摘? 要：文章從金昌市環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合GIS技術(shù)，設(shè)計研究了平臺功能需求，對整個平臺起到了舉足輕重的作用。文章從金昌市環(huán)境監(jiān)測GIS平臺的需求分析和功能實現(xiàn)、金昌市環(huán)境監(jiān)測GIS平臺數(shù)據(jù)庫的建設(shè)兩個方面，介紹了金昌市環(huán)境監(jiān)測GIS平臺功能需求，力求為金昌市環(huán)境監(jiān)測工作提供嚴謹、科學(xué)、系統(tǒng)的專業(yè)技術(shù)支撐和決策。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測;GIS;共享平臺

中圖分類號：P208? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）23-0076-02

Abstract： Based on the current situation of environmental monitoring in Jinchang City and GIS technology， this paper designs and studies the functional requirements of the platform， which plays an important role in the whole platform. Besides， this paper introduces the functional requirements of environmental monitoring GIS platform in Jinchang City from two aspects： demand analysis and function realization of environmental monitoring GIS platform in Jinchang City， and construction of environmental monitoring GIS platform database in Jinchang City， so as to ensure that it can provide rigorous， scientific and systematic professional technical support and decision-making for environmental monitoring in Jinchang City.

Keywords： environmental monitoring; GIS; sharing platform

金昌市地處河西走廊，自然資源豐富，是中國著名的鎳都，祖國的金娃娃，但近幾年來，隨著金昌經(jīng)濟高速發(fā)展的需求，人民對更加美好生活的愿景與工業(yè)環(huán)境兩個系統(tǒng)之間的矛盾日益凸顯，如何通過先進的技術(shù)對環(huán)境進行監(jiān)測，協(xié)同各部門共同治理監(jiān)管，實現(xiàn)人民的優(yōu)質(zhì)生活環(huán)境，迫在眉睫。本文將結(jié)合金昌的實際情況，依托GIS技術(shù)，研究探討基于共享應(yīng)用的金昌市環(huán)境監(jiān)測GIS平臺。

地理信息系統(tǒng)（GIS）有時又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)[1]。GIS在環(huán)境科學(xué)研究方面的應(yīng)用簡稱為環(huán)境GIS，它以遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)技術(shù)為手段，進行環(huán)境空間信息的獲取、分析、處理、存儲與表達，從而為環(huán)境保護工作提供空間信息支持和管理決策依據(jù)[2]，其最大的優(yōu)勢就是集合了RS技術(shù)、GIS技術(shù)、環(huán)境科學(xué)、測繪科學(xué)、生態(tài)科學(xué)等。依托GIS技術(shù)打造的金昌市環(huán)境監(jiān)測平臺，主要是通過空間數(shù)據(jù)采集、環(huán)境各項數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和存儲、數(shù)據(jù)綜合分析、生成監(jiān)測綜合圖標、繪制3D可視化成果、分析成果共享、決策輔助燈功能。本平臺的搭建主要可實現(xiàn)以下幾點目標：

（1）通過現(xiàn)場調(diào)研，編制平臺需求，搭建軟件框架，在滿足要求的情況下盡量降低制作、培訓(xùn)和維護成本。

（2）一切平臺依靠的是后臺數(shù)據(jù)庫，本平臺將多方收集、采集相關(guān)的空間和環(huán)境等數(shù)據(jù)，建立金昌市環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，為后期環(huán)境監(jiān)測提供基礎(chǔ)圖形資料和專業(yè)資料。

（3）環(huán)境監(jiān)測過程中的數(shù)據(jù)來源主要通過采集各個參數(shù)的傳感器獲得，隨著5G時代的到來，網(wǎng)絡(luò)傳輸已經(jīng)替代了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)線傳輸，本研究將集成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組件，從而提高傳輸?shù)乃俾剩档蛡鬏數(shù)某杀尽?/p>

1 金昌市環(huán)境監(jiān)測GIS平臺的需求分析和功能實現(xiàn)

金昌市環(huán)境監(jiān)測GIS平臺立足于解決當前金昌市工業(yè)污染、水質(zhì)較差、氣候干燥等環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中監(jiān)測體系分散、數(shù)據(jù)標準不統(tǒng)一、集成化程度低、遠程控制能力不強等問題，研究攻克環(huán)境監(jiān)測共享各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)[4]。

本GIS平臺主要依據(jù)GIS系統(tǒng)進行打造，其基本功能同GIS的基礎(chǔ)功能相同，在GIS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加和環(huán)境相關(guān)的分析方法。（圖1）

1.1 地圖管理功能

地圖管理工具主要包括地圖的導(dǎo)入、地圖的現(xiàn)實、地圖的輸出三個基本功能[3]。地圖的導(dǎo)入功能主要是通過的基礎(chǔ)地圖的制作，導(dǎo)入到平臺中，為環(huán)境數(shù)據(jù)提供基層圖件和數(shù)據(jù)，一般采用圖層疊加功能顯示。平臺對地圖主要可以進行縮放、圖層選取、凍結(jié)等操作。在繪制完成最終圖件時，可以導(dǎo)出JPEG、TIFF等格式的文件，進行保存、發(fā)布和打印。

1.2 地圖數(shù)據(jù)查詢功能

地圖數(shù)據(jù)的查詢主要具有以下方面的內(nèi)容：（1）空間

坐標定位，這是該功能的核心部分，可以設(shè)置地圖的坐標系，讀取點線面的相關(guān)坐標，其空間數(shù)據(jù)可進行復(fù)制。也可通過已知的空間坐標，在地圖之上顯示放大。（2）空間要素的符號化。為了區(qū)分不同的空間屬性，可以按國家標準地圖圖示實現(xiàn)可視化，需要提供地形圖標準的符號庫、線型庫、填充符號庫[3-6]。（3）疊加顯示。能夠?qū)鸥駭?shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)進行拼合，產(chǎn)生綜合視覺的顯示效果。（4）通過屬性進行查詢顯示。依照圖形、符號的屬性，對空間元素（點線面）進行混合篩選。

1.3 發(fā)布功能

平臺的一大特點就是共享信息，多部門協(xié)作，故本平臺應(yīng)具有通過網(wǎng)絡(luò)向公眾發(fā)布的功能，比如說重點污染環(huán)境區(qū)等等。

1.4 環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集和處理

為了采集大量正確的、現(xiàn)勢性高的數(shù)據(jù)，項目組在室外架設(shè)了大量的傳感器監(jiān)測設(shè)備，監(jiān)測設(shè)備主要安置在污染源附近，形成相關(guān)的拓撲關(guān)系。如為了準確獲得水質(zhì)的情況[6]，監(jiān)測點必須尋找相應(yīng)的關(guān)鍵點，一般設(shè)備放置在飲用水的來源地、污水的排放口、河流的上下游等地，形成鏈式的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，可后期對數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)分析和交叉分析，提高了分析的廣度和準確度，采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至服務(wù)器。

1.4.1 影響范圍分析

影響范圍分析主要是結(jié)合污染源的參數(shù)和環(huán)境參數(shù)對其在空間位置上進行緩沖區(qū)分析。以天然氣泄漏為例，天然氣泄漏后可通過天然氣的泄漏位置、泄漏流量和當時風(fēng)力、風(fēng)向等因素，繪制泄漏緩沖區(qū)，劃分危險等級范圍，疏散居民的路線等，為相關(guān)部門提供決策幫助。

1.4.2 模型分析

對相應(yīng)環(huán)境問題，可采用數(shù)據(jù)建模的方式，對問題進行理論的演示和演化，從而解決實際的問題。

1.5 分析決策功能

分析決策時采用了GIS系統(tǒng)中各類綜合分析功能。通過柵格分析方法可以進行土壤表面分析、環(huán)境數(shù)據(jù)統(tǒng)計、水文數(shù)據(jù)分析等功能。通過空間分析可實現(xiàn)空間距離量算、緩沖區(qū)分析、安全路線分析等。

2 金昌市環(huán)境監(jiān)測GIS平臺數(shù)據(jù)庫的建設(shè)

數(shù)據(jù)庫的建設(shè)是金昌市環(huán)境監(jiān)測GIS平臺的核心，鑒于GIS和環(huán)境學(xué)科的不同，該數(shù)據(jù)庫主要包括兩方面：空間地理數(shù)據(jù)庫和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫。空間地理數(shù)據(jù)庫主要包括空間坐標、地形圖、影像圖等數(shù)據(jù)，環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫主要包括溫度，濕度，二氧化碳、顆粒、污染氣體、水污染、土壤污染等監(jiān)測數(shù)據(jù)和污染源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等。

2.1 數(shù)據(jù)獲取

空間地理數(shù)據(jù)庫由于其特殊性和保密性，必須通過國土局或通過審批手續(xù)后采集獲取，如自己采集可通過RTK、全站儀、激光掃描儀、航空攝影飛機等技術(shù)獲取。環(huán)境數(shù)據(jù)可同各部門協(xié)商獲取，或通過自己采集獲取，環(huán)境數(shù)據(jù)的采集點務(wù)必同空間地理相對應(yīng)。

2.2 數(shù)據(jù)處理

獲取的數(shù)據(jù)規(guī)格和要求不同，務(wù)必按照統(tǒng)一的標準進行數(shù)據(jù)錄入，主要注意的是：（1）空間坐標所采用的坐標系統(tǒng)不同，需進行投影轉(zhuǎn)換，矢量數(shù)據(jù)應(yīng)進行拓撲處理。（2）獲取的圖件格式不同，需統(tǒng)一到GIS系統(tǒng)之中。（3）數(shù)據(jù)內(nèi)容有冗余和不足，需進行刪除和補充操作。（4）數(shù)據(jù)入庫后統(tǒng)一存儲到 SQL Server、My SQL等數(shù)據(jù)庫中，方便數(shù)據(jù)的管理和共享。

3 結(jié)束語

隨著計算機技術(shù)和5G通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)的傳輸將會更加的便捷和高效，在未來發(fā)展的過程中，環(huán)境監(jiān)測將不再是獨立的科學(xué)，而是集合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能、虛擬增強現(xiàn)實、RS技術(shù)、GPS技術(shù)和GIS技術(shù)的綜合方法。本研究平臺主要是結(jié)合GIS技術(shù)，對金昌市環(huán)境監(jiān)測需求進行功能需求分析，構(gòu)建金昌市環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理功能、金昌市環(huán)境監(jiān)測地圖管理、金昌市環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、金昌市環(huán)境監(jiān)測共享決策和決策管理、金昌市環(huán)境監(jiān)測可視化模型展示等功能，力求為金昌市環(huán)境監(jiān)測治理工作提供嚴謹、科學(xué)、系統(tǒng)的專業(yè)技術(shù)支撐和決策。

參考文獻：

[1]劉明皓.地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2009.

[2]王橋，張宏，李旭文，等.環(huán)境地理信息系統(tǒng)[M].北京：科學(xué)出版社，2005：23-29.

[3]陳海洋，滕彥國，王金生，等.基于共享應(yīng)用的環(huán)境監(jiān)測GIS平臺研究[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2012（01）：123-127.

[4]高立兵，田建榮.金川礦山地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與信息管理平臺功能需求研究[J].智能城市，2020（05）：53-55.

[5]孫國鼐.基于共享應(yīng)用的環(huán)境監(jiān)測GIS平臺研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2017（6）：83-84.

[6]趙轉(zhuǎn)社，丁賢榮，程立剛.基于RDBMS的水環(huán)境GI系統(tǒng)集成方法研究[J].江蘇環(huán)境科技，2004，17（1）：15-16.