摘? 要：文章從金昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合GIS技術(shù)，設(shè)計(jì)研究了平臺(tái)功能需求，對(duì)整個(gè)平臺(tái)起到了舉足輕重的作用。文章從金昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)GIS平臺(tái)的需求分析和功能實(shí)現(xiàn)、金昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)GIS平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)兩個(gè)方面，介紹了金昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)GIS平臺(tái)功能需求，力求為金昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)工作提供嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)支撐和決策。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測(cè);GIS;共享平臺(tái)

中圖分類(lèi)號(hào)：P208? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：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(guó)著名的鎳都，祖國(guó)的金娃娃，但近幾年來(lái)，隨著金昌經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求，人民對(duì)更加美好生活的愿景與工業(yè)環(huán)境兩個(gè)系統(tǒng)之間的矛盾日益凸顯，如何通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，協(xié)同各部門(mén)共同治理監(jiān)管，實(shí)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(shí)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(cè)GIS平臺(tái)。

地理信息系統(tǒng)（GIS）有時(shí)又稱(chēng)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(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)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(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)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(jiǎn)稱(chēng)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(jìn)行環(huán)境空間信息的獲取、分析、處理、存儲(chǔ)與表達(dá)，從而為環(huán)境保護(hù)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(shì)就是集合了RS技術(shù)、GIS技術(shù)、環(huán)境科學(xué)、測(cè)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(cè)平臺(tái)，主要是通過(guò)空間數(shù)據(jù)采集、環(huán)境各項(xiàng)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)綜合分析、生成監(jiān)測(cè)綜合圖標(biāo)、繪制3D可視化成果、分析成果共享、決策輔助燈功能。本平臺(tái)的搭建主要可實(shí)現(xiàn)以下幾點(diǎn)目標(biāo)：

（1）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，編制平臺(tái)需求，搭建軟件框架，在滿(mǎn)足要求的情況下盡量降低制作、培訓(xùn)和維護(hù)成本。

（2）一切平臺(tái)依靠的是后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，本平臺(tái)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(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，為后期環(huán)境監(jiān)測(cè)提供基礎(chǔ)圖形資料和專(zhuān)業(yè)資料。

（3）環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中的數(shù)據(jù)來(lái)源主要通過(guò)采集各個(gè)參數(shù)的傳感器獲得，隨著5G時(shí)代的到來(lái)，網(wǎng)絡(luò)傳輸已經(jīng)替代了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)線(xiàn)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?，降低傳輸?shù)某杀尽?/p>

1 金昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)GIS平臺(tái)的需求分析和功能實(shí)現(xiàn)

金昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)GIS平臺(tái)立足于解決當(dāng)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(cè)領(lǐng)域中監(jiān)測(cè)體系分散、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、集成化程度低、遠(yuǎn)程控制能力不強(qiáng)等問(wèn)題，研究攻克環(huán)境監(jiān)測(cè)共享各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)[4]。

本GIS平臺(tái)主要依據(jù)GIS系統(tǒng)進(jìn)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(shí)、地圖的輸出三個(gè)基本功能[3]。地圖的導(dǎo)入功能主要是通過(guò)的基礎(chǔ)地圖的制作，導(dǎo)入到平臺(tái)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(tái)對(duì)地圖主要可以進(jìn)行縮放、圖層選取、凍結(jié)等操作。在繪制完成最終圖件時(shí)，可以導(dǎo)出JPEG、TIFF等格式的文件，進(jìn)行保存、發(fā)布和打印。

1.2 地圖數(shù)據(jù)查詢(xún)功能

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

坐標(biāo)定位，這是該功能的核心部分，可以設(shè)置地圖的坐標(biāo)系，讀取點(diǎn)線(xiàn)面的相關(guān)坐標(biāo)，其空間數(shù)據(jù)可進(jìn)行復(fù)制。也可通過(guò)已知的空間坐標(biāo)，在地圖之上顯示放大。（2）空間要素的符號(hào)化。為了區(qū)分不同的空間屬性，可以按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)地圖圖示實(shí)現(xiàn)可視化，需要提供地形圖標(biāo)準(zhǔn)的符號(hào)庫(kù)、線(xiàn)型庫(kù)、填充符號(hào)庫(kù)[3-6]。（3）疊加顯示。能夠?qū)鸥駭?shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行拼合，產(chǎn)生綜合視覺(jué)的顯示效果。（4）通過(guò)屬性進(jìn)行查詢(xún)顯示。依照?qǐng)D形、符號(hào)的屬性，對(duì)空間元素（點(diǎn)線(xiàn)面）進(jìn)行混合篩選。

1.3 發(fā)布功能

平臺(tái)的一大特點(diǎn)就是共享信息，多部門(mén)協(xié)作，故本平臺(tái)應(yīng)具有通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向公眾發(fā)布的功能，比如說(shuō)重點(diǎn)污染環(huán)境區(qū)等等。

1.4 環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)采集和處理

為了采集大量正確的、現(xiàn)勢(shì)性高的數(shù)據(jù)，項(xiàng)目組在室外架設(shè)了大量的傳感器監(jiān)測(cè)設(shè)備，監(jiān)測(cè)設(shè)備主要安置在污染源附近，形成相關(guān)的拓?fù)潢P(guān)系。如為了準(zhǔn)確獲得水質(zhì)的情況[6]，監(jiān)測(cè)點(diǎn)必須尋找相應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)，一般設(shè)備放置在飲用水的來(lái)源地、污水的排放口、河流的上下游等地，形成鏈?zhǔn)降谋O(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，可后期對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析和交叉分析，提高了分析的廣度和準(zhǔn)確度，采集的數(shù)據(jù)通過(guò)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(duì)其在空間位置上進(jìn)行緩沖區(qū)分析。以天然氣泄漏為例，天然氣泄漏后可通過(guò)天然氣的泄漏位置、泄漏流量和當(dāng)時(shí)風(fēng)力、風(fēng)向等因素，繪制泄漏緩沖區(qū)，劃分危險(xiǎn)等級(jí)范圍，疏散居民的路線(xiàn)等，為相關(guān)部門(mén)提供決策幫助。

1.4.2 模型分析

對(duì)相應(yīng)環(huán)境問(wèn)題，可采用數(shù)據(jù)建模的方式，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行理論的演示和演化，從而解決實(shí)際的問(wèn)題。

1.5 分析決策功能

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

2 金昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)GIS平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)

數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)是金昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)GIS平臺(tái)的核心，鑒于GIS和環(huán)境學(xué)科的不同，該數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括兩方面：空間地理數(shù)據(jù)庫(kù)和環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)。空間地理數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括空間坐標(biāo)、地形圖、影像圖等數(shù)據(jù)，環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)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(cè)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(kù)由于其特殊性和保密性，必須通過(guò)國(guó)土局或通過(guò)審批手續(xù)后采集獲取，如自己采集可通過(guò)RTK、全站儀、激光掃描儀、航空攝影飛機(jī)等技術(shù)獲取。環(huán)境數(shù)據(jù)可同各部門(mén)協(xié)商獲取，或通過(guò)自己采集獲取，環(huán)境數(shù)據(jù)的采集點(diǎn)務(wù)必同空間地理相對(duì)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，主要注意的是：（1）空間坐標(biāo)所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)不同，需進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換，矢量數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行拓?fù)涮幚?。?）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(jìn)行刪除和補(bǔ)充操作。（4）數(shù)據(jù)入庫(kù)后統(tǒng)一存儲(chǔ)到 SQL Server、My SQL等數(shù)據(jù)庫(kù)中，方便數(shù)據(jù)的管理和共享。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)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(huì)更加的便捷和高效，在未來(lái)發(fā)展的過(guò)程中，環(huán)境監(jiān)測(cè)將不再是獨(dú)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)、RS技術(shù)、GPS技術(shù)和GIS技術(shù)的綜合方法。本研究平臺(tái)主要是結(jié)合GIS技術(shù)，對(duì)金昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)需求進(jìn)行功能需求分析，構(gòu)建金昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理功能、金昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)地圖管理、金昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、金昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)共享決策和決策管理、金昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)可視化模型展示等功能，力求為金昌市環(huán)境監(jiān)測(cè)治理工作提供嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)支撐和決策。

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