污染源管理与污染事件应急决策GIS系统的研发

彭双云，杨 昆，朱彦辉

（1.云南师范大学 旅游与地理科学学院，云南 昆明 650500）

目前，我国已完成了第一次全国污染源普查工作，得到了大量的污染源数据。通过利用GIS构建污染源管理信息系统不仅可直观了解污染源的分布，且可分析模拟污染物在环境中的运移扩散规律，实现污染物扩散的可视化表达，为污染控制和治理提供新的方法和手段[1]。本系统根据污染源数据设计了多种查询统计操作，实现了应急资源快速查询与配置、污染影响评估、应急预案生成等功能；从而为污染源普查管理以及环境污染事件应急联动单位和个人提供了信息化工作平台[2,3]。

1 系统总体设计

系统采用C/S 结构，由数据服务层、数据管理层和客户服务层构成（见图1）。数据服务层负责提供数据的存储服务，主要包括基础空间数据和污染源空间数据库，采用微软的SQL Server2008数据库系统进行存储；数据管理层主要通过ADO、ArcSDE等中间件实现对空间数据的导入、导出、查询和修改等管理；客户服务层为用户提供地图显示、查询统计、地图打印输出、污染事件应急决策等功能[4]。

2 系统功能设计

系统分为地图基本功能模块、查询分析模块、打印输出模块、专题查询统计模块和污染事件应急决策分析模块，如图2所示。

3 系统空间数据库建设

3.1 基础地理数据

基础地理数据包括数字线划图、正射影像图和数字高程模型。这些数据在应用系统中发挥着重要的作用，不仅是污染源、污染事件的定位基础，而且是进行空间查询、路径分析、邻近设施分析、服务区生成及预案制作的关键要素。

不同比例尺的电子地图能够表现的内容和信息量有所不同，可以满足不同需求。多级比例尺空间数据是环保部门进行宏观和微观决策的基础。此外，由于电子地图更新具有一定的周期性，对于变化较大的地区，需从卫星遥感影像或飞机拍摄的航片中获取最新信息。

3.2 污染源和应急响应专题数据

它们是与污染事件应急业务密切相关、且可为环保各业务部门开展地理信息应用所共同需要的一些公用性数据。这些数据信息将充分利用第一次全国污染源普查的信息成果，按照空间数据模型和空间数据库的特点进行整理和加工，使之成为决策支持系统的专题空间数据库，主要包括[5]：

1）污染源信息：各种工业、农业、生活污染源及集中式污染治理设施的空间位置和属性信息；

2）应急业务信息：各种应急响应部门（政府、环保单位、消防武警、医院等）和气象数据等信息；

3）辅助信息：辅助预案制作的路线图符号和各种应急响应专业符号等；

4）现场信息：污染事件现场的各种声音、视频和图像等多媒体信息。

3.3 系统管理数据和数据字典

系统管理数据包括用户管理数据和系统日志数据，用于存储用户名称、密码、存储系统访问时间和维护情况等；数据字典包括各种对照表，存放图层、地名等数据的描述性信息。

4 系统的实现

1）地图基本功能模块，主要实现地图的数据加载、图形缩放及漫游等。

2）地图查询分析模块，包括属性查询、空间查询、模糊查询和点击查询等功能。

3）地图输出模块，包括地图整饰、地图打印预览与打印、地图图片输出等功能。

4）专题查询统计模块，包括监测机构查询、应急机构查询、污染源查询和污染源信息统计，如图3所示。

5）地图渲染模块，主要实现对地图颜色、符号等的设置，是专题图制作的基础。

6）污染事件应急决策分析，包括最优路径分析、最近设施查找、服务区分析、污染源影响评估与应急预案制作等功能。最优路径分析是在综合考虑通行时间、效率等多种影响因素的基础上，通过计算最小累加费用值来确定最优路径的。最近设施查找是根据污染源事件发生的位置查找最近的服务设施（医院、消防队等）。服务区分析是依据时间、道路状况来确定应急机构的服务范围，界面如图4所示。污染源影响评估是根据现场获取的相关信息，通过对相关信息的输入确定污染的事故等级，结合地理空间要素分析模拟污染事故的影响区域。应急预案制作是将依据行业标准制作的图示符号通过点击的方式部署到地图上，并对这些符号进行缩放、平移等操作，如图5所示。

[1]龚健雅．地理信息系统基础[M]．北京：科学出版社，2001

[2]冯晖．3S等信息化新技术在环境监测科研领域的应用[J].环境科学导刊，2008,27(3): 87-88

[3]张立国，孔兆慧，许致福,等. 基于GIS的环境保护信息系统[J].山东科技大学学报：自然科学版，2005，24(1): 57-58

[4]张强，丰江凡，闾国年，等.环境应急监测最短路径分析系统的开发与实现[J].环境监测管理与技术，2006，18(3):35-38

[5]毛玉如，沈鹏，张晓晓.污染源普查数据分析和成果开发的基准研究[J].环境与可持续发展，2009(1):63-65