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农药在防治、减少农作物病虫害、保证农作物高质高产方面起着十分重要的作用，但是农药的长期大量施用对环境的污染和影响日趋严重，农药残留经过运移、淋溶、降解等等环境行为，也可能进入地下水系统，造成污染风险，而地下水是重要的饮用水源，其水质情况越来越受到关注和保护。
农药登记管理是从源头上防治农药环境污染，它以农药环境风险评价为基础，不但要考虑农药自身的毒性，还要考虑农药可能暴露于人体或环境的浓度，才能精确预估农药使用对环境的影响，在这个步骤中，通常用数学模型即农药暴露模型来预测农药在环境中的浓度。荷兰开发的PEARL模型(Pesticide EmissionAssessment of Regional and Local area)即是模拟农药在作物-土壤中的环境行为，获得指定深度地下水中的农药浓度。
建立场景(scenario)是欧美等发达国家或地区在进行农药环境风险评估过程中所使用的重要技术，场景数据也是运行PEARL模型必须的背景数据。为了运用PEARL这一定量模型进行我国农药环境风险评估，提高我国农药管理水平，本文研究了利用GIS技术进行农药地下水环境风险评估中场景的构建。
首先，在分析了农药施用对地下水产生威胁的几种影响因子的基础上，搜集整理了我国的土地利用类型数据、多年气象数据、土壤有机质含量分布、土壤剖面数据、作物生长期数据等重要数据；然后，鉴于我国地域辽阔、农业生产环境复杂多样，根据多年平均降水量、多年平均气温及重要农业生产区的空间分布，将全国分为东北区、西北区、华北区、长江流域区、华南区和青藏高原区这6个场景区；随后，在每个场景区中根据对农药在土壤中的淋溶影响最大的两个因素，即土壤有机质含量与年均降水量的分布，在北方三个场景区范围内选择了能够代表我国北方旱作农田典型农业生产环境的6个地点，即东北区的新民，西北区的乌鲁木齐、同心，华北区的潍坊、商丘、武功；最后，本研究采用了以欧式距离为基础的相似性度量，将场景点的土壤有机质含量、多年平均气温、多年平均降水量与北方旱作农田的相应数据进行比较，结果证明6个场景点对北方旱作农田的气象、土壤条件的代表性较好，尤其是与华北区这一我国重要的农业生产区的相似度达到了87.25％。
本文采用了欧盟的PEARL模型作为我国旱作农田地下水农药残留浓度的计算工具，利用所构建的场景及其环境数据对莠去津、恶霜灵和涕灭威这三种常用农药进行评估，评估结果为：莠去津和恶霜灵的施用对地下水都是安全的，而涕灭威的施用则对地下水产生巨大威胁，这与这三种农药在现实中的使用情况相符。
本研究的创新点体现在采用GIS这一强大的空间数据管理和分析技术构建了针对我国地下水保护的农药环境风险评估场景，结果证明所构建的场景科学可行，体现了GIS技术在管理和分析空间数据上的优势，为农药风险评估场景的构建提供了新的研究思路和技术手段，为运用定量模型进行我国农药环境风险评估奠定了重要基础，。