基于WebGISS赣江污染源监测系统的设计

[摘要]本文提出基于WebGIS赣江污染源监测系统的设计方案。

[关键词]WebGIS；赣江；污染源监测

[中图分类号]X84[文献标识码] A

1引言

近年来，赣江受各类污染源的影响，水质持续下降，其污染源主要包括以工业污水、生活污水为代表的点污染源和以农畜牧业中的废弃物和水土流失造成的非点污染源，频繁发生的污染事故已成为危害国家与社会稳定的重大隐患。因此，构建基于WebGIS赣江污染源监测系统通过实时获取污染源信息和相关参数指标直观动态地反映出污染迁移扩散路径并作出预警，为科学制定环境保护措施和水体安全提供辅助决策，对于保障沿岸人们身体健康具有深远的意义。

2设计目标

WebGIS是Internet与GIS相结合的产物，它可以实现社会范围内各领域、各部门之间的数据信息共享，WebGIS已成为地理信息系统发展的必然趋势和主要方向。构建赣江污染源监测系统，就是要将各地市节点联系起来实现联动监测和预警的宏观监测模式。

3系统设计

3.1系统结构

系统分为动态监测、实时预警、辅助决策、三维可视化和系统管理等模块，如图1。

3.2建立污染分析模型

3.2.1污染源覆盖范围情况分析。污染覆盖范围是自上而下的发散性方式，根据污染源对受污染区域进行缓冲区分析，得到江水污染可能覆盖的范围。智能选取拟控制污染源的位置进行具体分析。

3.2.2监测器覆盖范围情况分析。将赣江分成不同的节点安装相应的污染监测传感器，并对传感器进行覆盖范围分析。

3.2.3控制污染最佳路径选择。很多突发性的污染是无法提前预知的，在发生水体重大污染的情况下，应尽快确定污染源并选择最近的路径控制污染影响的程度，这就是需要进行最佳路径的选择，本质上是一种最短路径的算法。

3.2.4三维空间分析。系统将虚拟现实技术运用到管理中，根据监测传感器的三维坐标和相关工程等属性信息、传感器分布现状，自动生成真实的三维渲染场景来表现污染源和监测传感器分布及其相互位置关系，实现赣江污染源的可视化管理。

3.3数据库设计

水源污染监测系统是一个复杂系统，系统对水体污染源监测的数据具有鲜明的时空特性。系统在数据采集、管理和分析上具有时空性、动态性和海量数据等特征。数据库在建库前，所有数据都要按照系统数据标准和规范进行整理和规划，符合运行标准和流程。数据库信息包含基础空间信息（包括赣江的一定比例的地形图）和赣江各节点常见污染源的分布信息（包括城市排污、农畜牧业可能造成水体污染的地域分布等信息）等。数据库层实现数据的管理和存储，数据库类型可分为空间数据库、统计数据库和模型数据库。空间数据库主要用来存储系统所需的地理信息，包括污染源的分布图、各支流结构网等图层数据集。统计数据库则存储与大量的属性数据、文档数据和模型数据。模型数据库则用来存储赣江污染源的扩散模型，包括各类污染扩散模型，提供污染检测预警和应急服务。

4系统模块

根据监测的目的和需求，整个系统由动态监测模块、实时预警模块、辅助决策模块和三维可视化模块组成。

4.1动态监测模块。在污染监测区域通过监测设备从监测现场采集数据，实时将数据上传到监测系统中，确保各节点采集的数据符合系统的要求。对污染源监测值分类进行管理，再根据相应标准分析采集的数据。

4.2实时预警模块。根据水体的污染类型、水体参数和环境参数，采用污染分析模型模拟重点监控区域的污染指标，根据水流速度特征等模拟其扩散速度、范围和结果，对赣江沿岸区域可能发生污染地区及可能引发污染事故的污染源提出预警。

4.3辅助决策模块。建立任何可行性的系统最重要的是具备辅助决策的功能。如在本系统中一般思路是这样的，根据系统监测的情况发出预警，最后依据污染分析模型提供可行性的应急决策参考方案。

4.4三维可视化模块。

三维可视化模块在系统中起着重要的作用，主要包括地图底图编制、图形数据编辑、污染源可视化和污染统计报告。在系统中，三维可视化模型可实现在地图上直观地显示污染源地点、污染范围、污染程度，以及对污染源性质等信息进行查询。

5结语

本文结合WebGIS和数据库技术构建赣江污染源监测系统，对赣江的污染源进行联动监测，将监测数据集成在一个系统中，运用空间分析技术建立污染源扩撒模型，实现对赣江污染源的空间信息、属性信息动态管理，直观表现水体特点和动态变化。在一些重点监测区域，结合传感器的应用有利于扩大监测范围，降低成本、提高监测精度和反应速度。

参考文献

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