基本信息
- 項目名稱：
- 基于GIS的大氣污染物擴散模擬分析系統(tǒng)
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 系統(tǒng)從環(huán)保部門實際需求出發(fā)，將GIS(地理信息系統(tǒng)）技術(shù)成功運用于環(huán)境測評中，結(jié)合多種空氣污染物擴散模型，對從工廠排放出的空氣污染物的擴散情況進行模擬，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）對空氣污染物擴散模型進行了修正，使之更符合實際情況；同時還提供了地圖瀏覽、模型擬合度分析、模擬結(jié)果信息統(tǒng)計、一鍵生成專題圖和動態(tài)模擬等實用功能。
- 詳細介紹：
- 系統(tǒng)分為GIS基本模塊和GIS環(huán)境評價模塊兩大類共七大功能 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)學模型，通過這些數(shù)學模型可以模擬出工廠排放的大氣污染物對于特定區(qū)域的污染情況，并以分級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、顆粒物模型都沒有涉及到高程信息，對于地勢起伏較大的地區(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對原有模型進行修正，使之更符合實際情況。 4.模型模擬結(jié)果信息統(tǒng)計：當模擬出工廠排放的大氣污染物的污染情況后，系統(tǒng)會自動統(tǒng)計該模型的信息，如最大濃度值、最大濃度值點距工廠的距離等。 5.擬合度分析：本系統(tǒng)支持多模型，然而各個模型的使用范圍并沒有一個嚴格的界定，很多情況下用戶并不知道哪一種模型更與實際情況相符。此時用戶可以首先使用多個模型進行污染模擬，然后通過擬合度分析得到最適合的模型。 6.一鍵生成專題圖：用戶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，只需輕點按鈕，就可以生成一幅帶有圖名、圖例、指北針等要素的專題圖。 7.動態(tài)模擬：根據(jù)一天內(nèi)各個時段對某個工廠及環(huán)境的監(jiān)測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以動態(tài)地模擬出該工廠對環(huán)境的污染情況。由于整個過程是動態(tài)的，環(huán)境科研人員可以清晰地了解工廠對環(huán)境的污染情況的動態(tài)變換過程以及趨勢。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 大氣污染問題屬于最重要的環(huán)境問題之一，而工廠排放的污染物是大氣污染的重要源頭。當前，迫切需要解決的問題是開展空氣環(huán)境容量研究和空氣污染模擬預報、預測以及大氣污染影響評價等工作 設計目的： 本作品設計的目的是為政府部門統(tǒng)籌城市環(huán)境規(guī)劃提供分析參考；另可為國家環(huán)境部門在污染源排放管理上提供技術(shù)支持；同時可為污染源排放企業(yè)治理大氣污染提供可靠指導。 基本思路： 空氣污染物擴散模型是模擬研究氣態(tài)污染物在空氣中擴散趨勢的有效方法，更是評價、預測空氣污染程度及提出環(huán)保措施的基礎。然而，由于物理數(shù)學模型的復雜性，幾乎不可能通過人工計算對區(qū)域內(nèi)污染物擴散情況做出準確預測，一般都需要在計算機的幫助下才能進行有效計算。但是，一般的計算機軟件也只能進行單純的數(shù)據(jù)處理，而不能結(jié)合地形條件實現(xiàn)圖形模擬和地形修正等功能。
科學性、先進性
- 利用DEM數(shù)據(jù)提供的高程信息，對大氣污染物擴散模型進行修正，以提高模擬精度。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年12月28日 榮獲“2010 ESRI杯中國大學生GIS軟件開發(fā)競賽”應用開發(fā)組全國總冠軍。 2010年9月4日 本系統(tǒng)在湖北永業(yè)行評估咨詢有限公司試用及鑒定，并獲得好評。 2010年9月15日 本系統(tǒng)在武漢市環(huán)境保護科學研究院試用及鑒定，并獲得好評。 2010年9月16日 本系統(tǒng)在湖北省環(huán)境科學研究院試用及鑒定，并獲得好評。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利權(quán)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物 錄像 現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 本軟件的具體使用說明將在研究報告中做詳述。本作品的設計特色表現(xiàn)為當前國家制定的環(huán)境評價和相關(guān)科研標準都基于國外Aremod等軟件的分析結(jié)果。國外軟件不但需要支付昂貴的使用費，而且操作界面過于復雜，不太利于國內(nèi)科研人員的使用；而國內(nèi)軟件一般也只能進行簡單的模型計算和數(shù)據(jù)處理。相比之下，我們開發(fā)的系統(tǒng)不僅能進行數(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，操作簡便，人機界面友好。值得一提的是，本軟件在有關(guān)環(huán)境科研部門工作人員的試用后也得到了充分肯定！相信我們的系統(tǒng)能在未來的環(huán)境質(zhì)量評價、環(huán)境規(guī)劃及環(huán)境管理工作中擁有良好的應用前景，在環(huán)境科研領域發(fā)展上做出一點貢獻。
同類課題研究水平概述
- 目前無論是在環(huán)境影響評價領域還是其他方面都可以見到地理信息系統(tǒng)的應用，例如戰(zhàn)略環(huán)境影響評價、區(qū)域環(huán)境影響評價、基于GIS的廠址選擇、環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價、環(huán)境影響預測、大壩修建后對下游生物棲息地產(chǎn)生的影響、利用GIS技術(shù)對飲用進行分析和評價，運用GIS對地表徑流的影響進行研究，國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。目前國內(nèi)外很多科學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，但是研究的側(cè)重點有所不同。國內(nèi)地理信息系統(tǒng)與環(huán)境影響預測模型的結(jié)合，多是基于一個大的區(qū)域，建立起該地區(qū)的數(shù)據(jù)庫，然后選擇模型、參數(shù)等進行預測研究，側(cè)重于建立一個系統(tǒng)。如晏曉林在《基于交通環(huán)境保護的GIS開發(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)學模型的城市環(huán)境空氣質(zhì)量評價系統(tǒng)》等。國外多是根據(jù)具體的目標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》都是運用GIS針對具體問題進行的方法研究。在ESRI中國(北京)有限公司在《ArcGIS環(huán)保解決方案集錦》中也列出的國內(nèi)國外的一些成功的案例，還有其他一些城市或地區(qū)建立起來的環(huán)保信息系統(tǒng)。陳愛忠開發(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為開發(fā)平臺，全面采集最新的氣象和污染源資料，并首次運用適用于深圳復雜地形的三維風場診斷模式和三維擴散模式，實現(xiàn)深圳市大氣污染氣象信息分析和大氣污染預測評估。趙碧云開發(fā)的大氣污染擴散空間信息系統(tǒng)，就采用Visual Basic語言，將傳統(tǒng)的高斯點源模型，以及改進的線源、面源模型與GIS集成，在大理經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和昆明市得到了很好的應用。
