给予3s技术的环境质量评价及其研究展望

基于3S技术的环境质量评价及其研究展望*

王伟武1，王人潮2，朱利中1

1（浙江大学区域与城市科学系,浙江杭州 310027）

2（浙江大学农业遥感与信息技术应用研究所,浙江杭州 310029）

摘要：本文论述了环境质量评价基本内容和基本类型、“3S”技术在环境质量评价中的应用及其局限性，明确了今后基于“3S”技术的环境质量评价应用发展方向和研究领域，特别关注了近年来数据挖掘技术、数据融合技术、高光谱遥感技术给环境质量评价带来的应用前景。

关键字：环境质量评价；“3S”技术；高光谱遥感；数据挖掘；知识发现；数据融合

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WANG Wei-wu，WANG Ren-chao，ZHU Li-zhong（Dept.of Environment science ，Hangzhou 310028,China ,Zhejiang University, Inst. of Agric. Romote Sensing &Inform. appli., Zhejiang University, Hangzhou 310029,China）

Review of the app1ication of 3S technique in environment quality assessment

Abstract: In this paper, the basic contents and types of environment quality assessment , the application of “3S” technology in environment quality assessment and disadvantage of the application were remarked in detail. Finally, the paper disscussed the way and studied fields of the further application of “3S”technique in environment quality assessment，and focus on espeacially the foreground of hyperspectral remote sensing and data technique such as data mining(DM) and data fusion in environment quality assessment .

key words : environment quality assessment;“3S”technique; hyperspectral remote sensing; data mining(DM) ; knowledge discovery in database(KDD);data fusion

环境质量评价是60年代初开始提出研究的新科技领域[1] 。它是对环境品质的优劣给予定量或定性的描述，是人们认识环境质量的一种重要手段。通过环境质量评价：①可以找出评价地区的主要污染源和主要污染物，解决首先防治什么污染物和在那里防治的问题；②定量评价环境质量的水平；③通过技术经济比较，提出技术上合理经济上可行的防治污染途径和方法；④为新的开发计划、保护环境作出可行性研究；⑤为环境工程、环境管理、环境标准、环境污染综合防治、环境规划提供基础数据；⑥为国家制定环境保护政策提供信息等等。因此，环境质量评价本身的意义非常重大。“3S”技术是近20年快速发展起来的一组高新技术,即地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)的统称, “3S”技术分别可以利用RS技术从环境遥感影像数据中提取环境信息；利用GIS强大的空间分析功能对环境数据进行分析和处理；利用GPS技术可以提供精确导航和定位空间数据。但是，“3S”技术在一定程度上受技术人才、物力、财力等条件限制，其普及性还不高。国内外虽已出现一些“3S”技术应用于环境质量评价的研究，但还没有形成系统的技术体系。本文在评述环境质量评价基本内容和基本类型、“3S”技术在环境质量评价中的研究现状以及“3S”技术应用于环境质量评价局限性的基础

*基金项目：中德部间合作项目（国科外字（1999）0238号，AE39472）、国家自然科学基金资助项目（40001008）

作者简介：王伟武，男，1972年8月出生，讲师，在职博士生，研究方向为环境遥感、环境规划等。

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上，明确了今后基于“3S”技术的环境质量评价应用的发展方向和研究领域，特别关注了近年来高光谱遥感技术和数据技术给环境质量评价带来的应用前景。

1环境质量评价

1.1环境质量评价的基本内容

环境质量评价经历40余年的不断的实践和完善，其内容不断得到深化，慢慢成为环境科学领域的一门相对独立学科。从含义上讲，环境质量评价是按照一定的评价标准和方法确定一个区域范围内环境质量状况，预测环境质量变化趋势和评价人们生产、生活对环境影响的过程 [2]。由于评价的目的和要求不同，以及所评价的区域环境条件和主要环境问题的差异，环境质量评价工作内容和工作程序也有所不同。概括而言，环境质量评价的基本内容包括污染源的调查与评价、环境（质量或污染）现状评价、环境自净能力的评价、环境质量预测（影响评

[2] [3] [4]（见图1）。

价）、环境污染综合防治研究等五个方面、、

图1 环境质量评价的基本内容

Fig. 1 The basic contents of environment quality assessment

1.2 环境质量评价的基本类型

按不同的分类标准，环境质量评价可以分为不同类型。从时间尺度，可分为回顾评价、现状评价和未来评价（影响评价或战略评价等）。从环境要素角度，可分为单要素评价和综合评价。从区域类型角度，可分为城市环境质量评价、流域环境质量评价、海域环境质量评价及风景游览区环境质量评价。从项目尺度角度，环境影响评价可分为建设项目环境影响评价、开发区环境影响评价、城镇环境影响评价、区域环境影响评价等（见图2）。

2 “3S”技术及其在环境质量评价中的应用

2.1全球定位系统技术

全球定位系统(Global Positioning System，缩写GPS)是美国国防部在本世纪80年代推出的以卫星为基础的无线电导航系统，可为航天、陆地、海洋等用户提供三维的导航、定位和定时。美国已在2000年5月1日对GPS卫星系统终止执行SA政策，这意味着用户GPS单点定位精度将从l00 m提高到30 m。目前我国的差分GPS(DGPS)定位精度已可以达到米级。另外，GPS与现代通信相结合，使测定地球表面三维坐标的方法从静态发展到动态，从数据后处理定位发展到了实时定位与导航，在精度、效率、速度、成本等方面都显示出了巨大的优越性。随着GPS的改进和完善，特别是新一代GPS卫星的发射，GPS将具有更多的功能和更广泛的应用领域。在环境质量评价领域，特别是污染源调查与评价阶段，可以发挥以下功能：①环境监测站点（如大

气、水、噪声等）的地面或地面上空的空间定位；②动态、实时处理和采集环境数据，数据的

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