Quan trắc môi trường những năm 1960 và 1970 đã thúc đẩy sự phát triển của khoa học môi trường như một ngành học liên quan chặt chẽ đến sinh thái, địa lý và thủy văn.
Trong những năm 1980, thông qua các chương trình như GRASS, Intergraph và ArcInfo của ESRI, GIS đã trở thành một công cụ dễ sử dụng hơn cho các nhà nghiên cứu để mô tả và phân tích các vấn đề môi trường phức tạp.
Trong những năm 1990, các phương pháp khoa học môi trường tập trung vào quản lý rủi ro, ô nhiễm và giám sát. Sự trùng hợp giữa phát triển Internet, khả năng truy cập dữ liệu, trực quan hóa và các công cụ mô hình hóa phần mềm đã tạo ra một cơn bão hoàn hảo cho việc áp dụng phương pháp tiếp cận tích hợp — Khoa học Môi trường và Công nghệ Toàn diện (GIS) — để giải quyết các vấn đề môi trường.
Trong quá trình tiến hóa của loài người, vấn đề phải đối mặt là bảo vệ tài nguyên và môi trường tự nhiên và duy trì chất lượng cuộc sống tốt đẹp. Khi thực hiện các hoạt động phát triển, người ta ít xem xét đến các thành phần môi trường, tức là khả năng đồng hóa của không khí, nước và đất đối với các ô nhiễm khác nhau. Các hoạt động phát triển ngẫu nhiên và không ổn định dẫn đến sử dụng quá mức, tắc nghẽn, sử dụng đất không hợp lý và điều kiện sống kém. Vì vậy, ô nhiễm môi trường đang trở thành một chủ đề nóng trên toàn cầu.
GIS đóng một vai trò quan trọng trong việc phân tích và xây dựng các kế hoạch giảm thiểu tác động tại các khu vực môi trường có rủi ro cao. GIS là một trong những công cụ quan trọng để xác minh dữ liệu, các tiêu chuẩn truyền dữ liệu số, truy xuất / phổ biến và phân tích dữ liệu trong quan trắc môi trường. Bởi vì nó là cơ sở kỹ thuật của các phương pháp đa phương tiện trong quá trình ra quyết định về môi trường.
Nó có thể được sử dụng như là phương tiện truyền thông cuối cùng về thông tin môi trường với công chúng và những người ra quyết định. Sự phát triển của các tiêu chuẩn dữ liệu không gian, Internet và công nghệ GIS thế hệ mới cho phép tất cả người dùng truy cập thông tin môi trường trong bối cảnh không gian thích hợp.
GIS là một công cụ mạnh mẽ để phân tích và lập kế hoạch dữ liệu quan trắc môi trường. GIS lưu trữ thông tin không gian (dữ liệu) trong môi trường bản đồ số. Bản đồ cơ sở số có thể được chồng lên bản
đồ với dữ liệu hoặc các lớp thông tin khác để xem thông tin không gian và các mối quan hệ. GIS có thể xem và hiểu rõ hơn các đặc điểm vật lý và các mối quan hệ ảnh hưởng đến các điều kiện môi trường quan trọng nhất định. Bạn có thể xem và chồng các yếu tố như độ dốc, khí hậu và thảm thực vật để xác định các thông số môi trường khác nhau và phân tích tác động.
GIS cũng có thể hiển thị và phân tích ảnh hàng không. Thông tin kỹ thuật số có thể được chồng lên ảnh để cung cấp cho các nhà phân tích quan trắc môi trường cái nhìn tổng quan hơn về cảnh quan và dữ liệu liên quan. GIS có thể hiểu một cách nhanh chóng và tương đối các mối nguy hiểm (các khu vực có nguy cơ cao) và các rủi ro (các khu vực có nguy cơ cao có thể xảy ra) và các khu vực cần được bảo vệ.
Sau khi hoàn thành phân tích dữ liệu, GIS giúp lập kế hoạch và quản lý các mối nguy và rủi ro môi trường. Để lập kế hoạch và giám sát quan trắc môi trường, đánh giá mối nguy và rủi ro trở thành cơ sở cho các quyết định lập kế hoạch và các hoạt động giảm thiểu. GIS hỗ trợ các hoạt động đánh giá, giám sát và giảm thiểu môi trường và cũng có thể được sử dụng để tạo ra các mô hình môi trường.
Ứng dụng GIS trong quan trắc ô nhiễm môi trường
Các lĩnh vực ứng dụng GIS: Phân tích Wasteland
Các dịch vụ khẩn cấp, chẳng hạn như phòng chống cháy nổ Giảm nhẹ thiên tai và lập kế hoạch trong tương lai
Ô nhiễm không khí và kiểm soát Quản lý thiên tai
Quản lý cháy rừng
Quản lý tài nguyên thiên nhiên Quản lý nước thải
Sự cố tràn dầu và các biện pháp khắc phục Nghiên cứu giao diện nước biển-nước ngọt Cháy mỏ than
Ngoài việc phân tích dữ liệu trong phòng thí nghiệm, GIS cũng có thể giúp các nhà phân tích dữ liệu quan trắc môi trường tại chỗ. Các công cụ GIS đủ linh hoạt để làm việc tại chỗ để đưa ra vị trí chính xác và số lượng thiệt hại. Một số ví dụ về các lĩnh vực ứng dụng GIS là:
Sử dụng GIS tại chỗ, thanh tra môi trường có thể nhanh chóng lập bản đồ các vị trí lưu giữ chất thải; Mô tả khối lượng, nội dung và trạng thái của các thùng chứa chất thải.
Truy xuất hồ sơ kiểm tra trước đó để so sánh với điều kiện môi trường hiện có.
Xem tác động của con người đối với môi trường liên quan đến các đối tượng địa lý lân cận (chẳng hạn như đường thủy, cộng đồng) hoặc các khu vực nhạy cảm khác (chẳng hạn như các khu vực có nguy cơ cao như sạt lở đất và ô nhiễm nước).
Kết hợp với bộ thu định vị toàn cầu, các nhân viên hiện trường có thể sử dụng GIS để lập bản đồ chính xác hình ảnh vệ tinh trên mặt đất trong lập bản đồ sự cố tràn dầu và tác động của nó đối với hệ sinh thái xung quanh.
Có một số vấn đề phức tạp trong việc triển khai GIS trong phân tích môi trường môi trường. Quan trắc môi trường và công nghệ GIS gặp một số hạn chế như:
Không thể có được dữ liệu không gian thích hợp
Việc thiếu cơ sở hạ tầng thích hợp trong các cơ quan chính phủ
Không đủ nhân lực có kỹ năng trong các bộ phận lập kế hoạch và phát triển của chính phủ Chi phí phần mềm GIS cao hơn.
Một số giải pháp khả thi là:
Sự sẵn có của dữ liệu bản đồ trong các cơ sở tập trung
Nâng cao kiến thức và kỹ năng của chính phủ và khu vực tư nhân về GIS Tăng cường cơ sở hạ tầng để thích ứng với công nghệ mới nhất
Bổ sung đủ kinh phí cho Phòng Kế hoạch Môi trường
Công nghệ GIS sẽ tiếp tục đóng một vai trò quan trọng trong quản lý quan trắc môi trường. GIS trở thành kho thông tin chính có thể được truy cập và xem nhanh chóng khi có yêu cầu. GIS đang trở nên phù hợp hơn cho các hoạt động khẩn cấp và đang tích hợp các công cụ cho phép hiển thị thông tin theo thời gian thực.