大气污染扩散模拟gis大气扩散指标gis与大气质量模型的集成
城市空气质量GIS数据模型及分析系统的集成与应用
（ 中 国 科学 院地 理科 学与 资 源 研 究所 ， １ 北京 １０ ０ ； ０ １ １２国 家减 灾 中心 ， 京 １０ ５ 北 ００３ ３中 国科 学 院研 究 生 院 ， 京 １０４ ； 北 ０ ０ ９ ４福 州 大学 ， 州 ３ ００ ） 福 ５ ０ ２
米级。
要素 图层 ： 基 于 ＧＩ 的应 栅 格 图层 ： Ｓ 污 染源 排 用 模 型 ：空 气 各 类 污 染 源 浓 放 模拟 质量 模拟模 型 度 场分 布 栅 格 代 数 运 算 ：城 市 大 气 污 染物 浓度场
统 的支 持 系统 ， 主要 提供 三类 数据 ： 是气 象 监 测 一 数 据 和污染 源空 间分 布及其 时 空变化 数 据 ． 为空 气 质量 模 拟所 必 需 ： 是地 形 、 二 行政 区划 和街 区分 布 等 空 间基 础数 据 ． 主要 为空气 质量 模 拟提 供空 间 支
收 稿 日期 ：０ ５ １— ９ 修 回 日期 ： ０ ６ ０ — １ ２０ — ２ ２ ； ２０—７０ ．
资助项 目： 福建省科技计划重点项 目（ 课题 ）福建省海岸带环境调控及其决策支持系统 ” ０ ０ ０ ３。 “ （ ０ Ｈ ０） ２
作者简介 ： 廖永丰 （ ７ 一 ， ， １ ４ ）男 甘肃人 ， ９ 博士。主要从事 Ｇ Ｓ与环境健康研究。Ｅ ｍａ ｌ ｏｆ ｉｓｒａ ． Ｉ － ｉ ｉ ｙ＠ ｇｎｒ ｃ ａ ｈａ ．ｃ
本 文 研 究 写作 中 ， 陈远 民 、 陈红 梅 等 同 志 给 予 了大 力 支 持 和 帮助 ， 特此 感 谢 ！
维普资讯
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１４・ ２
地 球 信 息 科 学
２０ ０ ７焦
GIS与大气模型整合的研究现状与发展趋势
烟 羽扩散模型可 以考虑 复杂 的地形条件 ， 学模块 中使用 了远处传输的轨迹模型和箱式模 型 。Ｇ Ｓ Ａ ￣ Ａ Ｔ Ｒ 属于箱体积分模型 ， 用于完整描 述重气体 的阶段 运移过程。它包括 一个用于计 算浓度和热动力学特征的主模型及 一系列用于 分析污染云团和环境特征的子模型 。
责 任编 辑 ： 会 兰 Ｓ大 气扩 散模 型是 由英 国剑桥 环境 研究中心 （Ｅ Ｃｒ Ｃ Ｒ ）开发 的一套先进的大气扩散 ￣ 模型， 属新一代模型 。 本模型应用 了现有 的基 于 Ｍｏｉ— ｂ ｋ ｏ ｎｎ Ｏ ｕ ｈｖ长度 和边 界层 高度描述 边界 层 结构 的参数 的最新物理知识 ，边界层结构被 可直接 测量的物理参 数定义 。Ａ ＭＳ是一个三 Ｄ 维高斯模型 ，以高斯分布公式为主计算污染物 浓度，但在非稳定条件下的垂直扩散使用 了倾 斜 式 的高 斯 模 型 。
模 型 的 整 合 研 究 ［ ．油 气 田 环 境 保 护 ， ０ ７ １ Ｊ ］ ２ ０ ，
（７：７ ４ ． １） ～ ８ ４ 作 者 简 介 ： 芹 （９ ５ ） 女 ， 苏 徐 州 人 ， 王 １８ ～ ， 江 在 读 研 究 生 ， 图 学与 地 理信 息 系统 专 业 。 地
及其 Ｇ Ｓ集成研 究 【 ．环境监 测管理与技术 ， Ｉ Ｊ 】 ２０ ，（０：７ １． ０ ８ ５２ ） － ９ １ 【 安兴琴 ， ４ ］ 左洪超 ， 吕世 华等． ｏｅ 一 Ｍ ｄｌ ３空 气质 ｓ 量 模 式 对 兰 州 市 污 染 物 输 送 的 模 拟 忉． 原 气 高 象，０ ５ ４５： ８ ２ ０ ， （）４ ． ２ ７ 【］ ５陈宏坤 ， 李兴春 ， 李春晓． ｓ与大气污染扩散 ＧＩ
科技论坛 ｌ｝１
环境工程计算之大气污染物浓度及扩散速率的计算
环境工程计算之大气污染物浓度及扩散速率的计算引言大气污染物浓度和扩散速率的计算是环境工程中重要的研究方向。
准确计算大气污染物的浓度和扩散速率可以帮助我们评估空气质量、制定环境保护政策以及预测污染物的扩散范围。
大气污染物浓度的计算大气污染物浓度的计算通常基于排放源的污染物排放量、气象条件和空气质量模型。
以下是一种常用的计算方法：1. 收集排放源的污染物排放量数据。
这些数据可以来自于工厂的排放监测记录、车辆尾气排放数据等。
2. 确定气象条件，如风速、风向、大气稳定度等。
这些数据可以通过气象局的观测站或者气象模型获得。
3. 使用空气质量模型，将排放源的污染物输运和扩散计算与气象条件相结合，得出大气污染物浓度分布图。
需要注意的是，大气污染物浓度的计算只是一种模拟结果，实际情况可能会受到其他因素的影响，如地形、建筑物等。
大气污染物扩散速率的计算大气污染物的扩散速率可以帮助我们评估污染物的传播范围。
下面是一种常见的计算方法：1. 确定大气污染物的初始浓度。
这可以通过测量或者预测得到。
2. 确定气象条件，如风速、风向、大气稳定度等。
3. 使用扩散模型，将初始浓度和气象条件输入，计算污染物的传播范围和扩散速率。
需要注意的是，大气污染物扩散速率的计算也是一种模拟结果，实际情况可能会受到其他因素的影响，如周围建筑物、地形等。
结论大气污染物浓度和扩散速率的计算是环境工程中重要的研究内容。
通过合理的数据收集和模型计算，我们可以预测大气污染物的浓度分布和传播范围，从而为环境保护和政策制定提供科学依据。
大气污染物扩散的高斯模型模拟
9.2.2大气污染物扩散的高斯模型模拟：可视化模拟点源大气污染的扩散9.2.2 Gaussian Atmospheric Dispersion Model突发性大气污染事故时有发生，对大气污染扩散进行模拟和分析，有利于减小事故的危害，减轻人员伤亡和财产损失。
高斯扩散模型是国际原子能机构(IAEA)推荐使用于重气云扩散模拟的数学模型,该模型在非重气云扩散的应用日益广泛。
高斯扩散模型是描述大气对有害气体的输移、扩散和稀释作用的物理或数学模型,是进行灾害预测和救援指挥的有力手段之一。
9.2.2.1高斯扩散模型高斯模型又分为高斯烟团模型和高斯烟羽模型。
大气污染物泄漏分为瞬时泄漏和连续泄漏，瞬时泄漏是指污染物泄放的时间相对于污染物扩散的时间较短如突发泄漏等的情形，连续泄漏则是指污染物泄放的时间较长的情形。
瞬时泄漏采用高斯烟团模型模拟，而连续泄漏采用高斯模型烟羽模型模拟。
高斯模型适用于非重气云气体，包括轻气云和中性气云气体。
要求气体在扩散过程中，风速均匀稳定。
在高斯烟团模型中，选择风向建立坐标系统，即取泄漏源为坐标原点，x轴指向风向，y轴表示在水平面内与风向垂直的方向，z轴则指向与水平面垂直的方向，具体公式见式(9.1):…………(9.1)其中：为泄漏介质在某位置某时刻的浓度值；为污染物单位时间排放量(mg/s);、、分别x、y、z轴上的扩散系数，需根据大气稳定度选择参数计算得到(m)；x、y、z 表示x、y、z上的坐标值(m)；u表示平均风速(m/s)；t表示扩散时间(s)；H表示泄漏源的高度(m)。
同理，高斯烟羽模型的表达式如：………………………(9.2)9.2.2.2 技术方法若用高斯模型算出空间每一个点在一个时刻的污染浓度，这个计算量是很大的。
因此所设计的系统一般都是采用先进行图层网格化，由高斯模型计算出有限个网格点的上的污染物浓度，在进行空间内插得到面上每一个点的污染物浓度，并由此得到污染物浓度的等值线。
3D GIS在环境监控中的应用
3D GIS在智慧环保系统的应用文/周世咏智慧城市研究院主任深圳市贝尔信智能系统有限公司引言智慧环保业务系统根据信息现代化建设的最新规划和实际工作需求，整合环境质量、环境监管、环境监测、污染源等数据，并进行综合分析，为政府提供对经济发展建设所面临的环境风险和影响分析；提高环境监管和快速响应能力，实现对城市环境状况进行监控并实施动态管理。
本文概要介绍环境监控的总体要求、对地理信息系统建设的要求、二维电子地图向三维电子地图升级的趋势、贝尔信的全景呈现3D GIS智慧环保可视化管理平台及其应用。
正文：一、总体设计要求为了对环境监控与预警提供决策支撑，并为环保局领导提供环境信息及战略管理和城市发展的辅助决策支持平台，主要建设内容和目标如下：(1)建立环境地理信息平台建立环境地理信息平台，可以方便其它系统进行调用，并在此基础上开发相关的地理信息应用。
(2)开发典型环境地理信息应用依据环保部门的业务现状，从环境质量、污染源、环境质量与污染源集成、生态环境、在线监测、建设项目审批主体业务部分，展示有关数据。
(3)应急管理系统为加强突发环境事件应急体系建设，提高应对环境突发事件、事故和灾害的能力，建立以信息技术、通信技术和GIS技术相结合的应急响应系统。
对于环境应急管理系统而言，环境应急管理主要包括应急预防、应急准备、应急响应、应急总结与评估四部分来建立对应急事件的应对，提高对突发事件的处理能力。
(4)企业可视化建模和信息查询同时实现对指定的重点企业进行三维仿真建模，并进行信息查询。
二、对环境地理信息系统的要求环境地理信息系统是将各项环境业务数据和实际的地理信息结合起来，通过电子地图全面地反映污染源和污染物排放的分布情况，真正实现环境业务数据与空间地理信息的一体化的连动查询和应用交互，同时完成各类环境管理专题图的制作和分析管理，实现地理数据与环境业务数据信息的衔接，并可进行空间分析、对比、预测等高级查询，为环境管理决策提供依据。
基于三维和时态GIS的大气污染扩散模拟系统研究与实现
基于三维和时态GIS的大气污染扩散模拟系统研究与实现一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展，大气污染问题日益严重，对人类的健康和生态环境造成了巨大的威胁。
因此，准确预测和模拟大气污染扩散过程，对制定有效的污染防治措施具有重要意义。
本文旨在研究和实现一种基于三维和时态地理信息系统（GIS）的大气污染扩散模拟系统，以提高大气污染扩散模拟的精度和效率。
本文首先介绍了大气污染扩散模拟的重要性和紧迫性，分析了传统模拟方法存在的局限性和不足。
然后，详细阐述了基于三维和时态GIS的大气污染扩散模拟系统的基本原理和关键技术，包括三维GIS 建模、时态数据处理、大气污染扩散模型等方面。
在此基础上，本文提出了一种基于三维和时态GIS的大气污染扩散模拟方法，并设计了相应的系统架构和功能模块。
本文还详细介绍了系统的实现过程，包括数据获取与处理、模型建立与验证、系统开发与测试等步骤。
通过对实际案例的应用和分析，验证了该系统的可行性和有效性。
本文总结了研究成果和贡献，展望了未来的研究方向和应用前景。
本文的研究和实现不仅为大气污染扩散模拟提供了一种新的方法和技术手段，也为相关领域的研究和实践提供了新的思路和参考。
二、相关理论与技术基础在构建基于三维和时态GIS的大气污染扩散模拟系统时，我们依赖了一系列的理论和技术基础。
这些基础包括地理信息系统（GIS）的基本原理、三维建模技术、时态GIS的概念，以及大气污染扩散模型的理论基础。
地理信息系统（GIS）作为一种处理和分析地理空间数据的强大工具，它提供了数据的输入、存储、查询、分析和可视化的完整流程。
在三维GIS中，除了传统的二维地理空间数据外，还引入了高程信息，使得地理对象在三维空间中得以真实表达。
这为大气污染扩散模拟提供了精确的空间定位基础。
三维建模技术是实现三维GIS的关键。
通过三维建模，我们可以构建出真实的三维地理场景，包括地形、建筑物、植被等。
这些三维模型不仅提供了更为直观的空间视觉效果，同时也为大气污染扩散模拟提供了必要的物理环境。
大气污染物迁移与扩散模拟模型
大气污染物迁移与扩散模拟模型近年来，随着工业化的迅猛发展，大气污染问题成为世界各国共同面临的挑战。
大气污染物的迁移与扩散模拟模型的研究，对于理解和预测大气污染物的传播路径和浓度分布具有重要意义。
大气污染物的迁移与扩散过程受到多种因素的影响，包括气象条件、地形地貌和污染源的特征等。
为了将这些复杂情况模拟并预测大气污染物的迁移与扩散，研究者们开发了各种模拟模型。
在大气污染物迁移与扩散模拟模型中，气象条件起着重要的作用。
气象因素如风速、风向和大气稳定度可以直接影响污染物的传播路径和浓度分布。
通过使用气象数据，可以对大气污染物的迁移与扩散进行预测和模拟。
此外，地形和地貌也对大气污染物的传播具有重要影响。
地形中的山脉、山谷和河流等地貌特征会影响风的流动，从而改变污染物的传播路径和浓度分布。
通过对地形和地貌的建模，并与气象数据结合，可以更准确地模拟大气污染物的迁移与扩散过程。
污染源的特征也是影响大气污染物迁移与扩散的重要因素。
不同污染源的类型和排放强度将影响污染物在大气中的浓度分布。
对于不同类型的污染源，研究者们利用不同的排放模型进行模拟和预测。
通过与实际监测数据进行对比验证，可以提高模拟模型的准确性。
在大气污染物迁移与扩散模拟模型的研究中，数学模型和计算机模拟技术起着核心作用。
利用数学和物理方程来描述气象条件、地形地貌和污染源的特征，再结合计算机模拟技术进行模拟计算和预测。
这些模型可以提供各种研究大气污染问题的工具和方法。
近年来，随着计算机性能的提升和数据获取的便捷，大气污染物迁移与扩散模拟模型的研究也得到了迅猛发展。
研究者们不断改进和完善模型，提高其预测准确性和适用性。
同时，也将模型与实际监测数据相结合，对模拟结果进行验证和修正，以提高模拟模型的可靠性。
大气污染物迁移与扩散模拟模型的研究对于环境管理和政策制定具有重要意义。
通过预测和模拟大气污染物的传播路径和浓度分布，可以为各国政府提供科学依据，制定相关政策和措施来减少大气污染。
基于GIS的大气污染物扩散评价与可视化
环境科学科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald91DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.31.091基于GIS的大气污染物扩散评价与可视化①古黄玲 陈海楠 王韬 陈小惠(湖南工业大学城市与环境学院 湖南株洲 412007)摘 要：空气污染扩散模拟和空气质量评估是环境管理部门进行大气污染控制和管理的有效手段之一。
将GIS技术与环境模型相结合，利用GIS空间分析和空间数据处理模块，可以实现基本地图显示以及污染源评价，空气质量模拟和评价等功能。
本次研究以株洲市为例，探讨了GIS与城市空气污染扩散模型和空气质量评价模型的结合。
并通过Wind Effect数学模型对污染扩散模型的风速因子进行地形修正，提高了污染物扩散模拟的精度。
关键词：GIS 大气污染 高斯模型 空间分析 可视化中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)11(a)-0091-03Abstract: Atmospheric pollution dispersion modeling and atmosphere air quality assessment is one of the effective methods to air pollution control and management decision-making for environment management department. It has become a hot research field of combining GIS technology with environmental model to evaluate the quality of atmospheric environment, which would play the advantages of spatial analysis and spatial data processing. This paper discusses combination of GIS and urban air pollution dispersion model with air quality evaluation model for Zhuzhou city by using of ArcGIS platform. Importantly, the wind effect factor of the diffusion model is modified by the Wind Effect mathematical model to improve the accuracy of pollutant diffusion simulation. Key Words: GIS;Atmospheric dispersion;Gaussian model;Spatial Analysis;Visualization①基金项目：株洲市社会科学研究开放课题（项目编号：SKKF201720）。
GIS在大气污染扩散模拟与评价系统中的应用_杨斌
第3期,总第85期国 土 资 源 遥 感N o .3,2010 2010年9月15日R E M O T ES E N S I N GF O RL A N D ＆R E S O U R C E SS e p .,2010 G I S 在大气污染扩散模拟与评价系统中的应用杨斌1,张峰2,何政伟3,王青1(1.西南科技大学环境与资源学院,绵阳 621010;2.山西省太原第二外国语学校,太原 030001;3.成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,成都 610059)摘要:将G I S 技术与环境模型相结合,集成应用于大气污染扩散评价中,不仅发挥了G I S 强大的空间信息可视化管理和分析功能,也能将环境模型的分析预测功能直观应用于对各类污染源的宏观与微观模拟表达,实现了对大气污染扩散评价的可视化管理,为工程决策者和管理人员提供了一种强有力的决策支持方案。
基于A r c E n g i n e 组件和.N e t 集成开发的大气污染扩散模拟与评价系统,实现了电子地图管理、大气污染扩散模拟、污染源评价及空气质量评价等功能。
系统充分发挥了G I S 的空间分析和空间数据处理的优势,实现了对大气污染源的可视化管理,从而为相关应用决策机构提供了一套面向应用、操作灵活的大气污染扩散模拟与评价专业软件平台。
关键词:G I S ;系统集成;大气污染扩散;模拟评价中图分类号:P 208 文献标识码:A 文章编号:1001-070X (2010)03-0130-06收稿日期:2009-10-19;修订日期:2010-01-03基金项目:西南科技大学博士基金项目(编号:09Z X 7112)0 引言大气污染不仅会对人类身体健康造成重大的威胁,还对城市等基础设施造成巨大的经济损失,从而制约社会经济正常的发展[1]。
由于大气污染现象的独特性和不确定性,在研究此类问题中增添了不少的困难,其数据获取和数据分析往往采用原始的统计分析报告进行描述,这类问题的数据资源共享和更新已远远不能适应日益发展的城市环境管理工作需求[2]。
大气污染扩散的高斯烟羽模型及其GIS集成研究
[7]
2 ∏ [ dj ( x, y ) ] 2
n
k =1j= k
∑ ∏ [ dj ( x, y ) ]
3 系统实现 3. 1 系统平台
克里金插值法是常用的一种空间插值方法 。 它利用区域化变量的原始数据和变异函数的结构 特点 ,对未采样点的区域化变量的值进行线性无偏 最优估计 。它在分析已测样点的形状 、 大小 、 空间 位置 ,已测样点与待估样点的相互空间位置关系 , 以及变异函数提供的结构信息基础上 ,对待估样点
[ 10 - 11 ]
。
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第 20 卷 第 5期
张斌才等 . 大气污染扩散的高斯烟羽模型及其 GIS集成研究
Q
(2 π) 3 / 2σxσyσz +e
e
σ2 - ( x - u t) 2 / 2 x
×
[e
σ2 - ( z - h - w t) 2 / 2 z
σ2 - ( z + 2H + h - w t) 2 / 2 z
]
( 1)
式中 : t— — — 时间 , s; Q — — — 污染释放率 , m g / s; u, v, σ σ σz — w— — — 风速矢量值 ; x 、 y 、 — — 水平和垂直方向 扩散 系 数 ; h — — — 事 故 点 高 度 , m; H — — — 混合层 高 , m。 烟羽模型以事故点为坐标原点 , 风向为 x 轴 , 得出空间一点 ( x, y, z)的污染物质量浓度值 C。当 v = w = 0, 且 z = 0 时 , 方程为 :
大气污染物扩散传输过程的仿真模拟方法研究
大气污染物扩散传输过程的仿真模拟方法研究近年来，大气污染问题引起了广泛关注。
随着城市化进程的加快和工业化的不断发展，大气污染物的排放量不断增加，对空气质量和人民健康产生了严重的影响。
为了更好地理解和控制大气污染物的扩散传输过程，研究人员广泛应用仿真模拟方法，以获取关键的数据和模型参数。
一种常用的仿真模拟方法是数值模拟。
通过建立大气流动方程、扩散传输方程和反应动力学方程，可以计算和模拟大气中污染物的扩散和转化过程。
数值模拟方法可以根据实际情况灵活地选择不同的模型和参数，对不同的大气污染事件进行精确的模拟。
在进行数值模拟之前，研究人员首先需要收集基础数据，如大气气象数据、污染物排放数据等。
这些数据对于建立模型和确定模拟方法至关重要。
通过现场观测、监测设备和遥感技术，可以获取与大气污染相关的各种数据。
而这些数据的准确性和全面性对于模拟结果的准确性也具有决定性的影响。
除了数值模拟方法，研究人员还常常利用物理模型进行仿真模拟。
物理模型是对大气污染物扩散传输过程现象的物理逻辑和规律的概括和描述。
通过观察和实验，研究人员可以建立各种物理模型，进而对大气污染物的扩散传输过程进行仿真。
物理模型不仅可以为研究人员提供直观的结果，还能够帮助他们理解大气污染物的行为和影响因素。
此外，计算机模拟也是研究大气污染物扩散传输过程的常用方法之一。
通过编写计算机程序，并结合相关的模型和参数，可以对大气污染物的扩散和传输进行模拟。
计算机模拟方法具有高度的可重复性和灵活性，可以模拟不同情境下的大气污染物扩散传输过程，并对结果进行分析和比较。
在进行大气污染物扩散传输仿真模拟时，研究人员还需要考虑区域特征和环境因素。
由于不同地区的气候、地形、人口密度等因素的差异，大气污染物的扩散传输也存在很大的差异。
因此，在进行模拟研究时，需要综合考虑这些因素，以获取更准确和适用的模拟结果。
总之，大气污染物扩散传输过程的仿真模拟方法研究对于更好地理解和控制大气污染具有重要的意义。
基于GIS的城市大气污染分析方法
综合考虑了 Ｓ Ｏ ２ 、 Ｎ Ｏ ２ 、 Ｐ Ｍ １ ０ 、 Ｐ Ｍ ２ ． ５ 、 Ｃ Ｏ 、 ０ ３ 等六项 污染物的污染程度 ， 空气质量综合指数与污染程 度 成正比。其计算过程为 ： 首先计算每一项污染物的 单项质量指数 ， 然后将六项污染物 的单项质量指数
前城市大气 环境质量研究 的一个难点 － １ Ｊ 。大气污 染物空间分布研究基本采用等值线图结合地面实测 资料的方法 ， 以及建立大气扩散模拟两种方式 ， 进而 由点代 面分 析研 究城市 大气污染状况 － ２ 】 。上述方 法在实际应用 中存在一定 的缺陷 ， 前者在监 测点 布 设、 人工观测以及后期成果输出中面临过程繁琐、 成 本 巨大的问题 。而后者以点代面， 成果笼统 ， 失去代 表意义。如何准确、 快速 、 及时地反映大气污染状况 已成 为城 市环 境 研究 的 当务之 急 。
基础 框架 。
尤其是近年来 的大气污染 ， 对人们 的生活和健康带 来不容忽视 的危害。科学准确地描述城市大气环境 质量状况 ， 成为当前大气环境质量评价与相关研究
的关键 。而对 于 城市 大气 污染物 浓度 空 间分 布 的监 测 与显 示 ， 是 大气 环境 质量 评价 的核 心技 术 ， 也是 目
第３ ０卷
第 １ 期
甘肃科 技
Ｇａ ｎ ｓ ｕ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ １
ｌ ２ ． ３ ０ Ｎｏ ． １
２ ０ １ ４年 １ 月
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０１ ４
基 于 ＧＩ Ｓ的城 市 大气 污 染 分 析 方 法
牟 文君
４ ７
２ ． １ ． ２ 模 式 开发
大气污染源排放和扩散模型研究
大气污染源排放和扩散模型研究中国是唯一一个承受严重空气污染的国家之一。
大气污染源排放和扩散模型研究是目前解决环境问题最常用的方法之一。
本文将主要探讨大气污染问题、排放和扩散模型以及未来研究方向。
大气污染问题大气污染是一种有害物质向大气中释放的过程，通常包括氧化物、二氧化碳、氨、硫化氢和一氧化碳等。
其中，PM2.5（直径小于2.5微米的颗粒物）是中国大气中最重要的污染物之一，它会进入我们的肺部和血液循环，并且会引起各种健康问题。
此外，VOC（挥发性有机化合物）也是主要污染物之一。
在好氧条件下，VOC会生成O3（臭氧），而O3则会导致人类和动物的空气质量下降，对植物的健康也有很大影响。
最后一种重要污染物是NOx和SO2，主要来自于交通和工业排放。
排放和扩散模型排放和扩散模型是一种建立在物理基础上的计算模型，它可以用来计算某一区域内空气污染源的排放和扩散。
该模型可以模拟理想环境下的指标，如PM2.5、O3、NOx和SO2的浓度。
它的输入参数包括大气运动、地形、气象条件、污染源坐标和排放量。
在模拟过程中，模型可以给出各个站点的污染浓度，以及对健康和环境的影响。
未来研究方向虽然大气污染现象已经被研究了很多年，但仍有很多未解决的问题。
首先，现有的排放和扩散模型对复杂地形和气象条件的适应性较差。
因此，未来的研究需要更多考虑地球物理条件和交通状况等因素，以增强对空气污染的控制。
其次，维护和升级实时监测系统也是一个重要的方向。
实时数据可以使政策制定者及时地了解空气质量状况，从而做出有效的决策。
最后，大气污染的影响范围也是未来研究需要关注的问题。
目前，污染源主要位于工业和交通区域，但由于它们不断扩宽，在未来几十年内可能会达到不确定的程度。
结论空气污染是一个深刻的环境问题，对人类健康和环境产生了极大影响。
排放和扩散模型是减少空气污染的控制手段之一，并可以预测空气污染的发展趋势。
未来的研究需要增强模型对气象和地形条件的适应性，同时需要建立更为全面和实时的监测系统。
2010C820 基于GIS的大气污染物扩散模拟分析系统
基于GIS的大气污染物扩散模拟分析系统目录1．需求分析 (2)2．解决思路 (2)3．总体设计 (4)3.1系统架构图 (4)3.2系统功能 (5)3.3数据库设计 (12)3.4关键技术 (12)3.5接口设计 (13)4.系统设计特色 (14)5.参考文献 (14)6.附件 (15)正文1．需求分析大气污染问题属于最重要的环境问题之一，而工厂排放的污染物是大气污染的重要源头。
当前，迫切需要解决的问题是开展空气环境容量研究和空气污染模拟预报、预测以及大气污染影响评价等工作，为政府部门统筹城市环境规划提供分析参考；另可为国家环境部门在污染源排放管理上提供技术支持；同时可为污染源排放企业治理大气污染提供可靠指导。
空气污染物扩散模型是模拟研究气态污染物在空气中扩散趋势的有效方法，更是评价、预测空气污染程度及提出环保措施的基础。
然而，由于物理数学模型的复杂性，几乎不可能通过人工计算对区域内污染物扩散情况做出准确预测，一般都需要在计算机的帮助下才能进行有效计算。
但是，一般的计算机软件也只能进行单纯的数据处理，而不能结合地形条件实现图形模拟和地形修正等功能。
GIS作为多学科交叉的产物，在大气环境质量研究中，GIS可以智能地将不同源、不同类型的数据信息进行提炼与升华、加工和再生，为现代大气环境质量保护与研究工作带来有力的技术支持。
为此，我们基于GIS技术，建立了主要针对工厂的大气污染物扩散模拟分析系统。
为了更好地表达系统的功能，我们选取重庆作为本系统的研究对象。
重庆地处中国内陆西南部、长江上游，四川盆地东部边缘。
辖区内山地起伏，气候湿润多雾，辖区建筑规模与自然条件对于气态污染物扩散具有重要影响。
研究该区域内污染物的扩散及模拟具有很好的代表性。
2．解决思路基于如此的社会背景，我们研究了国内相关论文的先进理论，结合GIS强大的空间分析功能，开发了大气污染物扩散模拟分析系统。
文章《大气环境质量模型和GIS结合的研究》[1]的点源模型的大气环境信息系统计算与模拟功能利用等值线模拟大气污染物扩散浓度分布。
大气污染物迁移与扩散的数值模拟方法研究
大气污染物迁移与扩散的数值模拟方法研究大气污染是当今社会面临的一个严重问题，它对人们的生活质量和健康状况产生了巨大的影响。
为了有效地减少大气污染，科学家们开展了大量研究，并提出了各种各样的解决方案。
其中，对大气污染物的迁移与扩散进行数值模拟是一种重要的方法。
1. 大气污染物的迁移与扩散简述大气污染物的迁移与扩散是指污染物在空气中的传播和分布过程。
这个过程受到众多因素的影响，包括风速、地形、温度和湿度等。
污染物在大气中的迁移路径和扩散范围直接影响到其对人们的健康和环境的影响。
2. 数值模拟方法的引入数值模拟方法是通过建立数学模型，利用计算机技术进行模拟和计算的一种方法。
在大气污染物迁移与扩散的研究中，数值模拟方法可以提供对污染物传播过程的详细描述，为科学家们提供可靠的数据和分析。
3. 模型设定与参数选择在进行大气污染物迁移与扩散的数值模拟时，需要设定合适的边界条件和初始条件，以及选择适当的参数。
这些模型设定和参数选择对于数值模拟结果的准确性和可靠性至关重要。
科学家们通过对实际观测数据的分析，结合数学模型和计算机算法的运用，不断优化模型设定和参数选择的方法。
4. 数值模型的求解方法数值模型的求解方法是采用数值计算技术对模型进行求解的方法。
在大气污染物迁移与扩散的数值模拟中，常用的求解方法包括有限差分法、有限元法和谱方法等。
这些方法各有优劣，科学家们需要根据需要选择合适的方法进行求解。
5. 数值模拟方法的应用与展望大气污染物迁移与扩散的数值模拟方法已经广泛应用于环境保护、气象预报和健康研究等领域。
通过模拟大气污染物的传播过程，科学家们可以预测污染物的浓度分布和空气质量，提供科学依据给环境保护决策和公众健康管理。
未来，数值模拟方法将继续发展和应用于大气污染物的研究中。
随着计算机计算能力的不断提高，模型的精细化和复杂化将成为可能。
此外，科学家们还将进一步研究改进数值模型的准确性和可靠性，以提供更准确的预测和评估。
大气环境污染物扩散模型的研究与应用
大气环境污染物扩散模型的研究与应用随着人类工业和交通运输的迅速发展，大气环境污染已成为全球普遍关注的问题。
污染物的排放不仅会影响到空气质量，还可能导致健康问题和气候变化等全球性问题。
因此，大气环境污染物扩散模型的研究和应用变得越来越重要。
一、模型的定义及分类大气环境污染物扩散模型是指利用数学和物理学等方法，对大气中污染物的排放、扩散、转化以及沉降等过程进行模拟和预测的一种工具。
根据模型的复杂度和研究对象的不同，可将其分为不同类型。
常见的分类包括Gaussian模型、Box模型、系统动力学模型以及数值模型等。
二、模型的构建大气环境污染物扩散模型的构建需要根据研究对象的特点和目的考虑。
在建模过程中，需要考虑如下因素：1. 污染物特性污染物的化学特性对扩散模型有着很大的影响。
例如，挥发性有机物的挥发度、燃烧产物的排放速率以及氧化反应的速率等，都会对模型结果产生影响。
2. 大气环境扩散模型还要考虑大气环境的因素，包括风速、风向、大气稳定度以及湍流强度等。
3. 地形和建筑物地形和建筑物可对模型结果产生影响。
在城市环境中，建筑物的密度和高度会影响扩散的路径。
三、应用及局限性大气环境污染物扩散模型在决策和管理中扮演着重要的角色。
主要应用于以下领域：1. 空气质量管理扩散模型可用于衡量污染物对人体健康和环境的影响，以及不同污染物之间的交叉效应，从而确定相应的污染物减排策略。
2. 突发事件应对在罕见的污染事故或大气爆炸事件发生时，扩散模型可以用于评估事故范围和影响，并制定应急响应方案。
虽然大气环境污染物扩散模型已经成为当代环境科学的重要工具，但它也有着一些局限性。
例如，模型需要大量的空气质量监测数据来准确模拟大气环境中的污染物扩散。
此外，不同模型对环境的理解和描述存在一定差异，造成了模型的误差。
四、未来展望为了更好地解决环境问题和制定科学合理的环境政策，大气环境污染物扩散模型需要不断发展和改进。
未来，模型将更多地考虑空气质量、气候和能源等领域的交叉效应，同时结合信息技术和数据科学等新技术，深化对空气质量和大气污染的理解。
大气污染物扩散高斯模型模拟
9.2.2大气污染物扩散的高斯模型模拟：可视化模拟点源大气污染的扩散9.2.2 Gaussian Atmospheric Dispersion Model突发性大气污染事故时有发生，对大气污染扩散进行模拟和分析，有利于减小事故的危害，减轻人员伤亡和财产损失。
高斯扩散模型是国际原子能机构(IAEA)推荐使用于重气云扩散模拟的数学模型,该模型在非重气云扩散的应用日益广泛。
高斯扩散模型是描述大气对有害气体的输移、扩散和稀释作用的物理或数学模型,是进行灾害预测和救援指挥的有力手段之一。
9.2.2.1高斯扩散模型高斯模型又分为高斯烟团模型和高斯烟羽模型。
大气污染物泄漏分为瞬时泄漏和连续泄漏，瞬时泄漏是指污染物泄放的时间相对于污染物扩散的时间较短如突发泄漏等的情形，连续泄漏则是指污染物泄放的时间较长的情形。
瞬时泄漏采用高斯烟团模型模拟，而连续泄漏采用高斯模型烟羽模型模拟。
高斯模型适用于非重气云气体，包括轻气云和中性气云气体。
要求气体在扩散过程中，风速均匀稳定。
在高斯烟团模型中，选择风向建立坐标系统，即取泄漏源为坐标原点，x轴指向风向，y轴表示在水平面内与风向垂直的方向，z轴则指向与水平面垂直的方向，具体公式见式(9.1):(9.1)(mg/s); x、y、z轴上的扩散系数，需根据大气稳定度选择参数计算得到(m)；x、y、z表示x、y、z上的坐标值(m)；u表示平均风速(m/s)；t表示扩散时间(s)；H 表示泄漏源的高度(m)。
同理，高斯烟羽模型的表达式如：(9.2)9.2.2.2 技术方法若用高斯模型算出空间每一个点在一个时刻的污染浓度，这个计算量是很大的。
因此所设计的系统一般都是采用先进行图层网格化，由高斯模型计算出有限个网格点的上的污染物浓度，在进行空间内插得到面上每一个点的污染物浓度，并由此得到污染物浓度的等值线。
整个过程的示意图如图9.2.1所示图9.2.1 大气污染扩散的高斯模拟的步骤1) 图层网格化图层网格格式分为结构化网格、非结构化网格。
GIS在大气污染检测中的应用
GIS在大气污染检测中的应用地理信息系统（GIS）在大气污染检测中的应用引言随着工业化和城市化的快速发展，大气污染已成为全球关注的焦点问题。
大气污染对人类健康和环境造成严重威胁，因此，准确监测和评估大气污染的程度和分布成为一项重要任务。
地理信息系统（GIS）作为一种集成数据、空间分析和决策支持功能的技术，在大气污染监测中发挥着重要作用。
本文将探讨GIS在大气污染检测中的应用。
一、空气质量监测空气质量监测是大气污染检测的核心内容之一。
传统的空气质量监测通常通过设置监测站点采集数据，然后进行分析和评估。
然而，这种方法存在局限性，如覆盖范围小、数据不连续等。
GIS通过整合多源数据，如遥感数据、空间气象数据和环境监测数据等，可以实现空气质量在空间上的高精度监测。
通过在GIS中创建动态网格模型，可以实时监测和预测不同区域的空气质量情况，并提供空间决策支持。
二、大气污染源分析大气污染源的准确定位和分析对其治理和控制至关重要。
使用GIS可以有效地将不同大气污染源进行空间定位，并进行辐射分析，来评估其对周围环境的影响。
通过整合卫星遥感数据、空气动力学模型等数据，结合GIS的空间分析能力，可以识别出主要污染源的空间分布，进而制定相应的治理措施。
三、污染扩散模拟污染扩散模拟是大气污染监测中的重要环节。
传统的污染扩散模拟通常基于数学模型，并依赖于复杂的数值计算。
借助GIS的空间分析和数据处理能力，可以将不同环境因素（如地形、风向、气象条件等）与污染源数据相结合，快速进行准确的污染扩散模拟。
通过在GIS中构建污染扩散模型，可以及时预测和评估大气污染的传播情况，为采取有效的防控措施提供科学依据。
四、大数据分析大气污染数据量庞大，如何有效地分析和处理这些数据是一个挑战。
GIS可以整合各种数据源，通过空间关联和分析，挖掘数据背后的关联关系和隐含知识。
同时，GIS还支持数据的可视化呈现，使数据分析结果更加直观和易于理解。
通过对大气污染数据的综合分析，可以发现潜在的污染规律和趋势，为大气污染的防治提供科学支持。
大气污染物扩散模型研究及应用
大气污染物扩散模型研究及应用大气污染一直是世界性的问题。
各种污染源不断增多，对人们的健康和环境造成了巨大危害。
如何有效地控制大气污染，一直是各国政府、科研机构和媒体关注的焦点。
而大气污染物扩散模型的研究和应用，正成为有效控制大气污染的一种重要手段。
大气污染物扩散模型研究的概述大气污染物扩散模型可以给出污染物浓度的分布、传输和化学反应等信息。
其原理是利用掌握了各种环境参数（如风速、风向、湍流强度、气温、大气压力、相对湿度等）和大气组分的动力学及化学知识，建立数学模型，模拟污染物在大气中的运动、扩散和化学反应过程，以预测空气质量和污染来源。
大气扩散模型的主要类型有：Euler模型、Lagrangian模型和Euler-Lagrangian模型。
其中，Euler模型是通过求解二元方程（即连续质量方程和Navier-Stokes方程）来描述污染物在大气中的输运规律的数值模型，其我们所熟知的复杂数学模型基于丰富的计算化学数据和考虑环境变量的推荐符号来进行计算。
大气污染物扩散模型应用的范围和意义大气污染物扩散模型应用的范围非常广泛。
其在环境污染监测、环境影响评价、污染源排放控制、气象预测、建筑防火设计等领域都有其重要作用。
另外，扩散模型可以评估和标识环境的敏感性，使环境师能够更好地了解环境问题和进行风险评估。
举个例子：在环境影响评价中，大气污染物扩散模型可以预测化工厂扩建工程等的排放对周围环境的影响，帮助规划环境保护和改善措施，减缓环境恶化的影响。
另外，成品油加油站等配有加油站扩建工程中，也需要考虑污染物扩散模型，预测加油站排放对周围环境的影响，避免环境污染和危害。
总之，大气污染物扩散模型的应用具有重要的实践意义，对于有效控制大气污染，保障人类健康和环境品质具有重要作用。
大气污染物扩散模型的研究进展随着各种环境问题的日益严重，大气污染物扩散模型的研究也得到了广泛发展。
近年来，大气污染物扩散模型在以下方面取得了重要进展。
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问题定义
数据输入
分析操作
显示输出
流程框图
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8.3.5 GIS与环境模型的集成方式
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大气污染监测管理
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3）
设置指标权重
超指标值法
专家赋值法
层次分析法
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4）评价模型的建立与评价结果的表达
根据解决实际问题的需要,用户可选 取综合评分模型和模糊综合评判模型, 通过输入评价分级数,系统将自动生成 评价结果图。
另外,系统还提供了图形编辑功能, 便于专业人员在系统分类的基础上结合 该区区域地质环境特征进行图形再编辑, 使评价结果更加合理化、实用化。
系统应用举例
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8.4.2 二维水体污染扩散模型
二 维 水 污 染 扩 散 模 型 任意河段有限元格网剖分 格网显示
流场地图显示 水流模型计算 流场三维显示 污染物浓度等值线地图显示 污染物扩散模型 污染物浓度等值线三维显示
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8.4.3 二维水体污染扩散模型的集成
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第八章 环境污染模拟与预测GIS
环境污染模拟与预测 GIS环境下模型空间离散技术 大气污染扩散模拟GIS 水体污染扩散模拟GIS
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8.1
环境污染模拟与预测
基于GIS的环境污染模拟与预测主要
是利用GIS对环境污染状况进行模拟分析， 预测其影响范围、空间分布特征和时间动
大气环境影响预测
● 了解项目建成后对大气环境质量影响的程度和范围。 ● 比较各种假设方案的大气环境质量的影响。 ● 给出各类或各个污染源对任一点污染物浓度的贡献。
8.2
GIS环境下模型空间离散技术
利用网格剖分技术将连续的空间离散化， 以网格点为控制点，将模型空间和地理空间对
应起来。这是基于GIS环境模拟和预测的基础。
态变化等。
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★ 大气环境影响预测
利用数学模式和必要的模拟实验， 计算或者估算建设项目的污染因子在 评价区域内对大气环境质量的影响。
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8.3.1 GIS在环境模型研究中的应用
数据集成管理器 模型二次开发 数据查询分析
可视化输出
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8.3.2 系统功能实现
数据的集成管理 大气扩散模型计算 模型计算结果的评价分析
包头市大气二氧化硫分布图
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增加不同参数污染源的污染分布图
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8.4 水体污染扩散模拟GIS
水环境模型及其GIS表达 GIS与一维水体污染扩散模型的集成
可视化表现
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8.3.3 大气扩散模式
高架点源扩散模式 面源扩散模式 线源扩散模式
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8.3.4 高斯大气扩散模式与GIS的集成
★ 矩形网格
★ 三角形网格
★ 正交曲线网格
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8.3 大气污染扩散模拟GIS
大气扩散指标
GIS与大气质量模型的集成 基于GIS的大气环境影响预测与模拟
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Байду номын сангаас
GIS与二维水体污染扩散模型的集成
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8.4.1 系统评价实现步骤
评价指标选择与评价采样点设置
评价单元的构建 设置指标权重 评价模型的建立与评价结果的表达
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1）评价指标选择与评价采样点设 置
●评价指标选择有两种方式：从外挂数 据库中或从评价图层属性列表中选择。 ●评价采样点设置了3 种方式,一是点 选;二是拖动矩形框选择;三是多边形选 择,此外可选择拟参与评价的采样点的 起始和终止时间。
2） 评价单元的构建
系统设置了两种构建评价单元的方法, 即栅格型和矢量型。前者是由一系列正交 网格组成的评价单元,用户以人机对话方 式可以选择横向和纵向网格个数与间距; 后者是利用GIS 软件的空间叠置分析功能, 生成评价单元,此方式较前者降低了评价 过程中人为因素干预, 对于较少的评价指 标往往具有良好的效果。