[摘要]本文提出基于WebGIS贛江污染源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

[關(guān)鍵詞]WebGIS；贛江；污染源監(jiān)測(cè)

[中圖分類號(hào)]X84[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

1引言

近年來(lái)，贛江受各類污染源的影響，水質(zhì)持續(xù)下降，其污染源主要包括以工業(yè)污水、生活污水為代表的點(diǎn)污染源和以農(nóng)畜牧業(yè)中的廢棄物和水土流失造成的非點(diǎn)污染源，頻繁發(fā)生的污染事故已成為危害國(guó)家與社會(huì)穩(wěn)定的重大隱患。因此，構(gòu)建基于WebGIS贛江污染源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)獲取污染源信息和相關(guān)參數(shù)指標(biāo)直觀動(dòng)態(tài)地反映出污染遷移擴(kuò)散路徑并作出預(yù)警，為科學(xué)制定環(huán)境保護(hù)措施和水體安全提供輔助決策，對(duì)于保障沿岸人們身體健康具有深遠(yuǎn)的意義。

2設(shè)計(jì)目標(biāo)

WebGIS是Internet與GIS相結(jié)合的產(chǎn)物，它可以實(shí)現(xiàn)社會(huì)范圍內(nèi)各領(lǐng)域、各部門(mén)之間的數(shù)據(jù)信息共享，WebGIS已成為地理信息系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)和主要方向。構(gòu)建贛江污染源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，就是要將各地市節(jié)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)監(jiān)測(cè)和預(yù)警的宏觀監(jiān)測(cè)模式。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)分為動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)預(yù)警、輔助決策、三維可視化和系統(tǒng)管理等模塊，如圖1。

3.2建立污染分析模型

3.2.1污染源覆蓋范圍情況分析。污染覆蓋范圍是自上而下的發(fā)散性方式，根據(jù)污染源對(duì)受污染區(qū)域進(jìn)行緩沖區(qū)分析，得到江水污染可能覆蓋的范圍。智能選取擬控制污染源的位置進(jìn)行具體分析。

3.2.2監(jiān)測(cè)器覆蓋范圍情況分析。將贛江分成不同的節(jié)點(diǎn)安裝相應(yīng)的污染監(jiān)測(cè)傳感器，并對(duì)傳感器進(jìn)行覆蓋范圍分析。

3.2.3控制污染最佳路徑選擇。很多突發(fā)性的污染是無(wú)法提前預(yù)知的，在發(fā)生水體重大污染的情況下，應(yīng)盡快確定污染源并選擇最近的路徑控制污染影響的程度，這就是需要進(jìn)行最佳路徑的選擇，本質(zhì)上是一種最短路徑的算法。

3.2.4三維空間分析。系統(tǒng)將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用到管理中，根據(jù)監(jiān)測(cè)傳感器的三維坐標(biāo)和相關(guān)工程等屬性信息、傳感器分布現(xiàn)狀，自動(dòng)生成真實(shí)的三維渲染場(chǎng)景來(lái)表現(xiàn)污染源和監(jiān)測(cè)傳感器分布及其相互位置關(guān)系，實(shí)現(xiàn)贛江污染源的可視化管理。

3.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

水源污染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)水體污染源監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)具有鮮明的時(shí)空特性。系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集、管理和分析上具有時(shí)空性、動(dòng)態(tài)性和海量數(shù)據(jù)等特征。數(shù)據(jù)庫(kù)在建庫(kù)前，所有數(shù)據(jù)都要按照系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行整理和規(guī)劃，符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)和流程。數(shù)據(jù)庫(kù)信息包含基礎(chǔ)空間信息（包括贛江的一定比例的地形圖）和贛江各節(jié)點(diǎn)常見(jiàn)污染源的分布信息（包括城市排污、農(nóng)畜牧業(yè)可能造成水體污染的地域分布等信息）等。數(shù)據(jù)庫(kù)層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理和存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)庫(kù)類型可分為空間數(shù)據(jù)庫(kù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)和模型數(shù)據(jù)庫(kù)?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)主要用來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)所需的地理信息，包括污染源的分布圖、各支流結(jié)構(gòu)網(wǎng)等圖層數(shù)據(jù)集。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)則存儲(chǔ)與大量的屬性數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)。模型數(shù)據(jù)庫(kù)則用來(lái)存儲(chǔ)贛江污染源的擴(kuò)散模型，包括各類污染擴(kuò)散模型，提供污染檢測(cè)預(yù)警和應(yīng)急服務(wù)。

4系統(tǒng)模塊

根據(jù)監(jiān)測(cè)的目的和需求，整個(gè)系統(tǒng)由動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊、實(shí)時(shí)預(yù)警模塊、輔助決策模塊和三維可視化模塊組成。

4.1動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊。在污染監(jiān)測(cè)區(qū)域通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備從監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，確保各節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)符合系統(tǒng)的要求。對(duì)污染源監(jiān)測(cè)值分類進(jìn)行管理，再根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)分析采集的數(shù)據(jù)。

4.2實(shí)時(shí)預(yù)警模塊。根據(jù)水體的污染類型、水體參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，采用污染分析模型模擬重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域的污染指標(biāo)，根據(jù)水流速度特征等模擬其擴(kuò)散速度、范圍和結(jié)果，對(duì)贛江沿岸區(qū)域可能發(fā)生污染地區(qū)及可能引發(fā)污染事故的污染源提出預(yù)警。

4.3輔助決策模塊。建立任何可行性的系統(tǒng)最重要的是具備輔助決策的功能。如在本系統(tǒng)中一般思路是這樣的，根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的情況發(fā)出預(yù)警，最后依據(jù)污染分析模型提供可行性的應(yīng)急決策參考方案。

4.4三維可視化模塊。

三維可視化模塊在系統(tǒng)中起著重要的作用，主要包括地圖底圖編制、圖形數(shù)據(jù)編輯、污染源可視化和污染統(tǒng)計(jì)報(bào)告。在系統(tǒng)中，三維可視化模型可實(shí)現(xiàn)在地圖上直觀地顯示污染源地點(diǎn)、污染范圍、污染程度，以及對(duì)污染源性質(zhì)等信息進(jìn)行查詢。

5結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合WebGIS和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)構(gòu)建贛江污染源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)贛江的污染源進(jìn)行聯(lián)動(dòng)監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集成在一個(gè)系統(tǒng)中，運(yùn)用空間分析技術(shù)建立污染源擴(kuò)撒模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)贛江污染源的空間信息、屬性信息動(dòng)態(tài)管理，直觀表現(xiàn)水體特點(diǎn)和動(dòng)態(tài)變化。在一些重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域，結(jié)合傳感器的應(yīng)用有利于擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍，降低成本、提高監(jiān)測(cè)精度和反應(yīng)速度。

參考文獻(xiàn)

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