云南省環(huán)境地理信息平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

朱云燕 唐芬

摘要：環(huán)境地理信息平臺(tái)作為環(huán)保信息化的重要組成部分，是整個(gè)信息化體系不可或缺的基礎(chǔ)。本文在對(duì)云南省環(huán)保信息化需求研究基礎(chǔ)上，提出適合云南省的環(huán)境地理信息平臺(tái)設(shè)計(jì)方案，介紹平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)路線、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)建設(shè)等方面的內(nèi)容，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況對(duì)下一步平臺(tái)建設(shè)進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：環(huán)境保護(hù)；地理信息系統(tǒng)；設(shè)計(jì)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P237 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）07-0139-02

1 前言

隨著環(huán)境管理工作進(jìn)一步精細(xì)化、專業(yè)化，環(huán)境信息化作為環(huán)保能力建設(shè)的重要組成部分在環(huán)境管理工作中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，構(gòu)建以數(shù)字化綜合信息服務(wù)為目標(biāo)的環(huán)境地理信息平臺(tái)已經(jīng)成為一個(gè)區(qū)域環(huán)境管理中不可或缺的部分。

云南省環(huán)境地理信息平臺(tái)基于云計(jì)算平臺(tái)和云南省資源環(huán)境數(shù)據(jù)中心進(jìn)行建設(shè)，在實(shí)現(xiàn)環(huán)保管理一張圖以及環(huán)境管理數(shù)據(jù)可視化的基礎(chǔ)上，以GIS為核心，以基礎(chǔ)地理要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)和環(huán)保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)為支持，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的輸入、查詢、分析、輸出和管理的可視化，便于維護(hù)和擴(kuò)展。為全省環(huán)境質(zhì)量管理、污染源監(jiān)管、自然生態(tài)保護(hù)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法、核與輻射安全管理、環(huán)境應(yīng)急管理等提供有力支撐。

2 總體設(shè)計(jì)

云南省環(huán)境地理信息平臺(tái)以基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為依托，集成省資源環(huán)境數(shù)據(jù)中心的污染源數(shù)據(jù)、環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)、建設(shè)項(xiàng)目環(huán)評(píng)管理數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)察數(shù)據(jù)、排污許可數(shù)據(jù)、生態(tài)文明建設(shè)管理數(shù)據(jù)等環(huán)保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，為環(huán)保管理提供基本的電子地圖和專題地圖服務(wù)，實(shí)現(xiàn)空間信息、屬性信息的雙向查詢以及空間分析服務(wù)?；赟OA（Service-Oriented Architecture，面向服務(wù)的架構(gòu)），實(shí)現(xiàn)GIS Web Service與其它子系統(tǒng)的集成，并通過(guò)GIS發(fā)布功能為決策提供支持服務(wù)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1。

平臺(tái)分為基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)資源層、數(shù)據(jù)管理層、環(huán)保數(shù)據(jù)共享平臺(tái)、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、訪問(wèn)層六層。其中基礎(chǔ)支撐層包含了環(huán)保云平臺(tái)的基礎(chǔ)設(shè)施、以及環(huán)保專網(wǎng)和外網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；數(shù)據(jù)資源層是本系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)環(huán)境，是整個(gè)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)；數(shù)據(jù)管理層包含數(shù)據(jù)資源管理、數(shù)據(jù)規(guī)范管理、圖層存儲(chǔ)與管理、地理信息查詢、地理基礎(chǔ)操作、資源目錄管理等；環(huán)保數(shù)據(jù)共享平臺(tái)為系統(tǒng)提供統(tǒng)一的安全認(rèn)證體系的應(yīng)用服務(wù)接口；業(yè)務(wù)應(yīng)用層包含了環(huán)保地理綜合分析平臺(tái)、環(huán)保地理分析展示平臺(tái)和環(huán)保信息綜合發(fā)布平臺(tái)；而訪問(wèn)層包含了環(huán)保系統(tǒng)、省政府及其他部門(mén)、企事業(yè)單位、社會(huì)公眾等。

3 平臺(tái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

3.1 空間數(shù)據(jù)規(guī)范建設(shè)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1.1 空間數(shù)據(jù)規(guī)范建設(shè)

空間數(shù)據(jù)是地理信息平臺(tái)的基礎(chǔ)，本平臺(tái)空間數(shù)據(jù)規(guī)范建設(shè)內(nèi)容主要包括：按照國(guó)標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建立云南省環(huán)境空間數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，包括數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)分層、符號(hào)規(guī)范、配色方案等；建立服務(wù)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)接口規(guī)范，明確系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)使用方法；建立空間數(shù)據(jù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，限定不同用戶對(duì)不同數(shù)據(jù)的使用權(quán)限，本平臺(tái)的空間數(shù)據(jù)應(yīng)用分為兩種：下載數(shù)據(jù)、應(yīng)用服務(wù)；建立空間數(shù)據(jù)維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，包括數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、管理、傳輸?shù)取?/p>

3.1.2 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

平臺(tái)建設(shè)了全省1：10000，州市中心城區(qū)1：2000二維電子地圖基礎(chǔ)地理空間框架。地理空間框架數(shù)據(jù)，其影像分辨率、框架電子地圖圖層、坐標(biāo)系等符合空間數(shù)據(jù)規(guī)范和業(yè)務(wù)系統(tǒng)需求。

基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)分層包括：水系、居民地及設(shè)施、交通、管線、境界、地貌與植被等；環(huán)境專題空間數(shù)據(jù)分層包括：環(huán)境質(zhì)量、污染源、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、生態(tài)保護(hù)、核與輻射等。分別以面、線和點(diǎn)形態(tài)進(jìn)行存儲(chǔ)。

3.2 功能模塊設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)階段，云南省環(huán)境地理信息平臺(tái)主要包括如下功能模塊。

3.2.1 GIS基本功能

GIS平臺(tái)地圖操作基本功能包括：放大、縮小、漫游、全圖、前/后視圖、標(biāo)注、截圖、打印等。影像數(shù)據(jù)以地圖服務(wù)的形式發(fā)布，并可與基礎(chǔ)地圖疊加顯示。

3.2.2 污染防治

建設(shè)“一源一檔”管理功能模塊，對(duì)企業(yè)基本信息、建設(shè)項(xiàng)目信息、排污申報(bào)信息、環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，展示污染源在線企業(yè)在地圖上的空間分布情況，按照污染源的性質(zhì)（水、氣）或者狀態(tài)（聯(lián)機(jī)、脫機(jī)）用不同的圖標(biāo)表示。

建設(shè)分類查詢功能模塊，根據(jù)污染企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的屬性信息，對(duì)企業(yè)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)查詢，并對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行空間分布展示。查詢方式有：按行政區(qū)域，即所屬州市查詢；按受納水體查詢。受納水體即污染源企業(yè)排放污染物的接收水域，通常以所屬流域表示；按監(jiān)測(cè)類型查詢，即“廢水”和“廢氣”兩種類型；按所屬行業(yè)查詢，如發(fā)電、重金屬、印染、電鍍、造紙等。

建設(shè)超標(biāo)查詢功能模塊，通過(guò)該模塊，用戶可以查詢指定時(shí)間段內(nèi)在線監(jiān)測(cè)企業(yè)監(jiān)測(cè)因子超標(biāo)情況，如有超標(biāo)，以醒目的閃爍圖標(biāo)提示，并可以查看超標(biāo)的因子以及超標(biāo)值。

3.2.3 環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)

環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊，內(nèi)容主要包括：環(huán)境空氣質(zhì)量、地表水環(huán)境質(zhì)量、集中式飲用水水源地水質(zhì)質(zhì)量和噪聲。其中，環(huán)境空氣質(zhì)量對(duì)接云南省內(nèi)重點(diǎn)城市空氣監(jiān)測(cè)站點(diǎn)日監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行插值，生成等值線或等值面。插值的對(duì)象包括SO2、NO2、PM1O、PM2.5，直觀展示云南省內(nèi)主要城市區(qū)域的環(huán)境空氣質(zhì)量狀況。實(shí)現(xiàn)對(duì)任意一天城市內(nèi)各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)空氣質(zhì)量情況（API、首要污染物、級(jí)別）的查看，結(jié)合底圖進(jìn)行呈現(xiàn)并支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出。

3.2.4 自然生態(tài)和湖庫(kù)管理

自然生態(tài)模塊以國(guó)家、省、市、縣、鄉(xiāng)生態(tài)文明建設(shè)為主線開(kāi)展建設(shè)，包括生態(tài)文明鄉(xiāng)、縣、州的申報(bào)和評(píng)估等，結(jié)合底圖進(jìn)行展示。生態(tài)文明建設(shè)年度考核結(jié)果在地圖上以不同顏色和不同的統(tǒng)計(jì)圖表進(jìn)行展示。

湖庫(kù)管理模塊對(duì)云南省九大高原湖泊基礎(chǔ)信息進(jìn)行收集、匯總處理和入庫(kù)，結(jié)合九大高原湖泊規(guī)劃項(xiàng)目建設(shè)情況，實(shí)現(xiàn)綜合展示。

3.2.5 環(huán)境監(jiān)察

主要包括行政處罰、排污收費(fèi)、信訪投訴三個(gè)部分。其中，行政處罰模塊采用“列表+地圖”的形式對(duì)轄區(qū)范圍內(nèi)所有的行政處罰情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總；排污收費(fèi)模塊主要實(shí)現(xiàn)根據(jù)時(shí)間和行政區(qū)域?qū)ζ髽I(yè)排污收費(fèi)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總及展示；信訪投訴模塊結(jié)合地圖展示功能將投訴和信訪情況進(jìn)行表達(dá)。

3.2.6 環(huán)評(píng)管理

通過(guò)調(diào)用省資源環(huán)境數(shù)據(jù)中心的建設(shè)項(xiàng)目環(huán)評(píng)管理和輻射管理中的建設(shè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)，結(jié)合地圖，實(shí)現(xiàn)選擇行政區(qū)劃或輸入企業(yè)名稱來(lái)搜索對(duì)應(yīng)的建設(shè)項(xiàng)目，以氣泡形式顯示項(xiàng)目基本信息，同時(shí)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目列表信息和地圖信息聯(lián)動(dòng)。

3.2.7 綜合分析

該模塊包括水?dāng)U散模型分析、大氣擴(kuò)散模型分析兩個(gè)部分。其中，水?dāng)U散模型通過(guò)用戶設(shè)置模擬時(shí)間長(zhǎng)度、模擬個(gè)數(shù)等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)在地圖上動(dòng)態(tài)查看水?dāng)U散模型分析結(jié)果，獲取特定點(diǎn)位最大濃度、經(jīng)緯度坐標(biāo)值、距事發(fā)點(diǎn)距離信息；大氣擴(kuò)散模型通過(guò)在地圖上放置需要分析的點(diǎn)位，自動(dòng)獲取該點(diǎn)位的經(jīng)緯度值，經(jīng)設(shè)置泄漏量、風(fēng)速等信息后在地圖上顯示大氣擴(kuò)散動(dòng)態(tài)分析結(jié)果。

3.3 軟件平臺(tái)主界面（圖2）

4 總結(jié)和展望

4.1 總結(jié)

云南省環(huán)境地理信息平臺(tái)作為云南省環(huán)境信息化建設(shè)的重要組成部分，以地理信息系統(tǒng)的基本功能為基礎(chǔ)，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，從云南省資源環(huán)境數(shù)據(jù)中心調(diào)用環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)、重點(diǎn)污染源數(shù)據(jù)、自然生態(tài)數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)察數(shù)據(jù)以及建設(shè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)等環(huán)保專題數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析和展示功能，建設(shè)全省環(huán)境數(shù)據(jù)“一張圖”。結(jié)合水、大氣模型和統(tǒng)計(jì)分析工具開(kāi)展初步的數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，為全省各級(jí)環(huán)保管理部門(mén)提供準(zhǔn)確、直觀和可視化的數(shù)據(jù)支持，并舉辦技術(shù)培訓(xùn)班2期，培訓(xùn)各級(jí)環(huán)境保護(hù)部門(mén)人員100余人次，建設(shè)成果在我省得到初步應(yīng)用。

4.2 展望

隨著國(guó)家“大數(shù)據(jù)”、“互聯(lián)網(wǎng)+”等戰(zhàn)略的進(jìn)一步開(kāi)展，環(huán)保領(lǐng)域基于大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)整合、分析和應(yīng)用工作勢(shì)必得到完善和提升，生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設(shè)工作成為環(huán)保信息化建設(shè)的一項(xiàng)重要任務(wù)。下一步，云南省環(huán)境地理信息平臺(tái)的建設(shè)將主要在數(shù)據(jù)的豐富和整合、數(shù)據(jù)間的耦合分析和關(guān)聯(lián)以及結(jié)合具體環(huán)保業(yè)務(wù)開(kāi)展應(yīng)用三個(gè)方面展開(kāi)，持續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件平臺(tái)的升級(jí)和優(yōu)化，為各級(jí)環(huán)保部門(mén)和社會(huì)公眾提供數(shù)據(jù)豐富、功能齊全、操作便捷、分析準(zhǔn)確、結(jié)論可信的綜合管理平臺(tái)。

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