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地理信息系统 ( GIS)是一种兼容存储、管
理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统， 是分
析和处理海量地理数据的通用技术
。 GIS能将不
同来源的空间信息及其相互作用的关系方便地进行
可视化显示， 还能将空间和非空间信息集成起来， 为
分析环境污染的空间变异提供有效手段。 充分利用
GIS的可视化与空间分析功能， 并与大气环境模型
结合起来进行大气环境污染的动态研究、评价及管
理， 具有重要的应用价值。
大气环境污染问题已经成为我国政府和社会所
面临的严峻问题， 如何采用新的技术来实现对大气
环境污染的模拟、预测和管理， 是环保工作者目前的
重要任务。
然而， 由于大气环境模型研究通常是独立于
GIS在自身领域发展起来的， 其规模和复杂程度同
GIS一样庞大而复杂。 同时， GIS的空间数据复杂，
数据模型缺乏环境模拟所需的时空结构， 软件系统
也不具有能够同时处理空间和时间数据的可变
性 ， 这些进一步增加了 GIS和大气环境模型集成
的难度。 因此， 尽管大气环境模型与 GIS集成的重要
性已人所共知， 但 GIS与环境模型的结合仍很不
够 。
对于 GIS与环境模型的集成， 国内外已经进行
了大量的研究工作
。 最早明确环境模型与 GIS
集成途径的是 GOODCH ILD等
。 按照 GIS与环境
模型的耦合程度划分为环境模型与 GIS的松散集
成， 环境模型与 GIS的紧密集成及环境模型与 GIS
的完全集成 3种模式 。
松散集成是基于现有的技术， 将独立的地理信
息系统、模型或建模系统联合应用来求解问题的一
种途径。 实际上只是一种概念集成， 技术上无须做
任何的工作， 只要两端提供数据格式相互匹配即可，
又称文件级集成
。 模型读取 GIS提供的数据文
件， 分析结果由 GIS进行表达。 二者均拥有自己的
用户界面， 并以二进制或文本的形式进行数据交换。
这种集成模式没有统一的界面; 没有统一的数据结
构; 不具备模型的开发和修改功能; 在进行模拟时无
法进行人机交互; 使用不方便， 效率低， 且容易出错。
紧密集成具有统一界面和数据逻辑模型以及内
存消耗于一体， 提供透明的文件或转换机制， 实现双
向信息共享， 用户可通过 GIS 内置的宏编程语言
(如 A rcPInfo的 AML)直接访问各种环境模型。 这种
集成方式降低了 GIS和模型间文件交换的繁琐和出
错率。 但是 G IS所提供的二次开发语言大都不能与
C， C+ + ， FORTRAN等专业程序设计语言相比， 难
以开发复杂的应用系统。
完全集成则将模型与 GIS作为统一地学处理软
件的一部分， 不但文件共享和界面统一， 而且可以支
持无缝、友好的环境进行地理模拟模型的建造、执行
和操作， 用户可即时可视化正在运行中的模拟， 但它
要求软件工程师和环境领域专家的密切配合， 花费
的经费和时间较多。 完全集成实际上是一种理想模
式， 目前尚 未完全实现。 虽 然商业 GIS 软 件如
ArcGIS内置一些模型分析功能， 但其建模方式远不
能满足大气环境领域实际建模要求。