（环境工程专业论文）遂宁市环境信息系统的研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 当今信息技术已越来越多地被利用在社会经济的各个方面，信息技术正在 改变我们的工作和生活。为适应时代对环境保护工作的要求，以及环境保护工 作的实际需要，建立环境信息系统已经成为当务之急。环境信息资源的合理开 发、整合、充分共享和有效利用对城市和地区的可持续发展和科学有序的环境 管理与决策具有十分重要的意义。 在总结和借鉴国内外环境信息系统建设的先进经验和未来发展趋势的基 础上，通过对遂宁市环境信息系统建设方案的研究，在现有信息系统平台基础 上结合遂宁市辖区内排污企业的实际情况，优化现有环境信息系统建设方案。 这将极大提高各级环保局环保工作的信息化和自动化，对污染源的监控和管理 水平、提高办事效率，为科学决策提供更详实的数据源，也是为建立突发性环 境污染应急指挥系统奠定了基础；运用实时监测数据源，结合污染物扩散模型 和g i s 系统，模拟研究流域的污染情况，通过相关技术反馈于信息系统中，加 强对全辖区重点排污企业、水质、大气环境质量的有效监控和管理；同时为我 国的环境信息化系统的理论研究和实践建设起到一定的借鉴作用。 环境信息系统的建设主要分为三个环节：现场数据采集、数据传输方案设 计、信息监控中心的建设工作( 接收端的搭建) 。环境信息系统设计方案包括： “系统总体设计的思想、原则、整个模型，数据采集系统中的数据传输方案和 协议的提供，信息监控中心机房建设和硬件、软件选型要求，再结合环境信息 化建设相关技术标准要求，提供了一整套方案”。其中本论文关于信息系统建 设目标和系统总体设计模型的分析；对遂宁市环境信息系统及设备选型的分 析；对数据采集系统的简要介绍，让我们初略了解数据采集系统的结构功能； 对当前传输方案( p s t n ) 的分析，结合遂宁市辖区内排污企业的实际情况， 分析对比各通信网络技术方案，选用中国移动的g p r s 无线通信网络作为数据 传输平台的重要性；结合信息系统中排污口实时监测数据，运用二维水质模型 模拟研究污染物的迁移扩散规律，对涪江遂宁段流域的影响，选取典型断面并 运用计算机可视化技术，结合g i s 系统能够形象直观地反馈于信息系统中；基 于整个信息系统的设计架构，结合g i s e s ( 专家系统) 技术，分析研究建立 突发性环境污染应急指挥系统，同时运用突发性环境污染应急指挥系统验证整 个信息系统的正常运行。 关键词环境信息系统；g p r s ；水质模拟；地理信息系统；突发性环境污染 事故；应急决策 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 i 页 a bs trac t n o wt h ei n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ym o r ea n dm o r eh a sb e e nu s e di n s o c i a l e c o n o m ye a c ha s p e c t ，t h ei n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi sc h a n g i n go u rw o r ka n dt h e l i r e f o rt h ea d a p t a t i o nt i m et ot h ee n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nw o r k sr e q u e s t ，a s w e l la st h ee n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n w o r k sa c t u a ln e e d ，e s t a b l i s h e dt h e e n v i r o n m e n t a li n f o r m a t i o ns y s t e ma l r e a d yt ob e c o m et h eu r g e n tm a t t e r t h e e n v i r o n m e n t a li n f o r m a t i o nr e s o u r c e s r e a s o n a b l ed e v e l o p m e n t ，t h ec o n f o r m i t y ，f u l l s h a r i n ga n dt h ee f f e c t i v eu s eh a v et h ev e r yv i t a ls i g n i f i c a n c et ou r b a n a n dt h el o c a l s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ta n dt h es c i e n t i f i co r d e r se n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n ta n d t h ed e c i s i o n - m a k i n g w i l ls u m m a r i z ea n dp r o f i t sf r o mt h ed o m e s t i ca n df o r e i g ne n v i r o n m e n t a l i n f o r m a t i o ns y s t e mc o n s t r u c t i o nt h ea d v a n c e de x p e r i e n c ea n di nt h ef u t u r et r e n d o fd e v e l o p m e n tf o u n d a t i o n ，t h r o u g ht ot h es u i n i n ge n v i r o n m e n t a li n f o r m a t i o n s y s t e mc o n s t r u c t i o np l a n sr e s e a r c h ，u n i f i e si nt h es u i n i n gm u n i c i p a ld i s t r i c t i n t h ee x i s t i n g i n f o r m a t i o n s y s t e mp l a t f o r m f o u n d a t i o nt od u m pp o l l u t a n t s e n t e r p r i s e sa c t u a ls i t u a t i o n ，t h eo p t i m i z a t i o ne x i s t i n ge n v i r o n m e n t a li n f o r m a t i o n s y s t e mc o n s t r u c t i o np l a n t h i sw i l le n h a n c ea l ll e v e l so fe n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n b u r e a ue n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n w o r ke n o r m o u s l yt h ei n f o r m a t i o na n dt h e a u t o m a t i o n t ot h es o u r c eo fp o l l u t i o nm o n i t o r i n ga n dt h em a n a g e m e n tl e v e l ，t h e e n h a n c e m e n tw o r k i n ge f f i c i e n c y ，i st h em a c r o - s c i e n t i f i cp o l i c y m a k i n gp r o v i d e sa m o r ed e t a i l e dd a t ap o o l ，w a sa l s oh a sl a i dt h ef o u n d a t i o nf o rt h ee s t a b l i s h m e n t b u r s tc h a r a c t e r i s t i c se n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o ne m e r g e n c y c o m m a n ds y s t e m ； u t i l i z e st h er e a l t i m em o n i t o rd a t ap o o l ，t h eu n i o np o l l u t a n tp r o l i f e r a t i o nm o d e l a n dt h eg i ss y s t e m ，t h es i m u l a t o rs t u d yb a s i np o l l u t i o ns i t u a t i o n ，f e e d sb a c k t h r o u g ht h ec o r r e l a t i o nt e c h n i q u ei nt h ei n f o r m a t i o ns y s t e m s t r e n g t h e n st o t h e e n t i r ea r e ao f j u r i s d i c t i o nk e yp o l l u t i o nd i s c h a r g ee n t e r p r i s e ，t h ew a t e rq u a l i t y ，t h e a t m o s p h e r i c e n v i r o n m e n tq u a l i t ye f f e c t i v em o n i t o r i n g a n dt h e m a n a g e m e n t ； m e a n w h i l ec o n s t r u c t sc e r t a i n l yf o ro u rc o u n t r y s e n v i r o n m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e m sf u n d a m e n t a lr e s e a r c ha n dt h ep r a c t i c ep r o f i t sf r o mt h ef u n c t i o n t h ee n v i r o n m e n t a li n f o r m a t i o ns y s t e m sc o n s t r u c t i o nm a i n l yd i v i d e si n t o t h r e el i n k s ：f i e l dd a t ag a t h e r i n g ，d a t at r a n s m i s s i o np r o je c td e s i g n ，i n f o r m a t i o n m o n i t o r i n gc e n t e rc o n s t r u c t i o nw o r k ( r e c e i v i n ge n d sb u i l d ) t h e e n v i r o n m e n t a l i n f o r m a t i o ns y s t e md e s i g np l a ni n c l u d e s ：“t h es y s t e md e s i g n st h o u g h tt h a tt h e p r i n c i p l e ，t h ee n t i r em o d e l ，i nd a t aa c q u i s i t i o ns y s t e m sd a t at r a n s m i s s i o np l a na n d a g r e e m e n tp r o v i s i o n ，t h ei n f o r m a t i o nm o n i t o r i n gc e n t e re n g i n er o o mc o n s t r u c t i o n a n dt h eh a r d w a r e ，t h es o f t w a r es h a p i n gr e q u e s t ，t h er e c o m b i n a t i o ne n v i r o n m e n t i n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o nc o r r e l a t i o nt e c h n i q u es t a n d a r dr e q u e s t ，h a sp r o v i d e dt h e o n ew h o l es e tp l a n ”a n dp r e s e n tp a p e ra b o u ti n f o r m a t i o ns y s t e mc o n s t r u c t i o n g o a la n ds y s t e md e s i g nm o d e la n a l y s i s ；t os u i n i n ge n v i r o n m e n t a li n f o r m a t i o n s y s t e m a n d e q u i p m e n ts h a p i n ga n a l y s i s ； i n t r o d u c e d b r i e f l y t ot h ed a t a a c q u i s i t i o ns y s t e m t h a tl e t sa tt h e b e g i n n i n go fu ss l i g h t l yu n d e r s t a n dd a t a a c q u i s i t i o ns y s t e m ss t r u c t u r ef u n c t i o n ；t oc u r r e n tt r a n s m i s s i o np l a n ( p s t n ) t h e a n a l y s i s ，u n i f i e si nt h es u i n i n gm u n i c i p a ld i s t r i c tt od u m pp o l l u t a n t se n t e r p r i s e s a c t u a ls i t u a t i o n ，t h e a n a l y s i sc o n t r a s t se a c hc o m m u n i c a t i o nn e t w o r kt e c h n i c a l p r o g r a m ，s e l e c t st h eg p r sw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nn e t w o r kw h i c hc h i n am o v e s t ot a k et h ed a t at r a n s m i s s i o np l a t f o r mt h ei m p o r t a n c e ；i nt h eu n i o ni n f o r m a t i o n s y s t e mt h ep o l l u t i o no u t l e tr e a l - t i m em o n i t o rd a t a ，t h eu t i l i z a t i o nt w o d i m e n s i o n a l w a t e rq u a l i t ym o d e ls i m u l a t o rs t u d yp o l l u t a n t sm i g r a t i o np r o l i f e r a t i o nr u l e ，t ot h e f u j i a n gr i v e rs u i n i n gs e c t i o nb a s i n si n f l u e n c e ，t h es e l e c t i o nt y p i c a ls e c t i o na n d u t i l i z e st h ec o m p u t e rv i s u a l i z a t i o nt e c h n o l o g y ，u n i f i e st h eg i ss y s t e mt ob ea b l e t h ei m a g et of e e db a c k i n t u i t i v e l yi nt h ei n f o r m a t i o ns y s t e m ；b a s e do ne n t i r e i n f o r m a t i o ns y s t e m s d e s i g nc o n s t r u c t i o n ，u n i f i e sg i s e s ( e x p e r ts y s t e m ) t h e t e c h n o l o g y ，t h ea n a l y t i c a ls t u d ye s t a b l i s h m e n tb u r s tc h a r a c t e r i s t i c se n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o ne m e r g e n c yc o m m a n ds y s t e m ，s i m u l t a n e o u s l yu s i n gb u r s tc h a r a c t e r i s t i c s e n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o ne m e r g e n c yc o m m a n d s y s t e m c o n f i r m a t i o n e n t i r e i n f o r m a t i o ns y s t e m sn o r m a lo p e r a t i o n k e yw o r d se n v i r o n m e n t a li n f o r m a t i o ns y s t e m ；g e n e r a lp a c k e tr a d i os e r v i c e ： w a t e rq u a l i t ys i m u l a t i o n ；g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o n s y s t e m ；b u r s tc h a r a c t e r i s t i c s e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o na c c i d e n t ；e m e r g e n c yd e c i s i o n m a k i n g 西南交通大学硕士学位论文主要工作( 贡献) 声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 遂宁市环境信息系统设计方案中：关于系统集成商提供数据传输方案( p s t n ) 的研究，结合排污企业的实际情况，分析对比各通信网络技术方案优缺点，选用中国 移动g p r s 无线通信网络作为数据传输平台的重要性，并将此技术运用于遂宁市环境 信息系统中；基于整个信息系统的设计架构，结合g i s e s ( 专家系统) 技术，分析 研究建立突发性环境污染应急指挥系统，同时运用突发性环境污染应急指挥系统验证 整个信息系统的正常运行；结合信息系统中排污口实时监测数据，运用二维水质模型 模拟研究污染物迁移扩散规律，对涪江遂宁段流域的影响，选取三家造纸厂的c o d 浓度值、典型断面并运用计算机可视化技术，将模拟结果形象直观地反馈于信息系统 中，为环保部门提供科学决策的依据。同时为我国的环境信息化系统的理论研究和实 践建设起到一定的借鉴作用。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名：力手维往 日期：7 a r 。，石7 西南交通大学曲南父通大字 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 i 保密口，在 年解密后适用本授权书； 2 不保密讲使用本授权书。 ( 请在以上方框内打t ”) 学位论文作者签名：力芋i 在至 日期：2 , 4 a i ，7 指导老师签名：移劫 日期：j 刃矽6 l 7 7 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 环境信息系统概念的解释 信息系统是指输入数据，经过加工处理，输出信息的系统。信息系统是指以计算 机作为信息处理工具的人机系统。环境信息系统是以环境管理和环境科学研究为对象 的计算机系统。随着计算机软硬件技术的发展，它在最近的十年内取得了惊人的发展， 并开始应用资源调查、环境评价、环境规划、环境科学研究等领域，成为一个跨学科、 集成多种高新技术的研究领域。 环境信息系统到目前还没有一个公认的定义，这是因为现在对环境信息系统这个 名词也还没有被明确提出来。从功能上，环境信息系统( e i s ) 一般被定义成一个获 得、存取、编辑、处理、分析和显示环境数据的系统。从内容上，e i s 被定义为一个 包含了计算机软件、计算机硬件、环境数据和专业人员的系统。在e i s 的开发利用过 程中，尤其重要的是人员要随着计算机技术的迅速发展而不断跟踪新的技术进展或不 断接受培训，并且数据要随时间不断得到更新【l 】。环境信息系统是基于环境的一系列 空间或描述性属性信息，通过空间数据库、图形数据库或属性数据库等组织方式，引 入数据库管理技术、计算机和信息技术等所形成的具备录入、修改、查询与输出功能 的一类管理信息系统。以空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关 数据进行采集、操作、管理、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提 供多种空间和动态的地理信息，为环境问题研究和环境决策服务建立起来的计算机系 统【2 】o 随着经济社会的发展，各类工业污染事件不断发生，直接影响了人类的生活和发 展，环境问题逐渐得到社会的重视。基于计算机技术和信息技术的环境信息系统也随 着全球问题的日益突出和环保事业的兴起逐步发展成为一项多学科相互渗透的综合 性学科，起管理水平随着科学技术的进步不断得到完善和提高。 环境信息系统是为了适应新形式下环境管理工作的具体要求，将传统手段与现代 信息技术相结合，综合应用了g i s 技术( 地理信息系统) 、g p s 技术( 全球卫星定位 系统) 、g s m g p r s 技术( 全球通数字移动电话网) 、3 g 技术( 第三代数字通信技术) 、 计算机网络通信技术、数据处理技术、m i s 技术( 管理信息系统) 、数据库技术、自 动控制技术、1 2 3 6 9 报警系统平台等先进手段和方法，对污染环境目标进行实时动态、 总量控制、多维分析、应急响应等科学的管理和分析，实现水、气、声及生态等环境 要素的实时、多维、高精度的监控与管理， 持，从而最大程度地提高环境信息化水平， 实现对环境业务和环境管理决策的深度支 增强环境决策与管理的能力【3 1 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 1 2 环境信息系统的类型划分 环境信息系统按技术核心的不同，将其划分为环境管理信息系统和环境地理信息 系统。其中环境管理信息系统中的环境监控信息系统主要是按照监测的目的和对象的 不同，主要分为三种类型：水质自动监测系统、空气质量自动监测系统和污染源在线 监控系统。水质自动监测系统和空气质量自动监测系统都能为政府提供及时、准确、 详尽的环境质量数据，为环保职能部f - j f 若u 定、采取环境保护措施以及环境数据统计提 供依据，同时也满足了公众对自己生活的环境质量现状和变化的知情要求。污染源在 线监控主要是为环境执法机构提供数据依据，对环保职能部门所管辖的辖区范围内各 企业的排污现状进行跟踪、监控和管理。 水质自动监测系统和空气质量自动监测系统在我国起步较早，其相关技术研究开 发及实际应用比较成熟，国家环保部确定了相关规范及标准，在各个省市及全国范围 内形成了水质自动监测和空气质量自动监测结构网络；特别是国家要求地方在重点流 域和区域内安装自动监测设备，确保我们拥有健康的水和大气环境。然而污染源在线 监控系统在我国才刚开始起步，与其相关的监测设备、系统平台搭建技术和环保在线 监控软件开发技术都相对落后。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 图1 1 环境信息系统分类图 1 3 国外环境信息系统的现状分析 环境信息系统成为信息社会的发展和城市化进程的一个重要组成部分，又是数字 城市的一个重要组成部分，环境信息化正逐步进入信息技术的主流。为适应环境管理 和实施动态规划决策的需要，国外一些科研机构和大公司从2 0 世纪9 0 年代初开始， 将3 s 技术应用于环境管理中，为环境信息系统实用性方面做出了探索性的工作。 澳大利亚开发的城市环境规划决策支持系统和香港大学城市规划及环境管理研 究中心研制的利用遥感和g i s 进行可持续土地开发的辅助规划模型系统。城市环境规 划决策支持系统以g i s 为基本框架，是一个空间信息和非空间信息集成的系统，它具 有数据采集、存储和恢复、数据处理和分析、数据传输等功能【4 1 。系统通过城市环境 规划信息的采集和处理、信息分析和存储、信息评价和预测、信息决策和管理，成为 实时性的面向对象、面向空间和面向用户的智能型支持系统，为城市环境规划提供快 速、多层次、高质量信息服务的规划辅助决策手段。 进入2 0 世纪9 0 年代，越来越多的国家和地区在监测系统中将3 s 技术与e q a m s 、 c e m s 和其他监测技术和方法联合运用，大大扩展了获取环境质量信息和污染源排放 信息的手段【5 】o 日本在全国各地建立了包括水质、大气、噪声、振动、地面沉降等项 目的自动监测网络，典型的日本大阪水质在线监控系统。日本大阪水质在线监控系统 是将大阪所管辖区域的河川湖泊、地下水道、工厂废水排放口设置水质监测设备并联 网，是政府环保部门能实时掌握所管辖地方所有水源和排污口的水质状况，同时向所 管辖地区的居民提供实时水质状况数据。如果一旦发生水质污染事故等异常情况，则 事故的种类、影响区域等信息通过系统的通信网络传到中央控制室，为有关部门把握 污染的性质状态、制定灾害对策提供决策依据。 挪威大气研究所开发的环境质量监控和规划系统( a i r q u i s 系统) ，它包括环境 自动监测子系统、数据添加子系统、基本数据处理子系统、排放清单、气象数据预处 理子系统、地理信息子系统几部分。a t r q u i s 系统赋予使用者可以进行空气质量预 报及对将来规划的空气质量预测。 加拿大环境研究中心研制的化学危险品实时监测与应急响应系统，将g i s e s ( 专 家系统) 技术应用于突发性环境污染事故的应急管理，不仅能充分发挥g i s 技术与 e s 技术各自优势，还能很好地满足事故管理的科学性、合理性及智能化程度，两者 的集成将有助于弥补彼此缺陷，从而大大扩展了各自的应用范围。 到目前，国外还没有一个综合性的国家级环境信息系统，城市级环境信息系统也 不多。在世界范围内关于环境信息系统的研究方兴未艾，在环境科学中的应用也闩益 广泛和深入，我们有理由相信环境信息系统在解决人类环境难题上将会有更大作为 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 1 4 国内现状分析 2 0 世纪8 0 年代初期以来，随着环境科学和信息技术的发展，计算机在我国的环 境保护工作中得到了日益广泛的应用。国家、各地市和各部门陆续建立起各种环境信 息系统，在环境监测、科学研究、规划决策、环境预测和环境评价等各个领域发挥着 重要的作用。环境信息系统( e i s ) 是为环境管理服务的，基于现代计算机技术和通 信技术，实现环境信息的收集、传输、存储、加工、维护和利用的系统【7 j 。早期的环 境信息系统是管理信息系统的一个分支，它是以环境资源与资产管理为工作对象的计 算机信息系统。随着计算机技术和3 s 技术的成熟与应用，其形式和内涵有了根本的 变化，从单一文本数据或数据库环境空间信息拓展，从本地逐步跨入网络应用，管理 上从常规数据录入与使用到空间数据多角度查询、输入和管理。它的主要任务是将遥 感、地理测绘、环境调查、环境影响评价以及历年保存的文档中得到的关于环境状况、 污染源在线分布、地理信息、环境资料库等有关环境的属性和空间信息输入计算机， 利用计算机和网络技术快速、便捷、存储量大的优势实现对信息的分类、检索、统计、 分析等功能并结合专家经验和国家法规、政策以及环境管理的工作模式，在确认换几 个使用权属、环境利用规划、环境法规监察等方面协助管理人员完成环境管理的工作 任务。 环境信息系统作为一种重要的资源，正在各级环境保护部门得到了广泛的应用。 环境信息系统建设的根本目的是提高环境信息资源的开发和利用水平，为环境管理与 决策提供环境信息支持和服务。近2 0 年来，随着经济的飞速发展，面对环境保护的 严峻形势，我国的环境信息系统建设相继经过了被动、主动和自动三个阶段。我国在 8 0 年代初开始通过引进和消化吸收，在北京、上海、广州、青岛等1 5 个重点城市就 爱那罩了空气质量自动监测系统，在重点河流如：黄浦江河段、吉林化工、宝钢等大 型排污企业的排水系统建立了水质自动监测系统。到目前为止，我国基本上建立全国 主要城市空气质量自动监测及预报系统和全国重点流域水质在线监测系统。 “六五”、“七五”期间，我过在环境信息系统的研究上做了大量工作，初步建立了 一些研究型的环境信息系统，如国家水质管理信息系统( n w q m i s ) 1 8 j 、国家环境信 息系统【9 l 、以及一些地方性环境管理信息系统，例如吉林市环境管理信息系统、常州 市环境管理信息系统等。随着一系列环境管理制度的形成和初步完善，国家环保部组 织开发、审查、推广了一些应用软件，如环境质量监测数据传输软件、重点工业污染 源动态数据库系统、环境统计系统等。在环境信息系统建设的理论、方法和技术上做 出了有益的探索。 我国从8 0 年代中期开始了污染源在线监测方面的研究探索，但是真正在全国范 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 围内开展此项工作则始于“九五”期间，国家环保总局在全国某些省、市做了试点，对 污染源在线监测进行了管理和技术方面的有益探索，污染源在线监测相关设备和软件 的研究开发也不断扩大和成熟，国内许多高校和科研院所如西安交通大学、中国环境 科学研究院、南京大学、哈尔滨工业大学及一些高新技术企业如线长天、湖北盘古、 哈工大比奥公司等相继研制环境在线监测系统，取得了一定的成果。在环境监测软件 方面出现了一些单元化产品，在广域环境在线监测多层次大系统的研究也逐步开展， 同时也为综合性环境信息系统的建设打下坚实的基础。 从全国来看，我国大部分省市开展污染源在线监测的水平不一，全国在北京、上 海、哈尔滨、大连、济南等城市率先出台了污染源在线监测管理的措施和办法。同时 水污染在线监测以规范排污口、安装流量计、c o d 、氨氮在线监测仪器为主；大气则 以安装烟尘在线监测设备为主；南方城市安装c o d 水质在线监测设备的企业较多， 北方城市安装烟气在线监测设施的居多，在部分城市实现了监测设备联网和实时在线 监控管理。在部分联网的系统中存在诸多问题，主要表现在现有系统运行不稳定，故 障多，无法满足稳定性的要求。数据传输方式落后( 采用p s t n 拨号方式) ，成本高； 在数据采集、远程通信、系统容错、系统稳定性、数据处理、决策系统支持方面还存 在很多的缺陷和不足u j 。 进入2 0 世纪9 0 年代以后，新的信息技术不断涌现，掀起了信息技术革命的新浪 潮。与环境信息系统发展有关的一些动向包括：通信技术和互联网的迅猛发展；计算 机系统结构由封闭集中向开放分散的转变，3 s 技术、地理信息系统技术、全球定位 系统、面向对象技术、多媒体技术等。信息系统设计的开发线紧密依赖于最新的信息 技术的发展。2 0 世纪9 0 年代中国在环境信息领域得到了很大的发展，各级环境保护 部门将先进的计算机信息技术应用于日常的环境管理和环境决策支持中。如“八五”期 间研制的全国省级环境决策支持系统 1 l 】、大连市环保管理信息系统【l 到、杭州市环境信 息系统3 j 等，环境信息系统的理论、方法和技术获得了进一步的丰富。许多城市各部 门、各公司之间的协调和合作还非常有限，数据的可分享性不够透明；3 s 与环境模 型的融合和集成程度不高，影响了许多环保信息系统预测精度和直观性；许多环境信 息系统还不能与国际互联网有机的融合，影响了环境空间信息的网上发布和获取。这 些众多因素制约着我国环境信息系统的发展，想要实现快速发展需要部门间的合作和 技术的支持。 1 5 环境信息系统建设的重大意义分析 当今信息技术已越来越多地被利用在社会经济的各个方面，信息技术正在改变我 们的工作和生活。为适应时代对环境保护工作的要求，以及环境保护工作的实际需要， 建立环境信息系统已经成为当务之急。环境信息资源的合理开发、整合、充分共享和 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 有效利用对城市和地区的可持续发展和科学有序的环境管理与决策具有十分重要的 意义。 1 5 1 提高对环境的监控能力 环境保护的基础是掌握环境质量现状和控制环境变化，建立和应用环境信息系统 可以客观、及时、准确地掌握实时的环境质量状况和污染源状况。在所管辖的行政区 域内建立起水质和空气自动监测子站，实时监测水质和空气质量变化情况，可以提供 较为完整、准确和中立的数据；对于突发的重大污染事故预防和应急处理，环境信息 系统的优势更加凸显。通过环境信息系统中的自动报警功能，可以及时发现污染事故 隐患。当事故发生，可根据数据对污染事故进行快速分析，及时采取应急对策，最大 限度减少污染造成的损失。 1 5 2 提供辅助决策支持 建立和应用环境信息系统，将对遂宁市经济社会发展的一些重大问题，特别是对 与环境相关的重大问题提供辅助决策支持。政府掌握环境质量现状和变化趋势，并作 出科学预测，同时结合本地区域企业减污治污进程，环境信息系统的建立将及时提供 政府所需数据资料，提供更加准确、完备的技术支持和技术服务，并对企业实施更加 有效的环境监督。在投资环境评价、土地评价、重大工程项目选址、经济发展预测和 调控等经济活动都可以在信息系统支持下进行辅助决策，通过环境信息系统的分析、 模拟、优化、预测和评价功能，为决策部门提供优化方案和决策信息。 1 5 3 提高环境管理的现代化水平 建立环境信息系统，将大大提高遂宁市区域规划、建立、管理与环境保护方面的 现代化管理水平。推行环保局内无纸化办公，将提高工作效率，局内的大部分工作都 可以通过信息系统完成。国家环保部可以通过信息系统向省局传达最新的环保工作， 省局同样将信息传达到市局，市局也能将信息传达到县、区等，信息系统的建成将很 大程度上推动个职能部门的工作高效展开。 1 5 4 改进环境监测手段、快捷获取大量监测数据 环境监测部门一直沿用传统的实验室分析方法，随着社会和经济的不断发展和进 步，传统的监测技术难以满足现代环境监测与管理的要求。建立污染源在线监测系统， 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 是现有的环境监测与管理手段得到有效改进和提高。利用环境信息系统，能改变过去 环境数据在时间分布上的离散状态。引入现代网络通信技术，能大大提高环境监测与 管理的自动化、信息化水平，提高环境监测和管理的工作效率。传统的手工取样、实 验室分析、手工数据处理及编写报告流程，想要获得大量有效数据是很难实现的。通 过手工采样与分析，频次有限、数据代表性也难以保证。然而通过实时在线监测，数 据量是传统方式的百倍甚至上万倍，数据的时效性和代表性大大提高。经过一段时间 的积累，大量的历史数据为环境变化趋势分析及预测预报提供丰富、可靠的数掘资料。 1 5 5 结合信息系统收集的监测数据，模拟研究区域污染情况 运用信息监控系统，根据排污企业排污口实时监测数据，根据当地水文地质情况， 运用污染物扩散模型模拟研究污染物扩散趋势，实时掌握流域的环境质量状况为环保 决策部门提供决策参考。 1 6 本文研究的内容、技术路线、目的及意义 1 6 1 本论文研究的内容 本文通过对遂宁市环境信息系统方案的研究，分析对比各通信网络技术方案优缺 点，选用中国移动g p r s 无线通信网络作为数据传输平台的重要性，并将此技术运用 于遂宁市环境信息系统中；结合信息系统中排污口实时监测数据，运用二维水质模型 模拟研究污染物迁移扩散规律，对涪江遂宁段流域的影响，选取三家造纸厂的c o d 浓度值、典型断面并运用计算机可视化技术，将模拟结果形象直观地反馈于信息系统 中，为环保部门提供科学决策的依据；基于整个信息系统的设计架构，结合g i s e s ( 专家系统) 技术，分析研究建立突发性环境污染应急指挥系统，同时运用突发性环 境污染应急指挥系统验证整个信息系统的正常运行。 具体内容包括： 1 、遂宁市环境信息系统组份的研究 2 、涪江遂宁段河流水质模拟的研究 3 、突发性环境污染事故应急信息系统的分析 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 1 6 2 研究拟采用的技术路线 调 库 获 图1 2 环境信息系统研究技术路线图 1 6 3 研究的目的和意义 本文在总结和借鉴国内外环境信息系统建设的先进经验和未来发展趋势的基础 上，通过对遂宁市环境信息系统建设方案的研究，探讨了在环境监测和监察工作中结 合信息技术特别是计算机技术、数据库技术、自动控制技术、地理信息系统技术、全 球定位系统技术、现代网络通信技术、自动化办公技术，设计一套适合本地区的环境 信息监控系统，这将极大提高各级环保局环保工作的信息化和自动化，对污染源的监 控和管理水平、提高办事效率，为科学决策提供更详实的数据源，加强对全辖区重点 排污企业、水质、大气环境质量的有效监控和管理；同时为我国的环境信息化系统的 理论研究和实践建设起到一定的借鉴作用。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 第2 章遂宁市环境信息系统简介 2 1 背景及需求分析 遂宁市成为四川发展最为迅速的城市之一，作为规划建设的成渝经济圈高速公路 网络中心和铁路枢纽城市。遂宁市具有较为丰富的自然资源，主要有石油、天然气、 盐卤，尤其以天然气、盐卤最为丰富。遂宁中小河流众多，其中主要以涪江为主要水 资源，涪江沿岸的河谷、平坝开阔、土地肥沃、工农商业发达、集镇众多；全市经济 发展迅速，主要以旅游、纺织、化工、能源、造纸具有一定规模，其中以化工、能源、 造纸生产过程中所产生的废水污染也越来越严重，以化工生产为代表的突发性污染事 件已经直接威胁到人民的身体健康，产生了巨大的经济损失和不良的社会影响。作为 遂宁市环保部门的工作重点，是对遂宁市辖区内重点污染源企业进行全面连续的不间 断监测，动态掌握重点污染源企业的排污及超标情况，把握污染企业的排污总量，以 便为总量控制和排污费的收取提供准确的数据，并为政府在今后的工业布局、市政建 设中提供科学的决策支持。 国家环保部从上个世纪9 0 年代就开始规划和部署全国全省的环境监控网络建设， 并多次通过正式文件和全国环境工作会议等方式对各省环境监控网络建设提出了明 确要求和指导意见。在全国开展“一控双达标”和“污染物总量控制”收到明显成效 的基础上，环保部进一步提出了污染源和环境监测站点实现在线自动控制和数据联网 的具体目标，“十五”期间，城市环境综合整治定量考核和建设项目验收技术规范也 都把环境信息系统建设的状况和水平纳入其中，这将加大了实施环境信息系统建设的 必要性。 目前遂宁市污染源在线监控系统监测主要选取了占遂宁市污染物排放总量大部 分分布在化工、造纸、能源、纺织、食品加工等行业3 8 家企业，各家排污企业的排 污口都安装了监测设备，监测人员定期到现场查看监测设备上的记录数据，时效性差、 工作效率低下、数据传输方式落后。 为了贯彻落实环保部提出的全面开展环境信息系统建设的要求，执行国家对环境 信息化建设的有关法律和法规。为加强遂宁市环境污染源的监控管理，对各个污染企 业排污状况实现实时、高效、准确、全面的监控，防止突发性环境污染事故的发生， 实现应急联动机制，最终实现环境管理工作的科学化、自动化的工作目标。2 0 0 8 年初， 遂宁市环保局全面开展了以污染源在线监控系统为基础的环境信息系统建设工作。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 2 2 系统建设目标 通过“环境综合信息系统”的建设工作，将使省、市、县( 区) 各级环保局的日 常业务工作进一步走向规范化、标准化、科学化，加速环保工作信息化、现代化的进 程。其最终要求能达到下述目的： ( 1 ) 基本完成重点污染源( 含废气和烟气) 自动监测设施建设和环境保护局“监 控指挥中心 ，形成点源减排数据的实时监控信息系统，并为建成及时、准确的减排 体系打下坚实基础。 ( 2 ) 运用计算机控制、通讯网络、数据库、地理信息系统( g i s ) 等成熟的先进 技术，结合污染源在线监控网络系统所应用的可靠的设备、成熟的技术和积累的丰富 的实践经验，建设环境监测中心与各监测点的网络连接。 ( 3 ) 建设环保局综合业务办公自动化系统，建设监测中心站质量管理体系办公 自动化系统，实现各项业务的