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环境G1S总体框架一般由三个主体部分构成： 环境GIS数据库系统、环境GIS平台和环境GIS应用系统。 其中环境GIS数据库系统为环境GIS提供数据支持， 可由环境空间数据获取、环境空间数据组织存储和环境 空间数据管理等部分组成；环境GIS平台为环境GIS提供 GIS基本功能及其开发环境，可由环境空间数据查询、 空间数据编辑、空间数据发布、空间分析、 专题制图等部分组成;环境G1S应用系统为环境GIS提供 应用和分析功能，可由环境管理、环境监测、环境规划、 环境预测、污染事故应急、建设项目管理、排污申报和收费、 城市环境综合治理、环境污染总董控制、环境评价、 环境监理、环境污染模拟预测、自然生态管理等部分组成。
环保数据涉及大量空间数据， 一般要求系统具有多种采集方式来采集空间数据， 并且有一定的精度要求。常用的采集方式有： 手扶跟踪数字化输入、扫描数字化输入、GPS接收机、 航空摄影测量、卫星遥感影像数据、其他类型数据。 在环保部门，大量环境要素为点状要素，例如， 国控水质监测断面、突发性污染事故现场地点等， 各地环境监测站一般通过手持式GPS对这些点状环境要素测定经纬度， 以上的采集功能通过GIS软件实现，跟踪数字化输入再进行数据编辑。 GPS接收机的数据通过外部数据转换接口进入GIS， 航空摄影测量和卫星遥感影像数据直接进入GIS并和其他 矢量数据在地理空间上配准。其他类型数据通过相应的转换接口进入GIS。
环境GIS数据处理包括数据结构定义、数据的增加、删除、 修改等。应准确了解所选比例尺地理数据的地图学投影变换模型的参数， 特别是每幅地图的图廓点的经纬度、大地坐标值等数据。 一般而言，环境GIS数据分图层内在数据和外部属性数据两种情况， 内在属性数据主要存放描述图层本质特征或重要属性的数据， 一般在环境GIS中较少被修改，具有相对稳定性， 其中的某个或部分字段具有关键字作用，例如， 监测站的地区代码、污染源的排污申报登记号， 被用来和外部数据库系统中存放的环保业务数据进行关联、 连接，使环保业务数据能通过这层关联的传递表示在地图上。 外部数据存储在大型关系数据库中， 与图层通过一定的关键字段相关联，支持数据录入、 逻辑校验审核、中间结果生成、汇总数据表生成、 系统维护等功能的实现以及各种图形操作，包括图形放大、 缩小、漫游和图层要素控制（颜色、类型、大小、分类等）、 专题图的制作和输出、数据查询和统计分析等。