上海市水环境监测与评价管理信息系统的与开发

上海市水环境监测与评价管理信息系统的研究与开发摘要：介绍了基于GIS技术的上海市水环境监测与评价管理信息系统的研究与设计，该系统具有界面友好、操作简便、实用等特点，将提高环境信息的管理水平，为上海水环境的综合治理提供高效、科学的信息支持。关键词：环境管理信息系统；地理信息系统；水环境ResearchandDevelopmentofEnvironmentManagementInformationSystemforWaterMonitoringandAssessmentinShanghaiAbstract：ResearchanddevelopmentofEnvironmentManagementInformationSystemforWaterMonitoringandAssessmentinShanghaiisintroduced.Theinformationsystemprovidesfriendly,easyoperationalinterfaceandpracticality,whichwillprovideaneffectiveandscientificinformationsupporttoimprovethelevelsofenvironmentalinformationmanagement.KeyWords：EnvironmentalManagementInformationSystem(EMIS);GIS;Waterenvironment1引言地理信息系统（GeographicalInformationsystem，GIS），是20实际60年代开始迅速发展起来的一种特定而重要的空间信息系统，现已发展成为一门涉及计算机科学、测绘遥感学、环境科学等多学科的新兴边缘学科。GIS以其强大的空间数据和属性数据的管理能力，为信息管理与决策分析提供了一个可靠的技术支持和有效的工作平台。随着对环境问题重视程度的提高和管理工作的深入，将GIS应用于环境管理已经成为一个热门课题，由于大部分环境数据含空间信息，GIS凭其在空间分析操作和信息显示、表现等方面的独特优势已经成为环境信息管理系统不可缺少的组成部分。本研究以GIS技术为手段开发出上海市水环境监测与评价管理信息系统，将为上海水环境的综合治理提供支持和帮助。2上海市水环境监测与评价管理信息系统2.1建立系统的目的及意义水文水质数据是环保管理和决策重要的依据。水文水质资料具有数据量大、关系复杂和更新快的特点，利用传统信息数据库处理这样的“海量数据”工作量很大且对操作者的要求比较高，地理信息系统（GIS）能够更加高效、迅速和准确的处理“海量数据”。上海市水环境监测与评价管理信息系统把地理信息系统（GIS）与传统数据库有机的结合起来，利用地理信息系统分析、处理空间信息的手段，对系统数据库进行信息查询、空间统计等处理，将为上海市水环境污染的控制和管理提供高效的信息支持。2.2系统设计的原则系统设计遵循以下几个原则：系统的适宜性：根据实际工作需要确定系统功能模块的设置，使得系统实用、高效。系统的可操作性：用户是系统的最终鉴定人，也是系统的使用者与管理者，因此在保证系统功能的前提下系统操作界面尽量人性化。系统的可扩展性：根据需要可以进行新的图层文件的添加和属性数据库的更新。系统的开放性：可以与别的功能模块进行连接。2.3系统的总体技术触2.3.1附这嫩系统数据库的莫设计与构建寇空间图形数据牙库：本系统矮的皇GI姿S跪空间图形数据飞库主要取材钟于停200招0裙年上海市水环子境污染源调查辅工作中腊以和30扔0诉多略幅诸1吩：锋1000据0糠全要素数字地挥形图为基础而进开发制作的纵MapInf温o佩系统武的狱Ta喇b蒸格式的电子地穷图。偷属性数据库：捉对大量的监测赵数据进行格式服统一的整合，巨并用连接码与短图形库连接。晶文档数据库：蝇对辅助资料、次文档进行分析刷整理并加以编蒙码，建立索引妨。钥尽屠管提GI劳S挤也有管理数据洒的功能，但是弊由于环境信息惰数据量大，又亩在不断的累计躺，所以单纯依示赖软GI悉S返来管理数据库系是不合适的抛[1]霸。本系统一方歉面利嘱用班GI略S辈管理空间图形蝴数据库，另一易方面将环境监童测数据等属性悲数据保存览在飞ACCES系S军数据库当中，哈两者相对独立截，发挥各自的歇优点和长处，闲同时两者紧密切结合，实现互动相联系与访问吹，组成了一个兵新的系统数据岛库。邻2.3.2寺亿系统设计的技扮术路线采本系统以被MapInf愧o盈公司的矩Map际X戏控件唇为党GI奋S演基础，以外Visual持Basic蔽可视化开发语姿言为开发平台嫂进行研究和开姜发。每个功能绒模块在空间数趋据库、属性数属据库和文档库牙的基础上，通体过丧编程实现。系愧统的控制采用易菜单命令按钮盼逐级进入的方饿法，进行空间誉查询、汇总、蕉分析、模拟等触，所有结果都植在屏幕上以图醒形、报表、统委计图和图标说逮明的风格实现值。城市底图河道图层监测点图层城市底图河道图层监测点图层污染源图层MapX河道属性水质监测数据污染源数据ACCESSVB平台上海市水环境监测与评价管理信息系统地图显示模块查询统计模块专题制图模块记录操作模块系统辅助模块水质评价模块查图骡1证辟系统设计的技面术路线购2.4瓶队系统的功能模孕块让2.4.1械绞地图显示模块咸系统将上海市毫行政区划、湖扒泊、河流、水笋质监测点以及显污染源等不同漏图层进行叠加盏显示，各图层路分别采用点、陶线、面等矢量三数据格式进行喉组织。可以实壁现地图的放大若、缩小、漫游雀等操作；注释固和标注良提供定位、醒玻目显示特定信少息的功能，通犹过添加文本和规符号使得地图晨信息更加丰富悼；删“峡鹰眼导宽航假”摘可以快速的到商达地图上的目薄标位置。园2.4.2洋布邻查询统计模块斤建立信息数据困库的一个重要蹄目的是为了能众够对其中某些用由条件因素而贯结合起来的单械个或者多个信绳息数据集合进乳行分类浏览或武者统计分析，典随着条件因素随的改变或者数自据源的改盆变，这些数据伸集合也能随之恋动态改变，这因需要数据的统捧计查询功能酷[2]泰。本系统既支丙持焰SQ框L忧查询，又支持鼓定位查询或者颂区域查询等图否形选择。贯2.4.2.沈1SQ宫L衬选择萝基于后瞎台闪ACCES镜S塞数据库议的扯SQ妖L诞选择可以根据阵对象的某一个逮精确的字段属帮性（比如名称猫）来查询其余岂属性数据并可惜得到对象在地治图上的地理位叙置，既可以根被据需要设定条阴件进行查询，暂又支持分组统商计和排序功能助。洞图黑2SQ孩L期选择界面污设定好查询表蚕、显示列、查饺询条件等以后歉，点日击调“惨确漠定捧”估按钮就可以看屯到满足条件的村记录或者统计蚕结果。如果选播中吼“保将结果显示在纯地图省上煤”辟复选框，那么旷符合条件的对胳象将在地图元上流“硬高亮显林示表”教出来。否2.4.2.僵1院品图形选择肾本系统支堪持括“查单点选至择填”尾、烧“竭矩形选衰择扫”良、淹“柳圆形选服择伟”鸽和法“喝任意区域选渠择注”蚀四种图形选择醉方式。当用以耳上图形选择工怖具进行地图对轧象选择时将出凯现怪“乐选择结番果存”店窗口：败图蔽3材旗选择结果界面趣如图三所示，均左边是选中的用对象列表，点仔击列表中的对车象，那么该对裙象的属性将同议步显示在右边匠的表格中，如宋果选但中医“撑地图同步显姥示粥”踪复选框，那么雹当前对象的位肉置和名称将醒魂目的显示在地练图上面。狠如果当前对象边具有监测数据挪，那么历年的像监测数据将同俗时显示在另一肠个窗口当中。伤图汤4推踢监测数据显示精界面著选捎中某“厦显示趋势翅图丽”妖复选框并选择证数据列可以方仆便的画出统计催趋势图狱：映比图袋5亿周监测数据统计副图举例陷2.4.性3笑专题地图模块惨专题制图是根冲据某个特定专里题对地图进声行婶“塞渲饼染肝”卧的过程。专题誉通常是从数据量集穴(Datas巴et讲)稀获取的一些数雪据，专题图通顺过颜色深浅、终充填图案、符剑号、直方图和搞饼状图来可视欲化地显示既数据，这样可功以清楚地看出吵在数据记录中朝难以发现的模棕式和趋势。用东户可以根据他婶们的数据，通睛过指定地图对腹象的颜色、图开案或符号创建明不同类型的专牛题图。本系统炊中可以创建范窃围图、等级符碍号图、点密度旅图、独立值图泛、直方图和饼笛状图等不同类估型的专题图。绑图堪6村防水质监测点专誉题地图健2.4.馒4雪记录操作模块跪为了保障系统南数据库的原始载性和真实性，锤避免用户在操三作工程中因失漏误而导致数据谁的破坏、遗失删等事故的发生烫，本系统在除禽了记录操作模跑块以外的功能触模块中对属性大数据库进行了架封装，屏蔽了支用户对属性数旬据库的修改权呆限，将对记录蚊的添加、删除昼或者修改操作式放在记录操作绞模块当中，并腐设置管理员密奇码，这样既保虏证了系统的安为全性又不妨碍骡系统的动态更辈新，对记录所间做的操作在地窑图和属性数据傍库同步反映，基例如，在地图正上面添加了一膝个污染源对象临的同时属性数劳据会保存到属罢性数据库。真图岛7慢拦记录操作界面趴2.4.岂5救水质评价模块瞒水质评价是水颠环境综合治理拢的一项基础工宴作，在环境监余测的基础上对喷水环境质量作堪出合理的评价辽才能有针对性成的制定改善水绝环境质量的规冬划。本研究采涛用了徐祖信提缎出的新的河流梦水质评价方法尺－水质标识指腊数阶法怒(伞徐祖产信顿,棚艇我国河流单因奋子水质标识指觉数评价方法研萌究齿;丸徐祖附信肝,环的我国河流综合摇水质标识指数义评价方法研案究磨)仆，包括评价河蜻流单项水质指轿标污染的单因跟子污染标识指煮数和评价河流啊综合水质的综雾合污染标识指陈数。单因子水绵质标识指数可险以完整标识水犬质评价指标的妹类别、水质数夹据、功能区目且标值等重要信痒息，既能按国轻家标准类别定驻性评价、又能运根据标识指数冤进行水质数据笋的分析；既可蔬以比较分析同典一类水质指标框在同一级别中献的差异，也可剧以在不同类别洋水质指标中比笼较分析水质的上污染程碎度献,羽路从而克服了现吉行单因子评价导方法的不足。粱综合水质标识裹指数可以完整井表达河流整体啊水质信息，如兔总体水质类别伴及与水环境功闸能区类别的比喜较情况，参与晨评价的水质指托标劣于功能区费标准的情况等开。综合水质标诵识指数的特点马是既能定性评系价、也能定量衣评价；既不会医因个别水质指认标较差就否定腹整体水质，棵又能对河流整旨体水质做出合凳理的评价；既摸可以用于一条笋河流不同断面虽水质的客观比伤较，又可以用碰于不同河流水妥质的评价分析右；既可以在同耍一类别中比较娱水质的优劣，耽也可以对劣五甚类的水比较污接染的严重程度冬。这些问题都乞是现行评价方益法存在的种种剥不足之处。与余之相比，综合绒水质标识指数盲对河流整体水托质的评价结果局更合理、更科绍学、更客观。刷基于评价我国贺河流水质的单邮因子水质标识讽指数和综合水厌质标识指数原宿理，开发了基况于纪GI后S慰的水质评价模裳块。考虑到环均境监测部门对盒监测数据的存升储格式，水质晚评价模块既支础持乞从只Exce哪l诚文件读取监测丸数据，同时又述能通过选择地卡图上的水质监耳测点获得后期台厚ACCES网S认数据库的属性味数据，计算流流程如下：读取Excel文件读取Excel文件地图→属性数据库导入水质监测数据单因子水质标识指数和综合污染标识指数计算计算结果浏览计算结果导出蜜图港8编犬水质标识指数错计算流程苹每一组监测数闹据包葱含帆2卸6藏条信息，即：匀河流名称、监外测断面、监测漫断面水环境功芬能区目标、监付测年份名、汇2为2归项水质指标的排监测数据，前疾四个字段必须狮填写倾，豪2公2盗项水质指标中炒没有监测数据皮的以空白表示装。贷导入监测数据泻以后可以同时水计算各单项水幅质指标的水质拾指数和反映总灾体水质状况的剑水质标识指数毙。依匆据勾“殃单因子贡献沫力工”杯和预“茫评价样本整体嫂相似跑性馒”熊原则，水质标异识指数基轻于右5丘项主要污染控帅制指标陪（柴D匪O涨、高锰酸盐指些数燥、肌COD糟5脊、氨氮、总磷逐）的单因子水堪质指数算术平功均求得。用户岗也可以利用该衰项功能，求得周任一项水质指在标的水质指数模，分析所关心亲的任一项水质罪指标的水质状框况。种计算以后用户帐可以将各单项脸水质指标的水问质指数按照污档染程度进行排湿序，并可以计饿算结果保存劝为鼻EXCE蕉L础格式的文件。栏图安9您火水质监测数据锅导入功能笑2.4.浅6愤系统辅助模块野系统的辅助模桃块包括打印地衰图，导出数据每，状态栏，在付线帮助等。允3告漂系统特点阿本系统具有一劝下几个特点：铃地图数据库与滑属性数据库紧现密联系，即支跪持图形查询，仍又支吨持嘴SQ则L系选择。从地图年上查询的结果乎可以同时浏览俯保存在属性数走据库的属性数商据，对属性数才据库进行警的圆SQ薯L诸选择也可以同文步查看满足条言件的对象在地克图上的位置。连方便快捷的画拖图功能，可是肃根据需要画出剂统计图。音设置专题制图裁模块，既可以往创建各种类型地的专题地图，抖又可以对专题贩地图进行操作踪。柄将对记录的修阵改、删除和添边加操作适当封只装，既保证系尘统安全又不妨挠碍系统的动态衡性，对地图和顺数据库的操作罪同步。固设置水质评价头模块，管理环壤境信息的同时爆对水质能够有讲比较便捷、直包观的认识。菜方便使用，