关于地理信息系统技术应用于污水计量装置管理

摘要：将地理信息系统技术应用于污水计量装置管理中，建立拓扑关系，实现空间分析和输出显示，以达到计量装置管理自动化、规范化和标准化的目的，为管理和决策提供准确、及时、动态、全面的信息。
1、目的
地理信息系统(以下简称GIS)技术能够使环境管理产生质的飞跃，它通过分析信息的空间分布，监测信息的时序变化，比较不同的空间数据，实现对空间信息及其他各类信息的标准化管理与信息交换，使大量抽象、枯燥的数据变得生动、直观和易于理解，并根据应用目的进行各种形式的专题图表输出。GIS为环境管理和决策提供准确、及时、动态、全面的流量信息和依据。对提高城市环保工作效率，促进环境管理的规范化和科学化，从而达到污染物总量控制和总量收费的目的，具有重大意义。
2、国内外应用情况
地理信息系统技术的应用正席卷全球，在美国、西欧和日本等发达国家，已建立了国家级、洲际之间以及各种专题性的GIS，GIS应用国际化、全球化已成为一种趋势。
GIS早期应用强调制图和空间数据库管理，这些应用逐渐地发展为强调制图现象间相互关系的模拟，大多数应用都包括了制图模拟，如地图再分类、叠加和简单缓冲区的建立等。新的应用集中体现在空间模拟上，即利用空间统计和先进的分析算子进行应用模型的分析和模拟。
GIS在专业领域中的应用，需开发本专业模型，随着专业的不断发展，GIS应用模型越来越多，既有定量模型，又有定性模型，既有结构化模型，又有非结构化模型。GIS在专业中的应用能否成功与模型开发的成败息息相关。
GIS应用在环境评价和监测系统方面，主要用于环境影响评价、污染评价、灌溉适宜性评价、灾害监测、生态系统的研究、生物圈遗迹管理、自然资源管理等。
我国对GIS技术的研究与应用开始于80年代初，并于1987年底在中国科学院地理研究所建成资源与环境信息系统国家重点实验室，迄今结合遥感技术在重大自然灾害评估、流域污染研究、环境科学、环境影响评价、城市管网和污水处理厂的设计与管理、森林、植被、农业等方面，完成了大量卓有成效的工作。随着我国五万分之一数字地图的建立，开发地市和县级层次的环境信息系统必将成为今后工作的重点。
通过检索可知，目前，国内外GIS在环境科学领域的开发与应用，只是在环境管理、环境监测、环境规划、环境影响评价、管网和污水处理厂设计、支持污水系统分析及管理、污水网络等方面。国内外未见GIS应用于污水计量装置管理方面的内容。
3、抚顺市污水计量装置分布情况
将GIS技术应用于抚顺市污水流量计管理中，首先应调查抚顺市安装污水流量计的情况，在调查的基础上进行统计，编码，制定电子表格，最后完成电子地图的地理信息系统。
抚顺市属辽宁省中部城市群之一，是我省主要的重工业城市之一。浑河抚顺市区段34.4km分布60余个排污口和溢流口，污染物排放规律和分布规律复杂程度是国内外少见的，给环境管理，特别是排污口规划带来很大的困难。
由于抚顺市区重工业门类庞杂，分布集中在浑河市区段两岸，而在工业密集程度比较大的这一地区，人口密度也很大，工业企业的污水排放会对抚顺市区人民的健康、生活质量产生相当程度的影响。因此对工业企业，尤其是重点污染源的污水排放进行监控就成为一种必然，而安装污水流量计是获取污水排放数据的一种比较简单、高效的手段，便于环境保护管理部门监督控制。抚顺市39家企业的各种类型流量计44台，其中3家停产，2台已拆除。正在使用的流量计共有39台。
4、抚顺市污水计量装置分布展示系统设计
4.1系统平台选取
GIS平台应选择易于操作，同时具有可观发展前景的产品。由此，我们选择了ArcView GIS系统。ArcView GIS是美国环境系统研究所(Environmen-tal Systems Research Institute 简称ESRI)研制的产品，ESRI是目前全世界最大的地理信息系统软件研究公司，其发展基本上代表了国际地理信息系统技术的前沿水平。
ArcView采用了可扩充的结构设计，整个系统由基本模块和可扩充功能模块构成。其基本模块包括对视图(Views)、表格(Tables)、图表(Charts)、图版(Lay-outs)和脚本(Scripts)的管理。这些基本功能模块可以完成以下功能：创建基于GIS的电子地图，空间数据与属性数据的交叉查询，建立基于空间数据与属性数据的分析图表，制作地图图版。ArcView还包括了大量可扩充功能模块，包括：空间分析(Spatial Analyst)模块，网络分析(NetWork Analysis)模块，三维分析(3D Analyst)模块，绘图输出(ArcPress for ArcView)模块，影像分析(Image Analyst for ArcView)模块。
4.2系统目标
抚顺市污水流量计的管理仍然是人工管理模式，这种人工管理模式很难满足实际需要。我们希望能够提高对污水流量计的管理水平，建立污水流量计信息管理系统。要求系统能存储全部污水流量计图形和属性信息，并可随时更新，能方便对污水流量计信息进行双向查询，能对流量计运行状态进行监控。
污水流量计分布展示系统选用ArcView 3.2为地理信息系统平台，利用地理信息系统技术，在已有抚顺市区1:10,000电子地图的基础上，紧密结合抚顺市重点污染源流量计基础数据和信息内容，实现污水流量计分布展示的图形电子化和信息自动化。
系统目标如下：系统应全面实现流量计信息展示电子化；系统应全面、完整地管理全部的基础信息，并能够更新数据；系统应具备稳定性。
限于条件并根据上述要求确定在目前状态下系统应具备以下功能：地形图的存储管理以及局部修改和更新；流量计的基础数据存储管理；流量计数据的修改和更新功能。
4.3系统内容
系统包含有水系图层，包括单线河图层、双线河图层以及湖泊图层。属性图层，包括公路图层、铁路图层、工厂图层、绿地图层以及机关事业单位图层。
系统包含分类展示功能，根据不同流量计情况作出分类，系统可以根据所采用流量计的不同来源对其属性进行分类展示。
系统包含流量计属性的统计和汇总功能，属性数据可根据实际变化情况进行调整和更新。
5、结论及技术展望
地理信息系统是一门技术引导的多技术交叉的信息空间科学，它是对地理信息数据进行采集、存储、加工和再现。对于地理信息系统的发展，计算机网络技术是起到质变作用的重要技术。
本文中污水流量计的地理位置数据信息、属性信息均为人工采集，手工输入计算机进行存储、分类、展示。由于互联网的应用和普及，以及网络实时传送数据功能的成熟，那么污水流量计的流量信息也必然要采用这一先进技术进行自动采集、存储、展示，不仅方便对其进行远距离管理，随时发现问题随时解决，而且可以为环境决策部门作出准确而快速的判断，提供最为及时详尽的数据信息，同时也能够为水环境应急监测系统提供有价值的参考信息。
在上述网络自动化的基础上，互动式的数据信息交流应在稍后得以实现。这有待于地理信息系统软件工业界充分发挥其潜力，将更多的先进技术商业化、实用化。

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