上海市水環(huán)境監(jiān)測與評價管理信息系統(tǒng)的與開發(fā)

上海市水環(huán)境監(jiān)測與評價管理信息系統(tǒng)的研究與開發(fā)摘要：介紹了基于GIS技術的上海市水環(huán)境監(jiān)測與評價管理信息系統(tǒng)的研究與設計，該系統(tǒng)具有界面友好、操作簡便、實用等特點，將提高環(huán)境信息的管理水平，為上海水環(huán)境的綜合治理提供高效、科學的信息支持。關鍵詞：環(huán)境管理信息系統(tǒng)；地理信息系統(tǒng)；水環(huán)境ResearchandDevelopmentofEnvironmentManagementInformationSystemforWaterMonitoringandAssessmentinShanghaiAbstract：ResearchanddevelopmentofEnvironmentManagementInformationSystemforWaterMonitoringandAssessmentinShanghaiisintroduced.Theinformationsystemprovidesfriendly,easyoperationalinterfaceandpracticality,whichwillprovideaneffectiveandscientificinformationsupporttoimprovethelevelsofenvironmentalinformationmanagement.KeyWords：EnvironmentalManagementInformationSystem(EMIS);GIS;Waterenvironment1引言地理信息系統(tǒng)（GeographicalInformationsystem，GIS），是20實際60年代開始迅速發(fā)展起來的一種特定而重要的空間信息系統(tǒng)，現(xiàn)已發(fā)展成為一門涉及計算機科學、測繪遙感學、環(huán)境科學等多學科的新興邊緣學科。GIS以其強大的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的管理能力，為信息管理與決策分析提供了一個可靠的技術支持和有效的工作平臺。隨著對環(huán)境問題重視程度的提高和管理工作的深入，將GIS應用于環(huán)境管理已經(jīng)成為一個熱門課題，由于大部分環(huán)境數(shù)據(jù)含空間信息，GIS憑其在空間分析操作和信息顯示、表現(xiàn)等方面的獨特優(yōu)勢已經(jīng)成為環(huán)境信息管理系統(tǒng)不可缺少的組成部分。本研究以GIS技術為手段開發(fā)出上海市水環(huán)境監(jiān)測與評價管理信息系統(tǒng)，將為上海水環(huán)境的綜合治理提供支持和幫助。2上海市水環(huán)境監(jiān)測與評價管理信息系統(tǒng)2.1建立系統(tǒng)的目的及意義水文水質(zhì)數(shù)據(jù)是環(huán)保管理和決策重要的依據(jù)。水文水質(zhì)資料具有數(shù)據(jù)量大、關系復雜和更新快的特點，利用傳統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫處理這樣的“海量數(shù)據(jù)”工作量很大且對操作者的要求比較高，地理信息系統(tǒng)（GIS）能夠更加高效、迅速和準確的處理“海量數(shù)據(jù)”。上海市水環(huán)境監(jiān)測與評價管理信息系統(tǒng)把地理信息系統(tǒng)（GIS）與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫有機的結合起來，利用地理信息系統(tǒng)分析、處理空間信息的手段，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行信息查詢、空間統(tǒng)計等處理，將為上海市水環(huán)境污染的控制和管理提供高效的信息支持。2.2系統(tǒng)設計的原則系統(tǒng)設計遵循以下幾個原則：系統(tǒng)的適宜性：根據(jù)實際工作需要確定系統(tǒng)功能模塊的設置，使得系統(tǒng)實用、高效。系統(tǒng)的可操作性：用戶是系統(tǒng)的最終鑒定人，也是系統(tǒng)的使用者與管理者，因此在保證系統(tǒng)功能的前提下系統(tǒng)操作界面盡量人性化。系統(tǒng)的可擴展性：根據(jù)需要可以進行新的圖層文件的添加和屬性數(shù)據(jù)庫的更新。系統(tǒng)的開放性：可以與別的功能模塊進行連接。2.3系統(tǒng)的總體技術觸2.3.1附這嫩系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的莫設計與構建寇空間圖形數(shù)據(jù)牙庫：本系統(tǒng)矮的皇GI姿S跪空間圖形數(shù)據(jù)飛庫主要取材鐘于停200招0裙年上海市水環(huán)子境污染源調(diào)查輔工作中臘以和30扔0訴多略幅諸1吩：鋒1000據(jù)0糠全要素數(shù)字地揮形圖為基礎而進開發(fā)制作的縱MapInf溫o佩系統(tǒng)武的獄Ta喇b蒸格式的電子地窮圖。偷屬性數(shù)據(jù)庫：捉對大量的監(jiān)測趙數(shù)據(jù)進行格式服統(tǒng)一的整合，巨并用連接碼與短圖形庫連接。晶文檔數(shù)據(jù)庫：蠅對輔助資料、次文檔進行分析刷整理并加以編蒙碼，建立索引妨。鑰盡屠管提GI勞S擠也有管理數(shù)據(jù)灑的功能，但是弊由于環(huán)境信息惰數(shù)據(jù)量大，又畝在不斷的累計躺，所以單純依示賴軟GI悉S返來管理數(shù)據(jù)庫系是不合適的拋[1]霸。本系統(tǒng)一方歉面利囑用班GI略S輩管理空間圖形蝴數(shù)據(jù)庫，另一易方面將環(huán)境監(jiān)童測數(shù)據(jù)等屬性悲數(shù)據(jù)保存覽在飛ACCES系S軍數(shù)據(jù)庫當中，哈兩者相對獨立截，發(fā)揮各自的歇優(yōu)點和長處，閑同時兩者緊密切結合，實現(xiàn)互動相聯(lián)系與訪問吹，組成了一個兵新的系統(tǒng)數(shù)據(jù)島庫。鄰2.3.2寺億系統(tǒng)設計的技扮術路線采本系統(tǒng)以被MapInf愧o盈公司的矩Map際X戲控件唇為黨GI奮S演基礎，以外Visual持Basic蔽可視化開發(fā)語姿言為開發(fā)平臺嫂進行研究和開姜發(fā)。每個功能絨模塊在空間數(shù)趨據(jù)庫、屬性數(shù)屬據(jù)庫和文檔庫牙的基礎上，通體過喪編程實現(xiàn)。系愧統(tǒng)的控制采用易菜單命令按鈕盼逐級進入的方餓法，進行空間譽查詢、匯總、蕉分析、模擬等觸，所有結果都植在屏幕上以圖醒形、報表、統(tǒng)委計圖和圖標說逮明的風格實現(xiàn)值。城市底圖河道圖層監(jiān)測點圖層城市底圖河道圖層監(jiān)測點圖層污染源圖層MapX河道屬性水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)污染源數(shù)據(jù)ACCESSVB平臺上海市水環(huán)境監(jiān)測與評價管理信息系統(tǒng)地圖顯示模塊查詢統(tǒng)計模塊專題制圖模塊記錄操作模塊系統(tǒng)輔助模塊水質(zhì)評價模塊查圖騾1證辟系統(tǒng)設計的技面術路線購2.4瓶隊系統(tǒng)的功能模孕塊讓2.4.1械絞地圖顯示模塊咸系統(tǒng)將上海市毫行政區(qū)劃、湖扒泊、河流、水筍質(zhì)監(jiān)測點以及顯污染源等不同漏圖層進行疊加盞顯示，各圖層路分別采用點、陶線、面等矢量三數(shù)據(jù)格式進行喉組織。可以實壁現(xiàn)地圖的放大若、縮小、漫游雀等操作；注釋固和標注良提供定位、醒玻目顯示特定信少息的功能，通猶過添加文本和規(guī)符號使得地圖晨信息更加豐富悼；刪“峽鷹眼導寬航假”摘可以快速的到商達地圖上的目薄標位置。園2.4.2洋布鄰查詢統(tǒng)計模塊斤建立信息數(shù)據(jù)困庫的一個重要蹄目的是為了能眾夠?qū)ζ渲心承┯糜蓷l件因素而貫結合起來的單械個或者多個信繩息數(shù)據(jù)集合進乳行分類瀏覽或武者統(tǒng)計分析，典隨著條件因素隨的改變或者數(shù)自據(jù)源的改盆變，這些數(shù)據(jù)伸集合也能隨之戀動態(tài)改變，這因需要數(shù)據(jù)的統(tǒng)捧計查詢功能酷[2]泰。本系統(tǒng)既支丙持焰SQ框L憂查詢，又支持鼓定位查詢或者頌區(qū)域查詢等圖否形選擇。貫2.4.2.沈1SQ宮L襯選擇蘿基于后瞎臺閃ACCES鏡S塞數(shù)據(jù)庫議的扯SQ妖L誕選擇可以根據(jù)陣對象的某一個逮精確的字段屬幫性（比如名稱貓）來查詢其余豈屬性數(shù)據(jù)并可惜得到對象在地治圖上的地理位敘置，既可以根被據(jù)需要設定條陰件進行查詢，暫又支持分組統(tǒng)商計和排序功能助。洞圖黑2SQ孩L期選擇界面污設定好查詢表蠶、顯示列、查餃詢條件等以后歉，點日擊調(diào)“慘確漠定捧”估按鈕就可以看屯到滿足條件的村記錄或者統(tǒng)計蠶結果。如果選播中吼“保將結果顯示在純地圖省上煤”辟復選框，那么曠符合條件的對胳象將在地圖元上流“硬高亮顯林示表”教出來。否2.4.2.僵1院品圖形選擇腎本系統(tǒng)支堪持括“查單點選至擇填”尾、燒“竭矩形選衰擇掃”良、淹“柳圓形選服擇偉”鴿和法“喝任意區(qū)域選渠擇注”蝕四種圖形選擇醉方式。當用以耳上圖形選擇工怖具進行地圖對軋象選擇時將出凱現(xiàn)怪“樂選擇結番果存”店窗口：敗圖蔽3材旗選擇結果界面趣如圖三所示，均左邊是選中的用對象列表，點仔擊列表中的對車象，那么該對裙象的屬性將同議步顯示在右邊匠的表格中，如宋果選但中醫(yī)“撐地圖同步顯姥示粥”蹤復選框，那么雹當前對象的位肉置和名稱將醒魂目的顯示在地練圖上面。狠如果當前對象邊具有監(jiān)測數(shù)據(jù)挪，那么歷年的像監(jiān)測數(shù)據(jù)將同俗時顯示在另一腸個窗口當中。傷圖湯4推踢監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示精界面著選捎中某“廈顯示趨勢翅圖麗”妖復選框并選擇證數(shù)據(jù)列可以方仆便的畫出統(tǒng)計催趨勢圖獄：映比圖袋5億周監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計副圖舉例陷2.4.性3笑專題地圖模塊慘專題制圖是根沖據(jù)某個特定專里題對地圖進聲行嬸“塞渲餅染肝”臥的過程。專題譽通常是從數(shù)據(jù)量集穴(Datas巴et講)稀獲取的一些數(shù)雪據(jù)，專題圖通順過顏色深淺、終充填圖案、符劍號、直方圖和搞餅狀圖來可視欲化地顯示既數(shù)據(jù)，這樣可功以清楚地看出吵在數(shù)據(jù)記錄中朝難以發(fā)現(xiàn)的模棕式和趨勢。用東戶可以根據(jù)他嬸們的數(shù)據(jù)，通睛過指定地圖對腹象的顏色、圖開案或符號創(chuàng)建明不同類型的專牛題圖。本系統(tǒng)炊中可以創(chuàng)建范竊圍圖、等級符礙號圖、點密度旅圖、獨立值圖泛、直方圖和餅笛狀圖等不同類估型的專題圖。綁圖堪6村防水質(zhì)監(jiān)測點專譽題地圖健2.4.饅4雪記錄操作模塊跪為了保障系統(tǒng)南數(shù)據(jù)庫的原始載性和真實性，錘避免用戶在操三作工程中因失漏誤而導致數(shù)據(jù)誰的破壞、遺失刪等事故的發(fā)生燙，本系統(tǒng)在除禽了記錄操作模跑塊以外的功能觸模塊中對屬性大數(shù)據(jù)庫進行了架封裝，屏蔽了支用戶對屬性數(shù)旬據(jù)庫的修改權呆限，將對記錄蚊的添加、刪除晝或者修改操作式放在記錄操作絞模塊當中，并腐設置管理員密奇碼，這樣既保虜證了系統(tǒng)的安為全性又不妨礙騾系統(tǒng)的動態(tài)更輩新，對記錄所間做的操作在地窯圖和屬性數(shù)據(jù)傍庫同步反映，基例如，在地圖正上面添加了一膝個污染源對象臨的同時屬性數(shù)勞據(jù)會保存到屬罷性數(shù)據(jù)庫。真圖島7慢攔記錄操作界面趴2.4.豈5救水質(zhì)評價模塊瞞水質(zhì)評價是水顛環(huán)境綜合治理攏的一項基礎工宴作，在環(huán)境監(jiān)余測的基礎上對噴水環(huán)境質(zhì)量作堪出合理的評價遼才能有針對性成的制定改善水絕環(huán)境質(zhì)量的規(guī)冬劃。本研究采濤用了徐祖信提緞出的新的河流夢水質(zhì)評價方法尺－水質(zhì)標識指臘數(shù)階法怒(傘徐祖產(chǎn)信頓,棚艇我國河流單因奮子水質(zhì)標識指覺數(shù)評價方法研萌究齒;丸徐祖附信肝,環(huán)的我國河流綜合搖水質(zhì)標識指數(shù)義評價方法研案究磨)仆，包括評價河蜻流單項水質(zhì)指轎標污染的單因跟子污染標識指煮數(shù)和評價河流啊綜合水質(zhì)的綜霧合污染標識指陳數(shù)。單因子水綿質(zhì)標識指數(shù)可險以完整標識水犬質(zhì)評價指標的妹類別、水質(zhì)數(shù)夾據(jù)、功能區(qū)目且標值等重要信癢息，既能按國輕家標準類別定駐性評價、又能運根據(jù)標識指數(shù)冤進行水質(zhì)數(shù)據(jù)筍的分析；既可蔬以比較分析同典一類水質(zhì)指標框在同一級別中獻的差異，也可劇以在不同類別洋水質(zhì)指標中比籠較分析水質(zhì)的上污染程碎度獻,羽路從而克服了現(xiàn)吉行單因子評價導方法的不足。粱綜合水質(zhì)標識裹指數(shù)可以完整井表達河流整體啊水質(zhì)信息，如兔總體水質(zhì)類別伴及與水環(huán)境功閘能區(qū)類別的比喜較情況，參與晨評價的水質(zhì)指托標劣于功能區(qū)費標準的情況等開。綜合水質(zhì)標誦識指數(shù)的特點馬是既能定性評系價、也能定量衣評價；既不會醫(yī)因個別水質(zhì)指認標較差就否定腹整體水質(zhì)，棵又能對河流整旨體水質(zhì)做出合凳理的評價；既摸可以用于一條筍河流不同斷面雖水質(zhì)的客觀比傷較，又可以用碰于不同河流水妥質(zhì)的評價分析右；既可以在同耍一類別中比較娛水質(zhì)的優(yōu)劣，耽也可以對劣五甚類的水比較污接染的嚴重程度冬。這些問題都乞是現(xiàn)行評價方益法存在的種種剝不足之處。與余之相比，綜合絨水質(zhì)標識指數(shù)盲對河流整體水托質(zhì)的評價結果局更合理、更科紹學、更客觀。刷基于評價我國賀河流水質(zhì)的單郵因子水質(zhì)標識諷指數(shù)和綜合水厭質(zhì)標識指數(shù)原宿理，開發(fā)了基況于紀GI后S慰的水質(zhì)評價模裳塊。考慮到環(huán)均境監(jiān)測部門對盒監(jiān)測數(shù)據(jù)的存升儲格式，水質(zhì)晚評價模塊既支礎持乞從只Exce哪l誠文件讀取監(jiān)測丸數(shù)據(jù)，同時又述能通過選擇地卡圖上的水質(zhì)監(jiān)耳測點獲得后期臺厚ACCES網(wǎng)S認數(shù)據(jù)庫的屬性味數(shù)據(jù)，計算流流程如下：讀取Excel文件讀取Excel文件地圖→屬性數(shù)據(jù)庫導入水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)單因子水質(zhì)標識指數(shù)和綜合污染標識指數(shù)計算計算結果瀏覽計算結果導出蜜圖港8編犬水質(zhì)標識指數(shù)錯計算流程蘋每一組監(jiān)測數(shù)鬧據(jù)包蔥含帆2卸6藏條信息，即：勻河流名稱、監(jiān)外測斷面、監(jiān)測漫斷面水環(huán)境功芬能區(qū)目標、監(jiān)付測年份名、匯2為2歸項水質(zhì)指標的排監(jiān)測數(shù)據(jù)，前疾四個字段必須獅填寫傾，豪2公2盜項水質(zhì)指標中炒沒有監(jiān)測數(shù)據(jù)皮的以空白表示裝。貸導入監(jiān)測數(shù)據(jù)瀉以后可以同時水計算各單項水幅質(zhì)指標的水質(zhì)拾指數(shù)和反映總災體水質(zhì)狀況的劍水質(zhì)標識指數(shù)斃。依匆據(jù)勾“殃單因子貢獻沫力工”杯和預“茫評價樣本整體嫂相似跑性饅”熊原則，水質(zhì)標異識指數(shù)基輕于右5丘項主要污染控帥制指標陪（柴D匪O漲、高錳酸鹽指些數(shù)燥、肌COD糟5脊、氨氮、總磷逐）的單因子水堪質(zhì)指數(shù)算術平功均求得。用戶崗也可以利用該衰項功能，求得周任一項水質(zhì)指在標的水質(zhì)指數(shù)模，分析所關心親的任一項水質(zhì)罪指標的水質(zhì)狀框況。種計算以后用戶帳可以將各單項臉水質(zhì)指標的水問質(zhì)指數(shù)按照污檔染程度進行排濕序，并可以計餓算結果保存勸為鼻EXCE蕉L礎格式的文件。欄圖安9您火水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)鍋導入功能笑2.4.淺6憤系統(tǒng)輔助模塊野系統(tǒng)的輔助模桃塊包括打印地衰圖，導出數(shù)據(jù)每，狀態(tài)欄，在付線幫助等。允3告漂系統(tǒng)特點阿本系統(tǒng)具有一勸下幾個特點：鈴地圖數(shù)據(jù)庫與滑屬性數(shù)據(jù)庫緊現(xiàn)密聯(lián)系，即支跪持圖形查詢，仍又支噸持嘴SQ則L系選擇。從地圖年上查詢的結果乎可以同時瀏覽俯保存在屬性數(shù)走據(jù)庫的屬性數(shù)商據(jù)，對屬性數(shù)才據(jù)庫進行警的圓SQ薯L諸選擇也可以同文步查看滿足條言件的對象在地克圖上的位置。連方便快捷的畫拖圖功能，可是肅根據(jù)需要畫出劑統(tǒng)計圖。音設置專題制圖裁模塊，既可以往創(chuàng)建各種類型地的專題地圖，抖又可以對專題販地圖進行操作蹤。柄將對記錄的修陣改、刪除和添邊加操作適當封只裝，既保證系塵統(tǒng)安全又不妨撓礙系統(tǒng)的動態(tài)衡性，對地圖和順數(shù)據(jù)庫的操作罪同步。固設置水質(zhì)評價頭模塊，管理環(huán)壤境信息的同時爆對水質(zhì)能夠有講比較便捷、直包觀的認識。菜方便使用，