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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng):
基于GIS的大氣污染物擴(kuò)散模擬分析系統(tǒng)
小類(lèi):
能源化工
簡(jiǎn)介:
系統(tǒng)從環(huán)保部門(mén)實(shí)際需求出發(fā),將GIS(地理信息系統(tǒng))技術(shù)成功運(yùn)用于環(huán)境測(cè)評(píng)中,結(jié)合多種空氣污染物擴(kuò)散模型,對(duì)從工廠排放出的空氣污染物的擴(kuò)散情況進(jìn)行模擬,可視化顯示結(jié)果,直接明了。系統(tǒng)中還利用DEM(數(shù)字高程模型)對(duì)空氣污染物擴(kuò)散模型進(jìn)行了修正,使之更符合實(shí)際情況;同時(shí)還提供了地圖瀏覽、模型擬合度分析、模擬結(jié)果信息統(tǒng)計(jì)、一鍵生成專(zhuān)題圖和動(dòng)態(tài)模擬等實(shí)用功能。
詳細(xì)介紹:
系統(tǒng)分為GIS基本模塊和GIS環(huán)境評(píng)價(jià)模塊兩大類(lèi)共七大功能 1.地圖瀏覽功能:本系統(tǒng)集成了三種視圖:矢量地圖視圖、衛(wèi)星影像視圖、三維視圖。 2.大氣污染物擴(kuò)散模擬:本系統(tǒng)支持高斯模型、熏煙模型、顆粒物模型三種比較有代表性的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)這些數(shù)學(xué)模型可以模擬出工廠排放的大氣污染物對(duì)于特定區(qū)域的污染情況,并以分級(jí)的形式顯示在地圖中。 3.DEM高程信息修正模型:由于高斯模型、熏煙模型、顆粒物模型都沒(méi)有涉及到高程信息,對(duì)于地勢(shì)起伏較大的地區(qū),模擬結(jié)果可能出現(xiàn)偏差。我們根據(jù)環(huán)境技術(shù)研究有限公司(ERT)提供的修正公式,使用DEM對(duì)原有模型進(jìn)行修正,使之更符合實(shí)際情況。 4.模型模擬結(jié)果信息統(tǒng)計(jì):當(dāng)模擬出工廠排放的大氣污染物的污染情況后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)該模型的信息,如最大濃度值、最大濃度值點(diǎn)距工廠的距離等。 5.擬合度分析:本系統(tǒng)支持多模型,然而各個(gè)模型的使用范圍并沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)格的界定,很多情況下用戶(hù)并不知道哪一種模型更與實(shí)際情況相符。此時(shí)用戶(hù)可以首先使用多個(gè)模型進(jìn)行污染模擬,然后通過(guò)擬合度分析得到最適合的模型。 6.一鍵生成專(zhuān)題圖:用戶(hù)只需選擇需要的模型,然后在地圖中縮放到合適的視圖范圍,只需輕點(diǎn)按鈕,就可以生成一幅帶有圖名、圖例、指北針等要素的專(zhuān)題圖。 7.動(dòng)態(tài)模擬:根據(jù)一天內(nèi)各個(gè)時(shí)段對(duì)某個(gè)工廠及環(huán)境的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)地模擬出該工廠對(duì)環(huán)境的污染情況。由于整個(gè)過(guò)程是動(dòng)態(tài)的,環(huán)境科研人員可以清晰地了解工廠對(duì)環(huán)境的污染情況的動(dòng)態(tài)變換過(guò)程以及趨勢(shì)。

作品圖片

  • 基于GIS的大氣污染物擴(kuò)散模擬分析系統(tǒng)
  • 基于GIS的大氣污染物擴(kuò)散模擬分析系統(tǒng)
  • 基于GIS的大氣污染物擴(kuò)散模擬分析系統(tǒng)
  • 基于GIS的大氣污染物擴(kuò)散模擬分析系統(tǒng)

作品專(zhuān)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)

大氣污染問(wèn)題屬于最重要的環(huán)境問(wèn)題之一,而工廠排放的污染物是大氣污染的重要源頭。當(dāng)前,迫切需要解決的問(wèn)題是開(kāi)展空氣環(huán)境容量研究和空氣污染模擬預(yù)報(bào)、預(yù)測(cè)以及大氣污染影響評(píng)價(jià)等工作 設(shè)計(jì)目的: 本作品設(shè)計(jì)的目的是為政府部門(mén)統(tǒng)籌城市環(huán)境規(guī)劃提供分析參考;另可為國(guó)家環(huán)境部門(mén)在污染源排放管理上提供技術(shù)支持;同時(shí)可為污染源排放企業(yè)治理大氣污染提供可靠指導(dǎo)。 基本思路: 空氣污染物擴(kuò)散模型是模擬研究氣態(tài)污染物在空氣中擴(kuò)散趨勢(shì)的有效方法,更是評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)空氣污染程度及提出環(huán)保措施的基礎(chǔ)。然而,由于物理數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜性,幾乎不可能通過(guò)人工計(jì)算對(duì)區(qū)域內(nèi)污染物擴(kuò)散情況做出準(zhǔn)確預(yù)測(cè),一般都需要在計(jì)算機(jī)的幫助下才能進(jìn)行有效計(jì)算。但是,一般的計(jì)算機(jī)軟件也只能進(jìn)行單純的數(shù)據(jù)處理,而不能結(jié)合地形條件實(shí)現(xiàn)圖形模擬和地形修正等功能。

科學(xué)性、先進(jìn)性

利用DEM數(shù)據(jù)提供的高程信息,對(duì)大氣污染物擴(kuò)散模型進(jìn)行修正,以提高模擬精度。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

2010年12月28日 榮獲“2010 ESRI杯中國(guó)大學(xué)生GIS軟件開(kāi)發(fā)競(jìng)賽”應(yīng)用開(kāi)發(fā)組全國(guó)總冠軍。 2010年9月4日 本系統(tǒng)在湖北永業(yè)行評(píng)估咨詢(xún)有限公司試用及鑒定,并獲得好評(píng)。 2010年9月15日 本系統(tǒng)在武漢市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院試用及鑒定,并獲得好評(píng)。 2010年9月16日 本系統(tǒng)在湖北省環(huán)境科學(xué)研究院試用及鑒定,并獲得好評(píng)。

作品所處階段

中試階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

專(zhuān)利權(quán)轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

實(shí)物 錄像 現(xiàn)場(chǎng)演示

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

本軟件的具體使用說(shuō)明將在研究報(bào)告中做詳述。本作品的設(shè)計(jì)特色表現(xiàn)為當(dāng)前國(guó)家制定的環(huán)境評(píng)價(jià)和相關(guān)科研標(biāo)準(zhǔn)都基于國(guó)外Aremod等軟件的分析結(jié)果。國(guó)外軟件不但需要支付昂貴的使用費(fèi),而且操作界面過(guò)于復(fù)雜,不太利于國(guó)內(nèi)科研人員的使用;而國(guó)內(nèi)軟件一般也只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的模型計(jì)算和數(shù)據(jù)處理。相比之下,我們開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)不僅能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,還能支持DEM地形修正,模型擬合度分析,一鍵成圖等功能,操作簡(jiǎn)便,人機(jī)界面友好。值得一提的是,本軟件在有關(guān)環(huán)境科研部門(mén)工作人員的試用后也得到了充分肯定!相信我們的系統(tǒng)能在未來(lái)的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、環(huán)境規(guī)劃及環(huán)境管理工作中擁有良好的應(yīng)用前景,在環(huán)境科研領(lǐng)域發(fā)展上做出一點(diǎn)貢獻(xiàn)。

同類(lèi)課題研究水平概述

目前無(wú)論是在環(huán)境影響評(píng)價(jià)領(lǐng)域還是其他方面都可以見(jiàn)到地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用,例如戰(zhàn)略環(huán)境影響評(píng)價(jià)、區(qū)域環(huán)境影響評(píng)價(jià)、基于GIS的廠址選擇、環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)、環(huán)境影響預(yù)測(cè)、大壩修建后對(duì)下游生物棲息地產(chǎn)生的影響、利用GIS技術(shù)對(duì)飲用進(jìn)行分析和評(píng)價(jià),運(yùn)用GIS對(duì)地表徑流的影響進(jìn)行研究,國(guó)外也有人研究在水質(zhì)模型方面使用GIS技術(shù),取得了很豐富的研究成果。目前國(guó)內(nèi)外很多科學(xué)工作者正在從事這方面的一些研究,各自取得了一定的成績(jī),但是研究的側(cè)重點(diǎn)有所不同。國(guó)內(nèi)地理信息系統(tǒng)與環(huán)境影響預(yù)測(cè)模型的結(jié)合,多是基于一個(gè)大的區(qū)域,建立起該地區(qū)的數(shù)據(jù)庫(kù),然后選擇模型、參數(shù)等進(jìn)行預(yù)測(cè)研究,側(cè)重于建立一個(gè)系統(tǒng)。如晏曉林在《基于交通環(huán)境保護(hù)的GIS開(kāi)發(fā)》一文中就提出了建立交通環(huán)境地理信息系統(tǒng)的想法;張路等人所做的《基于GIS和相關(guān)數(shù)學(xué)模型的城市環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)》等。國(guó)外多是根據(jù)具體的目標(biāo)要求提出不同的方法,例如Sukha Ranjan Samadder和Chillara Subbarao兩人的《GISApproach of Delineation andRisk Assessment of Areas Affected by Arsenic Pollution in Drinking Water》和Liu Nan、Huang bo和Magesh Chandramouli三人的《Optimal Seting of Fire Stations Using GIS andANT Algorithm》都是運(yùn)用GIS針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行的方法研究。在ESRI中國(guó)(北京)有限公司在《ArcGIS環(huán)保解決方案集錦》中也列出的國(guó)內(nèi)國(guó)外的一些成功的案例,還有其他一些城市或地區(qū)建立起來(lái)的環(huán)保信息系統(tǒng)。陳愛(ài)忠開(kāi)發(fā)了GIS支持下的深圳市大氣環(huán)境質(zhì)量管理與決策支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)以Arcview為開(kāi)發(fā)平臺(tái),全面采集最新的氣象和污染源資料,并首次運(yùn)用適用于深圳復(fù)雜地形的三維風(fēng)場(chǎng)診斷模式和三維擴(kuò)散模式,實(shí)現(xiàn)深圳市大氣污染氣象信息分析和大氣污染預(yù)測(cè)評(píng)估。趙碧云開(kāi)發(fā)的大氣污染擴(kuò)散空間信息系統(tǒng),就采用Visual Basic語(yǔ)言,將傳統(tǒng)的高斯點(diǎn)源模型,以及改進(jìn)的線源、面源模型與GIS集成,在大理經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)和昆明市得到了很好的應(yīng)用。
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