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基于Web﹢GIS的環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

文檔作者：常樂文檔來源：鞍山市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年07月03日
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2011年第l期(總第64期)
缸漾占芋锃
ENERGY AND ENERGY CONSERVATION 2011年1月
》環(huán)境資源；
躺∞ ?2
基于Web GIS的環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究
常樂
(鞍山市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，遼寧鞍山114004)
摘要：敘述了基于web GIS技術(shù)建立的環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，指出采用該系統(tǒng)完善了空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系，實(shí)現(xiàn)了環(huán)
境空氣污染的空間信息、屬性信息的綜合管理。
關(guān)鍵詞：Web GIS；空氣；自動(dòng)監(jiān)測(cè)；點(diǎn)位分布；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
中圈分類號(hào)： 砣06 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：2095旬802一(2011)01旬043m3
Environment Based System on Web GIS for Automatic MoIlitoring of Air
CHANG Le
(AnShan EnVironmentaI Mon．toring Center，Anshan 114004，Llaoning，China)
Abst喇：B鵲ed on Web-GIS technology to buiId，and ambiem air monitoring system and improved automatic air automatic monito．
riIlg system，to achieve the arIlbient air poUution，印atial iTlfb邢ation，attribute infb徹ation of the general maIlagemem．
Key woIIds：Web GIS；air；明tomatic monitoring；point dist曲ution；real-time monitorir唔
0 引言
為應(yīng)對(duì)環(huán)境保護(hù)方面的突發(fā)事件，2003年鞍山市
環(huán)保局全面更新了空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，安裝了以美國
莫尼特AQMs-9000空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為主，以流動(dòng)監(jiān)
測(cè)車為輔的環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)遍及市內(nèi)各城區(qū)，
使得環(huán)境監(jiān)測(cè)部門實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)掌握城市空氣質(zhì)量變化情
況。
中國空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用已有20年的歷程，各
監(jiān)測(cè)設(shè)備開發(fā)商及監(jiān)測(cè)站自行研制的監(jiān)測(cè)軟件沒有統(tǒng)
一的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，互不兼容。中心站系統(tǒng)程序具有專
業(yè)化知識(shí)要求，對(duì)于非專業(yè)人員來說，操作比較繁瑣，
反映出的各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)不直觀，污染物濃度是否超標(biāo)
沒有明確提示，且缺少城區(qū)空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控、城區(qū)地
理、人文、各類污染源信息資源、污染物應(yīng)急監(jiān)測(cè)及監(jiān)
測(cè)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)等，對(duì)大量的歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，不能進(jìn)
行數(shù)據(jù)分析對(duì)比研究。
為更好地解決上述問題，使空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)更
加完善，完成“理信息系統(tǒng)應(yīng)急預(yù)案在鞍山市空氣自動(dòng)
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用”開發(fā)，實(shí)現(xiàn)以環(huán)境空氣實(shí)時(shí)監(jiān)控為
主各項(xiàng)基礎(chǔ)信息的快速查詢、統(tǒng)計(jì)、分析，并采用web
GIS，導(dǎo)人城區(qū)電子地圖，實(shí)現(xiàn)各監(jiān)測(cè)子站、各污染物及
各氣象參數(shù)的圖形動(dòng)態(tài)演示，為管理部門適時(shí)提供更
加完整可靠的第一手環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)，為管理層決策提
供可靠信息依據(jù)，該軟件作為一套輔助決策系統(tǒng)，模式
收稿日期：2010-12一14
作者簡介：常樂，1975年生，女，遼寧鞍山人，1988年畢業(yè)于鞍
山鋼鐵學(xué)院計(jì)算機(jī)專業(yè)，工程師。
科學(xué)、系統(tǒng)嚴(yán)密、內(nèi)容詳盡、界面友好，已投入實(shí)際工
作。監(jiān)測(cè)人員能結(jié)合電子地圖，方便獲取各子站及各
污染源相關(guān)信息，各污染物標(biāo)準(zhǔn)值、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值以及各
相關(guān)氣象參數(shù)，迅捷、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地表征出污染物濃度
擴(kuò)散趨勢(shì)，實(shí)時(shí)值是否超標(biāo)等圖面信息，這為制訂科學(xué)
決策，及時(shí)采取措施控制污染、保障安全，爭取了時(shí)間、
減少了損失。
1 Web GIS技術(shù)及特征
Web GIS是基于網(wǎng)絡(luò)的地理信息系統(tǒng)，是Web技
術(shù)和GIs技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是利用web技術(shù)來擴(kuò)展
和完善地理信息系統(tǒng)的一項(xiàng)新技術(shù)。H，11甲協(xié)議采用
基于C／S的請(qǐng)求／應(yīng)答機(jī)制，具有較強(qiáng)的用戶交互能
力，可以傳輸并在瀏覽器上顯示多媒體數(shù)據(jù)，而GIS中
的信息主要是以圖形、圖像方式表現(xiàn)的空間數(shù)據(jù)，用戶
通過交互操作，對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢分析。
web GIS不但具有GIS軟件具有的功能，而且還具
有利用因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)的特有功能，即用戶只需在本
地計(jì)算機(jī)上安裝GIS系統(tǒng)的瀏覽器就可在因特網(wǎng)上訪
問遠(yuǎn)程的GIS數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，并進(jìn)行空間分析，在因
特網(wǎng)上提供交互的地圖和數(shù)據(jù)，從因特網(wǎng)的任意節(jié)點(diǎn)，
瀏覽Web GIS站點(diǎn)中的空問數(shù)據(jù)、制作專題圖、進(jìn)行各
種空間信息檢索和數(shù)據(jù)分析。
web GIs應(yīng)用客戶／服務(wù)器概念來執(zhí)行GIS的分析
任務(wù)。它把任務(wù)分為服務(wù)器端和客戶端兩部分，客戶
可以從服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)、分析工具或模塊，服務(wù)器或者
執(zhí)行客戶的請(qǐng)求并把結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)送回給客戶，或者
把數(shù)據(jù)和分析工具發(fā)送給客戶供客戶端使用。
Web GIS具有如下特征：
·43·
萬方數(shù)據(jù)
2011年第1期紅涯與芋釷2011年1月
1．I Web GIS是交互系統(tǒng)
web GIs可使用戶在因特網(wǎng)上操作GIS地圖和數(shù)
據(jù)，用web瀏覽器執(zhí)行部分基本的GIS功能。如，zoom
(縮放)、Pan(拖動(dòng))、Query(查詢)和Label(標(biāo)注)，甚
至可以執(zhí)行空間查詢或者空間分析。在web上使用
Web GIs就和在本地計(jì)算機(jī)上使用桌面GIs軟件一樣。
1．2 Web GIS是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)
由于Web GIS是分布式系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序
部署在網(wǎng)絡(luò)的不同計(jì)算機(jī)上，隨時(shí)可被管理員更新，對(duì)
于因特網(wǎng)上的每個(gè)用戶，都將得到最新可用的數(shù)據(jù)和
應(yīng)用，即只要數(shù)據(jù)源發(fā)生變化，web GIS將得到更新。
和數(shù)據(jù)源的動(dòng)態(tài)鏈接將保持?jǐn)?shù)據(jù)和軟件的現(xiàn)勢(shì)性。
1．3 Web GIS是跨平臺(tái)系統(tǒng)
Web GIs對(duì)任何計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)都沒有限制。
只要能訪問因特網(wǎng)，用戶就可以訪問和使用Web GIS
而不必關(guān)心用戶運(yùn)行的操作系統(tǒng)是什么。采用Web
GIS的方式，地圖由GIS軟件制作，對(duì)于終端客戶不需
要安裝客戶端地圖便可以方便地瀏覽地圖，在該系統(tǒng)
中，用戶可以非常方便地查詢到地圖標(biāo)記的子站、污染
源的信息和相應(yīng)污染源的地理位置。
2 Web GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2．1 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
采用瀏覽器／服務(wù)器模式的Web GIS系統(tǒng)，是由數(shù)
據(jù)庫、中間層服務(wù)器和瀏覽器組成的3層體系結(jié)構(gòu)(見
圖1)。
子站周邊污染源分布、城市行政區(qū)域劃分、交通網(wǎng)等圖
層數(shù)據(jù)。根據(jù)污染物監(jiān)測(cè)需要，建立多個(gè)屬性數(shù)據(jù)庫，
如，空氣監(jiān)測(cè)設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫及環(huán)境
標(biāo)準(zhǔn)等。模型庫用來存儲(chǔ)生成的中間報(bào)表及分析統(tǒng)計(jì)
報(bào)表。
2．2 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)
環(huán)境系統(tǒng)是個(gè)復(fù)雜的、多層次的系統(tǒng)，環(huán)境數(shù)據(jù)一
般都比較復(fù)雜、數(shù)據(jù)量大，具有時(shí)間、空間特性。環(huán)境
空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源也是復(fù)雜多樣，有污染源
分布等空間數(shù)據(jù)，也有自動(dòng)監(jiān)測(cè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫以及環(huán)
境標(biāo)準(zhǔn)等文檔數(shù)據(jù)庫，通常并不希望完全改變這種數(shù)
據(jù)庫的存在方式。另外，對(duì)于不同性質(zhì)的監(jiān)測(cè)任務(wù)在
存取方法和數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)查詢的目的不同，要求的數(shù)
據(jù)格式也不相同。這些數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)共同構(gòu)成了異構(gòu)數(shù)
據(jù)庫。
在該系統(tǒng)中建立時(shí)問維，點(diǎn)位維，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目維，確
定他們的度量為各個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在不同時(shí)間、不同點(diǎn)位
的值進(jìn)行綜合分析、對(duì)比、查詢。各數(shù)據(jù)庫相互關(guān)聯(lián)，
而不僅僅是一對(duì)一的關(guān)系。只要定義好專題圖與屬性
數(shù)據(jù)庫之間的關(guān)系，在客戶端所做的一切對(duì)用戶來說
都是完全透明的，在客戶端的請(qǐng)求會(huì)自動(dòng)返回實(shí)時(shí)、正
確的結(jié)果。因此，采用異構(gòu)數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)
庫，能使與污染源相關(guān)的地理信息、專題屬性數(shù)據(jù)的存
儲(chǔ)和管理變得十分靈活?。
3 Web GIS系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)
3．1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)點(diǎn)位分布
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)點(diǎn)位分布見圖2，在點(diǎn)位分布子系統(tǒng)中，
出現(xiàn)鞍山市城區(qū)電子地圖，各監(jiān)測(cè)子站標(biāo)注在相對(duì)應(yīng)
的位置上，使用web GIS可以將點(diǎn)位位置及點(diǎn)位在數(shù)
據(jù)庫中的信息、污染源位置與污染源在數(shù)據(jù)庫中的信
息鏈接起來，點(diǎn)擊子站就可以顯示相關(guān)子站信息。矢
量地圖通過鼠標(biāo)拖拽可縮放、平移。
矍苧矍妾堅(jiān)竺鍪巷簍黧：?要服務(wù)器則根據(jù)用戶的操作圖2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)點(diǎn)位分布
請(qǐng)求主銎鍪誓氅竺曩惡2警^h齜傭王。。＆^。闊舳a)當(dāng)點(diǎn)擊享菇位主爵。：蚤騷蒿芐J方列出此子站基
押出蹩簍慧萋蛩簍竺黧磊矍曼登妻亨嘎妻烹粵鍪本信i，蒜；赫蘢萎銎蒹磊甚龕蒜i茗菇花藹：羔
塑譬當(dāng)堂妻冀要墨祭髦慧，妻詈鬯曼耋璺警紫蒞墨蒜袋。蕓面茹=茁!甕翥高荔篇舅粢茹茗蒜罰關(guān)、： 主要用來存儲(chǔ)系統(tǒng)所需的地理信息，包括各子站分布、”?。。。“”“。～～。～”。一～““～”～。?””’
萬方數(shù)據(jù)
2011年第l期常樂：基于Web GIs的環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究2011年1月
并有相應(yīng)污染源情況詳細(xì)介紹的鏈接；
b)點(diǎn)擊污染源的名稱，在地圖面的下面就會(huì)出現(xiàn)
污染源的詳細(xì)信息，包括污染源的名稱、型號(hào)、噸位、除
塵設(shè)備、燃煤量，并且點(diǎn)擊后地圖隨之放大，將該污染
源顯示在地圖的中心位置。
為便于擴(kuò)展，點(diǎn)位、污染源在地圖中的位置及在數(shù)
據(jù)庫中的資料為動(dòng)態(tài)可變的，隨子站搬遷、污染源調(diào)查
情況的變動(dòng)可及時(shí)更新其在電子地圖上的位置，在數(shù)
據(jù)庫中相關(guān)資料鏈接也隨之更改。
3．2實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)
實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)見圖3，實(shí)時(shí)監(jiān)控界面的背景為鞍山
市城區(qū)電子地圖，各子站標(biāo)注在各區(qū)相應(yīng)的位置上，稱
為站標(biāo)。
態(tài)，當(dāng)數(shù)據(jù)庫采集到當(dāng)前時(shí)刻各子站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)顯示
為“正常”，否則顯示“故障”，以便于掌握各子站運(yùn)行情
況：
d)以表格和曲線形式顯示出的污染物5 min或
15 min和l h值，其中15 min為千山子站的值。不選
定某個(gè)子站時(shí)，為全市均值(不包括千山子站)，當(dāng)選定
某子站時(shí)為相對(duì)應(yīng)子站的表格及曲線；
e)表格顯示中，數(shù)值正常為黑色，超標(biāo)為紅色；
f)小時(shí)均值表格和曲線的顯示當(dāng)前時(shí)刻的前24 h
的數(shù)據(jù)；
g)5 Hlin(15 min)的曲線和表格顯示前2 h的數(shù)據(jù)；
h)曲線圖中各個(gè)污染物為可選項(xiàng)。可根據(jù)所選
污染物生成相應(yīng)曲線，曲線的時(shí)間與表格時(shí)問一致，其
中，CO的數(shù)量值大，取其值的0．1倍顯示。曲線圖中
紅色橫線為警戒線‘2j。
4 結(jié)語
該系統(tǒng)綜合運(yùn)用IntemeL／Intranet技術(shù)、GIS技術(shù)、
數(shù)據(jù)庫技術(shù)，將GIS先進(jìn)的空間分析技術(shù)與環(huán)境空氣
監(jiān)測(cè)專業(yè)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)空間信息、屬
性信息的綜合管理，直觀地表現(xiàn)子站及周邊污染源分
布及污染物監(jiān)測(cè)濃度的動(dòng)態(tài)變化，具有精度高、反應(yīng)速
度快的特點(diǎn)，對(duì)于空氣污染應(yīng)急監(jiān)測(cè)尤為重要，更有利
圖3實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)于環(huán)境管理人員對(duì)污染情況的了解，實(shí)施有效的監(jiān)控，
a)根據(jù)當(dāng)日空氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算出的當(dāng)日API 以便更好地采取預(yù)防、應(yīng)急措施，從而形成一套科學(xué)的
指數(shù)、空氣質(zhì)量級(jí)數(shù)、首要污染物、截止當(dāng)日總監(jiān)測(cè)天環(huán)境污染管理體系。
數(shù)、達(dá)標(biāo)天數(shù)、達(dá)標(biāo)率； 參考文獻(xiàn)：
b)用5 min風(fēng)角度值統(tǒng)計(jì)出當(dāng)時(shí)的小時(shí)主導(dǎo)風(fēng)[1]胡建武，吳信才，宋利好，等·環(huán)境地理信息系統(tǒng)中的異構(gòu)
粵，顰薏懋嬲竇鼎一帆一㈨鬟裂％麓薹簍搿黜孫某一子站時(shí)則為相應(yīng)子站風(fēng)向圖； ”。：版翼’；薔2～?。?“”～”“?“～”～”。?7
c)各子站的數(shù)據(jù)通信傳輸情況及設(shè)備運(yùn)行的狀(責(zé)任編輯：李妍彬)
璣囂
；信息資訊差
華電國際再購山西三煤礦
中圖分類號(hào)： F27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：c 文章編號(hào)：2095m802一(2011)Ol“)45一ol
H腿dian Power Intematio嬲I Corporation Limited Purcha鴕Three Coal Mine iIl Sha似i again
華電國際全資子公司茂華能源公司斥資15．89×
108元，收購山西朔州白蘆煤礦、西家寨煤礦及一半嶺
煤礦。該次收購?fù)瓿珊螅A公司將把上述三煤礦整
合為一座資源儲(chǔ)量約4×108 t、年產(chǎn)能120×104 t的煤
礦，并成立山西朔州茂華白蘆煤業(yè)公司運(yùn)營整合后的
煤礦。該次收購是華電國際對(duì)山西省朔州市煤炭資產(chǎn)
收購、整合戰(zhàn)略的延伸。
該整合煤礦開工報(bào)告已獲得山西省煤炭工業(yè)廳批
復(fù)，是朔州地區(qū)自山西煤炭整合以來第一家取得合法
改造建設(shè)批復(fù)手續(xù)的礦井。西家寨煤礦作為本次收購
標(biāo)的中建設(shè)進(jìn)度最快的煤礦，也是整合后的保留煤礦，
其工作面已形成，具備試生產(chǎn)能力，已處于試開采階
段，全面投產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)在即。西家寨煤礦保有煤炭資源儲(chǔ)
量約為8 122×104 t。白蘆煤礦是該次收購保有資源儲(chǔ)
量最大的，保有資源儲(chǔ)量約為26 400×104 t。一半嶺煤
礦保有煤炭資源儲(chǔ)量約為5 000×104 t。
(張君摘編)

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