摘 要：本文是以開發(fā)貴州省空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為例，闡述了以天地圖為底圖，直觀展示空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的技術(shù)方法，在天地圖上以熱力圖的方式展現(xiàn)不同地區(qū)空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)濃度，數(shù)據(jù)可視化表達(dá)，體現(xiàn)空氣污染的地理空間特性。

關(guān)鍵詞：天地圖；空氣質(zhì)量；空氣污染；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）14-0163-02

1 現(xiàn) 狀

近年來中國城市地區(qū)空氣污染加劇，而霧霾成為城市大氣污染的主要表現(xiàn)之一，對(duì)居民的健康及生存環(huán)境造成極大的影響，空氣污染已引起了普通大眾的廣泛關(guān)注，成為每日天氣預(yù)報(bào)不可缺少的信息。目前，全國都建立了空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，數(shù)據(jù)獲取實(shí)時(shí)更新，但數(shù)據(jù)大多是基于表格、圖表的形式展現(xiàn)，不便于直觀了解。空氣監(jiān)測(cè)信息不同于普通信息，它具有空間特性，可以通過經(jīng)緯度坐標(biāo)來表示?？諝赓|(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)本身所具有的地理空間相關(guān)特性決定了通過WebGIS技術(shù)對(duì)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)展示與分析具有廣泛的應(yīng)用前景。在WebGIS技術(shù)中，天地圖應(yīng)用廣泛，數(shù)據(jù)服務(wù)豐富，技術(shù)成熟。通過獲取空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并利用天地圖API接口開發(fā)空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)直觀易懂，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可視化表達(dá)，為管理者快速提供決策支持及信息參考。

2 天地圖

天地圖是國家測(cè)繪地理信息局主導(dǎo)建設(shè)的國家地理信息公共服務(wù)平臺(tái)，它是“數(shù)字中國”的重要組成部分。天地圖的目的在于促進(jìn)地理信息資源共享和高效利用，提高測(cè)繪地理信息公共服務(wù)能力和水平，改進(jìn)測(cè)繪地理信息成果的服務(wù)方式，更好地滿足國家信息化建設(shè)的需要，為廣大用戶提供權(quán)威、準(zhǔn)確、免費(fèi)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。其主要宗旨是“服務(wù)大局、服務(wù)社會(huì)和服務(wù)民生”，作為中國區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)資源最全的地圖網(wǎng)站，可以提供權(quán)威、可信、統(tǒng)一的在線服務(wù)，是測(cè)繪服務(wù)社會(huì)、服務(wù)民生的重要載體。天地圖除了面向公眾提供地理信息服務(wù)外，還面向廣大開發(fā)者提供了一套功能強(qiáng)大的二次開發(fā)API接口，最新API接口符合HTML 5.0規(guī)范，以HTML 5.0的形式提供各種地圖服務(wù)和數(shù)據(jù)，為開發(fā)者提供了快速創(chuàng)建地圖、調(diào)用地圖、POI搜索以及在地圖上添加覆蓋物等，可以幫助開發(fā)者在網(wǎng)站中快速構(gòu)建功能豐富、交互性強(qiáng)的地圖應(yīng)用。

3 總體框架

WebGIS是GIS與Internet結(jié)合的產(chǎn)物，具有跨平臺(tái)、資源利用率高、易擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，將WebGIS技術(shù)應(yīng)用到空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理中，利用WebGIS技術(shù)、天地圖API接口，并結(jié)合貴州省空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)共享數(shù)據(jù)開發(fā)的貴州省空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在天地圖上直觀展現(xiàn)貴州省不同地區(qū)空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)濃度、不同時(shí)間濃度變化趨勢(shì)等，快速展現(xiàn)空氣污染嚴(yán)重的區(qū)域，預(yù)警空氣污染，其總體框架如圖1。

貴州省空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)源主要來源：①貴州省不同地區(qū)空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)站共享數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)共享數(shù)據(jù)基本保持1h更新一次，數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性好。②天地圖在線數(shù)據(jù)，天地圖提供一系列免費(fèi)在線地圖服務(wù)，包括影像地圖服務(wù)、矢量地圖服務(wù)、注記服務(wù)等，地圖服務(wù)豐富，具有較強(qiáng)的現(xiàn)勢(shì)性，滿足不同需求。貴州省不同地區(qū)空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)站共享數(shù)據(jù)提供了一系列空氣質(zhì)量屬性數(shù)據(jù)，例如地名、AQI、實(shí)時(shí)濃度等，而天地圖提供了地理空間數(shù)據(jù)，包括地圖、地名、坐標(biāo)等，兩者結(jié)合將空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的空間特性體現(xiàn)出來，形成帶有地理空間特性空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫，利用天地圖API接口在天地圖上直觀展現(xiàn)不同地區(qū)空氣質(zhì)量空間分布、濃度變化等。其數(shù)據(jù)源結(jié)合圖如圖2。

4 主要技術(shù)

4.1 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取

目前，全國空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)開放共享，基本都是在1h更新一次，數(shù)據(jù)量大且豐富，可以通過API接口、數(shù)據(jù)抓取、數(shù)據(jù)挖掘等方法獲取空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。貴州省空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的空氣質(zhì)量屬性數(shù)據(jù)是通過獲取貴州省環(huán)境保護(hù)廳數(shù)據(jù)中心開放共享數(shù)據(jù)而來，利用AJAX技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取更新空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)屬性數(shù)據(jù)。AJAX技術(shù)實(shí)現(xiàn)了客戶端與服務(wù)器的異步交互，無刷新頁面實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)，使得頁面更加動(dòng)態(tài)，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率，達(dá)到很好的用戶體驗(yàn)。

4.2 地圖標(biāo)注

地圖標(biāo)注是利用地理對(duì)象的地理坐標(biāo)在地圖上對(duì)地理對(duì)象進(jìn)行標(biāo)注，標(biāo)注地理對(duì)象的屬性，地理對(duì)象的屬性與地理對(duì)象動(dòng)態(tài)連接。地圖標(biāo)注一般分為符號(hào)標(biāo)注、文字標(biāo)注、圖片等多媒體信息標(biāo)注。空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)地圖標(biāo)注是將空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)屬性數(shù)據(jù)與天地圖地理空間數(shù)據(jù)結(jié)合，體現(xiàn)出空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的空間特性，形成帶有地理空間特性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫，在天地圖上標(biāo)注出來，利用其地理特征直觀展現(xiàn)該地區(qū)空氣質(zhì)量濃度。地圖標(biāo)注主要利用天地圖API接口的覆蓋物類，將具有地理空間特性的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)快速標(biāo)注在天地圖上。天地圖地圖標(biāo)注API接口結(jié)合HTML5技術(shù)可以快速在地圖上標(biāo)注海量信息點(diǎn)，運(yùn)行流暢，主要代碼如下：

var marker = new T.Marker（new T.LngLat（lng，lat），{icon：icon}）； //創(chuàng)建一個(gè)圖像標(biāo)注實(shí)例。

map.addOverLay（marker）； //將標(biāo)注點(diǎn)添加到地圖中。

var labelwin=new T.Label（{text：aqi，position：marker.getLngLat（），offset：new T.Point（-5，-18）}）；

//根據(jù)給定參數(shù)對(duì)象創(chuàng)建文本標(biāo)注。

map.addOverLay（labelwin）； //將文本標(biāo)注添加到地圖中，標(biāo)注屬性數(shù)據(jù)。

4.3 熱力圖展示

熱力圖是以特殊高亮的形式在地圖上直觀展示數(shù)據(jù)分布狀況，是數(shù)據(jù)可視化渲染的一種形象表達(dá)形式。天地圖熱力圖是基于天地圖Html5 API二次開發(fā)的開源的代碼庫，核心的代碼主要來自于第三方heatmap.js，heatmap.js是網(wǎng)絡(luò)上最先進(jìn)的熱圖可視化庫，快速渲染，擁有更強(qiáng)的渲染模塊?；谔斓貓DAPI熱力圖接口，將空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以特殊高亮的形式在地圖上渲染出來，以空氣質(zhì)量AQI指數(shù)為權(quán)重，直觀展示不同地區(qū)空氣質(zhì)量分布情況、濃度變化等，其主要代碼及效果圖如下：

var heatmapOverlay = new T.HeatmapOverlay（{ “radius”： 50}）；

//構(gòu)建一個(gè)熱力圖的渲染容器，緩沖半徑為50。

map.addOverLay（heatmapOverlay）；//將熱力圖渲染容器添加到地圖中。

heatmapOverlay.setDataSet（{data：r，max：300}）；//設(shè)置熱力圖渲染數(shù)據(jù)及最大值的渲染顏色。

heatmapOverlay.show（）；//顯示熱力圖。

5 總 結(jié)

本文介紹了基于天地圖的貴州省空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體框架與主要技術(shù)。采用B/S架構(gòu)，利用WebGIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在天地圖上的展示效果。以天地圖為底圖，直觀展示空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的技術(shù)方法，主要使用技術(shù)包括數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取、地圖快速標(biāo)注、熱力圖渲染展示。在天地圖上以熱力圖的方式展現(xiàn)不同地區(qū)空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)濃度，體現(xiàn)空氣污染的地理空間特性，數(shù)據(jù)可視化表達(dá)，為管理者快速提供決策支持及參考。

參考文獻(xiàn)

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[7]天地圖.

收稿日期：2018-4-14

作者簡(jiǎn)介：陳 偉（1989-），男，助理工程師，本科，主要從事測(cè)繪技術(shù)服務(wù)工作。