大气污染管理信息系统总体设计

大气污染管理信息系统总体设计

编写者：林报嘉

时间：2001-8-11

一需求分析

长远来看

随着城市社会经济的发展，人们对于生活质量提出了更高的要求，其中城市大气状况是其中重要的方面。人们关心城市大气污染是否会对自己的生活产生影响，市政决策者则需要了解如何治理环境，才能够达到相关标准，又使得治理成本最低。本系统就是为了实现上述目标，基于城市大气污染模型和地理信息系统基础，建立城市大气环境的模拟、分析、评价系统，以实现城市大气环境决策支持。

系统实现对大气环境的整个管理过程的支持，包括大气污染源数据库的建设，与大气环境管理相关的背景数据的管理（气象资料，地形，市政规划，行政区划，交通路线，人口统计，社会经济状况），对大气环境状况的监测，现有大气环境质量分析，对可能出现的大气质量变化进行预测，从而为大气环境管理或有关领导部门提供辅助决策参考。

近期来看

具体对12个试点城市，迫切需要一个能帮助他们完成本次课题的工具，既有模型，同时能很好地表达他们的成果的一个系统。

要求系统在能够管理污染源信息，并基于污染源的排放数据计算污染扩散的空间分布，进而判断在不同区域各种污染源的影响，以及其空间，时间分布规律，所有的计算、分析结果均以直观化的图形方式进行表现，从而使用户便于了解城市大气污染特性，实现决策支持的目的。

二系统描述

2.1功能

该系统包括以下功能：

1：基础地理信息管理，该功能管理城市的基础空间信息，包括数据录入、管理和规范化等等。这些信息既包括人文社会信息，又包括自然信息，在本系统中，基础地理信息包括：

●城市道路

●街区

●城市用地分布（工业用地，商业用地，居住用地，道路广场用地等等）

●河流

●城市建筑分布，包括建筑物位置、高度，反映了城市景观，并且建筑物对污染物扩散也

具有一定的影响。

●DEM，反映了城市基础地形。

●… …

2：污染源管理，包括入库，规范化，标准化，能够实现方便的存取，具体包括以下功能：

●固定点源管理；

●固定面源管理；

●流动线源管理；

●流动面源管理；

上述的管理既包括污染源的空间分布，也包括源强以及其分布特征。

3：数据表现。

将上述信息按照其一致的空间坐标参照系进行叠合显示，可以实现缩放、漫游等操作，并可以任意组织不同专题进行叠加，使得污染源的空间分布特征更加明显。

同时系统以表格，统计图表等样式以反映分析、计算结果。

4：模型计算

主要是根据模型进行污染物浓度分布的计算，计算的基础是污染物的空间分布和排放特性，计算结果是以栅格形式表现的污染物空间分布，生成结果栅格点的大小可以定义，如1KM*1KM 或者500M*500M等等。

5：污染源分析

分析每个污染源是否符合相关标准，如根据源高和源强的关系进行判定。

6：污染物浓度分析

对污染模型计算数据进行各种分析评价，包括：

1：贡献率分析，分析每个区域各种污染源的贡献率；

2：污染综合评价，综合各种污染物，评价城市的大气质量；

3：模拟预测，根据给定的气象条件和排放特征模拟计算各种污染物在未来的一段时间内的浓度以及其分布特征；

4：影响分析，根据污染物分布和城市用地情况，分析污染对于城市生产、生活的影响，如计算污染超标区内的人口数目；

5：治理决策，给出降低污染物浓度，达到大气质量标准的策略，如关闭哪些烟囱，如何对机动车进行控制。

7：打印输出

将分析计算结果以“所见即所得”的方式打印输出。

8：系统配置和参数设置

主要用于输入系统用于计算的各种参数，如气象因子、模型选择、标准确定等等。

2.2系统特点

系统基于大气污染扩散模型和地理信息系统，实现大气环境治理的决策支持，它具有以下特点：

●与GIS的无缝接合；

●清晰的工作流程；

●简化数据采集和输入的复杂性，提高数据采集的精度；

●表现形式的多样化；

●工作的高效率；

●精度的提升；

多种污染物的复合叠加，可以得到综合多项指标的污染指数。三系统结构

系统框图

层次结构

四详细设计

4.1界面设计

4.2流程

4.3数据流图

4.3.1数据种类：

1 基础参数

扩散参数

有风

静风或微风基本气象参数2气象参数

联合风频资料

逐时气象资料

山区

平原

3污染源数据

点源

线源

面源

4.4文件组织