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基于Web﹢GIS的环境空气自动监测系统研究

文档作者：常乐文档来源：鞍山市环境监测中心站		点击数：	更新时间： 2025年07月03日
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2011年第l期(总第64期)
缸漾占芋锃
ENERGY AND ENERGY CONSERVATION 2011年1月
》环境资源；
躺∞ ⋯2
基于Web GIS的环境空气自动监测系统研究
常乐
(鞍山市环境监测中心站，辽宁鞍山114004)
摘要：叙述了基于web GIS技术建立的环境空气自动监测系统，指出采用该系统完善了空气自动监测体系，实现了环
境空气污染的空间信息、属性信息的综合管理。
关键词：Web GIS；空气；自动监测；点位分布；实时监测
中圈分类号： 砣06 文献标识码： A 文章编号：2095旬802一(2011)01旬043m3
Environment Based System on Web GIS for Automatic MoIlitoring of Air
CHANG Le
(AnShan EnVironmentaI Mon．toring Center，Anshan 114004，Llaoning，China)
Abst喇：B鹊ed on Web-GIS technology to buiId，and ambiem air monitoring system and improved automatic air automatic monito．
riIlg system，to achieve the arIlbient air poUution，印atial iTlfb邢ation，attribute infb彻ation of the general maIlagemem．
Key woIIds：Web GIS；air；明tomatic monitoring；point dist曲ution；real-time monitorir唔
0 引言
为应对环境保护方面的突发事件，2003年鞍山市
环保局全面更新了空气自动监测系统，安装了以美国
莫尼特AQMs-9000空气自动监测系统为主，以流动监
测车为辅的环境空气监测网络，网络遍及市内各城区，
使得环境监测部门实现实时掌握城市空气质量变化情
况。
中国空气自动监测技术应用已有20年的历程，各
监测设备开发商及监测站自行研制的监测软件没有统
一的数据库结构，互不兼容。中心站系统程序具有专
业化知识要求，对于非专业人员来说，操作比较繁琐，
反映出的各项技术数据不直观，污染物浓度是否超标
没有明确提示，且缺少城区空气质量实时监控、城区地
理、人文、各类污染源信息资源、污染物应急监测及监
测数据的变化趋势等，对大量的历史监测数据，不能进
行数据分析对比研究。
为更好地解决上述问题，使空气自动监测技术更
加完善，完成“理信息系统应急预案在鞍山市空气自动
监测系统中的应用”开发，实现以环境空气实时监控为
主各项基础信息的快速查询、统计、分析，并采用web
GIS，导人城区电子地图，实现各监测子站、各污染物及
各气象参数的图形动态演示，为管理部门适时提供更
加完整可靠的第一手环境质量数据，为管理层决策提
供可靠信息依据，该软件作为一套辅助决策系统，模式
收稿日期：2010-12一14
作者简介：常乐，1975年生，女，辽宁鞍山人，1988年毕业于鞍
山钢铁学院计算机专业，工程师。
科学、系统严密、内容详尽、界面友好，已投入实际工
作。监测人员能结合电子地图，方便获取各子站及各
污染源相关信息，各污染物标准值、实时监测值以及各
相关气象参数，迅捷、实时、动态地表征出污染物浓度
扩散趋势，实时值是否超标等图面信息，这为制订科学
决策，及时采取措施控制污染、保障安全，争取了时间、
减少了损失。
1 Web GIS技术及特征
Web GIS是基于网络的地理信息系统，是Web技
术和GIs技术相结合的产物，是利用web技术来扩展
和完善地理信息系统的一项新技术。H，11甲协议采用
基于C／S的请求／应答机制，具有较强的用户交互能
力，可以传输并在浏览器上显示多媒体数据，而GIS中
的信息主要是以图形、图像方式表现的空间数据，用户
通过交互操作，对空间数据进行查询分析。
web GIS不但具有GIS软件具有的功能，而且还具
有利用因特网网络优势的特有功能，即用户只需在本
地计算机上安装GIS系统的浏览器就可在因特网上访
问远程的GIS数据和应用程序，并进行空间分析，在因
特网上提供交互的地图和数据，从因特网的任意节点，
浏览Web GIS站点中的空问数据、制作专题图、进行各
种空间信息检索和数据分析。
web GIs应用客户／服务器概念来执行GIS的分析
任务。它把任务分为服务器端和客户端两部分，客户
可以从服务器请求数据、分析工具或模块，服务器或者
执行客户的请求并把结果通过网络送回给客户，或者
把数据和分析工具发送给客户供客户端使用。
Web GIS具有如下特征：
·43·
万方数据
2011年第1期红涯与芋钍2011年1月
1．I Web GIS是交互系统
web GIs可使用户在因特网上操作GIS地图和数
据，用web浏览器执行部分基本的GIS功能。如，zoom
(缩放)、Pan(拖动)、Query(查询)和Label(标注)，甚
至可以执行空间查询或者空间分析。在web上使用
Web GIs就和在本地计算机上使用桌面GIs软件一样。
1．2 Web GIS是动态系统
由于Web GIS是分布式系统，数据库和应用程序
部署在网络的不同计算机上，随时可被管理员更新，对
于因特网上的每个用户，都将得到最新可用的数据和
应用，即只要数据源发生变化，web GIS将得到更新。
和数据源的动态链接将保持数据和软件的现势性。
1．3 Web GIS是跨平台系统
Web GIs对任何计算机和操作系统都没有限制。
只要能访问因特网，用户就可以访问和使用Web GIS
而不必关心用户运行的操作系统是什么。采用Web
GIS的方式，地图由GIS软件制作，对于终端客户不需
要安装客户端地图便可以方便地浏览地图，在该系统
中，用户可以非常方便地查询到地图标记的子站、污染
源的信息和相应污染源的地理位置。
2 Web GIS系统设计
2．1 系统的体系结构
采用浏览器／服务器模式的Web GIS系统，是由数
据库、中间层服务器和浏览器组成的3层体系结构(见
图1)。
子站周边污染源分布、城市行政区域划分、交通网等图
层数据。根据污染物监测需要，建立多个属性数据库，
如，空气监测设备信息数据库、实时监测数据库及环境
标准等。模型库用来存储生成的中间报表及分析统计
报表。
2．2 数据库的设计
环境系统是个复杂的、多层次的系统，环境数据一
般都比较复杂、数据量大，具有时间、空间特性。环境
空气自动监测系统数据来源也是复杂多样，有污染源
分布等空间数据，也有自动监测产生的数据库以及环
境标准等文档数据库，通常并不希望完全改变这种数
据库的存在方式。另外，对于不同性质的监测任务在
存取方法和数据格式，数据查询的目的不同，要求的数
据格式也不相同。这些数据库系统共同构成了异构数
据库。
在该系统中建立时问维，点位维，监测项目维，确
定他们的度量为各个监测项目在不同时间、不同点位
的值进行综合分析、对比、查询。各数据库相互关联，
而不仅仅是一对一的关系。只要定义好专题图与属性
数据库之间的关系，在客户端所做的一切对用户来说
都是完全透明的，在客户端的请求会自动返回实时、正
确的结果。因此，采用异构数据模型设计系统的数据
库，能使与污染源相关的地理信息、专题属性数据的存
储和管理变得十分灵活⋯。
3 Web GIS系统功能实现
3．1监测系统点位分布
监测系统点位分布见图2，在点位分布子系统中，
出现鞍山市城区电子地图，各监测子站标注在相对应
的位置上，使用web GIS可以将点位位置及点位在数
据库中的信息、污染源位置与污染源在数据库中的信
息链接起来，点击子站就可以显示相关子站信息。矢
量地图通过鼠标拖拽可缩放、平移。
矍苎矍妾坚竺鍪巷篓黧：?要服务器则根据用户的操作图2监测系统点位分布
请求主銎鍪誓氅竺曩恶2警^h龇佣王。。＆^。阔舳a)当点击享菇位主爵。：蚤骚蒿苄J方列出此子站基
押出蹩篓慧萋蛩篓竺黧磊矍曼登妻亨嘎妻烹粤鍪本信i，蒜；赫茏萎銎蒹磊甚龛蒜i茗菇花蔼：羔
塑譬当堂妻冀要墨祭髦慧，妻詈鬯曼耋璺警紫莅墨蒜袋。芸面茹=茁!瓮翥高荔篇舅粢茹茗蒜罚关、： 主要用来存储系统所需的地理信息，包括各子站分布、”⋯。。。“”“。～～。～”。一～““～”～。⋯””’
万方数据
2011年第l期常乐：基于Web GIs的环境空气自动监测系统研究2011年1月
并有相应污染源情况详细介绍的链接；
b)点击污染源的名称，在地图面的下面就会出现
污染源的详细信息，包括污染源的名称、型号、吨位、除
尘设备、燃煤量，并且点击后地图随之放大，将该污染
源显示在地图的中心位置。
为便于扩展，点位、污染源在地图中的位置及在数
据库中的资料为动态可变的，随子站搬迁、污染源调查
情况的变动可及时更新其在电子地图上的位置，在数
据库中相关资料链接也随之更改。
3．2实时监控系统
实时监控系统见图3，实时监控界面的背景为鞍山
市城区电子地图，各子站标注在各区相应的位置上，称
为站标。
态，当数据库采集到当前时刻各子站监测数据时显示
为“正常”，否则显示“故障”，以便于掌握各子站运行情
况：
d)以表格和曲线形式显示出的污染物5 min或
15 min和l h值，其中15 min为千山子站的值。不选
定某个子站时，为全市均值(不包括千山子站)，当选定
某子站时为相对应子站的表格及曲线；
e)表格显示中，数值正常为黑色，超标为红色；
f)小时均值表格和曲线的显示当前时刻的前24 h
的数据；
g)5 Hlin(15 min)的曲线和表格显示前2 h的数据；
h)曲线图中各个污染物为可选项。可根据所选
污染物生成相应曲线，曲线的时间与表格时问一致，其
中，CO的数量值大，取其值的0．1倍显示。曲线图中
红色横线为警戒线‘2j。
4 结语
该系统综合运用IntemeL／Intranet技术、GIS技术、
数据库技术，将GIS先进的空间分析技术与环境空气
监测专业相结合，实现了对空气自动监测空间信息、属
性信息的综合管理，直观地表现子站及周边污染源分
布及污染物监测浓度的动态变化，具有精度高、反应速
度快的特点，对于空气污染应急监测尤为重要，更有利
图3实时监控系统于环境管理人员对污染情况的了解，实施有效的监控，
a)根据当日空气监测数据自动计算出的当日API 以便更好地采取预防、应急措施，从而形成一套科学的
指数、空气质量级数、首要污染物、截止当日总监测天环境污染管理体系。
数、达标天数、达标率； 参考文献：
b)用5 min风角度值统计出当时的小时主导风[1]胡建武，吴信才，宋利好，等·环境地理信息系统中的异构
粤，颦薏懋嬲窦鼎一帆一㈨鬟裂％麓薹篓搿黜孙某一子站时则为相应子站风向图； ”。：版翼’；蔷2～⋯。⋯“”～”“⋯“～”～”。⋯7
c)各子站的数据通信传输情况及设备运行的状(责任编辑：李妍彬)
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；信息资讯差
华电国际再购山西三煤矿
中图分类号： F27 文献标识码：c 文章编号：2095m802一(2011)Ol“)45一ol
H腿dian Power Intematio嬲I Corporation Limited Purcha鸵Three Coal Mine iIl Sha似i again
华电国际全资子公司茂华能源公司斥资15．89×
108元，收购山西朔州白芦煤矿、西家寨煤矿及一半岭
煤矿。该次收购完成后，茂华公司将把上述三煤矿整
合为一座资源储量约4×108 t、年产能120×104 t的煤
矿，并成立山西朔州茂华白芦煤业公司运营整合后的
煤矿。该次收购是华电国际对山西省朔州市煤炭资产
收购、整合战略的延伸。
该整合煤矿开工报告已获得山西省煤炭工业厅批
复，是朔州地区自山西煤炭整合以来第一家取得合法
改造建设批复手续的矿井。西家寨煤矿作为本次收购
标的中建设进度最快的煤矿，也是整合后的保留煤矿，
其工作面已形成，具备试生产能力，已处于试开采阶
段，全面投产运转在即。西家寨煤矿保有煤炭资源储
量约为8 122×104 t。白芦煤矿是该次收购保有资源储
量最大的，保有资源储量约为26 400×104 t。一半岭煤
矿保有煤炭资源储量约为5 000×104 t。
(张君摘编)

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