基于GIS的阿克蘇地區(qū)重點(diǎn)工業(yè)污染源動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

馬 恒 談 紅 楊忠平

(1.浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計(jì)研究院，浙江 杭州 310007；2.新疆阿克區(qū)地區(qū)環(huán)境保護(hù)政策研究與技術(shù)發(fā)展中心，新疆 阿克蘇 84300；3.浙江工業(yè)大學(xué)，浙江 杭州 310014)

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基于GIS的阿克蘇地區(qū)重點(diǎn)工業(yè)污染源動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

馬 恒1談 紅2楊忠平3

(1.浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計(jì)研究院，浙江 杭州 310007；2.新疆阿克區(qū)地區(qū)環(huán)境保護(hù)政策研究與技術(shù)發(fā)展中心，新疆 阿克蘇 84300；3.浙江工業(yè)大學(xué)，浙江 杭州 310014)

在新疆跨越式發(fā)展時(shí)期，對(duì)工業(yè)污染源實(shí)施科學(xué)有效的監(jiān)管是保障環(huán)境安全與改善環(huán)境質(zhì)量的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)階段環(huán)保工作的重點(diǎn)要點(diǎn)。目前新疆環(huán)境管理工作中存在污染源信息不銜接，現(xiàn)有環(huán)境管理信息系統(tǒng)空間分析功能薄弱，跟不上形勢(shì)發(fā)展需求等問(wèn)題。本文以阿克蘇地區(qū)為例，研發(fā)基于GIS的重點(diǎn)工業(yè)污染源動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)工業(yè)污染源全生命周期的綜合管理和動(dòng)態(tài)監(jiān)控，為地區(qū)環(huán)境管理提供空間分析和決策支持，促進(jìn)新疆社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

重點(diǎn)工業(yè)污染源；GIS；動(dòng)態(tài)管理；設(shè)計(jì)；開(kāi)發(fā)

近年來(lái)，隨著跨越式發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，新疆進(jìn)入大建設(shè)、大開(kāi)放、大發(fā)展時(shí)期。資源能源消費(fèi)總量不斷上升，污染物產(chǎn)生量和排放量持續(xù)增加，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與壓力進(jìn)一步加大。在保護(hù)與改善環(huán)境質(zhì)量的前提下，保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)跨越式發(fā)展，這成為新階段新疆的難點(diǎn)重點(diǎn)工作。在嚴(yán)峻的形勢(shì)下，如何科學(xué)合理有效地對(duì)重點(diǎn)工業(yè)源實(shí)施全生命周期監(jiān)管是現(xiàn)階段環(huán)保工作的要點(diǎn)與基礎(chǔ)，更是新時(shí)期做好環(huán)保工作的必然要求。

工業(yè)源具有區(qū)域性、分散性、多源性等特點(diǎn)，污染因子多，數(shù)據(jù)量大[1]。目前，環(huán)境信息系統(tǒng)雖然在環(huán)保領(lǐng)域已有一定的應(yīng)用[2-6]，但仍處于探索階段，空間統(tǒng)計(jì)分析功能薄弱、不健全，無(wú)法滿足當(dāng)前環(huán)境管理業(yè)務(wù)的需求[7]，適應(yīng)新形勢(shì)的迅猛發(fā)展。將地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)引入進(jìn)來(lái)，把工業(yè)源信息與其空間位置有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，且融入?yún)^(qū)域環(huán)境功能分區(qū)信息，建立了一個(gè)具有空間屬性的污染源信息數(shù)據(jù)庫(kù)。在此基礎(chǔ)上通過(guò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)信息和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與維護(hù)管理，為項(xiàng)目準(zhǔn)入、綜合管理、實(shí)時(shí)預(yù)警、應(yīng)急處理和輔助決策等方面提供有力的信息支撐。

本文以阿克蘇地區(qū)重點(diǎn)工業(yè)污染源為研究對(duì)象，基于GIS技術(shù)開(kāi)發(fā)阿克蘇地區(qū)重點(diǎn)工業(yè)污染源動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)，就總體設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)探討。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.1 總體構(gòu)架設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體構(gòu)架設(shè)計(jì)以阿克蘇地區(qū)環(huán)境管理業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向，重點(diǎn)工業(yè)污染源信息與環(huán)境功能區(qū)信息集成整合，采用模塊方法進(jìn)行構(gòu)建。整體結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)和功能模塊所組成，如圖1所示。數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新、管理和維護(hù)。通過(guò)GIS軟件平臺(tái)，根據(jù)與功能模塊具體功能相對(duì)應(yīng)的邏輯運(yùn)算關(guān)系，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、加工分析，實(shí)現(xiàn)查詢、統(tǒng)計(jì)分析、圖表導(dǎo)出、動(dòng)態(tài)監(jiān)管等功能。

1.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依托政務(wù)網(wǎng)，通過(guò)構(gòu)建虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(Virtual Private Network，VPN)，阿克蘇地區(qū)八縣一市環(huán)保局作為VPN的一個(gè)數(shù)據(jù)端或客戶端，實(shí)現(xiàn)與所屬各成員單位的網(wǎng)絡(luò)連接[8]；同時(shí)，在各公共網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之間加入防火墻，以確保內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全性和相對(duì)獨(dú)立性。

1.3 系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用ArcGIS作為基礎(chǔ)GIS平臺(tái)，由ArcIMS提供多層次的產(chǎn)品解決方案[9]。選用NETFramework和ASP.NET作為軟件基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，Visual Studio.NET作為開(kāi)發(fā)環(huán)境，Access作為數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件[10]。操作系統(tǒng)選擇Windows2007或Windows2008。本系統(tǒng)與環(huán)保局其他信息化管理產(chǎn)品之間，通過(guò)開(kāi)放的、標(biāo)準(zhǔn)化的接口，實(shí)現(xiàn)多種方式的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)融合。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)成

數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)成包括阿克蘇地空間數(shù)據(jù)、重點(diǎn)工業(yè)污染源的相關(guān)信息屬性數(shù)據(jù)、以及阿克蘇地區(qū)環(huán)境功能分區(qū)地理信息數(shù)據(jù)。之間利用ArcMap和ArcCatalog應(yīng)用程序模塊[11]，將獲取的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換跟蹤，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的有效整合，構(gòu)成動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖1 阿克蘇地區(qū)重點(diǎn)工業(yè)污染源動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

空間數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括阿克蘇地區(qū)境界線：國(guó)內(nèi)部分(國(guó)界、地區(qū)界、縣/市界)國(guó)外部分(國(guó)界線)；交通：G3012高速公路、G314和G217國(guó)道線、S306、S207、S208、S215、S210、S211和S307省道、以及縣鄉(xiāng)級(jí)道路、南疆鐵路；水系：阿克蘇河、渭干河、塔里木河三大水系及多條泉流；駐地：地區(qū)、八縣一市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)及村莊等。污染源的空間數(shù)據(jù)主要是企業(yè)代碼、經(jīng)緯度信息等。環(huán)境功能分區(qū)信息：功能小區(qū)的邊界范圍。

3.3 屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

屬性數(shù)據(jù)庫(kù)包括污染源屬性數(shù)據(jù)庫(kù)和環(huán)境功能區(qū)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。污染源數(shù)據(jù)庫(kù)主要包含阿克蘇地區(qū)重點(diǎn)工業(yè)污染源信息：基本信息、產(chǎn)能信息、能源消耗信息、建設(shè)項(xiàng)目審批信息、廢水及污染物排放信息、廢水污染物監(jiān)測(cè)信息、廢氣及污染物排放信息、廢氣污染物監(jiān)測(cè)信息、固體廢物信息、污染源在線監(jiān)控信息、環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法信息、排污許可證信息、排污申報(bào)及收費(fèi)信息、環(huán)境統(tǒng)計(jì)信息、污染源普查信息等[12]。環(huán)境功能小區(qū)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)主要包含每個(gè)功能小區(qū)基本信息、環(huán)境功能基本概況、小區(qū)的環(huán)境保護(hù)目標(biāo)、小區(qū)的管控措施等。

3 基本功能設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新管理

涉及數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、自查校驗(yàn)、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)維護(hù)與備份等，下面就重點(diǎn)功能作介紹。

3.1.1 數(shù)據(jù)輸入和轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)的采集包括兩種方式，即實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和批量數(shù)據(jù)采集。批量采集的數(shù)據(jù)采用人工錄入、excel或access數(shù)據(jù)表的直接導(dǎo)入和紙版數(shù)據(jù)的掃描識(shí)別導(dǎo)入等方式[13]導(dǎo)入系統(tǒng)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集分為兩部分，一部分是污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的即時(shí)傳入；另一部分是辦公自動(dòng)化模塊所產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)信息的及時(shí)導(dǎo)入與更新，如排污申報(bào)受理所產(chǎn)生的新增污染源信息等。采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式后，統(tǒng)一入庫(kù)。

3.1.2 數(shù)據(jù)自查校驗(yàn)

根據(jù)數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、該屬性是否允許空值、數(shù)據(jù)間的相互關(guān)系等屬性的設(shè)定，對(duì)數(shù)據(jù)做初步的自查校驗(yàn)，對(duì)不符合數(shù)據(jù)屬性的信息，作直接提示。根據(jù)此功能可對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的真實(shí)性作初步核查判斷。

3.2 雙向查詢

即從空間到屬性和從屬性到空間的雙向查詢[4]。從空間到屬性的查詢包括點(diǎn)擊查詢、畫(huà)圓查詢、拉框查詢，采用任意多邊形、按地理位置的條件查詢等。從屬性到空間的查詢，采取模糊查詢和精確查詢，對(duì)污染源按不同種類進(jìn)行多種組合查詢，查詢條件包括污染要素、行業(yè)類型、行政區(qū)域、企業(yè)名稱、產(chǎn)品等。此外，能快速定位單個(gè)污染源，同時(shí)顯示此企業(yè)的相關(guān)信息。

3.3 統(tǒng)計(jì)分析

可按行業(yè)、流域、產(chǎn)品、區(qū)域等統(tǒng)計(jì)點(diǎn)污染源的排污量、原輔材料用量、能源消耗及排放強(qiáng)度等指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)三同時(shí)驗(yàn)收等監(jiān)管統(tǒng)計(jì)、排污費(fèi)統(tǒng)計(jì)、總量特征及變化分析、超標(biāo)排放統(tǒng)計(jì)、在線監(jiān)測(cè)(日、月、年)統(tǒng)計(jì)、趨勢(shì)分析等。

3.4 結(jié)果顯示與輸出

主要包括查詢結(jié)果、統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果及空間分析結(jié)果的顯示與輸出，具有可視化、多樣式特點(diǎn)。

使用不同的標(biāo)志標(biāo)示不同種類的污染源，直觀地表現(xiàn)各類污染源的地理分布特點(diǎn)。以柱狀圖、散點(diǎn)圖、餅圖、曲線圖、表等多種方式顯示統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。結(jié)合空間數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)可視化功能，具備窗口放大、縮小、漫游、復(fù)位、更新、清窗口等操作功能；可將地圖的各種部件組合成圖，繪制輸出專題地圖，包含視圖、統(tǒng)計(jì)圖、表格、圖片、以及圖例、指北針、比例尺、標(biāo)題等要素[14]。

4 專題功能模塊設(shè)計(jì)

專題功能模塊是圍繞重點(diǎn)工業(yè)污染源的管理開(kāi)發(fā)的功能模塊，從工業(yè)源前期審核落地到生命全周期的監(jiān)督管理、統(tǒng)計(jì)分析，目的為政府決策提供科學(xué)有力的依據(jù)，確保環(huán)境安全。

4.1 環(huán)境功能區(qū)劃管理

環(huán)境功能區(qū)劃管理是系統(tǒng)融入了阿克蘇地區(qū)環(huán)境功能區(qū)劃中的功能分區(qū)的空間數(shù)據(jù)與功能小區(qū)的屬性數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)圖文一體化的生態(tài)環(huán)境信息展示、管理與分析，為科學(xué)決策提供輔助分析。空間分區(qū)數(shù)據(jù)主要包括自然生態(tài)保留區(qū)、生態(tài)功能保育區(qū)、食物環(huán)境安全保障區(qū)、聚居環(huán)境維護(hù)區(qū)和資源開(kāi)發(fā)環(huán)境引導(dǎo)區(qū)五大分區(qū)范圍，功能小區(qū)屬性數(shù)據(jù)包括生態(tài)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)與具體管控措施，以及產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入的要求。在本系統(tǒng)內(nèi)融入環(huán)境功能區(qū)劃的信息，主要是針對(duì)工業(yè)項(xiàng)目落地設(shè)置，對(duì)工業(yè)污染源“預(yù)進(jìn)入階段”就開(kāi)始了監(jiān)管，真正意義上實(shí)現(xiàn)了污染源的生命全周期監(jiān)管，如圖2所示。

圖2 阿克蘇地區(qū)環(huán)境功能區(qū)劃管理專題功能模塊截圖

系統(tǒng)設(shè)置工業(yè)項(xiàng)目審批功能，工業(yè)項(xiàng)目審批通過(guò)傳遞項(xiàng)目的空間位置，系統(tǒng)自動(dòng)定位項(xiàng)目位置，通過(guò)空間分析，判斷項(xiàng)目所在的功能區(qū)類型，是否在聚居環(huán)境維護(hù)區(qū)下設(shè)的環(huán)境控制區(qū)與環(huán)境治理區(qū)，如果是則繼續(xù)查看該區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入要求、污染源排放(主要是COD、NH3等)的總量控制目標(biāo)和現(xiàn)狀排放量，結(jié)合減排政策判斷項(xiàng)目是否準(zhǔn)入；如果項(xiàng)目所在的功能區(qū)類型是自然生態(tài)保留區(qū)、生態(tài)功能保育區(qū)和食物環(huán)境安全保障區(qū)，則不允許項(xiàng)目準(zhǔn)入，維護(hù)該功能區(qū)的環(huán)境功能目標(biāo)；如果項(xiàng)目所在功能區(qū)是資源開(kāi)發(fā)環(huán)境引導(dǎo)區(qū)，則依據(jù)該區(qū)的礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)要求判斷項(xiàng)目是否能準(zhǔn)入，如果能則依據(jù)管控措施進(jìn)行管理。

系統(tǒng)對(duì)已建項(xiàng)目不合理的提出了限期整改或搬遷的要求，并實(shí)時(shí)監(jiān)督執(zhí)行的情況與進(jìn)度。同時(shí)系統(tǒng)也設(shè)置了分析功能，用戶通過(guò)框選或者選擇功能區(qū)查看該范圍內(nèi)的建設(shè)項(xiàng)目的項(xiàng)目列表和污染物排放信息，從側(cè)面為工業(yè)項(xiàng)目的準(zhǔn)入提供決策分析支持。

4.2 污染源綜合管理

污染源綜合管理主要建設(shè)阿克蘇地區(qū)重點(diǎn)工業(yè)污染源的字典庫(kù)，是整個(gè)動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理與維護(hù)中心，也是各級(jí)環(huán)保局業(yè)務(wù)工作的支撐。主要包括重點(diǎn)工業(yè)污染源基本信息管理與查詢和污染源數(shù)據(jù)維護(hù)等方面內(nèi)容。

污染源基本信息管理貫穿從“環(huán)保建設(shè)項(xiàng)目管理”到污染源“死亡”的整個(gè)過(guò)程，管理企業(yè)的基本信息與污染方面的專題信息，包括企業(yè)名稱、地址、法人、行業(yè)類別、企業(yè)規(guī)模、污染物總類、污染物的排放量、污染物排放濃度等信息；同時(shí)污染源是環(huán)保管理中的一個(gè)主體，串聯(lián)阿克蘇地區(qū)環(huán)保局各個(gè)業(yè)務(wù)部門，作為環(huán)保核心業(yè)務(wù)的載體，因此，從污染源的產(chǎn)生、各類審批、排污申報(bào)與受理管理、排污費(fèi)征收管理、環(huán)境信訪和污染源注銷全生命周期涉及到的所有信息進(jìn)行統(tǒng)一“一廠一檔”式管理，建立污染源臺(tái)帳管理，企業(yè)概況管理、產(chǎn)品及輔材料管理、能源消耗管理、污染源排放、固體廢物、環(huán)境投訴、環(huán)境執(zhí)法、建設(shè)項(xiàng)目情況管理、許可證情況管理、廢水監(jiān)測(cè)管理、廢氣監(jiān)測(cè)管理、污染源在線監(jiān)控管理、行政處罰管理、危險(xiǎn)化學(xué)品和危險(xiǎn)源管理、放射源管理等各方面綜合信息統(tǒng)一管理和應(yīng)用，如圖3所示。

污染源數(shù)據(jù)維護(hù)工作主要涉及當(dāng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)不完整、不統(tǒng)一，難以滿足業(yè)務(wù)管理需要時(shí)，可設(shè)置權(quán)限對(duì)重點(diǎn)工業(yè)污染源及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)增加、修改、刪除操作。對(duì)工業(yè)污染源的各年度的控制級(jí)別的維護(hù)，系統(tǒng)提供快捷的維護(hù)界面；同時(shí)系統(tǒng)能夠提供直觀方便的污染源管理功能，以電子地圖顯示污染源位置及相對(duì)關(guān)系、以及污染源企業(yè)內(nèi)的排口等設(shè)施的位置；并能對(duì)污染源企業(yè)及設(shè)施的相關(guān)信息進(jìn)行維護(hù)，能夠通過(guò)污染源列表顯示污染源一覽；同時(shí)系統(tǒng)能夠提供豐富的、可方便維護(hù)的各類相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)則，如污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)代碼等，以提高軟件的易用性，同時(shí)方便管理人員的日常工作。

圖3 阿克蘇地區(qū)重點(diǎn)工業(yè)污染源綜合管理專題功能模塊截圖

系統(tǒng)能夠?qū)ξ廴驹磾?shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)的備份，保證數(shù)據(jù)的完整性。當(dāng)某一企業(yè)在數(shù)據(jù)庫(kù)中還沒(méi)有記錄，但又需要記錄該企業(yè)的信息時(shí)，可在各記錄的錄入時(shí)，作為首次錄入，直接增添該企業(yè)的記錄，并在GIS中臨時(shí)以點(diǎn)來(lái)表示；在今后數(shù)據(jù)整理時(shí)，可將臨時(shí)用點(diǎn)來(lái)表示的企業(yè)，完善到用面表示，也可將誤操作重復(fù)添加的兩個(gè)企業(yè)進(jìn)行合并。

4.3 污染源動(dòng)態(tài)監(jiān)控

污染源動(dòng)態(tài)監(jiān)控與在線監(jiān)測(cè)設(shè)備相連，其數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)奶攸c(diǎn)是實(shí)時(shí)獲取在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、以主動(dòng)與被動(dòng)方式傳輸數(shù)據(jù)。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)中的缺失數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)掃描，并向監(jiān)測(cè)儀器發(fā)出請(qǐng)求，自動(dòng)補(bǔ)足數(shù)據(jù)。另外，也提供手動(dòng)采集數(shù)據(jù)的界面，讓系統(tǒng)管理員或數(shù)據(jù)專家可以錄入需要采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的參數(shù)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶提供的參數(shù)，從相應(yīng)的監(jiān)測(cè)儀器中重新獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)因子的基本信息包括因子中文名稱、因子編碼、單位等信息，監(jiān)測(cè)對(duì)象主要以廢水和廢氣為主，包括二氧化硫濃度、煙氣溫度、煙氣壓力、流速、煙氣含濕量(或輸入煙氣含濕量)、煙氣含氧量(或二氧化碳含量)、計(jì)算煙氣污染物排放率、排放量、污水瞬時(shí)流量、污水累積流量、COD濃度和排放總量、氨氮的濃度和排放總量等，如圖4所示。

圖4 阿克蘇地區(qū)重點(diǎn)工業(yè)污染源實(shí)時(shí)監(jiān)控專題功能模塊截圖

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是指企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)最近一條上傳的數(shù)據(jù)。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)里可以清楚的看到兩類信息：監(jiān)測(cè)設(shè)備在線情況和最新數(shù)據(jù)狀態(tài)。數(shù)據(jù)狀態(tài)包括國(guó)標(biāo)中的各類數(shù)據(jù)狀態(tài)，如正常、告警、電源故障、填充值、校驗(yàn)值等。實(shí)時(shí)告警是指監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)正在告警并且到當(dāng)前時(shí)間還沒(méi)有結(jié)束的告警記錄，該記錄顯示：數(shù)據(jù)產(chǎn)生的企業(yè)，排口，開(kāi)始時(shí)間，監(jiān)測(cè)因子及該監(jiān)測(cè)因子的超標(biāo)上限和下限，及超標(biāo)這段時(shí)間的平均值。實(shí)時(shí)報(bào)警是污染源動(dòng)態(tài)監(jiān)控的重要部分，開(kāi)發(fā)了實(shí)時(shí)預(yù)警模塊，實(shí)現(xiàn)總量超標(biāo)預(yù)警、濃度超標(biāo)預(yù)警及監(jiān)測(cè)設(shè)備、采集傳輸設(shè)備、排污處理設(shè)備異常報(bào)警。系統(tǒng)將以蜂鳴或出現(xiàn)警示信息或通過(guò)短信提示等方式予以預(yù)警，使主管部門能及時(shí)采取相應(yīng)管理措施。數(shù)據(jù)異常報(bào)警，設(shè)置某個(gè)監(jiān)測(cè)因子，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)濃度與累計(jì)排放量或區(qū)域的總量達(dá)到、接近或超過(guò)上限時(shí)，及時(shí)發(fā)出告警，在數(shù)據(jù)列表頁(yè)面，以各種顏色數(shù)據(jù)表示各種數(shù)據(jù)的狀態(tài)，白色表示正常，橘黃色表示告警等。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)定期分析功能，系統(tǒng)嵌合污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及地方標(biāo)準(zhǔn))，把污染源所對(duì)應(yīng)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的具體指標(biāo)的排放限值設(shè)為上限，進(jìn)行某個(gè)污染源日、月、年超標(biāo)頻次、超標(biāo)污染因子統(tǒng)計(jì)分析，從中可以對(duì)企業(yè)的污染治理情況及超標(biāo)原因作主觀分析，鎖定監(jiān)管目標(biāo)，對(duì)企業(yè)實(shí)施針對(duì)性的環(huán)境管理措施；全面掌握超標(biāo)排放企業(yè)的分布、數(shù)量等信息，對(duì)比分析行業(yè)間、區(qū)域間企業(yè)超標(biāo)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)某一行業(yè)、某一區(qū)域存在的共性問(wèn)題，制定針對(duì)性的措施，提高某個(gè)行業(yè)或某個(gè)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)的污染治理水平和發(fā)展水平。

4.4 污染物統(tǒng)計(jì)分析

該功能模塊對(duì)污染源信息根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為政府決策提供支撐。

污染物總量控制主要針對(duì)COD、BOD、SO2、NOX、NH3-N等污水與廢氣指標(biāo)，在實(shí)現(xiàn)基本查詢功能上，系統(tǒng)還提供了多張數(shù)據(jù)表間關(guān)聯(lián)的條件查詢；自動(dòng)生成“阿克蘇地區(qū)重點(diǎn)污染源排放污染物年(季)度匯總表”，并可就單位總量、地區(qū)總量和行業(yè)總量等匯總數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，同時(shí)可按地區(qū)、行業(yè)、流域等類別統(tǒng)計(jì)年度數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析總量削減情況。如圖5所示。

圖5 阿克蘇地區(qū)污染物統(tǒng)計(jì)分析專題功能模塊截圖

可計(jì)算排放總量和排放分擔(dān)率，分析企業(yè)排放污染物是否符合總量控制的要求，對(duì)接近、達(dá)到或超過(guò)允許排放總量的企業(yè)，按不同顏色在地圖中標(biāo)示。也可按區(qū)域和行業(yè)分類匯總，分析出任一行政區(qū)域的排污狀況和收費(fèi)潛力，為制定適合該地區(qū)發(fā)展的環(huán)境管理和排污收費(fèi)政策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

污染物統(tǒng)計(jì)則根據(jù)用戶的需求，自動(dòng)生成相應(yīng)的環(huán)境統(tǒng)計(jì)專題報(bào)表，實(shí)現(xiàn)按各種環(huán)境要素的橫向?qū)Ρ?、縱向?qū)Ρ龋缤攴莞餍姓^(qū)或各產(chǎn)業(yè)主要污染產(chǎn)生量、排放量對(duì)比分析，同一行政區(qū)或同一產(chǎn)業(yè)不同年份的各主要污染物產(chǎn)生量、排放量對(duì)比分析。同時(shí)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析核算各地區(qū)及各產(chǎn)業(yè)污染物產(chǎn)生排放狀況和變化趨勢(shì)。

此外，還設(shè)置了多種環(huán)境要素分析模型和輔助決策模型，如洛倫茲曲線分析、彈性系數(shù)分析、回歸分析層次分析、聚類分析法等，系統(tǒng)給出的區(qū)域內(nèi)某年工業(yè)行業(yè)氨氮排放的洛倫茲曲線，清晰地顯示出阿克蘇地區(qū)各個(gè)重點(diǎn)污染工業(yè)行業(yè)污染物排放的貢獻(xiàn)率與工業(yè)產(chǎn)值貢獻(xiàn)率之間的關(guān)系，快速判斷某一行業(yè)的環(huán)境效率，為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供科學(xué)的依據(jù)。

5 結(jié) 語(yǔ)

基于GIS的阿克蘇地區(qū)重點(diǎn)工業(yè)污染源動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)通過(guò)空間分析與常規(guī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)無(wú)縫結(jié)合，為環(huán)境管理和政府決策提供了一體化解決方案。與其它環(huán)境信息系統(tǒng)比較，具有以下創(chuàng)新與優(yōu)勢(shì)：

(1)具備數(shù)據(jù)自查校驗(yàn)功能，可對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的真實(shí)性作初步的快速核查判斷，確保污染源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。

(2)通過(guò)“一廠一檔”，建立健全了各類、各級(jí)重點(diǎn)工業(yè)污染源的檔案和數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)重點(diǎn)工業(yè)污染源全生命周期環(huán)境信息的綜合管理和統(tǒng)一管理，解決了環(huán)境管理過(guò)程中信息不銜接、不對(duì)稱的問(wèn)題。

(3)結(jié)合在線監(jiān)控設(shè)備，以污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、總量控制標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)濃度超標(biāo)、排放總量超標(biāo)、設(shè)備異常實(shí)時(shí)預(yù)警，使主管部門能及時(shí)采取相應(yīng)管理措施。

(4)通過(guò)嵌合多種數(shù)學(xué)模型，綜合GIS的各種功能，將信息的整合應(yīng)用揮發(fā)到最大程度，其應(yīng)用范圍涵蓋了環(huán)境管理各個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域。

基于GIS的阿克蘇地區(qū)重點(diǎn)工業(yè)污染源動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)掌握重點(diǎn)工業(yè)源全生命周期信息數(shù)據(jù)，實(shí)施高效、動(dòng)態(tài)管理，實(shí)現(xiàn)排污現(xiàn)狀、污染防治和環(huán)境管理的量化評(píng)價(jià)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決環(huán)境管理中存在的問(wèn)題。該系統(tǒng)的研發(fā)為環(huán)境管理提供空間分析和決策支持，增強(qiáng)管理決策的科學(xué)性、可靠性和預(yù)見(jiàn)性，進(jìn)一步提高綜合管理能力、分析決策能力和執(zhí)法監(jiān)管水平，在新疆跨越式發(fā)展中具有廣闊的應(yīng)用前景。

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Design and Development of Dynamic Management System for Major Industrial Pollution Sources in Aksu Area Based on GIS

MA Heng1TAN Hong2YANG Zhongping3

(1.Environmental Science Research and Design Institute of Zhejiang Province，Hangzhou Zhejiang China，310007；2.Environmental Policy Research and Technology Development Center of Akesu of Xinjiang Province，Akesu Zhejiang China，84300；3.Zhejiang University of Technology，Hangzhou Zhejiang China，310032)

In the great leap development period of Xinjiang，the effective supervision on industrial pollution sources is the foundation to ensure the environmental safety and improve the quality of the environment. It is also the key point of the environmental protection work. Now there are some problems in Xinjiang environmental management work. For example，the pollution source information is not connected；the spatial analysis function of the existing environmental management information system is weak and can′t keep up with the demand for development. In this paper，Akesu area is taken as an example. The paper researches on the key industrial pollution source dynamic management system which is based on GIS and the paper realizes the whole life cycle′s comprehensive management and dynamic monitoring of the key industrial pollution sources. And this paper provides the spatial analysis and decision support for regional environment management and promotes social harmonious development of economy and environment in Xinjiang.

Key industrial pollution sources；GIS；Dynamic management；Design；Development

馬恒，環(huán)境工程碩士，援疆干部，主要從事環(huán)境管理與GIS在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用等方面工作

X21

A

1673-288X(2016)06-0186-05

項(xiàng)目資助：阿克蘇地區(qū)科技興阿項(xiàng)目“基于GIS的新疆重點(diǎn)工業(yè)污染源動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)研發(fā)”

引用文獻(xiàn)格式：馬 恒 等.基于GIS的阿克蘇地區(qū)重點(diǎn)工業(yè)污染源動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(6)：186-190.