污染源管理與污染事件應急決策GIS系統的研發

彭雙云，楊 昆，朱彥輝

（1.云南師范大學 旅游與地理科學學院，云南 昆明 650500）

目前，我國已完成了第一次全國污染源普查工作，得到了大量的污染源數據。通過利用GIS構建污染源管理信息系統不僅可直觀了解污染源的分布，且可分析模擬污染物在環境中的運移擴散規律，實現污染物擴散的可視化表達，為污染控制和治理提供新的方法和手段[1]。本系統根據污染源數據設計了多種查詢統計操作，實現了應急資源快速查詢與配置、污染影響評估、應急預案生成等功能；從而為污染源普查管理以及環境污染事件應急聯動單位和個人提供了信息化工作平臺[2,3]。

1 系統總體設計

系統采用C/S 結構，由數據服務層、數據管理層和客戶服務層構成（見圖1）。數據服務層負責提供數據的存儲服務，主要包括基礎空間數據和污染源空間數據庫，采用微軟的SQL Server2008數據庫系統進行存儲；數據管理層主要通過ADO、ArcSDE等中間件實現對空間數據的導入、導出、查詢和修改等管理；客戶服務層為用戶提供地圖顯示、查詢統計、地圖打印輸出、污染事件應急決策等功能[4]。

2 系統功能設計

系統分為地圖基本功能模塊、查詢分析模塊、打印輸出模塊、專題查詢統計模塊和污染事件應急決策分析模塊，如圖2所示。

3 系統空間數據庫建設

3.1 基礎地理數據

基礎地理數據包括數字線劃圖、正射影像圖和數字高程模型。這些數據在應用系統中發揮著重要的作用，不僅是污染源、污染事件的定位基礎，而且是進行空間查詢、路徑分析、鄰近設施分析、服務區生成及預案制作的關鍵要素。

不同比例尺的電子地圖能夠表現的內容和信息量有所不同，可以滿足不同需求。多級比例尺空間數據是環保部門進行宏觀和微觀決策的基礎。此外，由于電子地圖更新具有一定的周期性，對于變化較大的地區，需從衛星遙感影像或飛機拍攝的航片中獲取最新信息。

3.2 污染源和應急響應專題數據

它們是與污染事件應急業務密切相關、且可為環保各業務部門開展地理信息應用所共同需要的一些公用性數據。這些數據信息將充分利用第一次全國污染源普查的信息成果，按照空間數據模型和空間數據庫的特點進行整理和加工，使之成為決策支持系統的專題空間數據庫，主要包括[5]：

1）污染源信息：各種工業、農業、生活污染源及集中式污染治理設施的空間位置和屬性信息；

2）應急業務信息：各種應急響應部門（政府、環保單位、消防武警、醫院等）和氣象數據等信息；

3）輔助信息：輔助預案制作的路線圖符號和各種應急響應專業符號等；

4）現場信息：污染事件現場的各種聲音、視頻和圖像等多媒體信息。

3.3 系統管理數據和數據字典

系統管理數據包括用戶管理數據和系統日志數據，用于存儲用戶名稱、密碼、存儲系統訪問時間和維護情況等；數據字典包括各種對照表，存放圖層、地名等數據的描述性信息。

4 系統的實現

1）地圖基本功能模塊，主要實現地圖的數據加載、圖形縮放及漫游等。

2）地圖查詢分析模塊，包括屬性查詢、空間查詢、模糊查詢和點擊查詢等功能。

3）地圖輸出模塊，包括地圖整飾、地圖打印預覽與打印、地圖圖片輸出等功能。

4）專題查詢統計模塊，包括監測機構查詢、應急機構查詢、污染源查詢和污染源信息統計，如圖3所示。

5）地圖渲染模塊，主要實現對地圖顏色、符號等的設置，是專題圖制作的基礎。

6）污染事件應急決策分析，包括最優路徑分析、最近設施查找、服務區分析、污染源影響評估與應急預案制作等功能。最優路徑分析是在綜合考慮通行時間、效率等多種影響因素的基礎上，通過計算最小累加費用值來確定最優路徑的。最近設施查找是根據污染源事件發生的位置查找最近的服務設施（醫院、消防隊等）。服務區分析是依據時間、道路狀況來確定應急機構的服務范圍，界面如圖4所示。污染源影響評估是根據現場獲取的相關信息，通過對相關信息的輸入確定污染的事故等級，結合地理空間要素分析模擬污染事故的影響區域。應急預案制作是將依據行業標準制作的圖示符號通過點擊的方式部署到地圖上，并對這些符號進行縮放、平移等操作，如圖5所示。

[1]龔健雅．地理信息系統基礎[M]．北京：科學出版社，2001

[2]馮暉．3S等信息化新技術在環境監測科研領域的應用[J].環境科學導刊，2008,27(3): 87-88

[3]張立國，孔兆慧，許致福,等. 基于GIS的環境保護信息系統[J].山東科技大學學報：自然科學版，2005，24(1): 57-58

[4]張強，豐江凡，閭國年，等.環境應急監測最短路徑分析系統的開發與實現[J].環境監測管理與技術，2006，18(3):35-38

[5]毛玉如，沈鵬，張曉曉.污染源普查數據分析和成果開發的基準研究[J].環境與可持續發展，2009(1):63-65