基于天地圖的入河排污口智慧管理系統設計與實現研究—以山東省蘭陵縣為例

孔祥龍，徐從海，王世偉，丁亮

（1.臨沂市生態環境局蘭陵縣分局，山東 臨沂 276000；2.臨沂君和環保科技有限公司，山東 臨沂 276000；3.山東君成環境檢測有限公司，山東 臨沂 276000；4.山東新發環保設計院有限公司，山東 臨沂 276000）

1 概述

隨著經濟以及人口的快速增長，水資源使用量逐年增加，產生的工業廢水和居民生活污水，經入河排污口排入地表水的排放量也在大幅增加，嚴重影響地表水水質狀況，對經濟和社會產生一定程度上的制約[1-2]。入河排污口通常是指通過溝、渠、管道等設施向江河、湖泊和近岸海域等環境水體排放污水的排放口，是污染物進入河湖的最后關口，是控制入河湖污染物總量、改善河湖水質、保障水生態安全的關鍵環節[3]。加強和規范入河排污口監督管理，對改善水生態環境質量，保護和建設美麗河湖等具有重要作用[4]。建設一套合理、行之有效的入河排污口智慧管理系統，對加強和規范入河排污口監督管理，推進生態環境治理體系和治理能力現代化等具有重要意義。

蘭陵縣地處山東省西南部，面積1 724 km2，境內河流總長度479.25 km，入河排污口數量1 000余處，同時處于蘇魯交界處，水質矛盾較為突出。基于此，以山東省蘭陵縣為例，構建基于天地圖的入河排污口智慧管理系統，實現入河排污口的全鏈條、一站式、智慧化管理，為相關部門的管理決策提供理論依據。

2 天地圖介紹

天地圖是國家測繪地理信息局主導建設的國家地理信息公共服務平臺，是“數字中國”的重要組成部分。其目的在于促進地理信息資源共享和高效利用，提高測繪地理信息公共服務能力和水平，更好地滿足國家信息化建設的需要，為社會公眾的工作和生活提供方便[5]。

天地圖API包括Web API與移動API兩大體系。天地圖Web API是一套由JavaScript語言編寫的應用程序接口，可用于開發多種類型與不同行業的地圖Web GIS應用；移動API是一套基于Android操作系統的應用程序接口，以jar包的形式提供各種地圖功能，可以輕松地構建各類功能豐富、交互性強的地圖應用程序，通過天地圖Web API，開發人員無需進行數據管理與地圖編輯工作，就可免費獲取與使用，可用于公眾服務的基礎地理信息數據，并且在使用上沒有任何流量、瀏覽量的限制[6]。天地圖的推出，為一大批企業進行地理信息資源的增值服務提供了開發環境，有效解決了地理信息資源開發利用中技術難度大、建設成本高、動態更新難等突出問題[7]。

3 系統架構設計

系統基于天地圖提供的地理信息服務框架，利用天地圖提供的地圖服務資源和API開發接口進行Web GIS開發[8]，秉承簡潔實用的設計原則，將功能進行模塊化，在保持出色性能和至簡代碼的同時，更加注重易用性。本系統使用MySQL做為數據存儲數據庫，使用Redis做為數據緩存數據庫，使用ECharts提供的圖表資源和API進行數據圖表的開發，具體架構見圖1。

圖1 基于天地圖的入河排污口智慧管理系統架構圖

4 系統功能設計與實現

入河排污口智慧管理系統設計功能主要歸納為：兩類對象、三類功能、六個模塊和一張圖，具體的功能結構如圖2所示。

圖2 入河排污口智慧管理系統功能結構圖

兩類對象是指：為入河排污口和溯源排污單位兩類對象建立電子檔案，對基本信息、巡查記錄、標志牌樹立、整治方案及檢測數據進行管理，并為每個入河排污口生成一個二維碼，實現“一口一檔”“一口一碼”“身份證”式管理，同時將排污口與污染源建立關聯關系。以山東省蘭陵縣為例的入河排污口和溯源污染源檔案簡圖分別見圖3和圖4。

圖3 入河排污口檔案簡圖-以山東省蘭陵縣為例

圖4 溯源污染源檔案簡圖-以山東省蘭陵縣為例

三類功能是指：系統具有管理類功能、統計分析類功能和提醒類功能。管理類功能是對入河排污口和溯源排污單位進行管理，實現入河排污口的全鏈條、一站式、智慧化管理。統計分析類功能，即可分別在入河排污口管理模塊，以及溯源排污單位管理模塊設置數據總覽功能，實現多維度同時進行數據統計分析，可直觀反映出入河排污口、涉水污染源綜合情況，結合條件篩選可進一步對數據進行深層次挖掘與分析。提醒類功能即設有數據超標提醒和整治方案到期提醒，通過提醒，對超標排污口進行重點管理。以蘭陵縣為例的系統統計分析功能簡圖見圖5。

圖5 統計分析功能簡圖-以山東省蘭陵縣為例

六個模塊是指：根據入河排污口實際管理需要，將系統功能劃分為入河排污口管理模塊、溯源排污單位管理模塊、排污口檢測數據管理模塊、標志牌管理模塊、巡查記錄管理模塊和整治方案管理模塊六個功能模塊。

一張圖是指：綜合所有數據進行歸納總結，并將入河排污口、溯源排污單位匯總到同一張地圖上，進行空間位置的直觀標注和呈現，形成數據大屏一張圖，實現入河排污口、溯源排污單位數據可視化管理。

5 關鍵技術

5.1 基于天地圖的Web GIS開發

天地圖API是由JavaScript語言編寫的，在使用之前需要通過