賈　卓，湯友華，李　秀，郭振華

（清華大學(xué)　深圳研究生院，廣東　深圳　518055）

基于WebGIS的入海排污口信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

賈卓，湯友華，李秀*，郭振華

（清華大學(xué)深圳研究生院，廣東深圳518055）

為了解決入海排污口的信息管理問題，設(shè)計(jì)了一個基于WebGIS技術(shù)的入海排污口信息管理系統(tǒng)，闡述了系統(tǒng)原理并給予實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)具備的功能包括：基本GIS地圖操作、排污口信息交互展示、GIS繪圖、測量、環(huán)境功能區(qū)/海洋功能區(qū)圖加載、專題圖管理、圖表生成、空間查詢與定位、地圖打印輸出、法律法規(guī)文件庫管理等。該系統(tǒng)可以簡化排污口信息管理流程，借助信息手段為環(huán)境保護(hù)部門提供參考信息，輔助進(jìn)行排污口相關(guān)決策，提高排污口管理工作的效率。

WebGIS；入海排污口；信息管理系統(tǒng)

隨著中國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，水環(huán)境問題日益突出，對水生生物乃至人類的健康構(gòu)成了極大威脅，甚至成為制約我國國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。2013年，我國近岸海域海水污染依然嚴(yán)重，近岸海域中，尤以入海排污口鄰近海域污染最為嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)，高達(dá)80%以上的排口鄰近海域存在水質(zhì)超標(biāo)的問題［1］。從20世紀(jì)70年代起，國外開始將地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）引入到環(huán)境管理、規(guī)劃問題之中，并陸續(xù)在水資源、大氣、固體廢棄物等污染與防治，環(huán)境應(yīng)急響應(yīng)，環(huán)境污染影響與評估等諸多方面進(jìn)行了大量的科研工作，取得了許多有意義的成果。目前，國內(nèi)外基于GIS的水資源管理主要集中在水文研究［2-3］，地下水資源分布［4-5］、評估［6］及其污染防治［7-11］，河流、湖泊資源管理［12-14］，突發(fā)環(huán)境事件處理［15-17］等方面，且都取得了較好的研究成果。然而在入海排污口管理領(lǐng)域，GIS的應(yīng)用尚顯不足。同時，GIS技術(shù)的優(yōu)越性越來越被廣泛認(rèn)可，GIS也逐漸從早期龐大且專有的系統(tǒng)向輕便且大眾化的開放式系統(tǒng)過渡，“網(wǎng)絡(luò)化”是GIS在今后的發(fā)展歷程中最重要的特點(diǎn)之一，因此，WebGIS技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它既有傳統(tǒng)的GIS技術(shù)的優(yōu)勢，同時也整合了Internet技術(shù)和Web技術(shù)，具備空間適用性、平臺開放性、數(shù)據(jù)共享性等先天優(yōu)勢［18］。

本文基于以ArcGIS Server為代表的WebGIS技術(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一套入海排污口信息管理系統(tǒng)，以期獲得高信息共享性、高系統(tǒng)交互性、反應(yīng)速度快、高擴(kuò)展性等特點(diǎn)，最終希望能夠提高我國入海排污口管理工作的信息化水平，提升管理工作效率。

1　系統(tǒng)分析

1.1任務(wù)概述

本系統(tǒng)旨在利用已有的入海排污口監(jiān)測統(tǒng)計(jì)資料，掌握入海排污口和直排海污染源的基本信息，建立直排海污染源與排污口動態(tài)數(shù)據(jù)庫，通過地理信息平臺與應(yīng)用軟件的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫與電子圖層的對接，直觀展現(xiàn)直排海污染源與排污口的空間定位，除GIS基本操作、查詢等功能外，實(shí)現(xiàn)規(guī)定空間（海區(qū)、海域、省、市、納污海域環(huán)境功能區(qū)）的匯總、統(tǒng)計(jì)、分析，為管理提供技術(shù)支撐和輔助決策支持。

1.2角色分析

本系統(tǒng)默認(rèn)角色主要有以下幾類，同時也允許管理員根據(jù)不同需求創(chuàng)建、編輯、刪除角色，并能對不同角色的權(quán)限進(jìn)行靈活配置。

（1）系統(tǒng)管理員。 主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、維護(hù)等工作，例如：用戶信息管理、排污口信息表維護(hù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)備份等。系統(tǒng)管理員主要分為兩種，其一是擁有最高操作權(quán)限的超級管理員，既擁有系統(tǒng)管理權(quán)限，又擁有業(yè)務(wù)操作權(quán)限；其二是只行使后臺系統(tǒng)管理職能的普通系統(tǒng)管理員。系統(tǒng)管理員的存在保障系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。

（2）數(shù)據(jù)管理員。 完成數(shù)據(jù)庫中針對監(jiān)測數(shù)據(jù)的維護(hù)和操作等，具有數(shù)據(jù)庫管理和控制的全部權(quán)限。數(shù)據(jù)管理員的權(quán)限進(jìn)行細(xì)分可以分為：數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫維護(hù)等。

（3）普通用戶。 登錄系統(tǒng)后可以進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析等基本操作，不具備對系統(tǒng)或數(shù)據(jù)的修改能力，用戶具體權(quán)限需要系統(tǒng)管理員為其分配。

系統(tǒng)角色的制定可以實(shí)現(xiàn)不同用戶在系統(tǒng)中操作指定的對象，有利于在符合系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯的前提下最大限度簡化權(quán)限管理工作。

1.3數(shù)據(jù)分析

入海排污口數(shù)據(jù)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：

（1）排污口信息具有顯著的地理位置特征，需要對地理空間信息有合適的表達(dá)。

（2）排污口與監(jiān)測數(shù)據(jù)存在一對多關(guān)系，即某一排污口在不同時間對應(yīng)著不同的監(jiān)測數(shù)據(jù)；

（3）既包含空間矢量數(shù)據(jù)（如功能區(qū)圖），又包含監(jiān)測標(biāo)量數(shù)據(jù)（如COD、PH等）。

ArcGIS可以較好地處理具有顯著地理位置特征的信息和數(shù)據(jù)，并將其進(jìn)行展示。通過排污口圖層與數(shù)據(jù)圖層之間建立“虛鏈接”的方式，可以將排污口信息與監(jiān)測數(shù)據(jù)對應(yīng)起來。借助ArcSDE空間數(shù)據(jù)引擎，可以在數(shù)據(jù)庫中建立空間數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)籌管理空間矢量數(shù)據(jù)與監(jiān)測標(biāo)量數(shù)據(jù)。

2　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

早些時候，人們將入海排污口信息以表格形式儲存在數(shù)據(jù)庫中，通過數(shù)據(jù)庫管理軟件或者自主開發(fā)的客戶端進(jìn)行信息管理和數(shù)據(jù)交互，即電子檔案式的管理模式［19］。這種模式只能滿足信息的基本儲存需求，在信息量逐漸增大、信息交互和展示需求強(qiáng)烈的今天顯得有些力不從心。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，近些年來有學(xué)者將GIS技術(shù)應(yīng)用于排污口信息管理系統(tǒng)之中。這些系統(tǒng)運(yùn)行于單機(jī)之上，借助GIS系統(tǒng)對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和顯示，開發(fā)人員在此基礎(chǔ)之上開發(fā)特定的業(yè)務(wù)功能。例如，馬民濤［20］等人基于ArcGIS Engine實(shí)現(xiàn)了排污口管理信息系統(tǒng)，同時提供水質(zhì)預(yù)測功能?；贏rcGIS Engine組件式開發(fā)的信息管理系統(tǒng)雖然較好地解決了信息的統(tǒng)一存儲和管理問題，并且具備一定交互功能。但是，利用該技術(shù)構(gòu)建的系統(tǒng)為客戶端/服務(wù)器（C/S）模式，信息共享性較差，需要購買特定區(qū)域電子地圖作為底圖，成本較高，而且該種模式下，系統(tǒng)功能擴(kuò)展不甚便利。

本文重點(diǎn)設(shè)計(jì)基于ArcGIS Server的入海排污口管理信息系統(tǒng)，構(gòu)建B/S模式的平臺，融合WebGIS、基于Flex的RIA、ArcGIS Online等技術(shù)和手段，在滿足系統(tǒng)功能需求的前提下，收獲高信息共享性、高系統(tǒng)交互性和高擴(kuò)展性等特點(diǎn)。借助云GIS平臺獲取免費(fèi)電子地圖，可以大大節(jié)約系統(tǒng)開發(fā)成本。

2.1架構(gòu)設(shè)計(jì)

采用分層設(shè)計(jì)思想，將系統(tǒng)自下而上分為數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層和表現(xiàn)層。如圖1所示。

2.1.1數(shù)據(jù)層涉及到本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型主要分為兩種，其一是空間數(shù)據(jù)，例如功能區(qū)圖等；其二是屬性數(shù)據(jù)，例如排污口信息、監(jiān)測數(shù)據(jù)等，無論是空間數(shù)據(jù)還是屬性數(shù)據(jù)都被保存在SQL Server數(shù)據(jù)庫中集中管理。除此之外，在ArcMap中生成的地圖文檔也需要存儲，不過該部分?jǐn)?shù)據(jù)并不存入數(shù)據(jù)庫，而是以文件形式存儲在本地硬盤上。SQL Server支持空間數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建，ArcGIS Desktop通過空間數(shù)據(jù)引擎ArcSDE可以在SQL Server中創(chuàng)建空間數(shù)據(jù)庫，完成對數(shù)據(jù)的儲存和管理等功能。Flex Builder可以通過Java提供的類庫連接到數(shù)據(jù)庫，從而調(diào)取數(shù)據(jù)進(jìn)行開發(fā)?？臻g數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)層得到有效管理和統(tǒng)籌，為后續(xù)的系統(tǒng)功能提供保障。

2.1.2應(yīng)用層ArcGISServer將來自ArcGISDesktop的地圖文檔發(fā)布成為地圖服務(wù)，同時提供地理編碼服務(wù)。發(fā)布成功之后，ArcGIS Server即為這些服務(wù)封裝好REST接口供其他應(yīng)用調(diào)用。ArcGIS Online是ESRI推出的云GIS平臺，在這里，用戶可以免費(fèi)使用其提供的云端地圖，同時生成網(wǎng)絡(luò)地圖或者應(yīng)用［21］。借助ArcGIS Online平臺，可以設(shè)計(jì)出符合各種特定業(yè)務(wù)邏輯的網(wǎng)絡(luò)地圖應(yīng)用，并可以通過任何連接到Internet上的設(shè)備來訪問這些應(yīng)用。本系統(tǒng)采用插件式開發(fā)方式來提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。Flex Builder是Adobe公司為開發(fā)Flex應(yīng)用推出的集成開發(fā)環(huán)境，它基于Eclipse軟件進(jìn)行擴(kuò)展開發(fā)而來。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)功能的插件即是在Flex Builder中開發(fā)和調(diào)試。應(yīng)用層主要負(fù)責(zé)整合各種服務(wù)和功能。

2.1.3表現(xiàn)層本系統(tǒng)使用ArcGIS Viewer for Flex生成最終的系統(tǒng)框架。ArcGIS Viewer for Flex是一個可以簡便部署的瀏覽器應(yīng)用程序，通過該工具，用戶可以通過配置的方式來方便添加工具和數(shù)據(jù)內(nèi)容。利用ArcGIS Viewer for Flex框架，結(jié)合ArcGIS API for Flex，開發(fā)人員就可以開發(fā)有特定功能的插件，將插件上傳安裝到ArcGIS Viewer for Flex之上，測試通過后便可以部署到最后的應(yīng)用中，提供給用戶使用。

2.2功能模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)共分為基本地圖操作、信息展示、空間查詢、空間統(tǒng)計(jì)、空間分析、地圖打印、文件庫管理7大功能模塊，每個功能模塊都有1個或多個子功能予以實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。

圖2　功能模塊設(shè)計(jì)圖

2.2.1地圖服務(wù)地圖服務(wù)為不同客戶端之間共享地圖等GIS資源提供了有效途徑。服務(wù)器上儲存和管理發(fā)布好的地圖資源，客戶端直接調(diào)取服務(wù)即可使用。通過ArcGIS Server，開發(fā)人員可以發(fā)布的服務(wù)和所需資源如表1所示。

表1　ArcGIS中的地圖服務(wù)類型和所需資源

在ArcGIS Online云端GIS平臺上，通過調(diào)用ArcGIS Server發(fā)布的地圖服務(wù)生成網(wǎng)絡(luò)地圖應(yīng)用，在該應(yīng)用中可以實(shí)現(xiàn)地圖的平移、放大、縮小等操作，并不需要單獨(dú)編程實(shí)現(xiàn)。ArcGIS Server發(fā)布的地圖服務(wù)中包含排污口圖層的基本信息，在網(wǎng)絡(luò)地圖應(yīng)用中可以配置單擊排污口圖標(biāo)時系統(tǒng)返回的信息內(nèi)容，以此達(dá)到輸出入海排污口信息的功能，實(shí)現(xiàn)用戶與排污口圖層的交互操作。

2.2.2圖層控制最終呈現(xiàn)出的地圖界面是通過若干圖層相互疊加而成，因此必須提供相應(yīng)的圖層控制功能。該部分可以作為一個功能插件實(shí)現(xiàn)，將地圖服務(wù)中的圖層信息調(diào)取出，并以復(fù)選框的形式展現(xiàn)給用戶，通過挑選來指定顯示的圖層，專題圖的管理工作也同時在此完成。

2.2.3GIS繪圖/測量交互式繪圖功能，即用戶通過鼠標(biāo)在地圖可視化界面上進(jìn)行各種形狀的繪制，主要包括點(diǎn)、線、面等?？梢詫⒗L圖功能做成一個單獨(dú)的工具，結(jié)合API中繪圖相關(guān)的類來實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)繪圖的功能。同時通過編輯工具對繪制好的圖形的外觀進(jìn)行編輯，以獲得更好的可讀性。

測量主要包括兩部分功能：距離測量和面積測量。在地圖上點(diǎn)擊直接獲取的是屏幕坐標(biāo)，通過Flex API提供的函數(shù)可以轉(zhuǎn)換成地理坐標(biāo)。求某兩點(diǎn)之間的距離時，可以通過其屏幕距離與當(dāng)前地圖比例尺進(jìn)行換算求得。面積測量主要基于面積計(jì)算公式，涵蓋三角形、四邊形到多邊形。

2.2.4環(huán)境功能區(qū)/海洋功能區(qū)加載針對shape形狀文件，有一種開源的數(shù)據(jù)處理框架——LibertyGIS［22］。該框架內(nèi)主要包含三個對象和一個事件：一個獨(dú)立的Map對象，.shp文件相關(guān)對象，一個DataLayer圖層對象以及自己的MapEvent事件。使用LibertyGIS框架能夠比較方便地展現(xiàn)客戶端.shp數(shù)據(jù)，以此達(dá)到功能區(qū)圖的加載目標(biāo)。

2.2.5圖表以圖或者表的形式展示數(shù)據(jù)的能力使Flex用戶與數(shù)據(jù)的交互變得更加容易。基于Flex可以開發(fā)條狀圖、餅圖、線圖或其他類型圖表，而且可以采用不同顏色、標(biāo)題等來修飾相應(yīng)的圖表。

2.2.6空間查詢/定位在GIS中空間查詢可以借助查找任務(wù)（FindTask）來實(shí)現(xiàn)基于關(guān)鍵字的空間搜索。此外，可以通過拉框方式選取想要查詢的入海排污口，系統(tǒng)返回相應(yīng)的排污口信息。

定位相當(dāng)于一個逆地理編碼的過程，系統(tǒng)接收地理坐標(biāo)（經(jīng)緯度），定位到地圖中的相應(yīng)位置，實(shí)際上與空間查詢實(shí)現(xiàn)步驟類似。

2.2.7打印/鏈接在GIS系統(tǒng)應(yīng)用中，時常需要將地圖進(jìn)行輸出留存，因此設(shè)計(jì)一個地圖打印的模塊是有必要的。ArcGIS API for Flex中提供了相應(yīng)的類（PrintTask）來實(shí)現(xiàn)我們所需要的功能。

鏈接工具即提供一個外部文件庫的入口，通過該工具建立起用戶與相關(guān)法律法規(guī)站點(diǎn)或文件的通道，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)和文件的統(tǒng)一管理。

2.3業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

用戶進(jìn)入系統(tǒng)后，系統(tǒng)將會自動加載云端的網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)。用戶可以通過拖拽、放大、縮小等方式瀏覽地圖以及地圖上的排污口信息。對感興趣的排污口可以單擊其圖標(biāo)，系統(tǒng)會彈出窗口顯示該排污口的信息。倘若該排污口在數(shù)據(jù)庫中存有圖片，則在基本信息的末尾予以顯示，否則不顯示排污口圖片。用戶可以在工具欄選擇相應(yīng)的工具來實(shí)現(xiàn)GIS功能，設(shè)計(jì)的GIS功能包括繪圖、測量等基本功能，加載環(huán)境功能區(qū)/海洋功能區(qū)圖，空間查詢、定位，圖表功能，以及專題制圖等。關(guān)閉工具窗口即可推出相應(yīng)功能，直至完全退出系統(tǒng)。本系統(tǒng)的詳細(xì)業(yè)務(wù)流程圖如圖3所示。

3　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1系統(tǒng)概覽

入海排污口信息管理系統(tǒng)整個界面可以劃分為6個區(qū)域，如圖4所示。其中，①部分為標(biāo)題欄，地理信息子系統(tǒng)名稱、Logo和版本號；②部分為地圖導(dǎo)航欄，在此有放大、縮小、平移、全圖等工具；③為比例尺信息；④為工具欄，具體GIS功能在此實(shí)現(xiàn)；⑤為地圖區(qū)域，工具的操作和界面交互在此完成；⑥為地址定位器。

圖3　業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)圖

圖4　系統(tǒng)概覽

3.1.1排口信息展示在系統(tǒng)中，排污口信息可以通過與地圖中排污口圖表進(jìn)行交互進(jìn)行展示。排污口信息如果包含圖片，在信息頁末尾會展示出該圖片，如圖5所示。

圖5　排口信息展示

3.1.2環(huán)境功能區(qū)/海洋功能區(qū)加載本系統(tǒng)可以將科學(xué)手段生成的功能區(qū)圖加載到信息系統(tǒng)上進(jìn)行展示，如圖6所示。

圖6　加載功能區(qū)圖

3.1.3GIS繪圖/測量繪圖和測量是基本的GIS功能，系統(tǒng)提供交互式繪圖體驗(yàn)，可以直接在地圖上繪制點(diǎn)、線、面等圖形來輔助地圖理解，同時支持點(diǎn)、線、面的測量，點(diǎn)元素返回坐標(biāo)值，線元素返回長度，面元素則返回周長和面積，測量結(jié)果提供多種單位可選，如圖7所示。

圖7　GIS繪圖/測量功能

3.1.4空間搜索/定位空間搜索功能可以自定義搜索域，目前系統(tǒng)以“排污口代碼”和“企業(yè)或單元名稱”為例進(jìn)行搜索功能的展示。搜索方式可以框選要素、也可以手動輸入關(guān)鍵字?？臻g定位支持傳統(tǒng)的經(jīng)緯度定位，同時也支持排口圖層中按照排污口名稱、排污口代碼、海區(qū)代碼、海灣代碼等信息進(jìn)行定位。如圖8所示。

圖8　空間查詢/定位功能

3.1.5圖表系統(tǒng)提供兩種不同的圖表顯示方式，其一是針對單個排污口的排放情況統(tǒng)計(jì)，可以直觀展現(xiàn)出排污口排放污染物的占比；其二是針對多排污口某種污染物的展示，方便進(jìn)行多排污口之間的對比，如圖9所示。

圖9　圖表功能

3.1.6打印/鏈接打印功能實(shí)現(xiàn)將當(dāng)前可視范圍內(nèi)的地圖打印輸出，鏈接工具主要提供網(wǎng)址或文檔的鏈接功能，集中管理各種文件，例如：直排口管理的法規(guī)、政策、技術(shù)指南等等，如圖10所示。

圖10　打印/鏈接功能

3.2應(yīng)用實(shí)例

信息系統(tǒng)的最終目標(biāo)是為管理者提供輔助決策信息。本文提出的入海排污口管理信息系統(tǒng)可以從多個角度進(jìn)行輔助決策支持。

3.2.1超排預(yù)警決策支持超排預(yù)警功能可以有效指導(dǎo)入海排污口的污水排放，其輔助決策支持方式主要包括：對已經(jīng)超標(biāo)排放的企業(yè)執(zhí)行限制排放或禁止排放措施以及對尚未超標(biāo)排放的企業(yè)提醒其排放余量等。

一般而言，超排預(yù)警包括兩種形式：濃度預(yù)警與總量預(yù)警。濃度預(yù)警是指將污染物檢測濃度與標(biāo)準(zhǔn)排放濃度相對比，超出規(guī)定范圍即給出警示信息?？偭款A(yù)警表示在規(guī)定時間（本文以1 a為例）內(nèi)，計(jì)算排口排放所有污染物的總量，與排口信息中的總量控制相比較，超出則給出警示信息，通過兩個量的差值也可以得到可排放污染物余量，如圖11所示。

圖11　超排預(yù)警決策支持

3.2.2排污口選址輔助本系統(tǒng)可以從三個角度進(jìn)行排污口選址輔助：納污總量控制、海洋功能區(qū)限制及緩沖區(qū)疊加分析。

（1）納污總量控制。 通過空間統(tǒng)計(jì)模塊獲取污染物實(shí)際排放總量信息，與海域納污控制總量進(jìn)行比較，可以判斷污染物排放的超標(biāo)情況，從而輔助進(jìn)行排污口選址決策支持。

（2）海洋功能區(qū)限制。 在不同的海洋功能區(qū)設(shè)置入海排污口必須要遵循一定的原則，例如：禁止在水產(chǎn)種植保護(hù)區(qū)排放污水。將各功能區(qū)圖加載到入海排污口管理信息系統(tǒng)之后，可以直觀判斷相應(yīng)區(qū)域是否可以設(shè)置入海排污口，以及可以設(shè)置何種類型的排污口。

（3）緩沖區(qū)疊加分析。 緩沖區(qū)是設(shè)置在污染源和納污水域之間，充分利用環(huán)境自凈能力，避免生態(tài)破壞的一種手段，對于水體保護(hù)具有十分積極的意義［23］。入海排污口可以視作一個個獨(dú)立的點(diǎn)狀污染源，污染物排放到海域之后，會隨水流遷移，在遷移過程中不斷擴(kuò)散、稀釋、降解，濃度逐漸降低。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)或計(jì)算結(jié)果為排污口設(shè)置一個緩沖區(qū)范圍，有利于直觀地展現(xiàn)污染物濃度達(dá)標(biāo)的大致范圍，多個排污口緩沖區(qū)的疊加也從一定程度上代表著污染物濃度的疊加，可以有效地為排污口的選址提供輔助信息。如圖12所示，由緩沖區(qū)疊加可知，Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)存在污染物濃度疊加的情況，而Ⅲ區(qū)水域不再受污染物影響，可以適當(dāng)進(jìn)行排污口的設(shè)置。

圖12　緩沖區(qū)疊加分析

3.2.3特制污染物排放分析特征污染物是反映某種行業(yè)污染物排放特征的某種或某幾種污染物，一般而言，可以理解為排放總量較多的污染物。在入海排污口排放的污染物中，特征污染物主要有COD，BOD5，總氮、總磷，溶解氧等。BOD5，全稱五日生化需氧量，表征的是水中有機(jī)物質(zhì)在微生物作用下進(jìn)行生物化學(xué)分解過程中消耗溶解氧的總量，能夠有效反映水中有機(jī)物質(zhì)的多少，同時也間接說明水體受有機(jī)物污染的嚴(yán)重情況。氮和磷是生物和糞便的重要組成元素，因此對近岸海域水體中的總氮和總磷進(jìn)行分析可以有效反映目標(biāo)海域受岸上居民生活污染的程度，對指導(dǎo)生活污水排放入海具有指導(dǎo)意義。對溶解氧含量進(jìn)行分析可以有效反映目標(biāo)海域水體的自凈能力。本系統(tǒng)可以對特征污染物在一定時間區(qū)間內(nèi)的排放情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，同時給出不達(dá)標(biāo)情況，用以進(jìn)行決策支持，如圖13所示。

圖13　特征污染物排放分析

4　總結(jié)

本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于ArcGIS Server的入海排污口管理信息系統(tǒng)，引入云GIS平臺，所構(gòu)建的系統(tǒng)具備共享性好、交互性好、反應(yīng)靈敏、擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)，同時使用云端電子地圖也節(jié)約了系統(tǒng)的開發(fā)成本。在此基礎(chǔ)之上，對應(yīng)用本系統(tǒng)進(jìn)行排污口管理決策支持進(jìn)行了探討。實(shí)踐表明，本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)排污口信息的統(tǒng)一管理，能夠通過GIS等信息技術(shù)手段為排污口管理者提供參考信息，從而推動排污口管理工作的信息化。

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Design and Implementation of an Information Management System for Sewage Outfall Based on WebGIS

JIA Zhuo，TANG You-hua，LI Xiu，GUO Zhen-hua
Graduate School at Shenzhen，Tsinghua University，Shenzhen 518055，Guangdong Province，China

In order to solve the problem in the information management of sewage outfalls，an information management system is designed for sewage outfall based on the WebGIS technology.The architecture design and principle of the system are elaborated and implemented.The presented system possesses the following functions: basic GIS operation，interactive information display of outfalls，GIS mapping and measurement，loading the maps of environmental and marine functional areas，management of thematic maps，charting，spatial query and positioning，map printing，as well as management of the legal document library.The system can simplify the outfall information managing process，provide reference information for the environmental protection agencies with the means of information technology，assist decision-making for outfall management，and thus improve the efficiency of management affairs.

WebGIS；sewage outfall；information management system

X84

A

1003-2029（2016）02-0038-08

10.3969/j.issn.1003-2029.2016.02.007

2015-07-17

國家高新技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）資助項(xiàng)目（2012AA09A408）；國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（71171121）；深圳市基礎(chǔ)研究資助項(xiàng)目“面向科研環(huán)境的Cyberinfrastructure關(guān)鍵技術(shù)研究”（JCYJ20130402145002418）；國家環(huán)境保護(hù)公益行業(yè)科研專項(xiàng)資助項(xiàng)目（201309006）。

賈卓（1989-），男，碩士研究生，研究方向?yàn)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)、決策支持系統(tǒng)。E-mail：418741916@qq.com

李秀（1971-），女，博士后，副研究員，研究方向?yàn)楹Ｑ笥^測系統(tǒng)架構(gòu)、CIMS環(huán)境下的決策支持系統(tǒng)、人工智能在CIMS中的應(yīng)用、電子商務(wù)與供應(yīng)鏈技術(shù)。E-mail：li.xiu@sz.tsinghua.edu.cn