GIS在嘉興水質監測中的應用

摘要：為了應對嘉興市區河流污染嚴重的問題，對市區每條河流的治理實行“河長制”，力爭通過長效治水，責任治水，使嘉興的水質惡化狀況得到根本改善。在水質治理過程中，河長必須要動態掌握其管轄河流的水質狀態。利用GIS建立了嘉興市河流水質監測平臺，可把河流監測點信息、污染源信息等在地圖上（調用天地圖）直觀顯示出來，并可對上述信息進行統計分析，為采取進一步的治污措施提供支持。

關鍵詞：水質監測 GIS 天地圖 統計分析

1 概述

2011年度全省各行政區域交接斷面水質的考核結果顯示，嘉興為全省11個設區市中，唯一評價為不合格的城市，2012年第一季度嘉興市跨界行政區域河流交接斷面考核結果依然不合格。兩次市區交接斷面水質考核結果引起了嘉興各界對市區水質的密切關注，社會各界對市區的水環境現狀、改善方向及治理難點有了清晰的認識。市有關負責人表示，將通過設立具有統籌能力的全市性“治水辦”，建立“河長制”，層層落實各級政府水環境治理責任，力圖實現“長效治水”、“責任治水”的目標。俗話說，“知己知彼，百戰不殆”，要實現污水治理的目標，必須了解河流水質的現狀，如監測點信息，污染源信息等，只有了解了這些信息，才能有針對性的制定治理措施。

隨著GIS技術的發展及GIS本身的時空特點，可利用GIS把河流監測點信息、污染源信息等實時直觀的在地圖上進行展示，建立嘉興市河流水質監測平臺，河長可通過該平臺實時了解其管轄的河流水質狀況，污染源信息等，并可利用平臺提供的統計分析及歷史數據回放等功能對河流信息進行報表分析等，為制定進一步的治污措施提供支持。

2 嘉興河流水質監測平臺建設

平臺主要利用Asp.net4.0、ArcGIS Server for js API，SQL Server 2008和天地圖采用VS2010開發工具進行開發，軟件架構采用三層結構設計，該架構具有代碼邏輯清晰，后期功能擴展及維護方便等特點。平臺具有河流監測點水質周報及分析，水質月報及分析、水質年報及分析，監測點和污染源查詢分析等功能。

2.1 系統技術路線

服務器端：基于.NET平臺采用IIS7.5+SQL Server

2008+ASP.Net 4.0進行開發。

客戶端：ArcgGIS Api for js+Html+CSS。

應用Arcgis Api for js無縫調用“天地圖·嘉興”基于OGC標準的WMTS矢量、影像服務。

利用Ajax無刷新技術，實現了河道、水質監測點、污染源的查詢、展示等；利用slider滑動條及圖形按鈕實現查詢條件的圖形化，方便用戶使用；利用Fusionchart圖表控件實現了周報、月報等報表統計；利用NPOI報表控件實現了報表輸出、打印等功能。

系統采用三層架構設計，方便后期維護及功能擴展。

提供完善的后臺管理功能，實現權限的分配、污染源信息的管理等。

2.2 數據庫設計

利用SQL Server 2008建設了嘉興水質監測平臺數據庫，包括河流信息表、監測點信息表、污染源（工業、農業養殖、生活污染源）信息表、河長信息表、系統信息表等。下面主要介紹其中一些表的結構。（見表1、2）

2.3 主要功能

嘉興河流水質監測平臺主要實現了河流監測點、污染源的定位、信息查看、統計分析及報表導出，監測點水質周報、月報、年報等功能。對于查詢條件中的年份、月份、周次利用Slider滑動條控件實現，水質級別查詢條件利用圖片實現，該設計的好處是方便用戶操作。由于水質周報、月報、年報的功能類似，下面主要介紹水質周報的功能。河長登陸時輸入用戶名、密碼、驗證碼后系統會根據其登陸名自動在地圖上加載其負責的河流及河流監測點和污染源，鼠標點擊后可查看其詳細信息。監測點的水質現狀利用不同顏色進行區別，方便用戶直觀了解水質的狀況。查詢條件為：河流名稱（下拉選擇）、污染源類型（下拉選擇，分為全部、工業污染源、農業養殖污染源和生活污染源）、年份（從2008到現在所在的年份）、周次（一年設定共52周）、水質級別（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，劣Ⅴ）。某用戶成功登陸后，會加載其負責的河流及與該河流相關聯的污染源信息及監測點信息。通過改變查詢條件可獲取所需要的信息；點擊頁面左邊Tab菜單的“圖表”可對查詢到的監測點進行圖表分析，并可把圖表導出為圖片或PDF文件；選中需要導出的監測點信息，可把其導出為Excel文件；點擊監測點結果列表中的某個監測點，則會在地圖上定位該監測點，并可把該監測點的詳細信息，歷史水質監測數據顯示出來并對歷史水質數據做圖表分析、導出為Excel文件。下圖為系統運行界面：

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圖1 用戶登記成功后運行的界面

2.4 本項目后續化工作的建議

水環境治理是一個復雜的系統工程，如何實現“長效治水”是一個需要多部門統一協調研究的課題。水環境監測平臺只是對水環境的現狀進行展示，要想制定科學合理的水環境治理措施，必須在現有監測平臺的基礎上，可利用SWAT等水質模型和智能仿真模型（如芝加哥大學研究的基于Agent的建模仿真平臺Repast）和GIS集成建設水環境治理GIS信息決策支持系統，通過輸入一系列影響河流水質變化的影響因子（如河流周邊人口、產業結構、土地利用/土地覆被變化——LUCC等）實現動態模擬河流水質變化情況，為制定出科學合理的水污染治理方案提供決策支持。

3 總結

構建了嘉興市河流水質監測平臺，利用圖形化的查詢條件實現了河流水質監測點、污染源的定位及詳細信息的查看，信息的圖表統計分析、報表輸出，監測點水質周報、月報、年報等功能，顯著增強了河長實時了解其負責河流監測點水質狀況及污染源的信息能力，并對本項目的后續工作方向提出了個人建議。

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作者簡介：徐蘭聲（1985-），女，云南云縣人，講師，研究方向：城市空間信息。