地理信息系统在突发性环境污染事故应急监测中的应用

陈飞

（合肥市环境监测中心站，安徽 合肥 230031）

随着社会经济生活的迅速发展，社会生产和生活中的突发性环境污染事故的发生数量日益增加，环境监测面临着许多新课题，特别是针对突发性环境污染事故的监测，无论从时效性、准确性、科学性还是对正确决策的辅助性都有了新的要求。本文以合肥市突发性环境污染事故应急响应系统为实例，从突发性环境污染事故应急监测中的应用角度，阐述了地理信息系统对其辅助作用。

地理信息系统（Geographic Information System或Geo－Information system，GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

突发性环境污染事故是指社会生产和生活中使用的危险品在其产生、运输、使用和消亡的整个生命周期过程中，人为的疏忽或错误操作，造成泄漏，引起环境的污染和人体健康受到危害。其特点为:突发性环境污染事故没有固定的排放方式和排放途径，事故发生的时间、地点、环境具有很大的不确定性，发生突然、来势凶猛，在瞬时或短时间内大量的排出污染物质，对环境造成严重污染和破坏，给国家和人民财产造成重大损失。

应急监测有其作用。应急监测是突发性环境污染事故处置中的首要环节，是对污染事故及时、正确地进行应急处理、减轻事故危害和制定恢复措施的根本依据。应急监测一般意义上的作用，就是当事故发生后，应急监测人员以最快的速度赶赴事故现场，并通过监测仪器和一定的技术装备及实验室手段，在尽可能短的时间内提供污染物的种类、浓度、剂量、污染的范围及其可能的危害等重要信息。而地理信息系统可以在很大程度上对应急监测提供大量有价值的信息，从而帮助应急监测人员快速、准确、高效地进行现场监测，并及时生成应急预案，帮助决策者做出正确判断，提供决策依据。

下面，以合肥市突发性环境污染事故应急响应系统为实例，从突发性环境污染事故应急监测中的该系统的操作角度，说明地理信息系统对其的辅助作用。

1 合肥市突发性环境污染事故应急响应系统简介

1.1 系统概述

安徽省合肥市突发性环境污染事故应急响应系统建设属于合肥市环境监测中心站信息化建设项目，主管单位为:合肥市环境监测中心站。

系统主要应对突发污染事故，提供地图及环境污染事故应急响应相关数据的即时查询，为突发性环境污染事故的应急处理提供信息支持。从功能需求上分为基础数据查询功能、地理信息检索功能以及事故应急处理辅助决策等；相关数据以前期准备的基础数据为主，针对具体污染源和具体污染危险品进行有针对的检索和查询，提供相应处理方式等辅助信息；地理信息根据污染事件地点，展示附近地区的地理位置及地貌信息，提供数据查询的地图表示功能。

1.2 平台逻辑组成

突发性环境污染事故应急响应系统包括应用系统、后台服务、数据维护。应用系统主要是在.Net平台上开发完成，除自行开发软件外，还采用了一些基础软件:数据库采用SQL Server，ESRI公司的GIS系列软件ArcIMS、MapObjects、MapObjects IMS，还有一些基础程序。

2 系统功能

系统主界面见图1。

图1 系统主界面

系统主界面由标题栏、专题导航栏、图形显示及操作工具区、专题信息显示、操作信息显示区等部分构成。

标题栏显示系统标题，系统标题为“合肥市环保局突发性环境污染事故应急响应系统”。专题导航栏排列系统的9个专题选项:事故向导、事故查询、污染源检索、危险源检索、放射源检索、流动源检索、危险品检索、专家检索、案例检索。

图形显示区显示合肥市的行政、交通、水系等基本信息。同时，根据当前专题信息项的不同而显示相应的事故、危险源、污染源、放射源等分布情况。

地图工具区排列了用于地图操作的17个工具:放大、缩小、原图、移动、快速定位、清除临时图层、量距、属性表查询、缓冲分析、标准测点、河流污染扩散模型、空气污染扩散模型、放射性污染扩散模型、固定危险源快速生成事故、删除事故、删除空气模型、删除河流模型等。

专题信息区以层叠方式存放图层/图例列表、专题查询条件及结果、地图信息条件查询及结果、快速定位操作、应急相关资料、应急物资检索等内容，点击专题标题可以折叠/展开该信息区。

操作信息区域显示当前操作工具名称、鼠标所在位置坐标及版权等内容。

3 事故实例操作

一旦发生突发性环境污染事故，建立事故的步骤分别如下:

（1）事故向导。工作人员接到事故信息后，根据向导建立事故相关记录，此时对于固定危险源发生的事故可以使用“固定危险源快速生成事故”工具，直接生成事故信息，再经过编辑完善即可保存上报。除此之外的环境污染事故都需要通过事故信息生成向导。

（2）固定危险源快速生成事故。当发生环境污染事故的企业是已经收入系统中的固定危险源时，就可以使用系统提供的“固定危险源快速生成事故”工具，直接在地图上点选发生事故的危险源，快速生成事故信息。

（3）事故查询。点击专题导航栏中的“事故查询”按钮，专题信息区将跳转到事故查询页面，在此可按各种条件对事故进行查询检索。

输入查询条件（或不输入任何条件），点击事故查询页面的“检索”按钮，该页面即可切换到事故列表页面。

（4）编辑事故。不论通过“事故查询”后点击事故详情按钮，或者是通过事故向导生成事故，都可以进入事故详情页面。

点击事故详细页面的“编辑”按钮，即可切换到事故的编辑页面。除编辑基本信息外，在此页面还可完成对事故记录、结束时间、总结报告的填写。此外，事故中涉及的危险品、事故中的相关监测专家、事故监测点、事故应急物资等信息的维护工作也可在此页面完成。

（5）添加事故危险品。首先点击事故详细页面的“编辑”按钮，即可切换到事故的编辑页面。点击“污染事故中的危险品”栏的“增加”按钮，跳转到危险品检索页面。输入检索条件，检索出危险品列表，选中要添加的危险品，点击“添加”按钮，即可添加危险品到事故中，在事故编辑页面即可看到事故中的危险品列表。

（6）添加事故相关监测专家。首先点击事故详细页面的“编辑”按钮，即可切换到事故的编辑页面。点击“污染事故相关监测专家”栏的“增加”按钮，跳转到监测专家检索页面，输入检索条件，检索出监测专家列表。选择相应的专家添加即可。

（7）事故处理预案生成。在事故详情页面上，点击“预案生成”按钮，则针对该事故的处理预案就会弹出来。该预案包含了事故的基本信息，事故周围情况示意图，事故周围的重要目标及相关信息，事故中化学危险品的应急处置方法，发生事故企业的应急预案等信息。事故处理领导小组在此预案的基础上，经过修改加工，最后确定为该事故的处理执行方案。如图:

预案生成后，会自动在该事故的基本信息中显示，以便再次查看，也可以在编辑状态下上传和删除。从预案中，可以看到事故的扩散模型，我们将从河流、空气的污染扩散及核污染扩散模型来介绍地理信息系统提供的三类扩散数学模型。

4 事故模型分析

该地理信息系统系统提供了河流、空气污染扩散以及核污染扩散模型分析功能，这三类模型分析操作是通过三个地图操作工具来进行的。

4.1 空气污染扩散模型分析

在地图操作工具栏内选择“空气污染模型”工具，选择要进行模型分析的事故。如果选择到事故，其列表就显示在信息显示区内，如图2a所示。

在空气污染扩散模型分析参数输入页面中输入（或选择）相应的参数后，按“确定”按钮，即开始空气污染扩散模型运算。运算结束后，地图会自动刷新，显示计算结果，如图2b所示。

图2 事故模型分析界面

4.2 河流污染扩散模型分析

在地图操作工具栏内选择“河流污染模型”工具，然后再地图上拉框选择要进行河流污染扩散模型分析的事故。如果选择到事故，其列表就显示在信息显示区内。

点击事故名称后面的“瞬时”图标，河流模型计算提示页面，提示在地图上选择河流。在河流污染扩散模型分析参数输入页面中输入（或选择）相应的参数后，按“确定”按钮，即开始河流污染扩散模型运算。运算结束后，地图会自动刷新，显示计算结果。

4.3 放射性污染扩散模型分析

在地图操作工具栏内选择“放射性污染模型”工具，弹出操作提示小页面，按“确定”按钮，然后再地图上拉框选择要进行模型分析的事故。如果选择到事故，其列表就显示在信息显示区内，在事故列表中点击事故名称，可以查看到事故的详细信息（同事故查询结果）。点击事故名称后面的“模型”图标，弹出放射性污染扩散模型分析参数输入页面，输入初始放射强度、极限放射强度值，按“确定”按钮，即开始放射性污染扩散模型运算。运算结束后，地图会自动刷新，显示计算结果。

5 结语

综上所述，本系统在原有GIS系统加入生动的图形交互操作页面。为工作人员提供全面丰富的环境事故应急信息服务。客户端环境污染扩散模型运算，事故周围信息自动提取，事故处理信息及时交流等功能，为环境污染事故的迅速处理提供了技术保证。

利用地理信息系统的强大数据库，可以以图形形式实时显示污染事故的地点、污染范围、污染强度、衰减速度等信息，同时依托网络技术，将大型数据库和现场工作人员的计算终端快速结合，前后方信息共享，将现场的第一手资料迅速传递给后方，服务器在快速计算后将结果反馈在局域网及现场终端。

利用地理信息系统快速、直观的图形界面为突发性污染事故的应急监测提供了及时详实准确的数据依据，即时生成的预案更具有针对性，为决策者提供了非常快速和准确的决策依据，可以将突发性污染事故所造成的财物损失和人身伤亡降低到最低限度。

注:本文所涉及图形、案例、事故，均为系统演示所用，并非真实事件。

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