC的形式存放，由系統管理。應用模型是系統的中心，有大氣現狀評價、大氣質量預測與大氣環境規劃三個應用模型和城市用地結構、空間質量及社會環境三個評價模型。

3.技術特點及不足

UEIS在GRAMS支持下，結構功能性能能滿足城市環境管理與城市生態評價等要求，是一個以城市生態為主要對象的多功能多目標的GIS應用系統，靈活通用的檢索查詢使已有數據庫數據得以有效利用，實現了模型的計算，把遙感信息列入環境應用領域，界面友好。不足是圖形圖像的掃描、圖形與屬性數據交互查詢、環境模型應用、維度擴張、環境數據庫功能有待進一步完善。

五、在環保領域應用GIS技術的情況

1.應用GIS圖

運用GIS技術把各類環境專題圖制作出來，并以專題圖庫的形式進行匯集，是應用該技術主要完成的任務。而傳統手工制圖技術具有較長的制作周期，更新內容慢的特征，兩者相比，利用GIS技術對地圖數據庫進行構建，是“投入一次實現產出多次”的有效利用基礎資源。同時，以各自不同的需求為導向，GIS地圖數據庫用戶可把各類專題圖輸出來。

2.以GIS為基礎的地理信息系統

系統管理和強大處理空間數據的采集和編輯以及整合能力是GIS出眾的功能。充分的運用好這一優點，將使地理信息系統的建立具有較強的綜合性，而且具有完備的特征，例如使用GIS可以把污染源空間數據庫等各種環境空間數據庫建立起來。

3.在環境監測中應用GIS

利用GIS技術能夠有效地實現存儲和分析，以及顯示和處理實時采集的數據，這將有利于輔助即時決策環境問題。如深流域水環境信息管理系統被廣東省開發出來，該系統對水環境現狀的顯示和分析可以直接進行，對污染源的分布直觀呈現，并能夠實現即時評價水環境質量，還對污染物來源等具有追蹤功能。但是就我國獲取和處理環境信息水平來看，總體技術上還處于比較低的狀態，普遍運用常規環境監測技術手段，連續動態監測環境污染和生態還達不到大面積和全天候以及全天時。

六、結束語

通過對地理信息系統在環境保護中應用的研究，我們可以發現，該項工作的開展有賴于對多項優勢條件的利用，有關人員應該從環境保護的客觀實際出發，研究制定最為符合實際的地理信息系統應用方案。

參考文獻

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一、地理信息系統技術分析

地理信息系統是Geographic？Information？System的中文解釋，簡稱為GIS，其對空間數據具有采集、描述、管理、分析、存儲、檢索、查詢、顯示等功能，是現代化的計算機系統。在地理信息系統下，通過對地理信息數據的處理和分析，能夠有效實現“為我所用”的功能。在這一技術下，以地理空間數據庫為基礎，通過計算機軟件和硬件的操作，可以充分實現對數據的深度挖掘，實現對地球表層空間數據的描述、分析、存儲和檢索。

在實際的應用過程中，通過GIS的強大功能，可以有效實現對地理數據的處理，其主要功能包括數據顯示、數據分析、數據操作、圖像處理、數據存儲以及輸入輸出等。

首先，關于數據的采集和輸入功能，對外部的原始數據進行采集，并傳輸到數據處理系統進行數據的處理和分析，但是，在分析之前，系統將會到原始數據進行格式轉換，從而將原始數據以系統內部格式的方式存在。

其次，在地理信息系統下，具有屬性比你和圖形編輯的數據編輯功能。關于圖形編輯，主要承擔校正誤差、拓撲關系建立、圖形編輯、變換和修飾以及圖幅拼接等。在屬性編輯功能下，該功能與數據庫相對接，做好數據庫管理工作，常用的管理方式主要是指刪減、增加和修改等。

第三，關于數據存儲、管理方面的功能，主要是完成數據存儲功能，將某些特定的數據進行存儲，存儲介質要根據具體情況而定，可能是外存儲設備，也可能是計算機內部的存儲器，這要根據數據文件結構來分析。而在數據管理方面，主要借助邏輯數據進行關系的建立，并通過關系數據庫實現對數據的管理。

第四，在地理信息系統技術下，可以實現對地理空間的查詢與分析。其中，主要的功能有數據綜合分析、數據查詢檢索以及操作運算等，從而在數據庫、存儲裝置以及文件中得到要想的目標數據，可見其查詢及檢索的功能強大性。另外，借助GIS技術，可以實現對目標地理空間實現全面分析。

第五，與計算機系類似，地理信息系統技術還具有數據顯示與輸出的功能。通過顯示器，可以將數據、結果以及中間的分析過程進行展示，其中，主要是分析過程的顯示、圖形數據的編輯。借助GIS技術以及網絡技術，可以將結果進行遠程傳輸，同時也可以通過打印機、繪圖機以及計算機顯示屏顯示結果。

二、地理信息系統技術在環境科學中的應用

1在環境管理方面應用地理信息系統技術

具體到環境管理工作的實際，國家和各級環保部門需要在工作中遇到大量的數據和統計報表，從而獲取準確的環境質量情況。如果單純依靠人工手段，面臨大量的數據分析工作，勢必會讓人束手無策。而通過地理信息系統技術的應用，正好可以實現對這一問題的解決，從而優化了各類環境資源的管理，尤其是生物資源、水資源、大氣質量、社會經濟等。通過地理信息系統技術的應用，實現了信息資源的優化的同時，能夠有效實現資源的優化配置，從而為土地的合理開發利用、城市發展規劃、環保統計等提供有效的數據支持。

2在環境影響評價方面應用地理信息系統技術

在地理信息系統的實際應用中，將其應用于環境影響評價具有重要的作用。通過其技術應用，可以有效實現對土地利用情況、大氣質量、地下水質、地表水質量、點、面源污染等數據的集成和管理，從而通過龐大而精確的數據對環境影響作出評價，成為輔助決策的重要依據，尤其是工程項目的建設，通過分析其對環境的影響路徑、影響情況及危害程度，為工程項目建設施工的科學決策奠定了基礎。

3在面源污染問題方面應用地理信息系統技術

在環境科學領域，面源污染問題一直是重大研究課題之一，是現實中對環境影響較為嚴重的污染類型，再加上其成因復雜，受影響范圍廣，因而難以有效分析和控制。在地理信息系統技術的介入下，可以將地理資源與面源污染模型結合起來，從而實現對河流的綜合分析，并以圖形的方式進行結果輸出和顯示，在地理信息系統技術的分析下，對易受侵蝕區域進行標記，合理評價面源污染，并根據土地的利用情況實現合理分配，從而為科學決策提供有效的理論依據。

4在水文環境管理方面應用地理信息系統技術

在地理信息系統技術下，環保工作中的水文、地形、土地利用等數據均可以實現科學化、現代化管理，并通過該技術所帶有的特定程序，實現對水文環境問題的分析，從而有效促進水文環境管理工作的科學化。比如，在GIS技術下，將柵格型地理信息系統技術搭配上有限元分析法，可以實現對暴雨徑流問題的分析，并以圖形的方式顯現出來，圖形中對洪水泛濫區域以及高徑流量區域進行特殊標記，并對洪水可能帶來的災害進行模擬，尤其是洪水災害對地表物質和土地利用情況的影響，這樣的分析結果可以廣泛應用于水利工程的選址以及建設中。與此同時，在GIS技術下，由水文數據、地質數據、降水量、含水層、土壤情況等組成的數據庫，可以有效滿足工程設計部門對于水文情況的查詢、檢索需求，為科學決策和研究提供了重要的參考資料。

結語：

在當代，隨著科技的進步，地理信息系統技術也不斷完善，在環境科學中的應用也日漸廣泛。隨著地理信息系統技術應用的日漸成熟，環境監測質量、管理效率也得到了有效提升，這對于促進環境管理的集成化和高效化具有重要意義。

參考文獻：

[1]張態，申元英.地理信息系統在環境流行病學中的應用[J].現代預防醫學，2013，11：2005-2009.

[2]黃菊.地理信息系統在環境保護中的應用[J].環境與可持續發展，2012，03：110-111.

[3]單禮堂.地理信息系統技術在環境科學中的應用[J].環球市場信息導報，2015，27：73+75.

[4]馬超群.淺析地理信息系統技術及其在環境科學中的應用[J].城市地理，2015，22：219.

[5]馬宇航.地理信息系統技術及其在環境科學中的應用[J].黑龍江科技信息，2015，35：101.

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Abstract:Environment for a brief introduction of the concept of geographic information system and its basic functions, listed in the environment of GIS in environmental management in the application of geographic information systems environment at home and abroad of the research focus and direction and environment for the development of geographic information systems strategy and advice.

關鍵詞：GIS 環境地理信息系統 空間數據庫

Key words:GIS, Environmental Geographic Information System, Spatial Database

【中圖分類號】K9 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004-7069（2009）-06-0122-01

一、環境地理信息系統的概念

環境地理信息系統( Geographic Information System for Environment ,簡稱EGIS) 是收集、存儲、管理、綜合分析和處理空間信息和環境信息的計算機軟硬件系統。它是GIS 技術在環境領域的延伸,是GIS 技術與環境監測技術、環境管理技術等各種環境信息分析和處理技術的集成。環境地理信息系統的主要功能有:

1. 基本功能包括對空間和屬性數據的輸入、存儲、編輯,以及制圖和空間分析等功能。編輯功能允許用戶添加、修改、刪除點、線、面或修改其屬性信息;制圖功能可以靈活多樣地制作和顯示及輸出各種專題地圖,如污染分布圖、水功能區劃圖、環境規劃圖等等,地理要素可放大縮小以顯示不同的細節內容,并能夠測量地圖上線段的長度或指定區域的面積。

2. 空間統計分析(Spatial Statistics Analysis) 是指對空間數據庫中的專題數據進行統計分析。畢業論文 包括各種屬性數據的集征數、離散特征數及其分類分級統計等。

3. 緩沖區分析(Buffer Analysis) 是GIS 的基本空間操作功能之一。例如,某地區有危險品倉庫,要分析一旦倉庫爆炸所涉及的范圍,這就需要進行點緩沖區分析,結合與居民地圖層的疊加分析,可以獲取需要疏散的人口數等等。

二、環境地理信息系統的具體應用

1. 電子地圖使環境管理工作變得輕松直觀

由于采用空間數據和數據庫掛接,改變了傳統的信息管理方法,地圖由傳統的靜態紀錄變為信息豐富多樣的動態的電子地圖,實現了數據可視化。它使環境主管部門對各種環境要素的管理變得直觀、簡單和輕松。

2. 強大的環境規劃手段

區域環境規劃是EGIS 應用發展的重點領域之一,目前基于EGIS 的環境規劃模型還處于深化研究階段,將環境應用模型與GIS 集成為一體,可以為環境規劃提供更強大的技術手段。由于應用EGIS 能夠更好地考慮和評價建設項目對環境的影響,因此在建設項目的環境評價中得到廣泛應用。

3. 危險物運輸管理

借助GIS 的運行路徑選擇功能,可以對危險物轉移運輸線路進行優化選擇,能避開人口集中居住區、飲用水源地等環境敏感區域制定運輸計劃。并可以通過GPS 對危險物的運輸線路進行實時監控。

三、國外環境地理信息系統的研究重點

1. 數據采集的技術比選

當前環境管理決策要求EGIS 提供的數據種類及其范圍都在不斷擴大,同時信息采集技術也有了很大的發展,包括GPS 技術、視頻技術、高清晰衛星圖像、實時環境監測技術等等。

2. EGIS 與環保信息化之間如何協調發展可以預計未來五年內EGIS 將會與環境信息化越來越緊密地集成起來,發揮良好的社會經濟效益,大大提高現有的環境管理與決策水平。二者的緊密集成還需要研究以下問題:

1. 制定所需空間數據及環境數據的標準,以保證系統的擴展性與兼容性;

2. 空間數據的獲取渠道以及更新途徑,以保證系統的可用性及可靠性;

3. 研究以何種方式進行有效集成,并分析這種方式的可行性;

4. 研究環境信息與空間信息及其分析、模擬結果的綜合表現方式;

5. 建立示范項目以便分析和測試集成的效果。

3. 海量空間數據庫管理技術

隨著空間信息與環境信息的積累,EGIS 的數據庫的維護會變得越來越重要,新的數據采集技術可能會使數據量以幾何級數增長,海量數據的存儲與維護是要繼續研究的課題。

四、發展環境地理信息系統的策略探討和建議

隨著國外EGIS 技術的逐漸成熟和數據采集技術的快速發展,建立環境地理信息系統的條件開始逐漸成熟,而且將成為我國發展GIS 的重點領域,從GIS 在我國近幾年的發展領域也可以看出這種趨勢。當前我國有關部門已經開始著手進行環境地理信息系統的開發,并進行了一些有益的嘗試,發展EGIS 應當采用“統一規劃、注重基礎、緊密跟進、高起點開發、協調發展”的發展策略。

當前我國各地許多部門雖然已經開展了EGIS的研究與開發,但這些開發均是出于本部門的需要,很少考慮到將來部門之間的數據交流和共享,加上沒有全國性的EGIS 發展框架和數據標準,數據的通用性將成為影響EGIS 開發的關鍵因素,建議有關部門及時組織開展EGIS 發展體系和框架標準的研究。

五、結束語

地理信息系統是近二十年來迅速發展的信息技術的重要組成部分,它的應用已經從早期的礦產資源管理拓展到與空間地理相關聯的更廣泛的領域,特別是在環境領域,原有的多種環境信息處理技術(環境模型、環境規劃分析) 正在與地理信息系統融合,逐漸形成具有強大功能并具有環境特征的地理信息管理系統,即環境地理信息系統( EGIS) 。它將成為各個環境管理部門日常信息處理不可缺少的新工具。它將徹底改變傳統的信息處理方式。可以說它是環境管理進入信息時代的標志。

參考文獻:

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[關鍵詞]地理信息系統 地質工程勘察 應用

一、地理信息系統的概念

地理信息系統（GIS）在計算機硬件和軟件系統的支持下，可以對整個或者部分地球表層中的地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示以及描述。地理信息系統可以分成人員、數據、硬件、軟件、過程這五個部分，人員是地理信息系統中最重要的部分，首先開發人員要定義地理信息系統中需要執行的每個任務，然后進行處理程序的開發，開發人員要具備熟練的操作水平，才能克服地理信息系統中出現的問題。精確的數據會影響到查詢和分析的準確度。硬件的性能可以影響到軟件處理數據的速度。軟件除了地理信息系統，還包含繪圖、數據庫、影像處理、統計等其他程序。

二、地理信息系統的功能特征

地理信息系統亦稱之為GIS，是基于地理空間數據庫，并借助計算機軟硬件，對具有空間內涵的地理數據進行科學分析和綜合管理，在地質學中的應用，可提供地質管理、決策等重要信息。其系統功能特征表現為以下幾點：（1）數據輸入。地理信息系統在收集相應地質信息資料之后，以圖形數據、圖像數據和屬性數據的形式，將數據輸入到系統當中，為地質災害防范、環境地質研究、地質剖面繪圖等，提供科學合理的數據。（2）檢索查詢。地理信息系統提供交互式查詢檢索、影像庫查詢檢索、圖形庫查詢檢索、屬性庫查詢檢索等檢索查詢功能，可供系統應用時快速找到所需的數據資料。（3）統計分析。針對地質學中的空間分析、模型分析預測、專業統計分析、常規統計分析等統計分析需求，在經過一系列信息篩選后，分析輸出地質災害、環境地質研究等所需的信息。

三、地理信息系統在地質勘察中的應用現狀

在當前我國社會經濟發展的過程中，其國土資源的利用有著十分重要的意義，它是人們日常生活、社會生產的基礎內容之一。因此為了提升國土資源的利用率，我們就將地理信息系統技術應用到其中，從而對相關的空問數據信息進程采集，進而滿足現代化地質信息化建設的相關要求。近年來，在我國地質勘測工作中，人們為了使得資源可以得到充分的利用，人們在制定了相關的規范制度和文獻規則，來對其進行相應的優化管理，促進我國國民經濟建設。

地質工程勘察的場區地下空間由很多地層組成。經過抽象歸納，對其特征進行分析，主要表現為以下幾方面內容：其一，地層具備一定的地質成因、巖土性能、地質年代等特征，在空間中連續分布，并且相同的地層具備共同的特征；其二，不同的地層依照一定順序呈縱向疊加規律，橫向分布的地質結構同外部作用有著密切的關聯。

當前，地質勘察的數據信息其處理方法主要是進行人工管理，借用Microsoft Office表格、Auto CAD繪圖軟件及土木巖石專業的工程計算軟件進行輔助，制作勘察報告及圖表。因此，經常出現數據輸入錯誤、重復、信息凌亂，管理能力差等問題，對資料的準確性及處理效率都造成影響。以地理信息系統為基礎，對地質勘察信息進行處理，可以更好的保證工作效率，處理上述問題。

四、地理信息系統在地質勘察中的應用

1、創建模型

勘察對象的地形較為復雜，其包含了各種各樣的自然地質及人工設施。因此，應依據地質情況的不同建立三維模型。依照的原則為：結構描述清晰、關系明確、具備一定的空間精度，從而為后續的信息分析及處理提供方便。

2、可視化管理的數據庫

數據庫的管理工作是進行地質勘察的基礎。盡管應用以往的數據庫能夠對記錄進行管理，但是其工作效率相對較低。應用可視化的管理數據能夠對三維空間進行各項操作。地理信息的主要功能就在于其可視化，同時也是對空間數據庫進行觀測的基本方法。伴隨著三維技術及可視化的不斷發展，3D、Direct3D被廣泛應用到地質的可視化技術中，并發揮著極為關鍵的功效。同時，在Windows操作系統中，應用3D函數，不僅可以創造良好的立體效果，同時還可以減小軟件研制的繁復性，進而對可視化軟件同三S數據模型接口間的問題進行處理。

3、地理信息系統在勘察安全中的應用

伴隨著水資源的不斷開發，環境情況逐漸惡劣，勘察工作的安全問題也日益突顯，事故頻發，災害經常出現，不僅影響了經濟發展的速率，同時還對人們的生命財產安全造成危害。所以，地質勘察信息系統在災害預防方面有著極為重要的作用。應用地理信息系統技術可以為災害預防提供強有力的數據保障。災害的分析工作是一項極為繁復的工作，需要大量的數據，耗時較長，并且很容易出現問題，應用地理信息系統技術建立數據庫，對災情可以更直觀地進行反映，讓決策人員猶如身在現場，對各種救災工作更快速地調動，減少決策的錯誤出現幾率，同現實問題相吻合。

4、地質勘察中其他工程的應用

在勘察中，有很多項目工程，其都同勘察的信息之間存在密切的關聯。應用地理信息系統技術，同模型相結合，可以對項目進行仔細規劃，具備鮮明的優越性。同時，對信息的分析、對比等操作能夠對未來的項目趨勢進行預測，為決策人員提供參考。

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Wang Bo

（Shanghai Maritime University Ocean Enviromental and Engineering College，Shanghai 201306，China）

摘要： 文章提出了GIS在微生物監測中的設想及操作步驟。通過實驗得出微生物數據，并建立微生物空間數據庫，利用ARCGIS軟件中地統計模塊對微生物進行空間自相關分析，進行環境分析。

Abstract: This paper puts forward the application of GIS in the microbial monitoring and procedures. Through the experiment, the paper gets microbial data, and establish microbial space database. And using geostatistical analyst of the ARCGIS software makes spatial autocorrelation analysis about microorganisms and environmental analysis.

關鍵詞： GIS 環境監測 微生物 地統計學

Key words: GIS；environmental monitoring；microorganisms；geostatistics

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）27-0114-01

0引言

GIS地理信息系統是以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，運用系統工程和信息科學的理論，科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據，以提供管理、決策等所需信息的技術系統[1][2]。簡單的說，地理信息系統就是綜合處理和分析地理空間數據的一種技術系統。本文對如何建立微生物環境地理信息系統庫，系統、直觀、形象的反映微生物狀況進行了初步探討。

1思路及技術路線

1.1 思路首先，通過微生物實驗得出環境數據。

其次，將實驗得到的環境數據輸入GIS軟件，建立臨港新城環境地理信息系統數據庫。

再次，利用GIS強大的空間分析功能，利用其地統計分析工具對環境數據進行分析。

1.2 技術路線圖

2內容方法

2.1 實驗部分微生物檢測：土壤微生物培養分別采用牛肉膏―蛋白胨培養基分離細菌，高氏一號培養基分離放線菌，馬鈴薯培養基分離真菌，微生物計數采用平板菌落法。

2.2 數據處理部分將實驗得到的數據按照固定格式輸入Excel表格，再將Excel數據添加到ARCGIS數據庫，轉換成shp格式，以此得到臨港新城環境屬性。應用GIS空間分析模塊（地統計學）對環境數據進行分析。

首先，由于地統計學只有對正態數據的插值分析才是最優的，因此必須先需對環境數據進行正態檢驗，若不符合正態分布，則進行正態轉換；

其次，選擇最適合的變異函數理論模型，常用的理論模型有球型模型、指數模型、高斯模型；并對插值結果進行交叉檢驗[3]。

最后，通過Kriging插值得出微生物的空間分布圖，根據分布圖進行相關分析。

2.3 臨港新城土壤環境分析通過實驗數據，對各環境因子間的相關性進行分析，以及各環境因子對臨港新城土壤環境的影響，最后根據分析結果綜合分析臨港新城土壤環境現狀[4]。

3結語

土壤微生物是土壤中有機物質的分解者和轉化者，在土壤肥力和生態系統功能上占有重要地位。由于微生物對環境變化敏感，因此微生物量能夠在一定程度上反映土壤的養分以及污染程度，一個地區土壤中微生物數量越大，說明該地區土壤環境越好[5]，因此對土壤微生物量的監測是極其重要的。

在過去傳統的環境管理中，涉及多部門、多地區和多領域，具有復雜性和時空動態性的環境數據，多以枯燥單調的文字形式表現出來，許多深層次的信息乃至知識掩埋在文字背后，系統缺乏強勁的統計分析、可視化分析及決策支持功能[6]。隨著電腦技術的發展,地理信息系統（GIS）已被逐漸廣泛用于環境領域，不僅可以及時、準確、高效地獲取、存貯、管理和顯示各種環境信息，而且可以對環境進行有效的監測、模擬、分析和評價。

參考文獻：

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關鍵詞：土地地理信息系統；平臺；GIS

中圖分類號：TP399文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）08-0115-02

一、土地管理與GIS

土地資源是人類賴以生存的不可再生資源，是人類一切生產和生活活動的基本載體，也是人類社會可持續發展的基礎，合理開發利用土地資源是土地管理工作中最根本的任務。土地管理工作面廣、涉及信息量大，從調查登記到發證統計涉及到眾多的作業流程，為保證土地信息的準確性和實效性，每一流程所獲取的信息都應當準確無誤，這是一般手工管理方式所無法勝任的。

GIS（地理信息系統）技術的出現為有效管理土地信息提供了一種很有效的手段，利用GIS建立的土地管理系統，不僅可以實現土地信息的實時更新和土地利用的動態監測，而且可以根據決策部門的要求，快速地提供多種土地利用及規劃方案供領導部門選擇，為土地資源調查、制圖、土地統計、土地利用動態監測、土地資源分析及評價等提供必要的技術支持。

二、土地地理信息系統的GIS平臺

（一）GIS平臺選擇的標準

GIS平臺的選擇對成功的建立土地地理信息系統是十分重要的。GIS平臺的選擇主要考慮以下三個方面的問題：

1．系統的伸縮性在網絡技術和環境日趨成熟和完善的時代，任何一個信息系統都不應是孤立存在的，它不應該成為信息海洋中的一座“孤島”。在設計和實現系統時候采取“統籌規劃，分步實施”是一種上佳選擇。而要做到這一點，系統所依賴的平臺的“可伸縮性”則是關鍵，它可以保證系統的分步實施不會因為平臺的提升和系統規模及功能需求的擴展而陷入進退兩難的境地。

2．系統的集成性土地地理信息應用系統在實際的應用中需要跟其它諸如MIS等系統集成，方可滿足需求。因此，我們常常會談論到所謂“無縫集成”的問題。對“無縫”的追求其實是因為以往許多軟件系統（包括GIS平臺）在與外部系統連接時是“有縫”的，無法很好地集成和融合。

3．系統的安全性系統的安全性應具有三個方面的意義：一是系統自身的堅固性，即系統應具備對不同類型和規模的數據和使用對象都不能崩潰的特質，以及靈活而強有力的恢復機制；二是系統應具備完善的權限控制機制以保障系統不被有意或無意地破壞；三是系統應具備在并發響應和交互操作的環境下保障數據安全和一致性。

（二）土地地理信息系統的GIS平臺――ArcGIS

隨著計算機技術的發展與革新，GIS技術已經相當成熟，商業化GIS平臺產品已成為當今發展最快的軟件產業之一。從目前國內眾多地理信息系統使用的GIS軟件的應用情況來看，大部分單位使用國外進口軟件，以ArcGIS、MapInfo較多。國內GIS軟件由于面世時間短，用戶較少，其性能及穩定性尚待提高。

這里我們主要調查比較了目前國內土地部門比較常用的三種GIS平臺：MapInfo、AutoCAD Map與ArcGIS。其詳細比較結果見表1。

通過上面的比較，我們不難看出ArcGIS是目前世界上最優秀的GIS平臺，基于ArcGIS平臺構建系統只是投入相對較大。我們的土地地理信息應用系統是一個高起點、高標準、實用性強的信息系統，它必須具備良好的延伸性、集成性和系統安全性，具有海量數據存儲與處理、高效并發訪問的能力，滿足無縫圖文一體化管理的要求。從長遠的角度來看，ArcGIS開發前期投入大的缺點完全可以忽略。因此，所有這一切都決定了選擇ArcGIS平臺來構建本系統是最理想的選擇。

（三）ArcGIS概述

ArcGIS是ESRI（美國環境資源研究所）在全面整合了GIS與數據庫、軟件工程、人工智能、網絡技術及其它多方面的計算機主流技術之后，成功地推出了代表GIS最高技術水平的全系列GIS平臺――ArcGIS系列。ArcGIS是一個統一的地理信息系統平臺，由五個重要部分組成：（1）ArcGIS桌面軟件。一個一體化的高級GIS應用；（2）ArcSDE通路。一個用關系數據管理系統（RDBMS）管理空間數據庫的接口；（3）ArcIMS軟件。基于Internet的分布式數據和服務的GIS；（4）ArcGIS Engine。一個完整的基于ArcObject嵌入式的GIS組件庫；（5）ArcGIS Server。一個用于構建集中管理、支持多用戶企業級GIS應用。

下面是這五部分的具體內容：（1）ArcGIS桌面軟件指ArcView，ArcEditor和ArcInfo。它們分享通用的結構，通用的代碼基礎，通用的擴展模塊和統一的開發環境。從ArcView到ArcEditor到ArcInfo，功能由簡到繁。所有的ArcGIS桌面軟件都由一組相同的應用環境構成：ArcMap，ArcCatalog和ArcToolbox。通過這三個應用的協調工作，你可以完成任何從簡單到復雜的GIS工作，包括制圖，數據管理，地理分析和空間處理。還包括與Internet地圖和服務的整合，地理編碼，高級數據編輯，高質量的制圖，動態投影，元數據管理，基于向導的界面和對近40種數據格式的直接支持；（2）ArcSDE通路指ArcGIS與關系數據庫之間的GIS通道。它允許用戶在多種數據庫管理系統中管理地理信息，并使所有的ArcGIS應用程序都能夠使用這些數據；（3）ArcIMS指一個通過中心網絡門戶來GIS地圖、數據和元數據的有效解決方案。使用ArcIMS構建的GIS網站允許任意數量的用戶通過企業局域網或Internet進行訪問；（4）ArcGIS Server指一個用于構建集中管理、支持多用戶的企業級GIS應用的平臺。ArcGIS Server提供了豐富的GIS功能，例如地圖、定位器和用在中央服務器應用中的軟件對象；（5）ArcGIS Engine指用于構建定制應用的一個完整的嵌入式GIS組件庫。利用ArcGIS Engine，開發者能將ArcGIS功能集成到一些應用軟件，如：Microsoft Word和Microsoft Excel中，還可以為用戶提供針對GIS解決方案的定制應用。

三、土地地理信息系統的系統結構

（一）土地地理信息系統概述

我市土地地理信息系統是我市土地規劃院為推進“金土工程”建設，應管理全市的土地方面的數據的需求而開發的一個系統。它的主要目的是實現規劃院管理和利用土地調查的數據，實現多種土地信息的協同管理與應用，為土地利用規劃、土地復墾整理、土地規劃與評價等主要業務提供幫助。

（二）土地地理信息系統的系統結構

土地地理信息系統主要包括數據管理、圖檔管理、土地規劃、土地評價、權限管理模塊。系統采取C/S架構，分為數據存儲層、數據服務層和系統應用層三層。

數據存儲層采用ORACLE作為數據庫對2D、3D圖形數據、遙感影像數據、各類關系型數據進行統一的管理。Oracle 10g是Oracle公司推出的數據庫管理系統，是專門為進行數據管理而設計的數據庫平臺，也是最為廣泛使用的大型數據庫平臺。

四、結語

隨著城市化過程的快速發展，在土地管理中越來越要求強大的空間分析與查詢能力、海量數據管理能力、“圖文一體化”辦公能力。傳統的MIS難以滿足這一要求。因此，建立基于GIS平臺的土地管理系統，已經逐漸被各級土地管理部門所認同。

參考文獻

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[2]鄭洪波，羅志軍．GIS技術發展趨勢初探[J]．廣西師范學院學報（自然科學版），2003，（3）．

篇7

1（略）

國內在環境信息科學的一些主要論題包括環境信息系統、環境遙感、環境模型、環境可視化、環境信息處理等方面都開展了一些研究工作。20世紀90年代以來，環境信息化發展迅速，特別是從上至下的各級政府主管部門環境信息系統的建設極大地推動了這一工作的進展，環境地理信息系統則已成為實現環境信息化的主要途徑。地理信息系統在環境領域的應用，正在從初期的信息管理、環境專題制圖發展到Gls與環境模型集成陳9]、35技術集成的多媒體環境系統、基于Gls的環境污染擴散模擬t‘’，‘“1、基于GIS的環境治理決策支持系統等。遙感技術在環境科學與工程領域有著廣泛應用，一些主要領域包括大氣污染遙感、水環境遙感、固體廢棄物遙感監測、城市熱島效應與熱環境監測、植被遙感、景觀格局遙感監測、海洋環境監測等。環境建模與模擬一直是環境工程研究的重要內容，一方面，各種數學模型、物理模型、統計模型在環境信息科學中得到大量應用，另一方面，基于環境過程機理的計算機模擬模型、元胞自動機(CA)模型、智能體(Agent)模型等也在環境領域受到重視。數據挖掘與知識發現是從海量數據庫中挖掘和提取對決策分析有用的、先前未知的隱含模式和規則的過程，筆者在1999年即面向環境信息化與數據挖掘技術的發展，試圖將二者結合，提出“環境數據庫中的知識發現”并進行了初步研究。可視化是表達和傳輸環境信息有效的形式，通過三維可視化、三維模擬實現環境現象、過程的真實感表達，能夠更加逼真地傳輸環境信息。近年來，虛擬現實技術在環境科學與工程領域的應用中受到了研究人員的重視卿]。“虛擬地理環境”是虛擬現實技術支持下地球科學研究的創新平臺，依托這一平臺，能夠進行環境科學與工程相關的理論研究、技術開發、工程實踐、模擬決策等活動。針對環境信息技術集成應用的趨勢，聶慶華提出了“數字環境”的概念，數字環境是環境信息化的過程和結果，是三維顯示的數字虛擬環境，包括環境信息數字化、環境信息傳輸網絡化、環境分析模型化和環境空間決策的智能化、環境過程和管理可視化。盡管國內目前在環境信息科學各個分支方向的研究非常活躍，但缺乏整體性、系統性的認識和探討。本文在分析環境信息科學研究進展的基礎上，基于環境信息流和信息分析處理構建了環境信息科學的體系結構，并以煤礦區環境監測治理與管理為例，全面分析了環境信息科學理論、方法與技術的應用，以期促進環境信息科學研究及其在構建和諧社會、推進可持續發展中的應用。

2環境信息科學的體系結構及其在煤礦區的應用

2.1環境信息科學的體系結構盡管環境信息科學的概念提出已有近20年的時間，但從目前國內外研究的現狀來看，對于環境信息科學的概念、學科體系還缺乏明顯的定義。已有的一些環境信息科學研究計劃中界定的范疇也不盡相同。因此，從促進環境信息科學研究的視角出發，首先需要對環境信息科學的體系結構進行界定。HuangGH等川提出的環境信息科學的構成要素及相互之間的關系見圖l，這是當前引用較多的環境信息科學體系結構。由圖1可見，環境信息科學是多學科集成的領域。傳感器綜合技術和通信技術的發展使得大尺度地面采樣技術成為可能，處理不同特征、尺度和復雜性問題的模型綜合成為新的挑戰，包括不同模擬、優化、評價模型以及相關信息技術與平臺的合并，不同技術輸人與輸出之間的聯接，社會經濟因子的量化，以及大尺度集成模型的解算策略。在此基礎上，HuangGH等「‘〕提出基于環境信息科學研究的環境決策支持系統計算機系統，其結構（圖略）USGS的研究報告’)中，將環境信息科學定義為:環境信息科學是為加強對不同復雜程度的環境現象的理解，并提出新的認識的，集成物理、生物學、計算機和信息科學的多學科方法的研發、試驗和應用的學科。不同定義都強調環境信息科學的多學科交叉、以信息技術為支持、解決復雜環境問題的特點。Huang等川的觀點顯然更強調以遙感、地理信息系統和GPS技術為基礎的空間信息技術與環境科學和工程的交叉，而USGS的定義則重點強調了現代計算技術、人工智能等在環境領域的應用，特別是USGS在其未來環境信息科學發展規劃中重點強調了計算智能等技的應用。基于以上觀點以及國內外研究的進展，結合我們的研究實踐與認識，以環境信息流和環境信息處理分析為主線，可以構建環境信息科學的體系結構及主要技術方法（圖略）。環境信息科學的理論基礎來源于面向環境科學與工程領域需求的多學科理論交叉，技術支持在于面向環境信息流的多技術手段集成，最終通過不同學科領域方法模型的綜合，實現環境科學與工程各個階段、各個過程的目標和任務。因此，需要從多學科理論交叉與多技術手段集成的角度推進環境信息科學研究。

2.2環境信息科學在煤礦區綜合應用的研究從一定意義上來講，環境信息科學并不是一門獨立存在的新興學科，而是諸多學科的交叉和集成。不同學科在研究過程中，特別是遙感與地理信息系統應用、資源環境規劃與城鄉管理、環境影響評價、信息科學、計算機技術等領域都從不同的角度開展著與環境信息科學密切相關的內容，這些學科的研究成果是促進環境信息科學發展的基礎和關鍵。換言之，以前進行的研究工作往往是從環境信息科學的開展的相關論題研究，其重點還在于不同學科方向，但已經構成了環境信息科學研究的基礎層。為了促進環境信息科學的研究，需要改變從外部到內部的“包圍型”研究模式，努力推進從核心到的“拓展型”發展模式，即從環境信息流出發，組織和集成相關學科的研究，特別是在不同學科交叉鏈接的關鍵論題上開展深入研究，以便形成適應環境信息科學體系與研究需求的理論方法體系和應用技術系統。煤礦區作為1種以資源開采為驅動力發展起來的特殊地理區域，由于煤炭資源開采(以下僅涉及地下開采礦區)破壞上覆巖層原始應力狀態，導致地下水流失、地面塌陷，進而引發土壤污染、水土流失，礦山排研形成的研石山壓占大量土地，堆積物導致嚴重大氣污染和土壤損害，甚至引發各種地質災害。因此，煤炭區是1種典型的由于礦山開采導致的景觀破壞、環境污染、生態退化的復雜區域，煤礦區的環境問題具有明顯的復雜性。目前，對于煤礦區生態環境主要的研究視角包括:(l)從煤礦開采損害角度出發研究開采沉陷與地表變形預計、監測與治理;(2)從煤礦區土地資源管理角度出發研究煤礦區土地利用/覆蓋變化與生態響應;(3)從煤礦區地質環境角度出發研究礦區地質環境評價與地質災害預防，(4)從煤礦區水資源環境角度出發研究礦井水害、水污染與水資源調控;(5)從景觀格局生態學角度出發研究煤礦區景觀格局;(6)從地理環境演變角度出發研究煤礦區地理環境演變與模擬;(7)從遙感與GIS應用角度出發研究礦區資源環境遙感與信息系統;(8)從大氣污染角度出發研究煤礦區大氣污染評價與控制;(9)從經濟學角度出發研究煤礦區環境經濟評價;(10)從管理學與可持續發展角度出發研究煤礦區環境規劃、環境管理與可持續發展決策;等等。對以上不同視角的研究進行綜合分析，可以看出多主題、多要素的時空環境信息是其中的關鍵，任何視角的研究都需要充分的信息和數據的支持、需要環境信息和背景信息的集成、需要計算機信息系統和分析工具的支持、需要環境知識和其它領域知識的交叉和集成。因此，從環境信息科學的角度出發，可以集成現有的研究工作，充分應用相關學科已有研究成果，通過成果整合與集成，在推進環境信息科學研究的同時，也進一步推動相關領域的研究。實現整合的關鍵在于不同研究視角之間的關聯關系構建、鏈接邊界選擇、信息傳輸反饋、系統相互作用。煤礦區環境信息科學綜合研究與應用體系框架（圖略）。按照該研究框架，煤礦區環境信息科學的重點在于多學科研究的交叉點，主要包括:(l)基于采礦環境影響機理的模型建立、參數獲取;(2)各種環境模型的建立、參數提取與模型驗證(面向環境系統分析的環境評價、污染擴散、環境演變模型和面向環境管理決策的規劃模型、優化配置、動態演變模型以及環境保護治理與生態重建方案設計);(3)面向環境監測的遙感信息源選擇與圖像處理、環境信息提取與分析，以及組織、集成與管理多種環境相關信息的數據庫設計與建立;(4)環境信息系統、地理信息系統平臺下的模型解算與解釋、分析結果可視化與應用;(5)集成信息、模型、數據庫、系統、知識的環境決策支持系統(專家系統)構建。(6)資源一環境一人類一計算機系統中的信息流與信息應用。

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由于大運河時空跨度大、遺產狀態復雜，中國大運河遺產保護的各方面存在諸多困難。以遙感(RS)、地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)、虛擬現實(VR)為核心的空間信息技術的發展為運河遺產的調查、評估、規劃、管理和監測提供了高效的科學方法和先進的技術手段。

空間信息技術發展現狀

地理信息系統(Geographic lnformation Svstem，GlS)是以采集、存儲、管理、分析、描述和應用整個或部分地球表面與空間和地理分布有關的數據的計算機系統。它由硬件、軟件、數據和用戶有機結合而構成。它的主要功能是實現地理空間數據的采集、編輯、管理、分析和統計。地理信息系統最重要的作用是對地理空間及其相關信息進行定量地統計分析，其最大的特點是它能把地球表面空間事物的地理位置及其特征有機地結合在一起，并通過計算機屏幕形象、直觀地展現出來。目前，GIS的應用已遍及與地理空間有關的領域，從全球變化、持續發展到城市交通、公共設施規劃及建筑選址，地產策劃等方面，地理信息系統技術正深刻地影響甚至改變這些領域的研究方法及動作機制。在未來，GIS將在地理信息系統的標準化、GIS集成處理技術、分布式WebGIS、移動GIS、三維GlS(3DGIS)、地理空間數據共享與互操作等方向得到發展。

遙感(Remote Sensing，RS)技術是一種不直接接觸目標體而獲取其信息的技術手段，它可以獲取并處理地球表面的地物和地貌信息、地表的自然地物和人工地物的分布形態以及自然資源和社會資源等方面的信息。與傳統的數據獲取手段相比，RS技術具有可獲取大范圍數據資料；獲取信息的速度快，周期短；獲取信息受條件限制少；獲取信息的手段多，信息量大等技術特點。目前，遙感技術已廣泛應用于農業、林業、地質、海洋、氣象、水文、軍事、環保等領域。將來，遙感技術將步入一個能快速、及時地提供多種對地觀測數據的新階段。遙感圖像的空間分辨率，光譜分辨率和時間分辨率都會有極大的提高。其應用領域隨著空間技術發展，尤其是地理信息系統和全球定位系統技術的發展及相互滲透，將會越來越廣泛。

全球導航衛星系統，包括全球衛星定位系統(Navigation Satellite Timi ng and Ranging／Global Positioning System，GPS)、全球導航衛星系統(GIobaI Navigation Satellite System，GLoNASS)、伽利略導航衛星系統(GALILEO)以及我國自主研發的北斗導航試驗衛星，其中，GPS的影響和應用最為廣泛。GPS作為一種全新的現代定位方法，已逐漸在越來越多的領域取代了常規光學和電子儀器。20世紀80年代以來，尤其是90年代以來，GPS衛星定位和導航技術與現代通信技術相結合，在空間定位技術方面引起了革命性的變化。用GPS同時測定三維坐標的方法將測繪定位技術從陸地和近海擴展到整個海洋和外層空間，從靜態擴展到動態，從單點定位擴展到局部與廣域差分，從事后處理擴展到實時(準實時)定位與導航，絕對精度擴展到米級、厘米級乃至亞毫米級，從而大大拓展它的應用范圍和在各行各業中的作用。

虛擬現實(Virtu ral Reality，VR)技術最早起源于20世紀50年代的美國，發展至今也還處于不斷探索階段。VR技術是一種綜合應用各種技術制造逼真的人工模擬環境，并能有效地模擬人在自然環境中的各種感知系統行為的高級的人機交互技術。虛擬環境通常是由計算機生成并控制的，使用戶身臨其境地感知虛擬環境中的物體，通過虛擬現實的三維設備與物體接觸，從而真正地實現人機交互。虛擬現實技術的發展歷史，也可以說是一個信息環境多維化的歷史。創建多維信息環境、突破數字及文字的單維表現力的局限。VR技術作為一種綜合計算機圖形技術、多媒體技術、傳感器技術、人機交互技術、網絡技術、立體顯示技術以及仿真技術等多種科學技術而發展起來的計算機領域的新技術，目前所涉及的研究應用領域已經包括軍事、醫學、心理學、教育、科研、商業、影視、娛樂、制造業和工程訓練等。VR技術已經被公認為是21世紀重要的發展學科以及影響人們生活的重要技術之一。

空間信息技術在大運河遺產保護中的應用

1　空間信息技術在中國大運河遺產調查中的應用

中國大運河作為體例巨大的線性文化遺產，按照傳統的文物普查技術手段，難以在短期內完成運河遺產的調查工作，因此將GPS、RS和GIS為主體的現代空間信息技術引入我國文化遺產調查中，不僅可以大大提高文物普查工作的效率，顯著提高文化遺產保護的科技水平。京杭大運河遺產普查工作是和第三次全國文物普查工作結合在一起進行的，在“第三次全國文物普查不可移動文物登記表”中，填寫文物的名稱、年代、經緯度坐標、類別和面積等。運河遺產測繪一方面在于采集遺產的空間地理位置；另一方面在于繪制遺產的平面地形圖，明確遺產本體的范圍，為遺產保護規劃提供規劃底圖。在遺產測繪中，河道按照1：2000比例尺測繪，石刻碑記采集中心點，其他按照1：500比例尺測繪。遺產測繪方法如下，先布設GPS控制網，然后以控制點為基準站，采用兩臺移動站，用RTK測量特征點坐標。高程點的測繪采用四等水準測量測高。內業處理成圖后導入京杭大運河地理信息系統數據庫。

2　空間信息技術在中國大運河遺產研究與考古發掘中的應用

大運河的研究工作涉及運河的方方面面，包括運河本體、沿線文化遺產、保護理論、保護技術、管理體制和方式等等，為了完成以上的研究工作，運河相關信息的占有和對信息數據的分析則顯得尤為重要。因此，基于空間信息技術構建大運河文化遺產數據庫以及基于該數據的大運河保護地理信息系統對大運河的研究具有重要的意義。通過大運河保護地理信息系統所提供的數據和空間分析功能(如運河空間關系分析、風險預測分析、運河遺址考古分析、沿線聚落分析、開發敏感性分析等)可對運河區域經濟、文化與區域社會變遷進行研究，充分揭示大運河工程的科學價值，也可深入進行大運河保護與南水北調東線工程利用關系研究，開展大運河沿線生態建設與環境保護研究，對比分析世界各國列入世界遺產名單的運河與水利工程情況。

大運河由于各區段的現狀存在著很大差異，保護的需求所反映的形式也千差萬別：在北方主要表現為廢棄

的河道與設施的逐漸湮沒或被改做它用，文化遺存的基本情況尚未摸清，沿線城鎮傳統街區破敗不堪，文物建筑已經或面臨著拆改和損毀的境況。在南部雖然由于基本保持著航道的利用，但一些區段或已被改道或拓寬，使運河本體受到較大損害，而運河沿線城鎮的快速發展，使傳統建筑和街區多已被拆、改而面目全非。受黃河改道和泛濫的影響，大運河的河南、安徽區段已發生很大變化，許多河段已難從地表尋覓蹤跡。因此，對于廢棄河道、設施和建筑的調查與測繪工作是一項基礎性工作，傳統考古調查、地球物理勘探與RS、GPS技術的集成研究，將是解決這一問題的關鍵。利用上述技術的集成，可以開展大運河遺產的考古研究工作。如在山東南旺利用GPS、遙感、探地雷達等空間信息技術開展的南旺分水龍王廟遺址和水柜遺址的考古發掘。通過遙感影像處理可以判別出水柜湖堤的走向，通過GPS測量可以確定湖堤的具體方位，從而確定分水樞紐重要水柜的位置和面積。探地雷達則應用于分水龍王廟發掘中預先識別文物埋藏區的方位，便于考古人員準確的發掘潛藏文物。再將考古相關數據錄入數據庫，就可以完整的存儲和展示南旺分水樞紐的空間信息和歷史信息。

3　空間信息技術在中國大運河遺產保護規劃中的應用

大運河文化遺產保護涉及到多種類型的數據，來源多樣，量大繁雜，為了對這樣一個古老的大運河作好合理的保護規劃，需對大運河文化遺產保護單位信息進行有效的存儲、管理和分析，為此引入地理信息技術是非常必要的。大運河保護規劃輔助支持系統的建立，便于利用GIS整合歷史建筑、古遺址、歷史地區的空間位置數據和屬性數據，將古建筑、古遺址等的空間位置信息展現在二維電子地圖或遙感影像上，并以此為基礎實現照片、工程圖、文檔等多媒體信息的鏈接；多源信息的融合，從而綜合利用各種資料，提高預測和決策水平。GIS可以提供大運河文化遺產保護規劃專業分析工具，指導在歷史區域周圍建立緩沖區，以保護周邊環境；利用距離分析評價施工建設與古建筑、古遺址和歷史區域之間是否留有充足的距離；利用通視性分析評價歷史區域重要的天際線和景觀視線是否得到保護；利用疊加分析評估周邊環境的土地利用是否合理；利用應用分析模型進行保護范圍內建筑密度統計、違規建筑統計，以及擬建工程對保護區環境風貌的影響定量評估。

空間信息技術在運河遺產保護規劃中的應用，主要有以下4個過程，第一是將運河遺產數據進行建庫，將遺產資源調查中的數據進行空間和屬性關聯，使得保護規劃的對象得以明確。第二是進行運河遺產的價值評估，將運河遺產按照價值評估的結果進行分類定級，不同價值的運河遺產在保護上劃定不同的保護范圍，采取不同的保護措施。第三是進行保護范圍劃界，利用GIS的緩沖區分析、疊置分析和視域分析等功能，劃定遺產保護范圍和建設控制地帶。第四是規劃制圖，由于GIS具有強大的空間分析能力和圖形處理能力，所以在大型遺產的保護規劃中，能顯著提高規劃的科學性和制圖效率。

4　空間信息技術在中國大運河遺產管理與監測中的應用

大運河的管理與保護涉及的內容既要包含運河主干道，也包括運河沿線的相關文化遺產以及其賴以生存的自然水系和人工水系。顯然，傳統的管理和監測手段難以滿足大運河監測與管理的需要。RS和GPS技術可以作為運河文化遺產信息獲取技術，而GIS技術可以作為運河文化遺產信息智能化管理與服務技術，VR技術作為運河文化遺產的可視化表現技術。可以說，利用空間信息技術可以高效、準確、規范化地獲取和存儲大運河的各種空間和屬性信息，可以快速而方便地查詢、檢索和統計信息，可有效和智能化地進行運河信息空間分析，據此可以深化和完善運河規劃管理工作，實時地監測運河文化資源，不斷反饋中國大運河文化遺產保護管理過程中出現的各種問題，使工作人員和決策者及時了解問題并快速反應。在具體的監測過程中，首先要對中國大運河遺產的現狀和保護規劃實施進行監測，獲取相關監測指標，對指標進行綜合評估，確定運河遺產所面臨的各種風險因素級別，再對大運河遺產的保護做出相關決策。

篇9

關鍵詞：高等職業教育；資源環境與城市管理；專業方向

為適應我國城鄉建設的需要，從2002年開始，一些高職院校陸續開設了“資源環境與城市管理”專業，但在專業名稱、教學計劃、教學大綱的制定上普遍承襲普通高等院校的培養模式。課程設置缺乏新穎性，沒有體現出高職教育的實踐性、應用性和地方性的特色。同時對“資源環境與城市管理”專業的理解也不一樣，各校根據各自的條件，設置了相關課程，課程體系各異，培養目標差異甚大。“資源環境與城市管理”專業人才培養和教育方向的準確定位是解決高職“資源環境與城市管理”專業發展的主導因素。因此，該專業培養目標與定位、專業建設與課程體系的構建，是當前亟待解決的問題，

長沙環境保護職業技術學院的前身是國家環保總局部屬的唯一一所中專學校――長沙環境保護學校，2006年學院通過了上級教育主管部門組織的“人才培養工作水平”優秀評估。“資源環境與城市管理”專業一直是學院重點建設的核心專業之一，從2002年以來，專業得到了長足的發展，畢業生深受用人單位歡迎。

一、設置專業方向的背景

該專業在2004年以前，一直沿用本科的名稱，即“資源環境與城鄉規劃管理”，在2004年教育部印發的《普通高等學校高職高專教育指導性專業目錄試行》把專業名稱才改為“資源環境與城市管理”。在教育部《普通高等學校高職高專教育指導性專業目錄專業簡介(征求意見稿)》中專業培養目標為：培養掌握“資源環境與城市管理”必需的基礎知識和基本技能，從事資源開發、利用、規劃、管理等工作的高級技術應用性專門人才。核心課程為：地質學基礎、自然地理、經濟地理、國土規劃、環境科學基礎、土地評價與土地管理、水資源計算與管理、生態環境規劃、地理信息系統、城市與區域規劃等：專業核心能力為：資源環境與城市規劃管理：就業面向為：企事業單位及行政部門從事資源開發、利用、管理，城鄉規劃等工作。這種專業定位、培養目標存在較大的問題，定位于城市規劃、管理對于高職學生來說是不切實際的，培養目標過大過空，導致各院校在開設“資源環境與城市管理”專業時有些成了本科的壓縮版，有些院校則無所適從。據調查，我國共有27所職業院校辦有“資源環境與城市管理”專業，在培養目標與課程體系上，有很大的差異，沒有相對規范的專業培養方案，與專業社會需求有較大的差距。針對“資源環境與城市管理”專業普遍存在定位過大的情況，很有必要對“資源環境與城市管理”專業方向細分設置。

我院是以環境保護類專業為主體的院校，環境保護類專業分工較細。“資源環境與城市管理”專業的定位一開始就比較具體，有明確的專業就業方向。隨著人才培養質量和社會聲譽不斷提高，本專業生源充足，招生人數逐年快速增加，到2007年招生達340人，學生就讀“資源環境與城市管理”專業的意愿十分強烈，每年新生有不少要求轉入該專業，所以本專業實際就讀的學生數遠高于計劃招生數，目前在校學生達760多人。由于學生數增長過快，同一專業模式培養下的畢業生數就會過多，就業壓力增多，本專業畢業生之間的競爭就會增大。這是我們進行“資源環境與城市管理”專業方向細分設置的另一原由。

二、專業培養方向的設置

隨著社會經濟的快速發展，對資源與環境也越來越重視，資源環境管理朝著精細化、專業化、綜合化方向發展，而資源環境管理專業人才的培養也應朝著這個方向邁進，以適應這種新的發展趨勢。由于高職教育培養技能型人才，導致普通高校和高職院校的資源優勢與專業定位的不同，也決定了他們各自不同的培養目標和方向。“資源環境與城市管理”專業可以設置與經濟相關、突出地方特色的培養方向和專業課程。因此。高職院校“資源環境與城市管理”專業應定位為：培養復合型、應用型、技能型的資源環境管理人才。在培養方向上有所側重與突出，為不同的資源環境管理領域構建相應的人才培養體系。以滿足資源環境管理行業多樣化的人才需求，打造獨具特色的“資源環境與城市管理”專業。

把專業方向設置與特色化、課程體系建設這兩個方面作為專業建設的起點和基礎，是切合實際的。通過調研分析資源環境管理專業領域的行業背景，以及資源環境管理人才的行業分布情況與需求崗位類型。并結合高職院校的資源優勢和人才培養特色，重點突出資源環境與城市管理專業的特色，我院于2005年起進行了“資源環境與城市管理”專業改革，對行業企業需求進行了調查，針對崗位需求定位專業。經過近兩年的探索。初步定出基于不同崗位需求的三個專業方向，制訂了這三個專業方向的人才培養模式和課程體系，以使高職“資源環境與城市管理”專業的人才培養教育工作更好地滿足和適應社會需要。

(一)環境影響評價專業方向

環境影響評價是指對規劃和建設項目實施后可能造成的環境影響進行分析、預測和評估，提出預防或者減輕不良環境影響的對策和措施，進行跟蹤監測的方法和制度。它是通過立法的形式建立起來的在環境管理中必須遵守的一項制度，這表明我國對環境影響評價的重視。根據國家環保總局提供的資料，全國需環境影響評價技術及相關管理工作人員達50000多人，而目前正在從事環境影響評價及相關管理的工作人員不足15000人，人才需求量大。但國內各大專院校環境類專業均未涉及專門的環境影響評價專門人才的培養，我院建設環境影響評價專業。培養環境影響評價技術及管理人才是順應時代和社會發展的需要，具有廣闊的市場前景。

1、培養目標

本專業方向旨在培養掌握環境影響評價及相關的環境生態、環境監測、環境工程、環境管理等基本知識，具備環境影響評價技術及其項目的開發與管理、環境調查與規劃、環境監察與管理等基本技能，能夠在環境保護管理部門、政府及相關企事業單位的環境影響評價技術部門、開發規劃部門等單位從事環境工程評估與咨詢、環境影響評價技術及管理、環境影響評價項目的開發與管理等工作的高素質、高技能應用性專門人才。

2、職業崗位(群)

(1)面向環保及相關企事業單位的環境影響評價技術部門，從事環境影響評價技術、環境影響評價項目的開發與管理等工作。

(2)面向各級政府及環保相關企事業單位的環境保護管理部門，從事環境影響評價項目的管理、環境工程評估與咨詢等工作。

(3)面向各級政府的環境保護管理部門，從事環境影響評價技術及管理、環境執法與監察等工作。

(4)面向各級環保、城建、農林、水利、牧業等生

態環境保護與開發規劃、建設部門，從事生態環境調查、生態環境規劃等工作。

(二)環境地理信息解析技術專業方向

環境保護離不開環境信息的采集和處理，而環境信息大部分和空間位置信息有關。所以，地理信息系統逐漸成為環境保護工作的有力工具。使用地理信息系統，我們可以方便地獲取、存儲、管理和顯示各種環境信息，還可以對環境進行有效的監測、模擬、分析和評價，為環境保護提供全面、及時、準確和客觀的信息服務和技術支持。GIS應用已經成功地應用到了資源管理、環境保護、農業、林業、災害預測、城市規劃建設等眾多領域。開設環境地理信息解析技術專業方向，是適應環境保護行業對地理信息技術人才的需求。

1、培養目標

本專業方向培養具備環境科學、地理學、計算機科學等基本理論、基本知識、基本技能，能在資源、環保、土地房產、城市、水利水電、交通、人口、基礎設施的規劃管理等領域從事環境信息的分析與管理、地理信息系統應用與開發、制圖等工作的高級技術應用型專門人才。

2、職業崗位(群)

(1)環保部門環境信息系統的應用與管理，包括環境信息的采集、環境數據處理與分析工作；

(2)企事業單位、環保產業的環境調查、環境管理與環境評價崗位：

(3)從事GIS數據采集、處理、建庫和分析管理工作：

(4)從事GIS應用軟件的設計開發與應用管理工作：

(5)從事國土資源的調查、規劃管理與繪圖工作：

(6)環境信息數字表達的實現與管理；

(7)環境地理信息系統的開發與管理工作。

(三)生態環境保護專業方向

生態保護是我國的一項基本國策，我國對生態環境保護非常重視，國家每年要拿出數百億元用來治理生態環境問題。解決生態環境破壞問題，需要大批熱愛環保事業、具有較高環境保護和生態學專業知識、服務于生態建設和環境保護第一線的專業技術人才。而在教育部印發的《普通高等學校高職高專教育指導性專業目錄試行》中沒有生態保護專業，因此可通過設置專業方向培養這方面的人才，以滿足社會需求。

1、培養目標

培養掌握環境科學、生態學基本知識，具備資源環境遙感調查與處理(3S技術)、環境生態監測、環境污染治理、環境規劃、環境影響評價、生態保護技術等基本技能。面向環境保護、城市建設：等行業單位第一線的，從事資源環境管理、環境污染治理、環境監測、建設項目環境影響評價、環境規劃、生態環境保護技術的推廣應用與開發等工作的德、智、體、美等方面全面發展的高等技術應用性專門人才。

2、職業崗位(群)

(1)在各級環保、城建、農林、水利、牧業等生態環境保護與建設部門從事資源環境調查、生態環境規劃、生態環境保護技術的推廣應用與開發、資源環境管理等工作。

(2)面向自然保護區、生態示范區、水土保持等部門，從事生態環境監測工作。

(3)各類環保公司、污染企業從事污染物的生物治理和生物修復工作。

(4)行業及產業部門(工業企業)的分析化驗、環境監測等工作。

(5)建設項目環境影響評價方面工作。

三、小結

篇10

【關鍵詞】 港口；危險化學品；安全監管；移動互聯網；信息平臺

1 港口危險化學品安全監管面臨的問題

我國港口危險貨物作業碼頭數量在不斷增加，港口危險化學品存儲罐區及輸運管線規模也在日益擴大，港口大量的危險化學品儲罐和運輸管線給港口區域帶來的安全風險也與日俱增。2010年，大連市“7？6”中聯油石油管道爆炸事故造成逾430 km2海面污染，事故造成直接經濟損失2.33億元，事故救援費用為萬元，事故清污費用為11.68億元； 2013年，青島市“11？2”中石化東黃輸油管道泄漏爆炸，造成62人死亡、136人受傷，直接經濟損失7.5億元； 2015年8月12日，天津濱海新區瑞海國際物流有限公司所屬危險品倉庫發生爆炸，造成165人遇難，已核定直接經濟損失68.66億元。可見，港口危險化學品事故具有危害大、影響面廣、應急處理難度大等特點，給港口安全生產和監督管理工作帶來非常嚴峻的考驗，也提出更高的要求。

《危險化學品安全管理條例》和《港口危險貨物安全管理規定》已明確規定港口行政管理部門是港口危險化學品儲罐和運輸管線的安全監管部門。目前已有部分港口行政管理部門開展相關的港口危險化學品安全監管信息化建設工作，以加強對港口危險化學品信息的動態掌控，提升其對港口危險化學品的安全監管能力。港口行政管理部門在開展這項工作時遇到的主要問題如下：

（1）港口危險化學品安全監管工作仍以人員現場巡查監管為主，缺乏相應的監管設施設備，監管方式和手段落后，監管信息化水平低；管理部門缺乏對建立完備的港口危險化學品安全監管平臺的思路和能力。[1]

（2）港口行政管理部門缺乏對港口危險化學品安全監管數據資料的有效匯總，靜態數據多，動態數據少；缺乏基于電子地圖等先進技術手段開展的數據分析，缺少在通過信息系統開展應急指揮調度輔助決策方面的技術支撐。

（3）目前已建成的應急指揮系統在運行初期尚可使用，但由于缺少與日常安全監管業務工作的結合，“平戰脫節”，導致應急指揮系統中數據庫信息無法及時更新，當發生突發事故時，難以有效輔助決策。[2]

針對港口危險化學品安全監管信息化建設面臨的問題，基于“平戰結合”思路，提出港口危險化學品安全監管平臺的建設方案，將港口危險化學品日常安全監督檢查、應急預案演練等工作與突發事件應急響應、指揮調度等有機串聯，通過整合數據資源，使數據資源“常用常新”，實現港口危險化學品安全監管信息化。

2 港口危險化學品安全監管平臺建設目標

（1）建立基于“三維可視化”的港口危險化學品地理信息系統。基于高分辨率遙感影像數據，建立港區內危險化學品企業、碼頭、罐區、管線，以及安全、應急設備設施“三維可視化”電子分布圖數據庫。

（2）建立基于“二維與三維聯動”的港口危險化學品應急輔助決策系統。為便于直觀分析，基于港口電子分布圖對危險化學品罐區、管線等建立三維場景，從事故信息報警、事故地點，到周邊現場分析、應急救援指揮，形成層級明晰、聯動迅速、指揮有效的港口危險化學品應急輔助決策系統。

（3）建立基于“移動互聯網”的港口危險化學品日常安全管理系統。立足港口危險化學品日常管理工作，實現港口重大危險源辨識和備案、港口企業安全管理和標準化管理、港口安全評價備案、港口日常監督檢查等信息的整合。[3]

為保障應用系統使用效果，港口行政管理部門應建立港口危險化學品應急指揮場所，配置相應的遠程監控設備、監管檢測設備、現場取證設備、監管交通工具、應急通信工具等。

3 港口危險化學品安全監管平臺設計

3.1 平臺總體架構設計

根據港口危險化學品安全監管工作的實際需求和系統的建設目標，港口危險化學品安全監管平臺的整體架構設計如下：

（1）網絡平臺層。此部分是承載數據傳輸、交換的基礎條件，一般依托政務外網等現有的網絡實現信息的采集、整合、處理、分析和展現。網絡平臺層為數據資源層、業務應用層等在網絡傳輸方面提供支撐服務。

（2）應急指揮中心。此部分包括應急指揮中心的指揮大廳、應急會商室、會議室、新聞室，以及應急指揮分中心應急會商室的裝修設計（機房、機電系統等設計）。移動應急指揮平臺是應急指揮調度平臺的延伸和擴展。

（3）基礎支撐系統層。此部分包括港口安全監管業務數據采集整合、視頻數據整合、呼叫中心系統、二維和三維地理信息系統平臺等。基礎支撐系統層為應用系統的運行提供軟、硬件支撐。

（4）數據資源層。此部分是在通過交換平臺整合現有業務系統數據的基礎上產生的。采用統一的建設規范和數據交換標準，確保信息資源采集、處理、傳輸、分析、管理和共享的整個流程在各系統間順利交換，以實現知識管理和決策支持的目標。數據資源層為各類應用系統的應用開發提供數據支撐。

（5）綜合應用層。此部分是在基礎支撐系統層及數據資源層的基礎之上，基于“平戰結合”的思路，深入分析港口危險化學品安全監管工作需求，整合、設計和開發“三維可視化”的港口危險化學品地理信息系統、“二維與三維聯動”的港口危險化學品應急輔助決策系統和“移動互聯網”的港口危險化學品日常安全管理系統。

（6）信息層。此部分包括大屏幕、視頻會議系統、顯示終端、電話傳真、手機、門戶網站等，其中除門戶網站和視頻會議系統外，其余均主要為應急業務管理使用。

（7）應用接口層。此部分通過統一的信息共享接口，為上下級應急信息資源接入和共享提供數據基礎和通信機制，也為將來與其他行業的各類外部應用（安監、公安、消防、環保等）進行數據共享打下扎實的基礎。

3.2 應用系統功能設計

3.2.1 基于“三維可視化”的港口危險化學品地理信息系統

此系統主要實現對包括地面、建筑物（如輔助建筑、鍋爐房、污水處理廠、配電所、消防泵站、辦公樓、消防車庫等）、儲罐和管線、細節設施（如消防設施、儀器儀表等）、碼頭及其設備設施等整個港口危險化學品監管區域和地上地下設備設施建立精細的地理信息模型。此系統不僅可實現包括罐區、化工泊位、管線等重要設備設施的三維可視化，而且還可實現包括放大、縮小、旋轉、平移等在內的外部環境交互式瀏覽功能，同時實現公共設施、消防設施內部精細化建模和交互式瀏覽功能。

3.2.2 基于“二維與三維聯動”的港口危險化學品應急輔助決策系統

此系統用于港口危險化學品突發事故處置決策，主要功能包括應急值守管理、應急資源管理、應急輔助決策、應急指揮調度、應急信息、應急評估、事故案例管理和綜合統計分析等。為體現“平戰結合”的思路，用戶可開展全程計算機模擬的應急演練演習及基于情景規劃和三維地理信息系統的危險化學品應急事故模擬演練，同時實現演練計劃制訂、演練場景搭建、演練過程控制和回放、演練效果評估和記錄等功能。

3.2.3 基于“移動互聯網”的港口危險化學品日常安全管理系統

此系統主要是充分利用“移動互聯網”技術實現港口危險化學品企業基礎信息、港口危險貨物作業審批、人員持證情況、港口重大危險源備案、事故隱患排查、應急預案備案、安全評價機構備案和綜合統計分析等港口危險化學品日常安全監管業務功能。

3.3 應用系統數據庫設計

港口危險化學品安全監管平臺數據庫可以分為兩大類：第一類是與空間位置有關的數據，其主要用于描述港口及與港口危險化學品安全監管有關的地理位置和幾何形狀；第二類是與空間位置無關的數據（見表1）。

4 港口危險化學品安全監管平臺在 大連港的應用

大連市港口與口岸局針對大連港實際業務情況，設計開發了港口危險化學品安全管控平臺，平臺應用情況及特點如下。

4.1 海量多元數據的三維可視化和高效展示

大連港港口危險化學品安全監管平臺采用自主研發的三維地理信息平臺，可以高效支持海量三維場景數據加載及模型顯示處理，具備分級加載、高效展示能力，同時能夠疊加展示高分辨率影像圖信息。大連大孤山區域三維模型、高分辨率影像圖、數字高程模型等一整套數據量在系統中可以流暢加載、漫游，并且可以與地理信息管理平臺數據兼容和共享，實現數據同源化處理。

4.3 以分類圖、剖面圖等方式展示管線數據動態

大連港范圍內管線繁多，傳統的地圖展示無法直觀了解管線的材質、管徑、貨種等信息。因此，按照原油、成品油等不同貨種對管線進行分類，并在管線交匯等重要節點處以剖面圖形式展現，可以較好地解決這個問題，在實際應用中得到了用戶的認可。

4.4 既定預案與隨機觸發并存的應急模擬演練

除可實現按傳統的預案方式開展演習外，此系統還可以模擬各種突發狀況。系統有觀摩功能可為評估和教學提供場景演示，完善的評估功能對演練全過程進行記錄和數據采集，且可以隨時回放。整個演練過程完全基于三維場景模型進行，其中控制轉向可對三維空間中的場景、設備、人物、事故表現等元素進行控制，從而使演練參與人員能夠身臨其境地感受模擬演練的內容和效果，實現演練過程的所見即所得，大幅度提升演練效果。

4.5 基于“互聯網+”的港口安全監管

日常安全隱患排查和企業整改工作是港口危險化學品監管工作的重中之重，采用“互聯網+”思路，將日常安全檢查工作從計算機端移植到手機等移動設備端，開發相應的安全監管軟件，使現場檢查人員可通過智能終端查詢港口企業安全基礎信息，下載安全檢查記錄表，在移動終端上記錄檢查結果。同時，通過藍牙連接便攜式打印機，可以進一步實現現場檢查結果單的即刻打印，整個檢查過程的全部信息可以自動同步至服務器端，方便后期統計和分析。

參考文獻：

[1] 曾亞梅，徐連勝.新條例實施后港口危險貨物作業場所現狀[J].港口科技，2013（12）：40-45.