GIS在大气污染防治中的作用

研究GIS在大气污染防治中的作用，涉及到的领域和方法也比较多。参考文章及其内容分析：

首先，我们将气象点在地图上标注，通过连接属性表将从中国气象数据网上下载的数据连接，接着使用克里金插值法输出无地形影响的网格风速风向，最后同时将研究区的DEM数据和输出的风速风向通过WindEffect算法输出研究区的风力大小。根据DEM高程数据确定近地的风场近似气压，对于每个网格单元，都遵循风的轨迹，获得气流的加权垂直角度。最终得到地形修正后的风场分布图。技术路线：首先从气象站中提取风力信息，与株洲市 DEM数据结合形成风力风向栅格数据，然后选择高斯扩散模型公式，每个污染点源的污染浓度值是在评估区域网格的中心点获得的。然后，计算累积浓度值，并评估污染源的网格中心点处的污染物浓度的预测浓度。根据计算得到的网格污染物的浓度值，通过相对应的坐标值，在ArcGIS 平台上进行空间可视化，可视化结果与评估区域基础地理信息底图叠加。实现了预测结果的直观显示，显示了多污染点源城市评价区域的空气污染情况。

分析：本篇论文主要讲解了如何通过DEM与气象数据生成风场图，然后叠加高斯扩散模型形成高精度的污染物扩散数据，生成栅格图像，然后通过ArcGIS软件实现可视化表达。

分析：本文主要讲述了基于GIS的分布式大气污染可视化系统的设计思路，主要包含的技术点，有RS获取遥感影像，数据库存储数据，通过Web Service进行对外服务，使用GIS作为可视化平台。技术点主要有以下几点：

系统架构主要包括以下内容：

文字写的挺多，但是基本上没什么用，都是一些技术的堆叠，没有实质的内容讲述如何进行系统的开发和污染物的可视化。

这篇论文论述了一个基于 GIS，采用 VisualBasic.NET、组件MapObjects 和组件Surfer8.0 相结合的大气污染扩散模拟系统的设计与实现，同时介绍了大气污染扩散的模拟过程、系统的主要功能、MapObjects 与 Surfer8.0 两个组件的部分属性和方法，并给出了实现系统的关键代码。

分析：VB是一种开发语言，MapObjects和Surfer8.0分别是Esri公司和Golden Software公司提供的软件ArcGIS和Surfer软件中提供的二次开发工具包。主要的实现思路是，先生成固定计算点，然后通过大气污染扩散模型对下风向区域内的固定计算点污染物浓度值，将计算后的离散点浓度值，在Surfer中生成等值线图。

基于ArcEngine组件和. Net集成开发的大气污染扩散模拟与评价系统 ,实现了电子地图管理 、大气污染扩散模拟、污染源评价及空气质量评价等功能 。 系统充分发挥了 GIS的空间分析和空间数据处理的优势 ,实现了对大气污染源的可视化管理 ,从而为相关应用决策机构提供了一套面向应用 、操作灵活的大气污染扩散模拟与评价专业软件平台 。

系统的主要结构：

分析：论文主要从系统的设计与实现的角度，分析了一个基于GIS的大气污染扩散模拟系统的整体功能及其大体的实现原理。系统的主要功能模块，污染源分析模块、大气质量评价模块、大气质量模拟模块、空气质量分析模块，主要开发手段是调用了ArcEngine(ArcGIS 二次开发接口)以及自己设计的空气模拟算法。污染物大气扩散数值模拟，主要利用现阶段国家环保局推荐的高斯模型作为数值模拟的基础

本文在对高斯扩散模型的基本结构、参数确定方式、 GIS 二次开发方式等做了深入研究后， 基于高斯烟羽模型 AUSPLUME 与 GIS 二次开发平台 ArcGIS Engine 设计并实现了大气污染物的扩散模拟系统，该系统采用紧密耦合的方式将二者进行结合，通过统一的用户界面，实现扩散模型从地理信息系统中获取模型运行所需要的气象、地形等数据，地理信息系统对扩散模型的计算结果以等值线、区域面的方式进行可视化表达，二者在功能上实现互补。

分析：作为一篇毕业论文，本文从课题提出的背景意义，大气污染扩散模拟系统的现状，研究目标与内容出发，分别论述了地理信息系统的内容与优势，以及大气污染物扩散模型的研究，并将两者进行有机结合，对系统进行详细设计后实现了基于GIS的大气污染扩散模拟系统，可以说，对大气污染系统的研究和实现思路，具有很高的研究意义，特别是对于刚刚决定研究大气污染与GIS结合的开发人员来说，具有非常大的帮助。该论文不仅论述了常用的大气污染物数值模拟的方法和实现过程，而且对高斯烟羽模型的原理以及参数设置进行了较为详细的说明，同时，为了实现模拟后的大气污染物的扩散，论文也论述了如何对模拟结果的可视化展示，通过ArcGIS提供的图形图像可视化功能，将在AUSPLUME软件中生成的模拟大气污染物数据添加到ArcGIS中，生成污染物扩散图层，由污染物扩散图层生成栅格图层，然后生成等值线图层。

常用的大气扩散模型包括高斯模型、拉格朗日模型、三维数值计算模型以及箱式模型。扩散结果的可视化功能模块需要实现的主要功能包括浓度图层的生成、 IDW插值、分级生成等值线、等值线到区域面的转换以及专题图的生成。

污染物扩散图层生成步骤：(1) 首先使用AUSPLUME软件生成模拟值，添加到ArcMap中生成浓度图层。浓度图层的生成过程为首先将坐标及浓度数据存储到二维数组中；然后建立要素类；将图层中各要素（即受体位置点）的坐标、浓度值等数据存储到属性数据表中；最后将新建的要素类生成浓度图层添加到程序的 MapControl 控件中。(2) IDW 插值生成等值线使用ArcGIS Engine，idw插值进行空间插值，生成等值线。(3) 等值线区域填充

(4) 唯一值渲染

平台介绍网站：[相关网站]https://tech.chinadaily.com.cn/a/201906/20/WS5d0aeec2a3108375f8f2b830.html 。平台原理：识别热点网络、锁定重点监管目标、建立高密度传感网、建立网格化监管体系、动态调整热点网络。平台特点：实时监控、统计分析、数据管理、预警管理

将 GIS 技术与环境模型紧密集成 ,以. Net 平台为基础 ,利用 Arc GIS Engine 9. 3 组件开发了基于 GIS的大气污染物扩散模拟分析系统 ,针对点状污染源的大气污染物扩散情况 ,利用 DEM 数据进行地形修正及模拟结果成图输出。

系统主要实现的关键问题：空间插值、地形修正以及快捷制图。系统运行所需数据主要来源于互联网,遥感影像从GoogleEarth上截取,矢量数据由人工根据遥感影像进行矢量化获得,DEM数据分辨率为30m,从中国科学院科学数据库网站下载获得 ,并在ArcMap 中经裁剪、配准 。

分析：这篇文章其实也是略微的提及了大气污染物扩散与GIS的结合，没有说明详细的设计与实现。使用空间插值生成大气污染扩散图，然后根据DEM，对扩散图进行地形修正，保证插值的准确性，最后通过ArcGIS Engine进行自动化成图。

系统把大气污染源的基本信息管理系统与城市空气质量的预报和预警系统集成到同一个 GIS 平台上 ,方便对各大气污染源进行定位监控和对预报数据的解读和可视化处理 ,为大气污染治理和应对突发大气污染事件提供准确及时的监控手段 ,为城市大气质量管理和环境规划提供科学 、合理的辅助决策支持。

开发平台层由系统开发所采用的一系列组件组成 ,其核心是 SuperMap Objects ,此外还有空间数据库引擎 (SDX) 和数据库开发组件 ADO 控件等。

分析：这篇论文使用c\s体系结构开发，主要论述了系统的设计思路和实现，对关键技术的说明。实现了重点污染源信息管理 GIS 子系统、空气质量预报及可视化子系统，同时还借住了三维展示平台。污染源管理，主要是污染点的信息管理，空气质量预报：通过对不同日期的数值预报数据的载入 ,实现对在预报区域范围内的不同日期、不同时间、不同空间层次的不同污染物项目的静态与动态可视化。

这里是一个演示的例子，也就是通过定义事发地点，然后配置风俗、扩散速度等，可以模拟火灾和毒气的影响范围。