基于GIS的污染源管理信息系统设计与实现

技术创新

中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动化）２００８年第２４卷第１－１期

ＧＰＳＧＩＳ

１引言

目前我国经济正处在高速发展时期，能源消耗和交通规模的扩大、大型工业区的发展等都使污染项目排放总量不断增加，环境污染问题日趋严重，而人们也越来越认识到环境保护的重要性，全社会的环保意识普遍提高，一个地区的环境质量成为当地人民生活质量的重要指标，因此全国各城市都已经围绕环境保护开展了各项信息化工作。

地理信息系统（ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，简称ＧＩＳ）是以空间数据为基础，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，为研究和决策服务而建立起来的计算机系统。ＧＩＳ目前已发展为信息技术的重要组成部分，其应用覆盖交通、房产、电力、电信、水利、公安、军事、城市规划、物流等广泛领域，有着巨大的市场潜力。

由于环境学科的问题在不同程度上都兼有某种地理含义，ＧＩＳ技术的引入必然带来巨大益处，利用专题地图功能，可以迅速将环境统计报表数据显示在地图上，而不必像以前费时费力，从而提高工作效率；利用ＧＩＳ功能，环境工作者可有效组织数据可视化，有利于宏观决策，改善工作质量。本文在对环保污控科业务的认真研究基础上，基于ＧＩＳ技术设计并实现了污染源管理系统，从而提高了污染源信息的科学管理。

２系统总体设计

２．１系统目标

该系统以ＧＩＳ技术为核心，综合应用空间数据库技术、网络技术、通讯技术等建立准１确、全面、规范的地理信息系统，使环保信息与空间信息的管理融为一体，多层次、多方位直观的显示相关信息，实现环境业务数据的动态管理以及污染源分布的动态变化。

２．２系统结构体系

系统设计时，必须保证具有良好的扩展性和集成性，数据的共享和功能互操作等是重要的设计因素。本系统采用客户／服务器架构（Ｃ／Ｓ）的运行模式。Ｃ／Ｓ架构在客户端赋予强大的功能，主要是空间数据导入导出、数据转换、基于ＧＩＳ的空间分析、决策辅助功能、以及系统数据库备份、数据批量更新、用户权限管理等具体实现和桌面应用。系统总体结构如图１所示：

数据层由空间和非空间数据库组成，分别由ＤＢＭＳ（ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ）直接管理和空间数据库引擎———ＡｒｃＳＤＥ管理驱动。对空间数据库的访问通过ＡｒｃＳＤＥ进行，其它数据库内容，则直接对ＤＢＭＳ进行访问。

业务逻辑层是污染源管理的业务逻辑实现层，位于数据层下方，主要体现在Ｃ／Ｓ模式下实现的业务逻辑。

２．３功能设计

系统的建设应以污染源管理的核心业务为主线，面向管理的日常工作和业务职能，划分定义各类不同的业务活动，以业务对象为中心来组织数据和实现其相应的计算机化管理模式，包括数据库维护、用户权限管理、数据更新、高级的空间分析、信息查询检索统计、汇总以及报表和专题图生成等功能。功能设计框图如图２所示。

基于ＧＩＳ的污染源管理信息系统设计与实现

ＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＰｏｌｌｕｔｉｏｎＳｏｕｒｃｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＧＩＳ

（烟台大学）王玲玲

刘惊雷马晓敏

ＷＡＮＧＬＩＮＧＬＩＮＧＬＩＵＪＩＮＧＬＥＩＭＡＸＩＡＯＭＩＮ

摘要：结合环保业务中污染源信息特点，将ＧＩＳ技术应用于污染源信息管理中。污染源管理信息系统的结构设计采用Ｃ／Ｓ模式，选择ＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ作为二次开发软件实现客户端的开发，使用ＡｒｃＳＤＥ和ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２０００建立空间数据库，并完成了该系统的功能设计和数据库设计，最后对该系统的关键功能给出了实现方法和主要代码。关键词：污染源信息管理；地理信息系统；ＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ中图分类号：ＴＰ３１１．１３文献标识码：ＡＡｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＧＩＳｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｐｏｌｌｕｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｍａｎａｇｅ－ｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏａｄｏｐｔａｐａｔｔｅｒｎｏｆＣ／Ｓ．ＭａｐＯｂｊｅｃｔｓｉｓｃｈｏｓｅｎａｓｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｄｅｖｅｌｏｐｔｈｅｃｌｉｅｎｔ．ＴｈｅｓｐａｔｉａｌｄａｔａｂａｓｅｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｏｎＡｒｃＳＤＥａｎｄＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２０００．Ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎａｎｄｄａｔａｂａｓｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｔｈｅｋｅｙｃｏｄｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｒｅｇｉｖｅｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰｏｌｌｕｔｉｏｎＳｏｕｒｃｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＧＩＳ，ＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ

文章编号：１００８－０５７０（２００８）０１－１－０１７４－０２

王玲玲：讲师

基金项目：烟台大学青年基金项目资助（ＪＳ０５２８）

技

术创新

图２系统功能框架图

（１）查询统计结果ＧＩＳ表达对属性查询（如按时间、按地区、按行业、按产品等查询污染

源信息）和统计的结果采用专题图（曲线图、

柱状图、等级图、密度图等）表示

（２）空间分析结果ＧＩＳ表达

＞叠加分析：在水源保护区范围内的废水排污口信息；在大气达标区查询排气口信息；在噪声达标区查询建筑工地信息；纳入某污水处理厂的污染源信息。

＞缓冲区分析：水源保护区范围内一定范围内的排污企业；沿着河流的附近一定范围内的污染源信息；沿着街道一定范围内的餐饮废气信息；企业一定范围内的其它污染源信息；污染源一定范围内的居民点情况等。

＞污染源追踪分析：根据水流方向及河流与排污河道或排污管的连通信息，根据水监测点的污染信息追踪上游相关的污染源信息。

２．４数据库设计

数据是ＧＩＳ应用系统的基础，ＧＩＳ应用系统对于数据有着特殊的要求，它是建立在空间数据和属性数据统一体上的业务系统。数据库设计过程中要遵循ＯｐｅｎＧＩＳ标准，采用开放式设计来建立空间数据库，注重对空间数据和非空间数据的描述和组织，实现统一的存储和管理，系统的数据格式是在国家和行业标准基础上扩展，同时提供多种数据接口。

数据库建设的内容可概括为：

（１）专业空间数据库建设：包括污染源、排污口位置图、各类功能区化图。

（２）环境业务数据库建设：主要包括污染源基本信息数据、排污申报信息、污染源变更信息数据以及排污许可证基本信息。

３系统实现

该系统选用ＡｒｃＧＩＳ和ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ等当今主流平台，提供各种应用接口，保证系统的扩充能力。

３．１数据库建设

系统的一体化集成体现在数据和应用两个层面，工业标准的关系型数据库ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ和ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ的概念使得数据的集成真正成为现实。对于空间数据库，数据管理采用ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２０００＋ＳＤＥ９．０的技术模式，将空间数据与属性数据统一存放在数据库，进行图文一体化的管理，两类数据通过内部关联码进行关联，构成灵活的系统数据体系，这也为分布式的全局共享提供了技术保证。ＡｒｃＳＤＥ（ＳｐａｔｉａｌＤａｔａｂａｓｅＥｎｇｉｎｅ，即空间数据库引擎）是ＡｒｃＧＩＳ与关系数据库之间的ＧＩＳ通道，是一个基于关系型数据库基础上的地理数据库服务器。

在系统中，空间数据、

属性数据、以及业务数据都集中存储在同一个关系数据库中，通过元数据进行描述，实现数据的统一管理，从而达到数据集成的目的。将来还可以在此基础上，通过图文一体化技术、数据交换平台技术和网络通讯技术，使本系统得以和其它应用系统进行关联和耦合，从而在更大的信息应用范畴中充分发挥作用，为政府的相关决策提供辅助支持。

３．２图形子系统开发

居世界首位的ＧＩＳ厂商ＥＳＲＩ推出的ＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ就是以空间数据访问、查询、制图为主要目标的ＧＩＳ组件，它是一组基于ＣＯＭ技术的地图应用组件，它由一个称为Ｍａｐ的ＡｃｔｉｖｅＸ控件（ＯＣＸ）和约４５个自动化对象组成。笔者选择ＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ２．３为二次开发平台，在ＶＢ６．０环境下开发。

ＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ提供了一种访问ＳＤＥ数据库的方法，通过ＳＤＥ提供的客户机访问的模式，以利于数据保密性和数据统一管理，同时提供多用户共同访问统一数据库的能力。实现代码如下：

ＤｉｍｄｃＡｓｎｅｗＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ２．ＤａｔａＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎｄｃ．Ｓｅｒｖｅｒ＝＂ＳＤＥ９０：＊＊＊＂ｄｃ．Ｄａｔａｂａｓｅ＝＂＊＊＊＂ｄｃ．Ｕｓｅｒ＝＂＊＊＊＂ｄｃ．Ｐａｓｓｗｏｒｄ＝＂＊＊＊＂Ｉｆｄｃ．Ｃｏｎｎｅｃｔ（）Ｔｈｅｎ

ＤｉｍＬｙｒＡｓＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ２．ＭａｐＬａｙｅｒ

Ｌｙｒ．ＧｅｏＤａｔａｓｅｔ＝ｄｃ．ＦｉｎｄＧｅｏＤａｔａｓｅｔ（＂＊＊＊＂）Ｍａｐ．Ｌａｙｅｒｓ．ＡｄｄＬｙｒ＊＊＊＊＊ＥｎｄＩｆ

３．３业务子系统开发

该系统主要对环境业务数据库进行维护管理，包括对污染源基本信息数据、排污申报信息、污染源变更信息以及排污许可证基本信息的批量导入、添加、删除、修改等。在这些操作中，都需要对数据库进行大量的交互访问。笔者设计了数据库访问层，简捷快速的实现数据的检索、操作和更新。该函数代码如下：

ＰｕｂｌｉｃＦｕｎｃｔｉｏｎｒｓＧｅｔ（ＢｙＶａｌＳＡｓＳｔｒｉｎｇ）ＡｓＲｅｃｏｒｄｓｅｔＤｉｍｃｎＡｓＮｅｗＡＤＯＤＢ．Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ

ｃｎ．ＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＳｔｒｉｎｇ＝＂Ｐｒｏｖｉｄｅｒ＝ＳＱＬＯＬＥＤＢ．１；Ｐａｓｓｗｏｒｄ＝；Ｐｅｒ－ｓｉｓｔＳｅｃｕｒｉｔｙＩｎｆｏ＝Ｔｒｕｅ；ＵｓｅｒＩＤ＝ｓａ；ＩｎｉｔｉａｌＣａｔａｌｏｇ＝数据库名；ＤａｔａＳｏｕｒｃｅ＝机子ｉｐ＂

ｃｎ．Ｏｐｅｎ

ＤｉｍｒＡｓＮｅｗＡＤＯＤＢ．Ｒｅｃｏｒｄｓｅｔ

ｒ．ＯｐｅｎＳ，ｃｎ，ａｄＯｐｅｎＫｅｙｓｅｔ，ａｄＬｏｃｋＰｅｓｓｉｍｉｓｔｉｃＳｅｔｒｓＧｅｔ＝ｒＳｅｔｒ＝ＮｏｔｈｉｎｇＥｎｄＦｕｎｃｔｉｏｎ

在数据查询时仅需预定义一个Ｒｅｃｏｒｄｓｅｔ对象以及ＳＱＬ语句，然后调用该函数即可，如下代码所示：

ＤｉｍｒｓＡｓＮｅｗＡＤＯＤＢ．ＲｅｃｏｒｄｓｅｔＤｉｍｓｑｌＡｓＳｔｒｉｎｇ

ｓｑｌ＝＂ｓｅｌｅｃｔ＊ｆｒｏｍ＊＊ｗｈｅｒｅＩＤ＝＂＆Ｖａｌ（Ｔｅｘｔ１．Ｔｅｘｔ）Ｓｅｔｒｓ＝ｒｓＧｅｔ（ｓｑｌ）

４结语

笔者结合污染源管理业务实际设计了可行的污染源信息管理方案，系统基于Ｃ／Ｓ模式开发，在局域网中反应快速准确安全；ＡｒｃＧＩＳ和ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ等当今主流平台，为系统的扩展提供基础平台层面的技术保证；（下转第１７３页）