saving environment
來源:RFID世界網
一、系統總體架構設計
東江湖生態環境資訊系統,是基於統一行業標準規範、環保系統監控體系,來總體架構設計,分為五層結構模型設計,分別如下:
(一)數據層。數據層包含的數據有元數據、用戶安全、污染排放數據、環保業務數據、湖泊數據、河流數據、水庫數據、基礎地形、GIS數據、圖檔數據。
(二)數據訪問層。在數據訪問層,採用空間數據引擎、模型決策引擎、數據訪問接口方法,來進行數據交換。
(三)業務邏輯層。業務邏輯層包含多個構件和工具,如空間查詢構件、空間計算構件、GIS基礎構件、數據管理構件、數據採集構件、數據處理構件、分析預測構件、監管管理構件、土地規劃、分析預測、數據權限、系統管理構件、行政許可、決策支持、數據維護、系統接口構件等。
(四)業務表現層。業務表現層包含東江湖流域生態環境管理系統、東江湖流域土地規劃利用系統、東江湖流域污染物排放控制管理系統。
(五)客戶端。客戶端包含有瀏覽器、C/S客戶端、LED大螢幕、手持智慧終端,可以通過這些方式來查看瀏覽、提交、處理、分析系統數據。而使用系統的用戶包括省市領導、市區監管部門、排污企業、土地事業單位。
二、系統功能組成
系統由以下子系統組成:
(一)東江湖流域生態環境管理系統
(二)東江湖流域土地規劃利用系統
(三)東江湖流域污染物排放控制管理系統
三、東江湖流域生態環境管理系統
為有效利用先進技術手段和方法,提高東江湖本地水資源利用及防洪效益,使更好地促進東江湖流域經濟協調發展,提高水資源的利用率,達到科學管理本地水資源的目的,研製開發了一套實用性強的流域生態環境管理系統。
系統包括七個子系統:水系地理資訊系統、河道資訊管理系統、水庫資訊管理系統、水文水資源分析模型、水利資訊三維表現系統、政策法規查詢系統,和用戶管理。七個子系統通過一個登錄介面啓動,然後根據工作內容,運行不同的子系統。
(一)水質數據採集與傳輸
水質自動監測設備都在湖庫邊上,而數據中心距離監測設備,一般在數十公里距離遠,所以需要通過無線傳輸設備,將採集到的水質監測數據,無線傳輸到數據中心。
無線傳輸設備需要能夠全天候工作,斷線能夠自動連接,數據中心服務端能夠監控發送端的設備工作狀況,能夠實現連接異常報警,確保無線傳輸通道暢通。
根據現場條件和傳輸距離,擬採用GPRS和微波站的形式無線傳輸方式。
(二)水質數據審核與整理
自動監測設備將檢測到的水質監測數據,透過GPRS設備傳輸到數據中心,為了確保監測數據真實可靠,避免存在誤差的數據和錯誤數據,對水質監測造成影響,需要對已傳輸到系統數據庫的原始監測數據,進行二次完整性、有效性、合理性驗證。
系統自動針對某項指標的合理範圍值,對監測數據,進行有效性和合理性驗證,對超出合理範圍的數值,進行高亮顯示,提示管理人員,對這些問題數據進行有效性審核,同時對預定的監測計劃,進行執行情況的自動檢查,一旦出現沒有接收到有效監測數據,且GPRS傳輸設備工作正常,則說明監測儀器工作異常,可以馬上發出報警資訊,提示人員即使進行設備檢修工作。
(三)水質數據統計與分析
1)水質監測原始數據查詢功能概述:對湖庫和入湖河流的原始水質監測數據進行查詢,並提供豐富的查詢條件。查詢條件包括起始時間、結束時間、監測參數等資訊。
2)湖庫水質監測數據統計分析:主要包括湖庫水質類別評價(定量)、湖庫水質定性評價(水質狀況、變化趨勢)、湖庫水質超標因子、超標倍數、能夠生成各種監測指標的濃度變化趨勢圖等。
可以按照時間段,如豐水期、枯水期、平水期等角度,生成統計數據,包括河流污染指數計算及污染分擔率、主要污染物濃度沿程變化圖、主要污染物濃度歷史變化等。
(四)水系水質預測
採用地理資訊系統(GIS),展現環境品質數據,已經成為環保行業的一種發展趨勢。本系統採用湖庫和入湖河流所在區域的地圖,作為GIS展現的基礎,結合監測數據的豐富展現形式,以柱狀圖、餅狀圖和折線圖,進行數據的綜合分析與展現。
1)基礎地圖資訊管理
對提供的湖庫和入湖河流所在區域的電子地圖數據,基礎的地理空間資訊等進行整理,並根據需要進行格式轉換和數據加工。主要包括基礎圖層管理、圖形符號管理、環境屬性資訊管理、圖形和屬性數據維護。
2)地圖基本操作
提供地圖放大、縮小、漫遊、平移、分層瀏覽、地圖查詢、地圖定位等基本地圖操作功能。
3)專題圖管理
進行專題圖分類管理、專題圖製作、專題圖瀏覽、專題圖維護和專題圖的儲存管理。
湖庫和入湖河流的專題圖,主要包括環境監測點分布圖、污染物區域分布圖、污染物分布等值線圖、污染物分布分層設色圖、入湖河流斷面水質類別圖、監測斷面污染物濃度柱狀圖等,各類專題圖。
(五) 水系水質監控管理
檢查與執法人員透過PDA及智慧手機,利用3G無線網路技術訪問行動執法系統,將指揮中心和現場執法人員聯繫起來,現場執法人員將現場情況,即時準確的報告給指揮中心,並接受指揮中心返回的執法指示。
從而構建出有線網、無線網一體化、中心現場執法管理一體化的,綜合行動執法管理系統總體結構。
(六) 水系地理資訊
通過利用GIS技術實現對河道、水庫、水廠等,水利工程資訊的管理、顯示、查詢、定位、分析和製圖輸出等功能。
(七) 河道資訊管理
主要是對河道普查資訊的管理、查詢、存取、更新和統計輸出。
本系統主要功能如下:
1)普查資訊查詢:分為水系查詢、河流名稱查詢、行政分區查詢三種查詢方式。
2)以變更的資訊作為輸入:修改或刪除河道基本資訊庫中的目標數據。
3)對刪除的資訊設置刪除標誌:隱藏顯示;在用戶明確刪除後,可以清除已置刪除標誌的紀錄。
4)數據庫設有嚴格的修改權限。
5)允許以河流名稱、水閘名稱、工程名稱、水庫名稱、堤防工程名稱等作為輸入資訊,在基本資料庫中查詢和統計目標數據。
6)將用戶查詢的資訊按用戶指定的表格進行輸出。
(八 ) 水庫資訊管理
主要是對水庫普查資訊的管理、查詢、存取、更新和統計輸出。
本模組主要功能如下:
1)普查資訊查詢:分為水庫名稱查詢、水系查詢、水庫類型查詢、行政分區查詢。
2)以變更的資訊作為輸入:修改或刪除水庫基本資料庫中的目標數據。
3)對刪除的資訊設置刪除標誌:隱藏顯示;在用戶明確刪除後,可以清除已置刪除標誌的紀錄。
4)將用戶查詢的資訊,按用戶指定的表格進行輸出。
5.水庫分析:包括水庫簡介(水庫調查報告),水庫工程特徵,水庫基本特徵表,水庫水位及供水情況表。
5)水庫特徵關係曲線:根據水庫名稱進行查詢、分析,顯示水位~庫容、水位~面積、水位~洩量關係曲線。
(九 ) 水文水資源分析模型
該子系統通過水利常規模型,對水文水資源歷史資料的分析和結果輸出。
主要包括八個功能模組:徑流量估算模組、洪水量估算模組、水位-庫容-面積換算模組、設計洪水推求模組、調洪演算模組、調節庫容推求模組、調節流量計算模組、供水流量計算模組。
(十 ) 水利資訊三維管理
將與水利有關的各級法律法規建庫管理,便於檢索和查詢。將用戶提供的DEM數據,疊加同一地區的影像,進行三維顯示,空間分析,工程計算,及飛行瀏覽。
1)以國家、省、市和其他省市的防洪、水利等法律法規、條例和辦法作為輸入資訊,建立水利防洪政策法規庫。
2)以變更的資訊作為輸入,修改或刪除政策法規庫中的目標數據。
3)數據庫設有嚴格的修改權限。
4)允許以防洪、條例、省、市、辦法、通知等關鍵字作輸入,查詢目標條文資訊。
東江湖流域生態環境管理系統,主要是從實用角度出發開發。
透過該系統既可以即時瞭解,東江湖流域現有河道和水庫的資訊,又能夠通過三維表現,和水系地理資訊子系統,圖文並茂地瀏覽,和查詢所感趣的對象;
專業技術人員也可以透過本系統,分析東江湖流域的歷史水文資料,提取有用的資訊;
透過法規子系統,可以快速檢索與水利相關的,從國家到東江湖流域各級法律、法規。
整個系統介面友好簡潔,使用靈活。它的研製成功,大大縮短了工作人員檢索資料的時間,提高了工作效率。
四、東江湖流域土地規劃利用系統
土地規劃利用系統是集土地管理、污染源管理、礦產資源管理、地址災害防治,和測繪監管與保障相關業務於一體的,國土資源電子政務基礎平台,依託該平台,可建立「國家-省-市-縣」互聯互通的各級數據中心,實現集中數據管理和分布業務進行。
平台基於SOA架構,採用ASP.NET技術,B/S模式進行構建,實現了表單自定義、流程自定義、業務自定義及圖文一體化管理,為多變的國土資源管理業務需求,提供了便捷的解決方法。
(一)電子政務基礎平台
水電子政務基礎平台按功能劃分,可分為工作流建模、資源管理、系統客製化、系統開發管理等幾大部分。具體包括:組織機構管理、人員管理、角色管理、安全權限管理、圖形圖集管理、數據實體管理、功能包管理、功能模組管理、通用查詢管理、公文模板管理、電子印章管理、自定義報表、常用詞管理、材料字典管理、系統參數管理、應用環境設置、應用系統管理、模組分區授權管理、自定義表單、工作流定制、流程監控設置、二次開發接口管理、外部系統接口管理等功能。
(二)土地規劃與耕地保護
通過實施「東江湖土地規劃工程」,嚴格實施土地利用總體規劃,落實土地用途管制,在耕地保護監管方面,要完成各業務應用系統的建設,和相關數據的整合加工處理,逐步形成以市、區(縣級市)為核心的耕地保護資訊化監管體系,實現對耕地資訊的即時動態監管,即時掌握耕地佔補、結構調整,和違法用地等耕地動態變化,為耕地保護提供技術支撐,和決策支持;
建立根據遙感、GPS和GIS技術的土地利用資訊獲取,與監測的運行系統,即時準確掌握耕地資訊,及其動態變化,為決策提供依據。
同時,建立覆蓋全市主要產糧區的網路化,基本農田管理資訊網路,實現國家、省和市對耕地資源的監管和即時掌控。
五、東江湖流域污染物排放控制管理系統
污染物排放總量控制,是可持續發展的一個必要手段。電腦技術和系統分析方法的應用,是實現這種科學管理模式的關鍵。
環境污染源數據,不僅包括所排放各種污染物數量的多少,而且包括其排放所在地理位置數據。同樣的污染物排放量,由於其所在地理位置不同,在氣象條件影響下,其污染程度與範圍將有所不同。這就是環境污染源的地理空間特性。
環境污染源的地理空間特性,決定了環境污染物排放總量控制,必須採用定量與空間分析,相結合的綜合地理思維工具-地理資訊系統(GIS)。
環境污染物排放總量控制,不僅要進行污染源的定量分析,如計算排放量大小,而且要進行空間分析,如計算排放量與環境濃度關係。
GIS正是這種結合的完美體現,GIS以數據表示空間分布,數字和圖形融為一體,支持數字思維與空間思維,同時進行,此傳統的地圖分析,和僅僅對統計數據的定量分析方法,有本質上的改進。
東江湖流域,污染物排放控制管理系統是定量分析,空間分析和系統分析,相結合的專業地理資訊系統。這個系統是我們課題組,探索出的總量控制方法,走向實踐的必要手段,是實現東江湖流域環境科學管理和決策的關鍵,具有重大的現實意義。
(一)系統的主要特點
1)先進性
本系統採用地理資訊系統技術,以直觀的方法組織、分析和管理資訊,使總量控制中的屬性數據,與地域有機地聯繫起來,並使它們之間的關係趨勢一目瞭然。
2)科學性
本系統環境環境品質數值模擬,是以根據「高斯模式」的城市多源環境擴散模式理論為基礎,採用美國國家環保局的ISC模式,模擬社區環境環境品質,並採用線性規劃優化方法,求解污染物最大允許排放量,即排放總量,因此具有堅實的理論基礎。
3)實用性、可操作性和示範性
本系統實現了一套,確實可行的社區環境污染物總量控制的方法和途徑,使清楚社區內環境污染源排放量,與環境品質之間的關係,及可行的管理措施。因此,在整個研究過程中,必須與社區內的實際情況相結合,與管理人員密切配合。這樣,研究出的成果將是實用的。
(二)系統功能設計
污染物總量控制,是一種有效控制污染物排放,提高和改善環境品質的手段。根據總量控制的要求,決策者必須對環境總量,和各污染源的基本情況非常清楚,才能正確決策,採取有效的措施。
電腦為實施總量控制提供了有力的工具,人們可以充分利用電腦運算速度快,儲存容量大的特點,透過對大量數據的登錄、查詢、統計、分析,來掌握污染物的動向,污染源與環境品質關係。
東江湖環境污染物排放控制管理系統,就是基於此目的,以便對調查,申報的數據進行統一管理,做到動態跟蹤,計算,顯示本地區的污染源狀況,和環境污染情況。
根據總量控制和環保局日常管理要求,本系統應當本著實用,和為環保局日常管理服務的宗旨,具有環境地理資訊功能,環境管理功能,匯總統計分析功能,和環境總量控制功能。
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