云南省環境地理信息平臺的設計與應用

朱云燕 唐芬

摘要：環境地理信息平臺作為環保信息化的重要組成部分，是整個信息化體系不可或缺的基礎。本文在對云南省環保信息化需求研究基礎上，提出適合云南省的環境地理信息平臺設計方案，介紹平臺的總體結構設計、技術路線、數據庫設計、平臺軟件開發建設等方面的內容，結合實際應用情況對下一步平臺建設進行了展望。

關鍵詞：環境保護；地理信息系統；設計應用

中圖分類號：P237 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）07-0139-02

1 前言

隨著環境管理工作進一步精細化、專業化，環境信息化作為環保能力建設的重要組成部分在環境管理工作中發揮著越來越重要的作用，構建以數字化綜合信息服務為目標的環境地理信息平臺已經成為一個區域環境管理中不可或缺的部分。

云南省環境地理信息平臺基于云計算平臺和云南省資源環境數據中心進行建設，在實現環保管理一張圖以及環境管理數據可視化的基礎上，以GIS為核心，以基礎地理要素數據庫和環保業務數據庫為支持，實現空間數據的輸入、查詢、分析、輸出和管理的可視化，便于維護和擴展。為全省環境質量管理、污染源監管、自然生態保護、生態環境監察執法、核與輻射安全管理、環境應急管理等提供有力支撐。

2 總體設計

云南省環境地理信息平臺以基礎地理空間數據庫為依托，集成省資源環境數據中心的污染源數據、環境質量數據、建設項目環評管理數據、環境監察數據、排污許可數據、生態文明建設管理數據等環保業務數據，為環保管理提供基本的電子地圖和專題地圖服務，實現空間信息、屬性信息的雙向查詢以及空間分析服務。基于SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務的架構），實現GIS Web Service與其它子系統的集成，并通過GIS發布功能為決策提供支持服務，系統架構如圖1。

平臺分為基礎支撐層、數據資源層、數據管理層、環保數據共享平臺、業務應用層、訪問層六層。其中基礎支撐層包含了環保云平臺的基礎設施、以及環保專網和外網等網絡環境；數據資源層是本系統的基礎數據環境，是整個系統功能的基礎；數據管理層包含數據資源管理、數據規范管理、圖層存儲與管理、地理信息查詢、地理基礎操作、資源目錄管理等；環保數據共享平臺為系統提供統一的安全認證體系的應用服務接口；業務應用層包含了環保地理綜合分析平臺、環保地理分析展示平臺和環保信息綜合發布平臺；而訪問層包含了環保系統、省政府及其他部門、企事業單位、社會公眾等。

3 平臺設計和實現

3.1 空間數據規范建設和數據結構設計

3.1.1 空間數據規范建設

空間數據是地理信息平臺的基礎，本平臺空間數據規范建設內容主要包括：按照國標和行業標準建立云南省環境空間數據的標準規范，包括數據組織、數據分類、數據分層、符號規范、配色方案等；建立服務發布的標準接口規范，明確系統二次開發使用方法；建立空間數據應用標準規范，限定不同用戶對不同數據的使用權限，本平臺的空間數據應用分為兩種：下載數據、應用服務；建立空間數據維護的標準規范，包括數據的采集、存儲、管理、傳輸等。

3.1.2 空間數據結構

平臺建設了全省1：10000，州市中心城區1：2000二維電子地圖基礎地理空間框架。地理空間框架數據，其影像分辨率、框架電子地圖圖層、坐標系等符合空間數據規范和業務系統需求。

基礎地理空間數據分層包括：水系、居民地及設施、交通、管線、境界、地貌與植被等；環境專題空間數據分層包括：環境質量、污染源、環境風險、生態保護、核與輻射等。分別以面、線和點形態進行存儲。

3.2 功能模塊設計和實現

現階段，云南省環境地理信息平臺主要包括如下功能模塊。

3.2.1 GIS基本功能

GIS平臺地圖操作基本功能包括：放大、縮小、漫游、全圖、前/后視圖、標注、截圖、打印等。影像數據以地圖服務的形式發布，并可與基礎地圖疊加顯示。

3.2.2 污染防治

建設“一源一檔”管理功能模塊，對企業基本信息、建設項目信息、排污申報信息、環境統計數據進行集成，展示污染源在線企業在地圖上的空間分布情況，按照污染源的性質（水、氣）或者狀態（聯機、脫機）用不同的圖標表示。

建設分類查詢功能模塊，根據污染企業數據庫的屬性信息，對企業進行分類統計查詢，并對查詢結果進行空間分布展示。查詢方式有：按行政區域，即所屬州市查詢；按受納水體查詢。受納水體即污染源企業排放污染物的接收水域，通常以所屬流域表示；按監測類型查詢，即“廢水”和“廢氣”兩種類型；按所屬行業查詢，如發電、重金屬、印染、電鍍、造紙等。

建設超標查詢功能模塊，通過該模塊，用戶可以查詢指定時間段內在線監測企業監測因子超標情況，如有超標，以醒目的閃爍圖標提示，并可以查看超標的因子以及超標值。

3.2.3 環境質量監測

環境質量數據監測模塊，內容主要包括：環境空氣質量、地表水環境質量、集中式飲用水水源地水質質量和噪聲。其中，環境空氣質量對接云南省內重點城市空氣監測站點日監測數據，對監測結果進行插值，生成等值線或等值面。插值的對象包括SO2、NO2、PM1O、PM2.5，直觀展示云南省內主要城市區域的環境空氣質量狀況。實現對任意一天城市內各監測站點空氣質量情況（API、首要污染物、級別）的查看，結合底圖進行呈現并支持數據導出。

3.2.4 自然生態和湖庫管理

自然生態模塊以國家、省、市、縣、鄉生態文明建設為主線開展建設，包括生態文明鄉、縣、州的申報和評估等，結合底圖進行展示。生態文明建設年度考核結果在地圖上以不同顏色和不同的統計圖表進行展示。

湖庫管理模塊對云南省九大高原湖泊基礎信息進行收集、匯總處理和入庫，結合九大高原湖泊規劃項目建設情況，實現綜合展示。

3.2.5 環境監察

主要包括行政處罰、排污收費、信訪投訴三個部分。其中，行政處罰模塊采用“列表+地圖”的形式對轄區范圍內所有的行政處罰情況進行統計匯總；排污收費模塊主要實現根據時間和行政區域對企業排污收費情況進行統計匯總及展示；信訪投訴模塊結合地圖展示功能將投訴和信訪情況進行表達。

3.2.6 環評管理

通過調用省資源環境數據中心的建設項目環評管理和輻射管理中的建設項目數據，結合地圖，實現選擇行政區劃或輸入企業名稱來搜索對應的建設項目，以氣泡形式顯示項目基本信息，同時實現項目列表信息和地圖信息聯動。

3.2.7 綜合分析

該模塊包括水擴散模型分析、大氣擴散模型分析兩個部分。其中，水擴散模型通過用戶設置模擬時間長度、模擬個數等參數，實現在地圖上動態查看水擴散模型分析結果，獲取特定點位最大濃度、經緯度坐標值、距事發點距離信息；大氣擴散模型通過在地圖上放置需要分析的點位，自動獲取該點位的經緯度值，經設置泄漏量、風速等信息后在地圖上顯示大氣擴散動態分析結果。

3.3 軟件平臺主界面（圖2）

4 總結和展望

4.1 總結

云南省環境地理信息平臺作為云南省環境信息化建設的重要組成部分，以地理信息系統的基本功能為基礎，按照統一的數據標準和規范，從云南省資源環境數據中心調用環境質量數據、重點污染源數據、自然生態數據、環境監察數據以及建設項目數據等環保專題數據，開發數據統計、分析和展示功能，建設全省環境數據“一張圖”。結合水、大氣模型和統計分析工具開展初步的數據分析應用，為全省各級環保管理部門提供準確、直觀和可視化的數據支持，并舉辦技術培訓班2期，培訓各級環境保護部門人員100余人次，建設成果在我省得到初步應用。

4.2 展望

隨著國家“大數據”、“互聯網+”等戰略的進一步開展，環保領域基于大數據的數據整合、分析和應用工作勢必得到完善和提升，生態環境大數據建設工作成為環保信息化建設的一項重要任務。下一步，云南省環境地理信息平臺的建設將主要在數據的豐富和整合、數據間的耦合分析和關聯以及結合具體環保業務開展應用三個方面展開，持續進行數據庫和軟件平臺的升級和優化，為各級環保部門和社會公眾提供數據豐富、功能齊全、操作便捷、分析準確、結論可信的綜合管理平臺。

參考文獻

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