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基本信息

項(xiàng)目名稱：
污染源調(diào)查、管理和環(huán)境評價數(shù)字化信息平臺的開發(fā)研究
小類：
能源化工
簡介：
2008年1月我國開展了第一次全國污染源普查工作。根據(jù)《全國污染源普查條例》要求，在污染源信息數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，將建立污染源普查資料信息共享平臺，促進(jìn)普查成果的開發(fā)和應(yīng)用。本作品《污染源調(diào)查、管理和環(huán)境評價數(shù)字化信息平臺ESIA_4.5》基于第一次全國污染源普查工作背景，使用美國NI公司的Lab VIEW為平臺設(shè)計(jì)研發(fā)，并編譯生成應(yīng)用軟件，能夠以“Setup”方式實(shí)施系列文件的整體安裝。ESIA_4.5按照我國環(huán)境技術(shù)導(dǎo)則參數(shù)建立系統(tǒng)多模塊間可共享調(diào)用的文本數(shù)據(jù)庫，使抽象數(shù)據(jù)可視化，以簡便的輸入控制和虛擬現(xiàn)實(shí)的形象展示，進(jìn)行環(huán)境影響事實(shí)推演，為環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境管理和影響評價提供有效的技術(shù)支持。
詳細(xì)介紹：
污染源調(diào)查、管理和環(huán)境評價數(shù)字化信息平臺ESIA自2008年1月全國開展污染源普查工作起，全程跟蹤普查工作，經(jīng)歷一年多的開發(fā)與完善，目前的ESIA_4.5已能較全面地覆蓋污染源管理及其環(huán)境影響的評價，具有功能全面、適應(yīng)性強(qiáng)和操作簡便的特點(diǎn)，可廣泛用于環(huán)境辦公、科研機(jī)關(guān)和考查現(xiàn)場。污染源管理及其環(huán)境影響的數(shù)字化信息平臺ESIA_4.5使用美國NI公司的Lab VIEW為開發(fā)平臺，編譯生成應(yīng)用軟件，能夠以“Setup”方式實(shí)施系列文件的整體安裝。該軟件將直接安裝在Windows操作系統(tǒng)下，不需要其他軟件環(huán)境支持。 （一）功能結(jié)構(gòu)： ESIA_4.5由污染源調(diào)查和建庫輔助平臺、污染源調(diào)查管理通用平臺、污染源的環(huán)境影響預(yù)測和常規(guī)管理平臺、污染源應(yīng)急管理平臺四個部分組成： (1)污染源調(diào)查和建庫輔助平臺，用于進(jìn)行布點(diǎn)編號、通過圖上取點(diǎn)獲得地理信息和根據(jù)污染源信息回繪在圖中。 (2)污染源調(diào)查管理通用平臺，適用于各種來源的底圖，ESIA_4.5運(yùn)行中能夠在8個預(yù)設(shè)底圖之間快速切換，具有底圖設(shè)置功能，通過操作“背景圖設(shè)置”模塊，來源于衛(wèi)星遙感、CAD、行政區(qū)劃等底圖均可以作為背景圖使用。 (3)污染源的環(huán)境影響預(yù)測和常規(guī)管理平臺，可以用于污染源相關(guān)信息的讀取和量化分析，根據(jù)環(huán)境影響評價的數(shù)學(xué)模型總結(jié)出污染源產(chǎn)生的環(huán)境影響，按照環(huán)境要素歸納為大氣環(huán)境和水環(huán)境。大氣環(huán)境中又進(jìn)一步劃分成，設(shè)有背景圖和不設(shè)背景圖兩類。 (4)污染源應(yīng)急管理平臺，不僅能制定環(huán)境突發(fā)污染的應(yīng)急管理預(yù)案滿足污染源深度管理的要求，也便于在突發(fā)污染事故現(xiàn)場進(jìn)行預(yù)報(bào)。使用虛擬儀器的簡便操作還可根據(jù)實(shí)際監(jiān)測值調(diào)整參數(shù)，提高后階段預(yù)報(bào)的精確性。 （二）功能模塊簡介： ESIA_4.5的功能通過調(diào)用對應(yīng)的功能模塊來實(shí)現(xiàn)，調(diào)用功能模塊的方法有菜單調(diào)用和子模塊調(diào)用兩種方式。ESIA_4.5設(shè)有“水環(huán)境”、“大氣環(huán)境”、“大氣直控源”和“噪聲環(huán)境”四個子模塊。調(diào)用功能模塊的通道并不是唯一的，按照屬性歸類，同一功能程序可能出現(xiàn)在不同的板塊中。菜單調(diào)用完成后，程序返回起始界面，子模塊調(diào)用操作完成后，程序返回子模塊界面。ESIA_4.5的支撐文件大都使用文本文件進(jìn)行操作，運(yùn)行速度快，處理效率高。 1、污染源定位與屬性：程序運(yùn)行中，隨著大氣或水環(huán)境要素以及點(diǎn)源、線源、面源等源形態(tài)的確定，菜單選擇項(xiàng)不僅指定了數(shù)據(jù)文件名，也設(shè)置了文件中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和選擇項(xiàng)目。點(diǎn)源、線源、面源下數(shù)據(jù)的不同結(jié)構(gòu)和不同環(huán)境要素下考察因子的設(shè)定。 2、污染源GIS分布功能：根據(jù)污染源的GPS定位在地理底圖上繪制污染源的分布。具有按大小任意過濾污染源，標(biāo)記污染強(qiáng)度和展示污染源詳情等功能。與其他項(xiàng)目下的數(shù)據(jù)庫名選擇子菜單聯(lián)用，可以選擇數(shù)據(jù)庫來源。從操作理念上看，雖然本模塊是“污染源定位與屬性”模塊的逆操作，但污染源的建庫工作主要是填寫和錄入登記表完成，“污染源定位與屬性”僅起到輔助作用，而“污染源分布”模塊的應(yīng)用則立足于污染源普查資料信息的共享平臺，通過抽象數(shù)據(jù)可視化，能夠提高管理和決策水平，利于公眾參與，促進(jìn)普查成果的開發(fā)和應(yīng)用。 3、水環(huán)境功能：水環(huán)境菜單包括數(shù)據(jù)庫名選擇和環(huán)境預(yù)測的功能模塊兩部分。數(shù)據(jù)庫名選擇菜單包括：“工業(yè)源”、“農(nóng)業(yè)源”和“生活源”，污染源調(diào)查的“餐飲業(yè)”、“洗浴業(yè)”和“旅館業(yè)”數(shù)據(jù)庫名選擇項(xiàng)也包括在本菜單中，因此共有6個選項(xiàng)。在“污染源定位與屬性”工作模塊中用來指定保存文件名，在“污染源分布”工作模塊中用來指定讀取文件名，一旦文件名確定項(xiàng)目需要顯示污染因子也確定了。 4、環(huán)境預(yù)測的功能模塊包括“河流的一維瞬時突發(fā)源模型”，“河流穩(wěn)態(tài)源非守恒污染物二維擴(kuò)散模型”，“河流的一維和零維衰減模型”和“河流BOD-DO偶合模型”四個子項(xiàng)。 5、大氣環(huán)境功能：大氣環(huán)境菜單也包括數(shù)據(jù)庫名選擇和環(huán)境預(yù)測的功能模塊兩部分。數(shù)據(jù)庫名選擇菜單包括“工業(yè)源”，“生活源”和“多源快捷”等項(xiàng)，在“污染源定位與屬性”工作模塊中用來指定保存文件名，在“污染源分布”工作模塊中用來指定讀取文件名和指定污染因子顯示項(xiàng)目?！岸嘣唇馕觥蹦K工作時，要求獲得點(diǎn)、線、面源的坐標(biāo)位置、污染物強(qiáng)度等信息加以分析。在“污染源定位與屬性”工作模塊中，選擇“多源快捷”用來建立數(shù)據(jù)庫，自動保存圖上點(diǎn)、線、面源的信息并為“多源解析”建立起源信息服務(wù)的快速通道。大氣環(huán)境菜單中包括“多源解析”，“突發(fā)持續(xù)污染”，“突發(fā)單煙團(tuán)模式”，“突發(fā)多煙團(tuán)模式” 四個地理背景圖上的預(yù)測功能子項(xiàng)。另外“重氣擴(kuò)散”“煙氣抬升和擴(kuò)散”，“地面最大濃度”，“太陽高度方位”，“大氣擴(kuò)散系數(shù)”，“氣象和大氣穩(wěn)定度”等六個虛擬儀器服務(wù)子項(xiàng)則不要求有地理背景圖支持。 6、直控源屬性的大氣污染預(yù)測功能：在虛擬場景實(shí)驗(yàn)程序界面上，對點(diǎn)、線和面源污染源的屬性直接進(jìn)行設(shè)置，不需要從后臺數(shù)據(jù)庫磁盤文件中讀取數(shù)據(jù)，計(jì)算不同氣象條件下污染物濃度的數(shù)值分布。使用本章子程序，預(yù)測單一或少量的污染源形成的環(huán)境影響具有程序獨(dú)立性強(qiáng)和操作方便的特點(diǎn)。 7、噪聲環(huán)境功能：環(huán)境噪聲菜單包括數(shù)據(jù)庫名選擇、環(huán)境噪聲記錄、環(huán)境噪聲預(yù)測和環(huán)境噪聲專項(xiàng)圖繪制功能。數(shù)據(jù)庫名選擇菜單包括“工業(yè)源”，“生活源”項(xiàng)目，在“污染源定位與屬性”工作模塊中用來指定保存文件名，在“污染源分布”和“噪聲污染源解析”工作模塊中用來指定讀取文件名和顯示。環(huán)境噪聲的功能模塊包括六個子項(xiàng)： (1)環(huán)境噪聲的一般計(jì)算； (2)環(huán)境噪聲的點(diǎn)陣記錄； (3)按環(huán)境噪聲點(diǎn)陣?yán)L制等值線圖； (4)噪聲的點(diǎn)、線污染源解析和影響預(yù)測； (5)根據(jù)組合墻設(shè)計(jì)，計(jì)算綜合隔聲量； (6)高架道路的聲障設(shè)計(jì)和隔聲效果。

作品圖片

  • 污染源調(diào)查、管理和環(huán)境評價數(shù)字化信息平臺的開發(fā)研究
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

1、目的：基于第一次全國污染源普查工作背景，根據(jù)《全國污染源普查條例》要求，在污染源信息數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，建立污染源普查資料信息共享平臺，促進(jìn)普查成果的開發(fā)和應(yīng)用，為國家環(huán)保等相關(guān)部門執(zhí)行環(huán)境規(guī)劃和影響評價等工作提供有力的決策和技術(shù)支持。 2、思路：在Lab VIEW圖形編程環(huán)境下，應(yīng)用G(圖形)語言配合文本數(shù)據(jù)庫開發(fā)（運(yùn)行速度快，處理效率高），并編譯生成獨(dú)立運(yùn)行的exe執(zhí)行文件，可直接安裝在Windows操作系統(tǒng)下，不需要其他軟件環(huán)境支持；平臺結(jié)構(gòu)分為輔助建庫、通用管理、影響預(yù)測和應(yīng)急管理四個部分，其功能通過調(diào)用對應(yīng)的功能模塊來實(shí)現(xiàn)，且數(shù)據(jù)庫可不同模塊間共享調(diào)用。 3、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和技術(shù)指標(biāo)：應(yīng)用G(圖形)語言配合文本數(shù)據(jù)庫開發(fā)的綜合環(huán)保信息管理系統(tǒng)，功能全面，操作簡便；按照我國環(huán)境技術(shù)導(dǎo)則參數(shù)建立系統(tǒng)多模塊間可共享調(diào)用的文本數(shù)據(jù)庫，設(shè)定地理信息和水文、氣象條件，根據(jù)指定的數(shù)學(xué)運(yùn)算獲得結(jié)果、繪制圖形，產(chǎn)生虛擬場景，綜合分析預(yù)測功能強(qiáng)大，實(shí)現(xiàn)了GIS和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在環(huán)境規(guī)劃與評價中的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用；ESIA_4.5強(qiáng)大直觀可視化的綜合管理、分析和預(yù)測功能涵蓋了水、大氣和噪聲污染等廣泛領(lǐng)域，并具有較強(qiáng)的現(xiàn)場可操作性。

科學(xué)性、先進(jìn)性

本作品《污染源調(diào)查、管理和環(huán)境評價數(shù)字化信息平臺ESIA_4.5》 1、針對第一次全國污染源普查工作背景要求，使用美國NI公司的Lab VIEW為平臺設(shè)計(jì)研發(fā)，并編譯生成獨(dú)立運(yùn)行的exe執(zhí)行文件，能夠以“Setup”方式實(shí)施系列文件的整體安裝； 2、按照我國環(huán)境技術(shù)導(dǎo)則參數(shù)建立系統(tǒng)多模塊間可共享調(diào)用的文本數(shù)據(jù)庫，運(yùn)行速度快，處理效率高，并設(shè)定地理信息和水文、氣象條件，根據(jù)指定的數(shù)學(xué)運(yùn)算獲得結(jié)果、繪制圖形，產(chǎn)生虛擬場景，使抽象數(shù)據(jù)可視化，以簡便的輸入控制和虛擬現(xiàn)實(shí)的形象展示，進(jìn)行環(huán)境影響事實(shí)推演； 3、是環(huán)保信息管理系統(tǒng)的綜合集成，操作界面友好，操作簡便、技術(shù)難度低，其強(qiáng)大直觀可視化的綜合管理、分析和預(yù)測功能涵蓋了水、大氣和噪聲污染等領(lǐng)域，現(xiàn)場實(shí)踐可操作性強(qiáng)，可廣泛用于環(huán)境辦公、科研機(jī)關(guān)和考查現(xiàn)場，為國家環(huán)保等相關(guān)部門執(zhí)行環(huán)境規(guī)劃和影響評價等工作提供有力的決策和技術(shù)支持。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

2009年5月，獲校第七屆大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎； 2009年6月，團(tuán)省委、省教育廳、省科協(xié)、省學(xué)聯(lián)，獲省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽獲一等獎。

作品所處階段

軟件應(yīng)用階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

技術(shù)貿(mào)易、技術(shù)入股、合作開發(fā)

作品可展示的形式

磁盤、現(xiàn)場演示、圖片、錄像

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

污染源調(diào)查、管理和環(huán)境評價數(shù)字化信息平臺ESIA_4.5是一種體現(xiàn)可視化交互技術(shù)的“所見即所得”應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)了可視化界面下各污染源污染指標(biāo)的直觀量化表現(xiàn)和形象展示，并在此基礎(chǔ)上可進(jìn)行區(qū)域污染狀況分析及環(huán)境影響預(yù)測。ESIA_4.5按照我國環(huán)境技術(shù)導(dǎo)則參數(shù)建立多模塊間共享調(diào)用的文本數(shù)據(jù)庫，設(shè)定地理信息和水文、氣象條件，根據(jù)指定的數(shù)學(xué)運(yùn)算獲得結(jié)果、繪制圖形，產(chǎn)生虛擬場景，使抽象數(shù)據(jù)可視化，以簡便的輸入控制和虛擬現(xiàn)實(shí)的形象展示，進(jìn)行環(huán)境影響事實(shí)推演，其強(qiáng)大的綜合分析預(yù)測功能，為環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境管理和影響評價提供有效的技術(shù)支持的同時，在很大程度上減輕了環(huán)保、建設(shè)等部門人員工作量，大大提高了工作效率。此平臺的開發(fā)對環(huán)境污染的控制有著重要的作用和現(xiàn)實(shí)意義。在中國環(huán)境事業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，研發(fā)這樣一個數(shù)字化信息平臺頗具必要性，而且也具有良好的市場價值前景。

同類課題研究水平概述

為了解本作品在國內(nèi)研究水平，特委托“教育部科技查新工作站（L04）”作了查新工作。查新相關(guān)內(nèi)容摘錄如下： 一、查新分析 通過對國內(nèi)11個相關(guān)數(shù)據(jù)庫的檢索，目前，國內(nèi)外同類課題研究水平概述如下： 附錄文獻(xiàn)1、2、10、11、12、19、28、29、30、31、32、33、36、38、39、40、41、44都涉及到了GIS和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在環(huán)境污染源（包括水質(zhì)、大氣、噪聲）監(jiān)測，環(huán)境規(guī)劃或評價中的應(yīng)用研究。其中文獻(xiàn)1“一種基于GIS地圖的環(huán)境自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)的信息監(jiān)測軟件”是“以一個統(tǒng)一的實(shí)時通訊為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了污染源監(jiān)測對象的集中展示、分層展示與實(shí)時數(shù)據(jù)曲線的展示?！钡膶＠墨I(xiàn)報(bào)道。附錄10“三明市環(huán)境信息系統(tǒng)研究與開發(fā)”中提到“結(jié)合GIS系統(tǒng)，將環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)、以及地理等數(shù)據(jù)導(dǎo)入，形成一個直觀的、可視的、數(shù)據(jù)完整的、‘活’的三明市環(huán)境決策信息平臺，并支持各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換、資源共享和數(shù)據(jù)資源的訪問，‘激活’和充分利用各種環(huán)境數(shù)據(jù)?！? 附錄文獻(xiàn)3、4、5、6、7、8、9、11、13、14、15、16、17、18、20、21、22、23、24、25、26、27、34、35、37、42、45、46、47、48則分別涉及到污染源（包括水質(zhì)、大氣、噪聲）監(jiān)測信息管理系統(tǒng)、環(huán)境保護(hù)管理信息系統(tǒng)等各種系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用到的計(jì)算機(jī)模擬、可視化研究、仿真技術(shù)等。其中附錄4“廣西水環(huán)境保護(hù)管理信息系統(tǒng)”中提到“對水環(huán)境容量進(jìn)行動態(tài)計(jì)算，研制水環(huán)境容量計(jì)算模型庫和二維水質(zhì)濃度場實(shí)時計(jì)算的模型庫。開發(fā)了集水質(zhì)預(yù)測模型和污染事故風(fēng)險(xiǎn)源判讀系統(tǒng)為一體的水污染事故實(shí)時預(yù)測系統(tǒng)及污染事故風(fēng)險(xiǎn)自動判讀系統(tǒng)”。附錄11“城市水污染源遠(yuǎn)程在線監(jiān)控、報(bào)警分析系統(tǒng)”中指出了“軟件引入了面向仿真、工業(yè)自動化、虛擬儀器儀表等數(shù)據(jù)圖形領(lǐng)域的圖形儀表組件，包括實(shí)時和歷史趨勢圖曲線等，使軟件具有逼真的人機(jī)界面，很強(qiáng)的實(shí)時數(shù)據(jù)處理能力。” 二、查新結(jié)論 可見，目前國內(nèi)雖然已有公開文獻(xiàn)報(bào)道涉及到GIS和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在環(huán)境污染源（包括水質(zhì)、大氣、噪聲）監(jiān)測，環(huán)境規(guī)劃或評價中的應(yīng)用成果或研究，但沒有發(fā)現(xiàn)有公開文獻(xiàn)報(bào)道提及“在Lab VIEW圖形編程環(huán)境下，應(yīng)用G(圖形) 語言配合文本數(shù)據(jù)庫開發(fā)，編譯而成獨(dú)立運(yùn)行的exe執(zhí)行文件”。（詳見查新報(bào)告）
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