GIS可行性分析報(bào)告

1、華北水利水電學(xué)院鄭州市空氣質(zhì)量評(píng)估分析可行性研究分析報(bào)告信景俊晁浩時(shí)間：2012/3/12目錄TOC o 1-5 h z1引言41.1項(xiàng)目背景4 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 2市場(chǎng)可行性42.1市場(chǎng)前景4 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 3技術(shù)路線5 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 4技術(shù)可行性64.1與GIS結(jié)合開發(fā)的優(yōu)越性6 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document GIS的可視化表示74.

2、3數(shù)據(jù)的表達(dá)如圖84.4系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：8 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 5功能說明95.1圖形顯示功能95.2信息查詢功能95.3環(huán)境評(píng)價(jià)功能10 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 6資源可行性106.1人力資源106.2軟件資源10設(shè)備資源10 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 7經(jīng)濟(jì)可行性10 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 8.社會(huì)可行性108.1法律可行性108.2政策可行性118.3

3、使用可行性119結(jié)論11 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 10參考文獻(xiàn)12圖目錄TOC o 1-5 h z技術(shù)路線圖3-16與GIS的關(guān)系4-17GIS可視化表示4-28數(shù)據(jù)流程4-39市空氣質(zhì)量評(píng)估分析可行性研究報(bào)告1.引言隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市化建設(shè)的快速發(fā)展，以城市大氣污染物排放量逐漸增大為根源的大氣污染問題日益突出，已逐漸成為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的必須盡快解決的熱點(diǎn)問題。為了了解和掌握大氣污染發(fā)展趨勢(shì)和滿足社會(huì)公眾對(duì)大氣污染預(yù)報(bào)的需求，強(qiáng)化大氣污染物的排放量的控制管理，跟上世界先進(jìn)水平。各市政部門迫切需要建立具有實(shí)用價(jià)值的區(qū)域性大氣污染預(yù)報(bào)

4、系統(tǒng)，采用GIS的相關(guān)功能進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，建立基于GIS平臺(tái)的空氣質(zhì)量評(píng)估分析系統(tǒng)，解決大氣環(huán)境管理所面臨的問題，具有十分重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。1.1項(xiàng)目背景城市空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)作為一項(xiàng)業(yè)務(wù)在全國(guó)圍正如火如荼的展開，對(duì)預(yù)報(bào)工作進(jìn)行管理和對(duì)預(yù)報(bào)效果進(jìn)行檢驗(yàn)是保證這項(xiàng)業(yè)務(wù)正常運(yùn)行的必要條件。為進(jìn)一步規(guī)氣象部門城市空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)服務(wù)工作，不斷提高預(yù)報(bào)質(zhì)量和服務(wù)水平，加強(qiáng)業(yè)務(wù)管理工作，充分調(diào)動(dòng)業(yè)務(wù)技術(shù)人員的積極性，一套切實(shí)可行的評(píng)估分析系統(tǒng)亟待出臺(tái)。2.市場(chǎng)可行性2.1市場(chǎng)前景隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，以煤炭為主的能源消耗大幅攀升，機(jī)動(dòng)車保有量急劇增加，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)氮氧化物（NOx）和揮發(fā)性有機(jī)物（VOC

5、s）排放量顯著增長(zhǎng)，臭氧（O3）和細(xì)顆粒物（PM2。5）污染加劇，污染加重，灰霾現(xiàn)象頻繁發(fā)生，能見度降低，迫切需要實(shí)施新的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，增加污染物監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，加嚴(yán)部分污染物限值，以客觀反映我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量狀況，推動(dòng)大氣污染防治。空氣污染問題已影響到部分地區(qū)的正常的生命生活。國(guó)家有關(guān)部門也在不斷的加大管理力度，增加空氣污染整治的投入。一些新的鼓勵(lì)政策也應(yīng)運(yùn)而生。環(huán)保部副部長(zhǎng)吳曉青2日在國(guó)新辦新聞發(fā)布會(huì)上透露，為貫徹環(huán)境空氣質(zhì)量新標(biāo)準(zhǔn)，初步測(cè)算，“十二五”期間，全國(guó)大概要布設(shè)1500個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，前期需要投入將超過20多億元，每年新增費(fèi)用將超過1個(gè)億。2月29日，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議同意發(fā)布新修訂的環(huán)境空

6、氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，部署加強(qiáng)大氣污染綜合防治重點(diǎn)工作。3.技術(shù)路線基礎(chǔ)地理電子地圖通過調(diào)研和討論，確定了各子系統(tǒng)的主要功能。同時(shí)，確定了各子系統(tǒng)的方式和功能的實(shí)現(xiàn)方式。包括數(shù)據(jù)的識(shí)別、交換方式和路徑及其他的實(shí)現(xiàn)方式。確定了不同的模型的適用條件、數(shù)據(jù)的錄入和識(shí)別方式。結(jié)合研究目標(biāo)的0509年的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，污染源的分布及排放特點(diǎn)。研究此方案的可行性、合理性。技術(shù)路線如圖所示。鄭州大氣排放清單技術(shù)路線圖3-14.技術(shù)可行性4.1與GIS結(jié)合開發(fā)的優(yōu)越性GIS在環(huán)境科學(xué)方面具有廣泛的應(yīng)用前景，在空氣質(zhì)量影響評(píng)價(jià)中將GIS與相關(guān)的環(huán)境質(zhì)量數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，可以對(duì)復(fù)雜的環(huán)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析處理，并可以對(duì)多種環(huán)境

7、因素綜合分析，使預(yù)測(cè)成為可能，從而為空氣污染規(guī)劃與管理走向自動(dòng)化、定量化和科學(xué)化開辟了廣闊的前景。充分利用GIS對(duì)空間數(shù)據(jù)的采集、管理和分析功能了，開發(fā)了一個(gè)城市空氣質(zhì)量評(píng)估分析系統(tǒng)。與GIS的關(guān)系4-1傳統(tǒng)的對(duì)全市環(huán)境狀況的評(píng)價(jià)是用超標(biāo)率來衡量，即考查超標(biāo)點(diǎn)數(shù)與總測(cè)點(diǎn)數(shù)之比。事實(shí)上，由于測(cè)點(diǎn)的非均勻分布，該方法并不能很好地反映超標(biāo)情況。通過地理信息系統(tǒng)，我們可以得到某指標(biāo)在全市分布的等值線圖，從而計(jì)算出超標(biāo)面積與全市面積之比，這樣得到的超標(biāo)情況更真實(shí)。在此基礎(chǔ)上，可以從3個(gè)方面進(jìn)行擴(kuò)展：(1)將超標(biāo)區(qū)域與各種功能區(qū)進(jìn)行空間運(yùn)算，還可得到如居民區(qū)的超標(biāo)情況、旅游區(qū)的超標(biāo)情況、工業(yè)區(qū)的超標(biāo)情況等

8、；(2)對(duì)超標(biāo)等級(jí)進(jìn)行劃分，得到各等級(jí)的面積情況，比超標(biāo)與否有了更深層次的了解；(3)對(duì)多個(gè)污染因素進(jìn)行疊加，得到綜合指標(biāo)，以此來評(píng)價(jià)全市環(huán)境狀況。另外通過上面得到的空間分析結(jié)果，進(jìn)一步還可對(duì)點(diǎn)區(qū)求并，從而知道空間某點(diǎn)所屬區(qū)域，即知該點(diǎn)是在清潔區(qū)中還是在重污染區(qū)。4.2GIS的可視化表示GIS的可視化技術(shù)，通過強(qiáng)大的、有效的地圖系統(tǒng)將復(fù)雜的空間和屬性數(shù)據(jù)以地圖的形式展現(xiàn)出來。講個(gè)文本、表格、圖形等形式的空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二維、三維地圖，可視化空氣質(zhì)量的數(shù)據(jù)所表達(dá)的空間關(guān)系，通過數(shù)據(jù)的形象化瀏覽尋找數(shù)據(jù)的在的空間運(yùn)動(dòng)模式和規(guī)律。其流程圖如下3-1所示。符號(hào)化符號(hào)空間數(shù)據(jù)庫要素、特征及定位信息地圖整飾

9、=v地圖輸出預(yù)處理,投影變換JL數(shù)據(jù)概化一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換GIS可視化表示4-24.3數(shù)據(jù)的表達(dá)如圖數(shù)據(jù)流程4-34.4系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：先進(jìn)性。本系統(tǒng)采用開放式數(shù)據(jù)庫互連(ODBC)技術(shù)，較好地解決了屬性數(shù)據(jù)的錄入問題，與環(huán)保系統(tǒng)原有的管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無縫連接。另外由于ODBC適合于各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，從而使本系統(tǒng)與其他系統(tǒng)有較好的兼容性，而且ODBC的客戶機(jī)/服務(wù)器特性，為本系統(tǒng)擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下提供了可能，給系統(tǒng)擴(kuò)充預(yù)留了空間。用戶界面友好。全漢字操作環(huán)境，操作方法簡(jiǎn)單、快捷。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，較好地隱藏了與用戶要求無關(guān)的信息。5.功能說明5.1圖形顯示功能圖形顯示功能主要包括基本顯示功能及要素顯示功能。前者主

10、要包括放大、縮小、重繪、全圖顯示等；后者主要包括單要素、重要要素、全要素、任選要素等。以上功能的提出主要源于底圖信息量太大，事實(shí)上有很多是與某項(xiàng)查詢要求無關(guān)或關(guān)系不大的，在進(jìn)行全圖顯示時(shí)，等待的時(shí)間也較長(zhǎng)；另外，底圖要素往往淹沒了專題圖要素，不便于查找，為此我們提供了這些要素顯示功能，滿足用戶的不同要求。5.2信息查詢功能點(diǎn)位查詢可查詢某類監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的分布情況，如降塵監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布。若想進(jìn)一步得到某監(jiān)測(cè)點(diǎn)的具體信息，則可在地圖上指定所關(guān)心的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，之后系統(tǒng)將彈出對(duì)話框，在用戶輸入一些要求后（如某一年的降塵），系統(tǒng)即給出該點(diǎn)的有關(guān)信息，如降塵的年均值、最大值及最小值。數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)將列出某類監(jiān)測(cè)點(diǎn)所有

11、點(diǎn)位的名稱供用戶選擇，選擇好后，系統(tǒng)將顯示該點(diǎn)的有關(guān)信息。本查詢與點(diǎn)位查詢基本一致，只是前者為圖示查詢，而此處則為傳統(tǒng)的信息查詢，切入方式不同?？臻g分布查詢固定某個(gè)時(shí)間，對(duì)某類點(diǎn)空間分布的總體情況進(jìn)行查詢。如可以查1995年市二氧化硫平均值最高及最低的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，另外也可繪制出全市二氧化硫分布情況的等值線圖，將結(jié)果與底圖進(jìn)行多層疊加可以看出哪些區(qū)域濃度較大。時(shí)間變化查詢固定空間點(diǎn)，對(duì)該點(diǎn)的各種監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行查詢，并繪制出相應(yīng)的變化圖。如查詢某點(diǎn)氮氧化物在什么季節(jié)濃度最大、最小，以及隨季節(jié)變化的情況。時(shí)空變化查詢用于對(duì)時(shí)空兩方面都變化的情況進(jìn)行查詢，如查某項(xiàng)目的季平均最大值，需要得到該最大值發(fā)生在具體

12、的哪個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位及具體的季度情況。另外，以幻燈片的方式演示空間分布隨時(shí)間（如季節(jié)、年份）變化的情況。5.3環(huán)境評(píng)價(jià)功能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)主要完成一些常規(guī)的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)，如某測(cè)點(diǎn)的二氧化硫是否超標(biāo)，本市所有測(cè)點(diǎn)中某項(xiàng)指標(biāo)的超標(biāo)測(cè)點(diǎn)數(shù)與總測(cè)點(diǎn)數(shù)的比率，以及指數(shù)、綜合指數(shù)及統(tǒng)計(jì)中的趨勢(shì)分析等。地理信息統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)及分析6.資源可行性6.1人力資源具備系統(tǒng)開發(fā)所需要的GIS開發(fā)人員6.2軟件資源具備ArcGIS、SQLSever、MicrosoftVisualstadio等開發(fā)所需的軟件。6.3設(shè)備資源具備系統(tǒng)開發(fā)所需要的主要設(shè)備：計(jì)算機(jī)7.經(jīng)濟(jì)可行性成本較小，僅需要購買近幾年的空氣質(zhì)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，正版的ArcGIS軟

13、件，及開發(fā)人員的費(fèi)用所需費(fèi)用8.社會(huì)可行性8.1法律可行性與甲方簽訂詳細(xì)的合同書，將責(zé)任細(xì)化到個(gè)人，杜絕非法的詐騙行為8.2政策可行性有關(guān)空氣污染的治理工作已受到了國(guó)家有關(guān)負(fù)責(zé)人的充分認(rèn)識(shí)，出臺(tái)了許多鼓勵(lì)支持進(jìn)行空氣質(zhì)量評(píng)估相關(guān)研究的政策。環(huán)保部副部長(zhǎng)吳曉青昨日透露，國(guó)家將投入1000多億元用以治理重點(diǎn)區(qū)域大氣污染。8.3使用可行性由于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮到用戶人群對(duì)相關(guān)知識(shí)的了解程度，系統(tǒng)設(shè)計(jì)傾向于傻瓜式操作。方便了一些環(huán)保市政工作人員的使用，為進(jìn)一步的決策提供可靠地支持。9.結(jié)論(1)本系統(tǒng)將地理信息與屬性信息有機(jī)地結(jié)合在一起，不僅實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢，而且引入了圖示查詢，滿足了用戶各方面的要求；(2)將地理信息與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，提出了基于GIS的新的環(huán)境質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)方法，該方法比原方法能更真實(shí)地反映整體的環(huán)境質(zhì)量狀況，并能實(shí)現(xiàn)一些預(yù)測(cè)功能。我們認(rèn)為本系統(tǒng)可以實(shí)施開發(fā)，相關(guān)的細(xì)化功能可以結(jié)合用戶提出他的其他的需求，進(jìn)行稍微的改動(dòng)。10.參考文獻(xiàn)程,林生,海蓉.全球環(huán)境變化與人類健康.地理科學(xué)進(jìn)展,2006,25(2):46-58.冉濤,吳朝正,曉.環(huán)境污染對(duì)人類健康影響的研究進(jìn)展.環(huán)境科學(xué),2005,24(增刊1):171-173.廖永豐.基于GIS的城市空氣質(zhì)量模擬與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估.中科院地理與資源所博士論文,2004.唐繼海,陸志堅(jiān),丹青.地理信息