摘要：目前我国经济正处在高速发展时期，能源消耗和交通规模的扩大、大型工业区的发展等都使污染项目排放总量不断增加，环境污染问题日趋严重，而人们也越来越认识到环境保护的重要性，全社会的环保意识普遍提高，一个地区的环境质量成为当地人民生活质量的重要指标，因此全国各城市都已经围绕环境保护开展了各项信息化工作。地理信息系统（GeographicInformationSystem，简称GIS）是以空间数据为基础，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，为研究和决策服务而建立起来的计算机系统。GIS目前已发展为信息技术的重要组成部分，其应用覆盖交通、房产、电力、电信、水利、公安、军事、城市规划、物流等广泛领域，有着巨大的市场潜力。基于此，本文主要对基于GIS的污染源管理信息系统设计与实现进行分析探讨。
关键词：GIS；污染源；管理信息系统；设计实现
1、前言
当前，随着信息技术的飞速发展，一种基于网络的GIS技术——WebGIS诞生，WebGIS使得信息的发布变得方便、快捷、低成本，实现了真正的GIS数据共享。WebGIS应用于污染源管理系统将使各类污染源信息能够得到远程控制，并实现及时、高效地共享与处理，进而为环境管理、规划和决策提供科学有效的依据。
2、系统总体设计
2.1系统目标
该系统以GIS技术为核心，综合应用空间数据库技术、网络技术、通讯技术等建立准确、全面、规范的地理信息系统，使环保信息与空间信息的管理融为一体，多层次、多方位直观的显示相关信息，实现环境业务数据的动态管理以及污染源分布的动态变化。
2.2系统结构体系
系统设计时，必须保证具有良好的扩展性和集成性，数据的共享和功能互操作等是重要的设计因素。本系统采用客户/服务器架构（C/S）的运行模式。C/S架构在客户端赋予强大的功能，主要是空间数据导入导出、数据转换、基于GIS的空间分析、决策辅助功能、以及系统数据库备份、数据批量更新、用户权限管理等具体实现和桌面应用。系统总体结构如图1所示：
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数据层由空间和非空间数据库组成，分别由DBMS（SQLServer）直接管理和空间数据库引擎——ArcSDE管理驱动。对空间数据库的访问通过ArcSDE进行，其它数据库内容，则直接对DBMS进行访问。业务逻辑层是污染源管理的业务逻辑实现层，位于数据层下方，主要体现在C/S模式下实现的业务逻辑。
2.3功能设计
系统的建设应以污染源管理的核心业务为主线，面向管理的日常工作和业务职能，划分定义各类不同的业务活动，以业务对象为中心来组织数据和实现其相应的计算机化管理模式，包括数据库维护、用户权限管理、数据更新、高级的空间分析、信息查询检索统计、汇总以及报表和专题图生成等功能。
（1）查询统计结果GIS表达
对属性查询（如按时间、按地区、按行业、按产品等查询污染源信息）和统计的结果采用专题图（曲线图、柱状图、等级图、密度图等）表示
（2）空间分析结果GIS表达
>叠加分析：在水源保护区范围内的废水排污口信息；在大气达标区查询排气口信息；在噪声达标区查询建筑工地信息；纳入某污水处理厂的污染源信息。
>缓冲区分析：水源保护区范围内一定范围内的排污企业；沿着河流的附近一定范围内的污染源信息；沿着街道一定范围内的餐饮废气信息；企业一定范围内的其它污染源信息；污染源一定范围内的居民点情况等。
>污染源追踪分析：根据水流方向及河流与排污河道或排污管的连通信息，根据水监测点的污染信息追踪上游相关的污染源信息。
2.4数据库设计
数据是GIS应用系统的基础，GIS应用系统对于数据有着特殊的要求，它是建立在空间数据和属性数据统一体上的业务系统。数据库设计过程中要遵循OpenGIS标准，采用开放式设计来建立空间数据库，注重对空间数据和非空间数据的描述和组织，实现统一的存储和管理，系统的数据格式是在国家和行业标准基础上扩展，同时提供多种数据接口。数据库建设的内容可概括为：
（1）专业空间数据库建设：包括污染源、排污口位置图、各类功能区化图。
（2）环境业务数据库建设：主要包括污染源基本信息数据、排污申报信息、污染源变更信息数据以及排污许可证基本信息。
3、系统实现
该系统选用ArcGIS和SQLServer等当今主流平台，提供各种应用接口，保证系统的扩充能力。
3.1数据库建设
系统的一体化集成体现在数据和应用两个层面，工业标准的关系型数据库SQLServer和GeoDatabase的概念使得数据的集成真正成为现实。对于空间数据库，数据管理采用SQLServer2000+SDE9.0的技术模式，将空间数据与属性数据统一存放在数据库，进行图文一体化的管理，两类数据通过内部关联码进行关联，构成灵活的系统数据体系，这也为分布式的全局共享提供了技术保证。ArcSDE（SpatialDatabaseEngine，即空间数据库引擎）是ArcGIS与关系数据库之间的GIS通道，是一个基于关系型数据库基础上的地理数据库服务器。
在系统中，空间数据、属性数据、以及业务数据都集中存储在同一个关系数据库中，通过元数据进行描述，实现数据的统一管理，从而达到数据集成的目的。将来还可以在此基础上，通过图文一体化技术、数据交换平台技术和网络通讯技术，使本系统得以和其它应用系统进行关联和耦合，从而在更大的信息应用范畴中充分发挥作用，为政府的相关决策提供辅助支持。
3.2图形子系统开发
居世界首位的GIS厂商ESRI推出的MapObjects就是以空间数据访问、查询、制图为主要目标的GIS组件，它是一组基于COM技术的地图应用组件，它由一个称为Map的ActiveX控件（OCX）和约45个自动化对象组成。笔者选择MapObjects2.3为二次开发平台，在VB6.0环境下开发。MapObjects提供了一种访问SDE数据库的方法，通过SDE提供的客户机访问的模式，以利于数据保密性和数据统一管理，同时提供多用户共同访问统一数据库的能力。
3.3业务子系统开发
该系统主要对环境业务数据库进行维护管理，包括对污染源基本信息数据、排污申报信息、污染源变更信息以及排污许可证基本信息的批量导入、添加、删除、修改等。在这些操作中，都需要对数据库进行大量的交互访问。笔者设计了数据库访问层，简捷快速的实现数据的检索、操作和更新。
4、结语
传统的污染源管理系统大多基于电子表格进行数据的管理，较少考虑其空间因素，污染源环境信息的可视化研究较少。随着信息技术的发展，国内外逐渐开始利用 GIS 进行污染源数据管理，该项技术是国内污染源管理研究的发展热点，然而大多基于 C/S（Client/ Server，客户端/服务器）或主机/终端结构模式进行数据的管理，无法满足全球网络开放、互连、信息随处可见和信息共享的新要求，采用网络管理模式将是未来环境污染源管理的新局势。笔者结合污染源管理业务实际设计了可行的污染源信息管理方案，系统基于C/S模式开发，在局域网中反应快速准确安全；ArcGIS和SQLServer等当今主流平台，为系统的扩展提供基础平台层面的技术保证。今后，伴随着WebService技术的不断发展，这样的开放式GIS系统在未来的农业现代化进程中的应用必将不断深入。
参考文献：
[1]丁峰邵，定宏.WebService和ASP.NET在GIS中的应用探讨[J].微计算机信息，2005，21，1：162-163
[2]斐相斌.地理信息系统在农业经营管理和决策中的应用[J].遥感信息，2001，（2）：46-49
[3]汪先锋.对污染源监控中心建设运行与管理的思考。中国环境管理，2010，（4）：38-40
[4]梅丹，刘汉杰，幸福堂等.环境污染源信息管理系统的开发.环境科学与管理2010，35（1）：4-6，56
论文作者:王慧锋,钱叶斌,龙健
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
标签：污染源论文; 数据论文; 数据库论文; 信息论文; 系统论文; 空间论文; 业务论文; 《基层建设》2019年第30期论文;