基于gis的環(huán)保綜合信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、山東大學(xué)碩士學(xué)位論文1．2國(guó)內(nèi)外研究狀況1．2．1環(huán)境信息系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容環(huán)境信息技術(shù)是將具有時(shí)空性、綜合性、連續(xù)性和隨機(jī)性的環(huán)境信息數(shù)據(jù)迅速進(jìn)行采集、處理、管理、檢索和傳輸?shù)募夹g(shù)，并在需要時(shí)能向環(huán)境管理人員提供有用的信息【11。用環(huán)境信息技術(shù)可以解決許多環(huán)境問(wèn)題，應(yīng)用前景非常廣闊。環(huán)境信息技術(shù)研究的內(nèi)容是如何把計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境變化和環(huán)境科學(xué)的研究中廣是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和環(huán)境的橋梁f2】。它一方面要研究如何運(yùn)用計(jì)算機(jī)去認(rèn)識(shí)和解決環(huán)境問(wèn)題，另一方面又要通過(guò)復(fù)雜的環(huán)境問(wèn)題的認(rèn)識(shí)和解決過(guò)程，積極地推動(dòng)計(jì)算機(jī)科學(xué)的應(yīng)用和發(fā)展。環(huán)

2、境管理信息系統(tǒng)是一個(gè)非常大的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境信息的屬性，可以將其分為幾個(gè)相互聯(lián)系的系統(tǒng)。1．常規(guī)的環(huán)境信息系統(tǒng)包括環(huán)境信息的輸入、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、連接、恢復(fù)、圖像表達(dá)等。環(huán)境事務(wù)時(shí)空方面的性質(zhì)是其中的重要環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、地理信息技術(shù)往往在這方面被運(yùn)用。2．環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于對(duì)環(huán)境事務(wù)和過(guò)程的連續(xù)、長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)以及對(duì)污染物排出量的控制?？梢詫?duì)大氣、水。土壤、噪聲、放射性物質(zhì)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理和環(huán)境事務(wù)處理，如對(duì)超標(biāo)排放進(jìn)行警告、控制等。3．環(huán)境評(píng)價(jià)與分析系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)環(huán)境信息，應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)分析和

3、模擬計(jì)算，進(jìn)行環(huán)境分析與環(huán)境評(píng)價(jià)。根據(jù)指定的模型，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示和輸出各類信息的詳細(xì)情況或相應(yīng)數(shù)據(jù)圖表。4．環(huán)境規(guī)劃與決策支持系統(tǒng)環(huán)境規(guī)劃與決策是涉及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源、環(huán)境之間關(guān)系的綜合性問(wèn)題，是一個(gè)多變量、多層次、的目標(biāo)的復(fù)雜大系統(tǒng)問(wèn)題，需要大量的信息支持。一般地，環(huán)境規(guī)劃與決策支持系統(tǒng)包括人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、模型庫(kù)系統(tǒng)和知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)。5．環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)編碼系統(tǒng)2山東大學(xué)碩士學(xué)位論文由于各地對(duì)標(biāo)準(zhǔn)和編碼規(guī)則規(guī)范上的不確定性，系統(tǒng)考慮不僅能對(duì)現(xiàn)有的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編碼(包括廢水、廢氣、固體廢棄物、噪聲、機(jī)動(dòng)車尾氣排放、環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

4、、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)等以及行政區(qū)域、隸屬關(guān)系、單位類別等)進(jìn)行簡(jiǎn)單方便的管理?！?．2．2環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用狀況從20世紀(jì)70年初期，計(jì)算機(jī)技術(shù)在國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的環(huán)境保護(hù)工作得到了日益廣泛的應(yīng)用，目前己開(kāi)發(fā)出多種大型、多功能、綜合性的環(huán)境信息系統(tǒng)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、科學(xué)研究、決策、規(guī)劃、環(huán)境預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)等各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。以下從幾個(gè)很有代表性的環(huán)境監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)為例，分析國(guó)外環(huán)境監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。1．美國(guó)的環(huán)境信息系統(tǒng)由美國(guó)環(huán)保署(USEPA)發(fā)起和建立的NEIEN(國(guó)家環(huán)境信息交換網(wǎng)絡(luò))，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

5、的工作。環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)是NEIEN的核心與基礎(chǔ)任務(wù)之一，主要針對(duì)常用環(huán)境數(shù)據(jù)的格式和精度的文件協(xié)定。目前USEPA建立的環(huán)境信息系統(tǒng)多達(dá)數(shù)十個(gè)，這些系統(tǒng)利用先進(jìn)的通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了采集、管理、共享的高度協(xié)調(diào)發(fā)展。數(shù)據(jù)覆蓋面非常廣、所能提供的服務(wù)功能十分強(qiáng)、訪問(wèn)的方式也多種多樣。例如，NADIS(國(guó)家大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息服務(wù)系統(tǒng))除了完成環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)外，還用于行政管理、科學(xué)研究、環(huán)境決策、規(guī)劃及預(yù)測(cè)等方面的任務(wù)；USEPA-NGP(美國(guó)環(huán)保署國(guó)家地理信息系統(tǒng))在環(huán)境信息系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了地理信息系統(tǒng)(GIS)資料的共享，達(dá)到

6、協(xié)調(diào)與GIS有關(guān)的外界組織機(jī)構(gòu)和與地理資料有關(guān)的活動(dòng)間的關(guān)系[31。2．日本的環(huán)境信息系統(tǒng)由日本國(guó)立公害研究所開(kāi)發(fā)，是一種集成了多種任務(wù)的環(huán)境綜合信息系統(tǒng)。除了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)外，還具有運(yùn)用各種數(shù)理模型對(duì)系統(tǒng)收集和整理過(guò)的環(huán)境信息進(jìn)行分析、長(zhǎng)期預(yù)測(cè)和因果分析等功能，可用于環(huán)境政策評(píng)價(jià)、決策和計(jì)劃制定。3．世界資源基金會(huì)(WI心)資源保護(hù)信息系統(tǒng)提供關(guān)于廢棄物的可持續(xù)管理的信息服務(wù)，包括城市廢棄物管理、利用、重用、處理等。該系統(tǒng)具有最新信息欄、PRISM信息檔案、廢棄物數(shù)據(jù)采集、廢3山東大學(xué)碩士學(xué)位論文棄物資源信息展示、綜合搜索引

7、擎等。計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展使得環(huán)境管理手段逐漸由手工監(jiān)測(cè)處理向著自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向轉(zhuǎn)變。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家近十多年的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)表明，將現(xiàn)代高新技術(shù)成果特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域完全可以做到環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的“雙贏"。從目前看，國(guó)外環(huán)境管理技術(shù)主要體現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢(shì)：1．網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化方向發(fā)展。2．區(qū)域化、全球化方向發(fā)展。3．信息利用實(shí)時(shí)性、綜合性方向發(fā)展。4．息形式多樣化發(fā)展5．息服務(wù)的對(duì)象變廣、渠道變寬。我國(guó)環(huán)境信息系統(tǒng)的建設(shè)起步較晚，經(jīng)歷了由單機(jī)到網(wǎng)絡(luò)，由低級(jí)到高級(jí)，

8、有簡(jiǎn)單環(huán)境信息管理再到綜合環(huán)境信息支持，由數(shù)據(jù)處理到智能處理的過(guò)程。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，一個(gè)以環(huán)境分析為基礎(chǔ)，以環(huán)境動(dòng)態(tài)、連續(xù)監(jiān)測(cè)為主導(dǎo)的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)體系已初步形成。1987年杭州市環(huán)保局基于Windows操作系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)的排污管理為核心的環(huán)境管理信息系統(tǒng)，這是我國(guó)最早的環(huán)境信息系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)還包括了環(huán)保項(xiàng)目管理、