地理信息系統在突發性環境污染事故應急監測中的應用

陳飛

（合肥市環境監測中心站，安徽 合肥 230031）

隨著社會經濟生活的迅速發展，社會生產和生活中的突發性環境污染事故的發生數量日益增加，環境監測面臨著許多新課題，特別是針對突發性環境污染事故的監測，無論從時效性、準確性、科學性還是對正確決策的輔助性都有了新的要求。本文以合肥市突發性環境污染事故應急響應系統為實例，從突發性環境污染事故應急監測中的應用角度，闡述了地理信息系統對其輔助作用。

地理信息系統（Geographic Information System或Geo－Information system，GIS）有時又稱為“地學信息系統”或“資源與環境信息系統”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。

突發性環境污染事故是指社會生產和生活中使用的危險品在其產生、運輸、使用和消亡的整個生命周期過程中，人為的疏忽或錯誤操作，造成泄漏，引起環境的污染和人體健康受到危害。其特點為:突發性環境污染事故沒有固定的排放方式和排放途徑，事故發生的時間、地點、環境具有很大的不確定性，發生突然、來勢兇猛，在瞬時或短時間內大量的排出污染物質，對環境造成嚴重污染和破壞，給國家和人民財產造成重大損失。

應急監測有其作用。應急監測是突發性環境污染事故處置中的首要環節，是對污染事故及時、正確地進行應急處理、減輕事故危害和制定恢復措施的根本依據。應急監測一般意義上的作用，就是當事故發生后，應急監測人員以最快的速度趕赴事故現場，并通過監測儀器和一定的技術裝備及實驗室手段，在盡可能短的時間內提供污染物的種類、濃度、劑量、污染的范圍及其可能的危害等重要信息。而地理信息系統可以在很大程度上對應急監測提供大量有價值的信息，從而幫助應急監測人員快速、準確、高效地進行現場監測，并及時生成應急預案，幫助決策者做出正確判斷，提供決策依據。

下面，以合肥市突發性環境污染事故應急響應系統為實例，從突發性環境污染事故應急監測中的該系統的操作角度，說明地理信息系統對其的輔助作用。

1 合肥市突發性環境污染事故應急響應系統簡介

1.1 系統概述

安徽省合肥市突發性環境污染事故應急響應系統建設屬于合肥市環境監測中心站信息化建設項目，主管單位為:合肥市環境監測中心站。

系統主要應對突發污染事故，提供地圖及環境污染事故應急響應相關數據的即時查詢，為突發性環境污染事故的應急處理提供信息支持。從功能需求上分為基礎數據查詢功能、地理信息檢索功能以及事故應急處理輔助決策等；相關數據以前期準備的基礎數據為主，針對具體污染源和具體污染危險品進行有針對的檢索和查詢，提供相應處理方式等輔助信息；地理信息根據污染事件地點，展示附近地區的地理位置及地貌信息，提供數據查詢的地圖表示功能。

1.2 平臺邏輯組成

突發性環境污染事故應急響應系統包括應用系統、后臺服務、數據維護。應用系統主要是在.Net平臺上開發完成，除自行開發軟件外，還采用了一些基礎軟件:數據庫采用SQL Server，ESRI公司的GIS系列軟件ArcIMS、MapObjects、MapObjects IMS，還有一些基礎程序。

2 系統功能

系統主界面見圖1。

圖1 系統主界面

系統主界面由標題欄、專題導航欄、圖形顯示及操作工具區、專題信息顯示、操作信息顯示區等部分構成。

標題欄顯示系統標題，系統標題為“合肥市環保局突發性環境污染事故應急響應系統”。專題導航欄排列系統的9個專題選項:事故向導、事故查詢、污染源檢索、危險源檢索、放射源檢索、流動源檢索、危險品檢索、專家檢索、案例檢索。

圖形顯示區顯示合肥市的行政、交通、水系等基本信息。同時，根據當前專題信息項的不同而顯示相應的事故、危險源、污染源、放射源等分布情況。

地圖工具區排列了用于地圖操作的17個工具:放大、縮小、原圖、移動、快速定位、清除臨時圖層、量距、屬性表查詢、緩沖分析、標準測點、河流污染擴散模型、空氣污染擴散模型、放射性污染擴散模型、固定危險源快速生成事故、刪除事故、刪除空氣模型、刪除河流模型等。

專題信息區以層疊方式存放圖層/圖例列表、專題查詢條件及結果、地圖信息條件查詢及結果、快速定位操作、應急相關資料、應急物資檢索等內容，點擊專題標題可以折疊/展開該信息區。

操作信息區域顯示當前操作工具名稱、鼠標所在位置坐標及版權等內容。

3 事故實例操作

一旦發生突發性環境污染事故，建立事故的步驟分別如下:

（1）事故向導。工作人員接到事故信息后，根據向導建立事故相關記錄，此時對于固定危險源發生的事故可以使用“固定危險源快速生成事故”工具，直接生成事故信息，再經過編輯完善即可保存上報。除此之外的環境污染事故都需要通過事故信息生成向導。

（2）固定危險源快速生成事故。當發生環境污染事故的企業是已經收入系統中的固定危險源時，就可以使用系統提供的“固定危險源快速生成事故”工具，直接在地圖上點選發生事故的危險源，快速生成事故信息。

（3）事故查詢。點擊專題導航欄中的“事故查詢”按鈕，專題信息區將跳轉到事故查詢頁面，在此可按各種條件對事故進行查詢檢索。

輸入查詢條件（或不輸入任何條件），點擊事故查詢頁面的“檢索”按鈕，該頁面即可切換到事故列表頁面。

（4）編輯事故。不論通過“事故查詢”后點擊事故詳情按鈕，或者是通過事故向導生成事故，都可以進入事故詳情頁面。

點擊事故詳細頁面的“編輯”按鈕，即可切換到事故的編輯頁面。除編輯基本信息外，在此頁面還可完成對事故記錄、結束時間、總結報告的填寫。此外，事故中涉及的危險品、事故中的相關監測專家、事故監測點、事故應急物資等信息的維護工作也可在此頁面完成。

（5）添加事故危險品。首先點擊事故詳細頁面的“編輯”按鈕，即可切換到事故的編輯頁面。點擊“污染事故中的危險品”欄的“增加”按鈕，跳轉到危險品檢索頁面。輸入檢索條件，檢索出危險品列表，選中要添加的危險品，點擊“添加”按鈕，即可添加危險品到事故中，在事故編輯頁面即可看到事故中的危險品列表。

（6）添加事故相關監測專家。首先點擊事故詳細頁面的“編輯”按鈕，即可切換到事故的編輯頁面。點擊“污染事故相關監測專家”欄的“增加”按鈕，跳轉到監測專家檢索頁面，輸入檢索條件，檢索出監測專家列表。選擇相應的專家添加即可。

（7）事故處理預案生成。在事故詳情頁面上，點擊“預案生成”按鈕，則針對該事故的處理預案就會彈出來。該預案包含了事故的基本信息，事故周圍情況示意圖，事故周圍的重要目標及相關信息，事故中化學危險品的應急處置方法，發生事故企業的應急預案等信息。事故處理領導小組在此預案的基礎上，經過修改加工，最后確定為該事故的處理執行方案。如圖:

預案生成后，會自動在該事故的基本信息中顯示，以便再次查看，也可以在編輯狀態下上傳和刪除。從預案中，可以看到事故的擴散模型，我們將從河流、空氣的污染擴散及核污染擴散模型來介紹地理信息系統提供的三類擴散數學模型。

4 事故模型分析

該地理信息系統系統提供了河流、空氣污染擴散以及核污染擴散模型分析功能，這三類模型分析操作是通過三個地圖操作工具來進行的。

4.1 空氣污染擴散模型分析

在地圖操作工具欄內選擇“空氣污染模型”工具，選擇要進行模型分析的事故。如果選擇到事故，其列表就顯示在信息顯示區內，如圖2a所示。

在空氣污染擴散模型分析參數輸入頁面中輸入（或選擇）相應的參數后，按“確定”按鈕，即開始空氣污染擴散模型運算。運算結束后，地圖會自動刷新，顯示計算結果，如圖2b所示。

圖2 事故模型分析界面

4.2 河流污染擴散模型分析

在地圖操作工具欄內選擇“河流污染模型”工具，然后再地圖上拉框選擇要進行河流污染擴散模型分析的事故。如果選擇到事故，其列表就顯示在信息顯示區內。

點擊事故名稱后面的“瞬時”圖標，河流模型計算提示頁面，提示在地圖上選擇河流。在河流污染擴散模型分析參數輸入頁面中輸入（或選擇）相應的參數后，按“確定”按鈕，即開始河流污染擴散模型運算。運算結束后，地圖會自動刷新，顯示計算結果。

4.3 放射性污染擴散模型分析

在地圖操作工具欄內選擇“放射性污染模型”工具，彈出操作提示小頁面，按“確定”按鈕，然后再地圖上拉框選擇要進行模型分析的事故。如果選擇到事故，其列表就顯示在信息顯示區內，在事故列表中點擊事故名稱，可以查看到事故的詳細信息（同事故查詢結果）。點擊事故名稱后面的“模型”圖標，彈出放射性污染擴散模型分析參數輸入頁面，輸入初始放射強度、極限放射強度值，按“確定”按鈕，即開始放射性污染擴散模型運算。運算結束后，地圖會自動刷新，顯示計算結果。

5 結語

綜上所述，本系統在原有GIS系統加入生動的圖形交互操作頁面。為工作人員提供全面豐富的環境事故應急信息服務。客戶端環境污染擴散模型運算，事故周圍信息自動提取，事故處理信息及時交流等功能，為環境污染事故的迅速處理提供了技術保證。

利用地理信息系統的強大數據庫，可以以圖形形式實時顯示污染事故的地點、污染范圍、污染強度、衰減速度等信息，同時依托網絡技術，將大型數據庫和現場工作人員的計算終端快速結合，前后方信息共享，將現場的第一手資料迅速傳遞給后方，服務器在快速計算后將結果反饋在局域網及現場終端。

利用地理信息系統快速、直觀的圖形界面為突發性污染事故的應急監測提供了及時詳實準確的數據依據，即時生成的預案更具有針對性，為決策者提供了非常快速和準確的決策依據，可以將突發性污染事故所造成的財物損失和人身傷亡降低到最低限度。

注:本文所涉及圖形、案例、事故，均為系統演示所用，并非真實事件。

［1］趙勇勝，林學鈺.環境及水資源系統中的GIS技術［M］.北京:高等教育出版社，2006.

［2］劉明德，林杰斌.地理信息系統GIS理論與實務［M］.北京:清華大學出版社，2006.

［3］張波.基于GIS的水污染事故水質模擬系統動力學模型研究［M］.北京:中國環境科學出版社，2010.

［4］《輻射環境監測技術規范》編委會編.輻射環境監測技術規范［M］.北京:中國環境科學出版社，2001.

［5］《大氣固定源的采樣和分析》編委會.大氣固定源的采樣和分析［M］.北京:中國環境科學出版社，1993.

［6］夏建新.地表水環境信息管理與事故應急決策系統——以深圳灣為例［M］.北京:科學出版社，2010.

［7］李國剛.突發性環境污染事故應急監測案例［M］.北京:中國環境科學出版社，2010.

［8］胡望鈞.常見有毒化學品環境事故:應急處置技術與監測方法［M］.北京:中國環境科學出版社，1993.