地理信息系统（GIS）在土壤污染状况调查工作中的应用分析

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地理信息系统（GIS）在土壤污染状况调查工作中的应用分析
施金艳
浙江环耀环境建设有限公司 江苏 无锡 214100
摘 要 地理信息系统（GIS）是一种以计算机为基础，处理各种资源、环境等方面信息的管理系统。

本文结合宁德市的实际情况，针对GIS技术在土壤污染调查中的布设进行了分析和阐述，与此同时，还探讨了在土壤污染治理中的具体应用，希望能给有关部门提供帮助和参考。

关键词 土壤污染状况；调查工作；地理信息系统；应用分析
Application Analysis of Geographic Information System (GIS) in Soil Pollution Investigation Shi Jin-yan
Zhejiang Huanyao Environmental Construction Co., Ltd., Wuxi 214100, Jiangsu Province,China
Abstract Geographic information system (GIS) is a computer-based management system that processes various resources, environment and other information. Based on the actual situation in Ningde City, this paper analyzes and elaborates on the deployment of GIS technology in soil pollution investigation, and discusses the specific application in soil pollution control, hoping to provide help and reference for relevant departments.
Keywords soil pollution status; investigative; geographic information system; application analysis
引言
土地是人类赖以生存、发展的物质基础，也是生态环境的重要组成部分。

土壤环境质量是关系到农业生产和农业生产的重要因素，它直接或间接地影响着食品安全和人类的健康。

为了更好地了解我国的土壤环境质量，“十一五”期间，国家环境保护局对土壤环境进行了全面的监测[1]。

以下针对这种技术进行了具体的分析和探讨。

1 GIS的应用优势
随着我国城市化进程的加快，随着国民经济的快速发展，对土地的需求也越来越大，土地的紧缺问题也越来越突出。

因此，如何提高土地资源的使用效率，实现科学有效的管理是当前急需解决的问题。

同时，我国也对土地的管理给予了高度的关注，并开始从宏观层面上对土地使用进行调控，从而极大地提升了对土地的管理水平和管理水平。

GIS 技术在城市土地利用中的应用，是解决上述问题的核心所在，其应用的优势有：第一，利用地理信息系统进行土地经营具有强大的人力资源支撑。

人才是经营管理工作的基础，而现在，随着国家越来越重视技术人才的培养和重视，技术人才的质量不断提高，这就给GIS 在土地经营方面的发展提供了强大的人才支撑。

第二，利
用GIS 进行土地经营，有了电脑软件和软件的支撑，利用GIS 技术可以大大降低土地管理的工作量，简化工作流程，提高土地管理的便利。

第三，利用地理信息系统进行土地经营，需要国家政策的大力支持。

在国家政策层面上，需要优化国土空间布局，提高土地利用效率，将GIS 技术运用于土地经营，可以有效地促进城市规划的优化，提高土地的利用率，促进国民经济的可持续发展。

2 研究区概况[2]
宁德市与福州以及浙江等都比较相近，东面与台湾省隔海相望。

全区包含了6个县。

总体的土地面积达到1.34万km²。

整个地形主要是以丘陵山地为主，在此基础上与沿海小平原结合，整体属于中亚热带海洋性季风气候，年平均气温在20℃左右，年平均降雨量在2000mm 左右。

3 数据基础与应用方法3.1 基础数据准备
宁德市属于基础地形数据库，该数据库的格式为Shape 格式，在具体存储过程中，主要有3种，包括点图层、线图层、面图层。

居民点以及土壤背景值点属于点图层，公路交通及等高
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线属于线图层，政区以及水系等属于面图层。

这些图层在进行数据录入和编辑时使用的是美国公司的软件。

3.2 调查点位布设
3.2.1 布点原则。

根据宁德市土壤污染现状调查，采取全方位的点位布局，确保整个布局的全面性和可行性，在此基础上科学合理的对现场布点进行完善。

3.2.2 布点范围和要求。

在具体布点过程中要考虑到宁德市行政辖区范围内的全部国土。

要按照相应的技术规定以及调查实施方案开展布点工作，在此过程中要科学合理的参考基础地形数据库，然后按照8×8的网格密度开展布点工作，对于没有利用的土地，要沿全省海岸线近岸滩涂均匀的进行布设。

在进行汇总统计时，要以市，县为单位，科学合理的对采样点为表格进行制定。

表1是宁德市土壤环境质量状况普查点位的布置分布表格。

表1 不同土地利用类型普查布点网格密度
土地利用类型
采用网格密度
布设网格数
耕地8km ×8km （网格内耕地面积大于30%）
14林地（草地）
16km ×16km
67滩涂沿全市海岸线近岸滩涂均匀布设6保护区
省级、市级、县级保护区
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3.3 数据编辑
利用 Arcgis 软件对宁德市1∶250 000基础地形数据库中的点、线、面图层进行了重叠和展示，从而生成了一张底图。

根据该方法，在底图上绘制了8km ×8km 的网格和16km ×16km 的网格。

在1∶25万电子地图的基础上，对宁德市的所有取样点进行了标记。

3.4 成果输出
利用“layout ”功能，在 Arcgis 软件中生成宁德市土壤污染情况调查取样点的布局图，并对宁德市土壤污染现状调查取样点的布局进行了细化。

该地图不但涵盖了宁德市政区的主要地理要素，除此之外，还包含了土壤利用的现状以及土壤背景点等，在此基础上还要充分地考虑到重点污染源以及网格密度分布等相关内容，为外业作业提供了重要的定位参考。

3.5 现场定位与采样
3.5.1 技术准备。

采样点位分布图包含了行政区划水系以及土地利用现状等，这些都属于基本的资料。

采样点位表包含了编码以及经纬度等基本要求。

原来土壤背景值调查点位包括母质母岩以及土壤利用方式等。

3.5.2 物质准备。

《全国土壤采样技术规定》要求收集样品所需仪器[2]。

便携式GPS ，必须具备充足的电量及备用电池。

所采集的点位经纬度输入GPS ，以便于导航。

3.5.3 点位确定和采样。

要取样的地点和路径是由地图来决定的。

在正式的现场作业之前，必须进行GPS 的初始化，在取样过程中，GPS 不能关闭，这样就可以随时保持GPS 的自动输入；到达取样点后，GPS 接收到的信号稳定后，读取数据，将对应的经纬数据记录在GPS 定位器的内存中；取样完成后，将采集到的数据和轨迹输入到电脑中。

航路资料必须有专人负责（将所下载的取样点、航迹资料刻录成光盘，并将其存档）。

采集的土壤样本经实验室检测，并对其进行监测，并对其进行监测。

4 调查成果应用
通过对宁德市土壤污染情况的调查，得到了较为完整的土壤环境信息，并根据国家的数据采集和录入标准，将其保存在全国土壤污染情况监测系统中。

“十二五”时期，如何运用调查所得的数据进行深入分析，科学准确地对城市土壤环境质量进行反应，为制定相应的防治措施提供科学的依据，已成为一个迫切需要解决的问题。

4.1 地理信息系统简介
GIS 是在计算机软件和硬件系统的基础上，利用地理空间数据库对空间和地理分布的数据进行采集，除此之外，还有科学合理地进行存储管理及描述，为地理研究和决策提供了一种新的空间信息系统。

GIS 技术是近几年来广泛运用于环保领域，与此同时，在项目审批以及海域管理等方面也起到了相应的辅助和决策的作用。

4.2 系统的建立
建立了一个基于GIS 和数据库的土地环境监测管理系统，这样能够保证整个环境管理工作具备可视化以及动态化。

通过对土壤取样监测数据的分析与空间关系的表达，将地理特征与属性数据紧密结合，以图文并茂的方式描述土壤污染情况，为环境保护部门提供了一套完整的土地信息管理方法，为土壤污染控制工作提供了科学的依据。

4.3 系统的设计
宁德市土壤污染现状调查与管理系统是以GIS 为基础的，它可以将所包含的各数据库（图层）进行重叠和展示，从而实现对土壤污染情况的监控信息的录入和输出。

4.4 系统的功能
宁德市土壤污染状况，在具体调查过程中要科学合理的开展管理工作，整个管理系统具备不同的功能，主要包含了野外
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操作以及业内管理两个方面，这两个方面的功能能够保证管理系统的正常运营。

4.4.1 野外操作功能。

现场采集管理子系统和数据采集客户端子系统完成了野外作业的功能。

为今后的土壤污染情况资料的更新和调查打下了坚实的基础。

该系统能有效地管理取样工作，在此过程中能够有效地对采样点的信息进行上传，与此同时，还具备GPS 移动轨迹信息等功能；数据采集客户端子系统是指在现场取样管理子系统有别于内业员工互连的前提下，将现场取样管理子系统的数据进行封装（可加密），然后通过便携式存储器携带到实验室，然后人工输入到现场取样管理系统中。

4.4.2 内业管理功能。

业内管理功能发挥了非常重要的作用，在此过程中能够应用数据处理子系统以及分析制图子系统来实现业内管理功能。

数据处理子系统在具体应用过程中能够实现普通地理信息了软件，再对空间数据以及土壤相关数据进行监测时，能够实现综合的监测和管理，各个功能之间能够有效协调，能够对图像进行叠加显示，可以对图形进行放大缩小以及编辑等，除此之外，还能够科学合理的对地理信息属性进行查询，包括对长度以及属性等进行查询，在对数据库进行管理时，能够很好地建立相应的数据库，在此基础上能够实现字段的删减修改以及记录等各项操作，在对统计图进行制作时，能够实现柱状图以及曲线图等方面的制作。

本系统的特点是通过对土壤环境背景值和土壤取样点的数字进行评估，然后进行空间叠加、插值等分析，从而得到各种专题地图[3]。

其中，基于ArcSDE 的信息检索与发布子系统，包含了服务端和客户端两部分。

数据处理子系统以及用户需求处理等各个系统发挥了非常重要的作用。

客户端所具备的功能也是非常强大的，能够实现有效的浏览和查询。

另外，为了增强系统的安全、稳定，还必须在系统中增设一个系统管理子系统来实现对系统的统一管理。

该系统的主要功能是为不同级别的使用者设定不同的使用权限，并且能够自动产生系统日志，随时记录各种使用者在系统中的行为，方便了管理员的维护和管理，确保了系统的安全。

5 展望
GIS 技术在宁德市的土地资源保护中得到了广泛的应用，其中包括利用GIS 技术进行土壤污染的调查和管理。

GIS 技术与应用系统结合了土壤环境保护的需要，既能够实现土地资源的全面管理和共享，又能为土壤污染控制提供技术支撑。

主要有两点：
5.1 科学合理的对软硬件资源竞争力，实现环境信息化
通过信息发布查询系统，科学合理的对土壤的污染状况以及数据等信息资源进行有效的整合，除此之外，还要考虑到数据信息的发布以及查询等，科学合理的对软硬件资源进行应用，能够实现全市土壤相关数据库的建立，与此同时还能够很好地进行分级及分图层管理，单位领导及业务人员能够很好地对数据进行录入和编辑，除此之外，还能够科学合理地进行查询和统计，在制图以及输出等工作方面也具备很大的优势，在此基础上能够为我市的绿色决策提供科学的科学依据。

5.2 科学合理的做好土壤环境管理工作，为土壤污染创造良好的条件
GIS 技术与应用系统具有很强的可移植性和扩展性。

土壤污染监测与监测系统采用GIS 技术构建的土壤污染监测与监测系统，具有数据库接口，可对土壤污染进行二次开发与更新，并在此基础上添加相应的功能模块，实现土壤污染的有效监测与评价，除此之外，还要做好土壤污染的预警工作，对于突发性的污染要科学合理的进行处理，发挥应急处理子系统的功能，进一步提升宁德市土壤污染治理的科学化水平。

6 结束语
综上所述，地理信息系统独特的将数据转换为空间可视化的模式，为环境管理提供了新的发展方向。

该系统采用GIS 特有的数据编码和分析处理功能，对土壤质量环境进行相应的监测，对于超标的数据以及环境修复数据要科学合理地进行监测，并且要结合地理位置，在此基础上科学合理地对土壤的污染进行把控。

数据在获取之后要科学合理地进行查看和分析，该项技术的应用在该方面能够发挥很大的优势，除此之外，还能够有效地对数据进行汇总，能够保证整个数据的直观和准确，对环境管理的宏观政策制定和实施具有重要的指导意义，同时也为进一步推广GIS 技术在环保领域的应用提供了参考和思考，对于社会的发展和进步也能够起到很好的推动作用。

参考文献
[1] 段海芹,吕卫光,秦秦,等.GIS 在土壤重金属污染评价中的应用[J].上海农业学报,2021,37(5):139-143.
[2] 苏奋振,吴文周,张宇,等.从地理信息系统到智能地理系统[J].地球信息科学学报,2020,22(1):2-10.
[3] 张启龙,尤培帅.土地测绘和地籍控制测量中GPS 技术的应用研究[J].农家科技(下旬刊),2019(5):242.。