基于GIS的江蘇省污泥處置管理信息系統(tǒng)構(gòu)建

徐艷，張雪英，周立祥，劉奮武

（1.揚(yáng)州科技學(xué)院資源與環(huán)境工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225009；2.南京工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇南京210000；3.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江蘇南京210000；4.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西晉中030801）

基于GIS的江蘇省污泥處置管理信息系統(tǒng)構(gòu)建

徐艷1，張雪英2*，周立祥3，劉奮武4

（1.揚(yáng)州科技學(xué)院資源與環(huán)境工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225009；2.南京工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇南京210000；3.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江蘇南京210000；4.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西晉中030801）

通過對江蘇省污水處理廠和污泥處置社會資源企業(yè)調(diào)研，利用GIS創(chuàng)建空間數(shù)據(jù)庫，在二次開發(fā)平臺MapObjects構(gòu)建江蘇省污泥處置管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)江蘇省污水處理廠污泥處置管理工作信息化。系統(tǒng)支持污泥處置優(yōu)化選址與處置功能，可有效避免污泥產(chǎn)生單位處置污泥的高盲目性與高成本性，降低污泥對區(qū)域環(huán)境的潛在危險，為城鎮(zhèn)污水處理廠的布局規(guī)劃提供可視化的決策輔助，以加快城市的現(xiàn)代化建設(shè)。

污泥處置；管理信息系統(tǒng)；優(yōu)化選址模型；GIS；江蘇省

隨著江蘇省社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，污水治理工作的不斷深化以及公眾環(huán)境意識的逐步增強(qiáng)，污水治理部門的業(yè)務(wù)工作日漸繁重。目前城鎮(zhèn)污水系統(tǒng)基礎(chǔ)資料的管理仍然是傳統(tǒng)的人工管理模式，存在資料混亂、查檢速度低、不利于更新等問題，不適應(yīng)城市建設(shè)的發(fā)展要求，因此，迫切需要采用信息技術(shù)改變舊有的管理模式，建立新的管理機(jī)制。通過對江蘇省380座污水處理廠和220座污泥處置社會資源企業(yè)進(jìn)行問卷調(diào)查、實(shí)地調(diào)研及GPS現(xiàn)場定位，建立相應(yīng)屬性數(shù)據(jù)庫，結(jié)合江蘇省基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫，利用GIS二次開發(fā)組件MapObjects，構(gòu)建了江蘇省污水處理廠污泥處置管理信息系統(tǒng)，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了污泥處置優(yōu)化選址與處置模型，有效避免了處置污泥的高盲目性與高成本性，降低了污泥對區(qū)域環(huán)境的潛在危險，為城鎮(zhèn)污水處理廠的布局規(guī)劃提供了可視化的決策輔助，對加快城市的現(xiàn)代化建設(shè)具有促進(jìn)作用。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 技術(shù)路線

結(jié)合研究目標(biāo)，本系統(tǒng)利用組件式GIS技術(shù)，采用C/S模式，實(shí)現(xiàn)圖文交互式查詢、多級比例尺顯示分析、優(yōu)化選址分析等功能。提出“資料收集、數(shù)據(jù)處理入庫、系統(tǒng)設(shè)計與構(gòu)建”的流程方案（圖1）。

圖1 技術(shù)路線Fig.1 The technical line

1.2 開發(fā)平臺

MapObjects是ESRI公司的二次開發(fā)組件，其顯示、放大、縮小、漫游、SQL查詢、專題圖制作等一些基礎(chǔ)的制圖功能能夠滿足本系統(tǒng)開發(fā)的要求[1]，因此，本系統(tǒng)選用簡單易學(xué)的可視化編程語言Visual Basic 2008和MapObjects組件進(jìn)行系統(tǒng)集成二次開發(fā)。

1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

將江蘇省380座污水處理廠統(tǒng)計報表及219座污泥處置社會資源企業(yè)GPS定位等數(shù)據(jù)[7]，建立屬性數(shù)據(jù)庫，利用ArcGIS的GPS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，按地理坐標(biāo)（經(jīng)緯度）字段轉(zhuǎn)換成專題圖層[2]，疊加于遙感影像地圖上，可直觀展示污水處理廠和污泥處置社會資源企業(yè)的空間分布狀況，同時關(guān)聯(lián)調(diào)研統(tǒng)計獲得的屬性數(shù)據(jù)，最后以省、市兩級比例尺組織管理專題圖層并導(dǎo)入污泥處置空間數(shù)據(jù)庫（圖2）。

圖2 空間數(shù)據(jù)庫Fig.2 The spatial database

1.4 功能設(shè)計

基于VB 2008+MapObjects平臺進(jìn)行污水處理廠污泥處置管理信息系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)污泥處置信息管理、分析制圖、處置方案分析等功能。其中，利用GIS進(jìn)行污泥處置最佳方案模型構(gòu)建時，根據(jù)廠址、各種污泥處置社會資源點(diǎn)、核定污泥處理費(fèi)用、社會資源污泥處置費(fèi)、運(yùn)輸成本等建出有效經(jīng)濟(jì)半徑，結(jié)合行政區(qū)劃、道路交通等條件在因素合適區(qū)域內(nèi)確定出污水處理廠污泥處置最佳方案。

2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)登陸

系統(tǒng)支持江蘇省及13個地級市兩級比例尺登陸并可自由切換（圖3）。省級部門用戶可進(jìn)入江蘇省行政區(qū)界面，查看編輯分析省級或各地級市數(shù)據(jù)；各地級市只能進(jìn)入各自區(qū)域界面查閱分析更新數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對不同等級用戶的權(quán)限分配。

圖3 用戶登錄與系統(tǒng)主界面Fig.3 The user login and system main interface

2.2 地圖數(shù)據(jù)查詢

數(shù)據(jù)查詢是系統(tǒng)的核心功能，包括表達(dá)式屬性查詢和圖形點(diǎn)擊查詢2種。打開表達(dá)式查詢界面，組合查詢字段、運(yùn)算符、字段值建立查詢條件，即可查詢所需地理圖形信息；點(diǎn)擊地圖地理信息查詢獲得對應(yīng)屬性和多媒體信息等[5]（圖4）。查詢結(jié)果基于GIS的屬性信息和空間的信息關(guān)聯(lián)，并認(rèn)高亮顯示。

2.3 地圖數(shù)據(jù)編輯

管理員可以根據(jù)實(shí)際情況更改地圖元素的屬性和空間數(shù)據(jù)，諸如添加、刪除和修改地圖元素。根據(jù)權(quán)限設(shè)計市級和省級地圖數(shù)據(jù)編輯功能（圖5），以達(dá)到數(shù)據(jù)的動態(tài)更新和數(shù)據(jù)的一致性[6]。

圖4 地圖數(shù)據(jù)查詢Fig.4 The map data query

圖5 地圖數(shù)據(jù)編輯Fig.5 The map data editing

2.4 專題圖制作

系統(tǒng)提供2種專題制圖方式：餅圖和直方圖。用戶可以根據(jù)需要選擇相應(yīng)的專題參數(shù)和專題圖類型制作專題圖，直觀顯示全省13個地級市專題布局、發(fā)展趨勢和各項(xiàng)指標(biāo)的比例（圖6）。

圖6 專題圖制作Fig.6 The production of thematic map

2.5 污泥處置優(yōu)化選址分析

各污泥處置社會資源企業(yè)均有各自的處理規(guī)模和處理含水量。依據(jù)政府部門核定的污泥處置費(fèi)（元/t）、社會資源污泥處置費(fèi)（元/t）和運(yùn)輸成本（元/km）等經(jīng)濟(jì)因素確定有效經(jīng)濟(jì)半徑，計算公式為：（核定污泥

圖7 污泥處置優(yōu)化選址分析Fig.7 The optimization analysis of the sludge disposal

處置費(fèi)-社會資源污泥處置費(fèi)）／運(yùn)輸成本。再利用VB+MO設(shè)計與建立污泥處置優(yōu)化選址模型：輸入相應(yīng)參數(shù)，自動獲得有效經(jīng)濟(jì)半徑后，地圖窗口顯示多種可選處理方案（圖7）[6]，再人工結(jié)合交通線路、行政區(qū)劃等信息，選出最佳污泥處置方案和負(fù)責(zé)單位，為管理部門提供技術(shù)與經(jīng)濟(jì)成本參考，為環(huán)境與建設(shè)部門提供科學(xué)、及時、有效的輔助決策支持。

3 結(jié)論

選擇經(jīng)濟(jì)合理有效的污泥處置方法，對城鎮(zhèn)污泥處置科學(xué)決策有一定的指導(dǎo)作用，對污泥處置工程建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。研究表明，利用VB+MO模式構(gòu)建污泥處置管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的查詢，分析和可視化。

［1］陳麗，郭青霞，荊耀棟，車愛平.基于組件式GIS的土地利用分區(qū)系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)——以忻州市為例［J］.國土資源遙感，2011，23（4）：140-146.

［2］張超.地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程［M］.北京：高等教育出版社，2000.

［3］龔健雅.地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)［M］.北京：科學(xué)出版社，2001.

［4］韓鵬.地理信息系統(tǒng)開發(fā)［M］.武漢：武漢大學(xué)出版社，2004.

［5］陳禹.基于MapObjects控件的地理信息系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)［J］.計算機(jī)工程，2001，27（4）：150-152.

［6］劉光.地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)教程——組件篇［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2003：1-5.

［7］鄭翔翔.江蘇省城市污水處理廠污泥處置技術(shù)政策研究［D］.南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

The Construction of Sludge Disposal Management Information System In Jiangsu Province by GIS

XU Yan1，ZHANG Xue-ying2*，ZHOU Li-xiang3，LIU Fen-wu4
（1.College of Resources and Environmental Engineering，Yangzhou Vocational College，Yangzhou 225009，China；2.College of Environmental Sciences，Nanjing Tech University，Nanjing 210000，China；3.College of Resources and Environmental Engineering，Nanjing Agriculture University，Nanjing 210000，China；4.College of Resources and Environmental Engineering，Shanxi Agricultural University，Jingzhong 030801，China）

Based on the data of sewage treatment plant and sludge disposal in Jiangsu Province，this paper used the GIS data processing function to complete the construction of the spatial database of sewage sludge disposal.By the secondary development of GIS platform MapObjects，the sludge disposal management information system in Jiangsu Province is established，and it realized the sewage treatment plant sludge disposal management informatization.The system sludge disposal site optimization function，to provide the best disposal scheme for urban construction，for the urban sewage treatment plant to provide the layout of the visual decision aid，to speed up the modernization of the city.

Sludge disposal；Management information system；Optimal location model；GIS；Jiangsu Province

X799，TP315

：A

：1008-1631（2016）06-0090-03

2016-07-19

國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（21207065）

徐艷（1981-），女，江蘇揚(yáng)州人，講師，研究生，主要從事地理信息系統(tǒng)應(yīng)用與開發(fā)工作。E-mail：xuyanyz@qq. com。

張雪英（1976-），女，江蘇南通人，副教授，博士，主要從事固體廢棄物處理處置研究。E-mail：xueyingzhang@163. com。