arcgis10.1大气污染实验报告.doc

基于Arcgis10.1的南京市SO2污染物分布模拟与影响评估1. 引言近几年中国的经济不断发展，伴随的不断增长的GDP是愈演愈烈的环境污染，大气污染成为众多环境污染中不可忽视的一部分。当污染物pm2.5成为人们生活的新话题，作为“老牌”污染物的SO2依然影响着人们的生活。SO2是无色、有刺激性气味的气体，易被湿润的粘膜表面吸附生成亚硫酸、硫酸，对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用，大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。南京市是中国重要的城市之一，近些年的大气污染也比较严重，进而选择南京作为研究区域。2.实验目的运用所学的Arcgis10.1软件对2015年7、8月份南京市13个检测点的SO2污染物的值与21个重点大气污染企业排放SO2污染物的检测值进行比较，检验南京市主要SO2污染是否为大气污染企业排放所致；考虑将重点SO2污染物排放企业迁址，选择不影响人们生活也便于企业的地点作为新地址。3.实验材料软件：Arcgis10.1实验数据：文件夹“实验数据”中4.1实验数据准备1、 配准底图：投影为WGS_1984_UTM_Zone_49N2 数字化主要道路以及行政边界南京市主要道路南京市行政区划边界以及人口密度3、 监测点以及污染企业展点监测点污染企业4.2.1实验数据第一步处理4.2.1.1实验简述根据已经收集的污染企业以及监测点的SO2数据，我想通过arcgis分析南京市13个污染监测点检测到的SO2污染物浓度是否主要是因为南京市21个大气污染企业的排放。4.2.1.2基础数据南京市污染监测点分布图，南京市大气污染企业分布图4.2.1.3实验流程南京市污染监测点南京市大气污染企业IDW插值提取等值线（contour）IDW插值提取坡度（slope）等值线图与坡度图叠合分析，以判断南京市大气污染监测点所测的污染值是否主要由于南京市大气污染企业排放所致4.2.1.4处理方法首先对污染监测点进行IDW插值，插值的依据是监测点属性表中的污染值；然后对IDW插值形成的图提取等值线contour，以1作为等值线的间距；其次对大气污染企业进行IDW插值，插值的依据是污染企业属性表中的污染值；最后对IDW插值形成的图提取坡度slope以便更直观的看出污染程度，以5%为坡度的分隔。4.2.1.5实验结果说明：红色线是污染监测点的污染值等值线，紫色的背景图是大气污染企业的污染值坡度（颜色越深表示污染越严重）4.2.1.6结论南京市13个监测点的SO2数据与南京市21个大气污染企业的SO2数据基本吻合，说明南京市SO2污染主要是大气污染企业排放所致，还有一部分可能是因为汽车尾气的排放、取暖烧煤的排放等等；从图中很清晰的看出有一个区域的SO2污染及其严重，所以实验的第二步考虑为该区域的大气污染企业寻找新的地址。4.2.2实验数据第二步处理4.2.2.1实验简述由于仙林那边污染特别严重，而那边又有南京大学、南京师范大学等众多高校，所以考虑为该地的大气污染企业重新选择位置。4.2.2.2基础数据南京市污染监测点分布图，南京市大气污染企业分布图，南京市道路分布图，南京市人口密度图4.2.2.3实验流程重分类转栅格Thiessen泰森多边形南京市大气污染企业南京市人口密度Multiplebuffer多级缓冲南京市道路转栅格转栅格重分类 重分类Field calculate，value值越低越适合作为新地址4.2.2.4处理方法影响因素一：道路首先对道路做多级缓冲，分别以1000米、2000米、3000米然后将生成的多级缓冲图转为栅格，以距离作为栅格单元的值，将栅格大小定为50最后将生成的栅格图重分类，1000米以内赋值3、10002000米赋值2、20003000米赋值1影响因素二：污染企业首先对已有的污染企业做Thiessen多边形然后将生成的图和原先的污染企业图做表连接其次将生成的Thiessen多边形转为栅格，以污染值作为栅格单元的值，将栅格大小定为50最后将生成的栅格图重分类，影响因素三：人口首先将南京市的人口密度图转为栅格，以人口密度作为栅格单元的值，将栅格大小定为50最后将生成的栅格图重分类，完成上述三步后，将三步最后生成的重分类图做field calculate4.2.2.5实验结果说明：图中的Value值是通过field calculate计算出来的4.2.1.6结论在重选址的过程中，离道路越近越适合、人越少越适合、污染企业越少越适合。考虑上述的影响因素，得到了结果图，颜色越浅表示越适合作为新的地址。5. 实验心得本次实验从数据准备到数据处理都是一个人完成，实验的过程遇到了不少困难，一开始准备使用风频表的信息对重点大气污染企业的污染物扩散进行模拟，后来发现利用风频表模拟arcgis10.1现有的功能并不能直接完成，不得不中途改变实验的方法。实验准备过程中：监测点利用经纬度坐标展点时总是不能展在配准好的影像图上，经过多次试验以及上网百度资料发现在展点的过程中不能定义投影坐标系，直接定义地理坐标系后，监测点很准确的出现在影像图上；道路数字化的过程中，由于同一道路并不一定都是连在一起的，所以在制作属性表的过程中出现了道路名称这一字段的冗余，这是本次实验的一个瑕疵；直接下载的影像图中没有南京市各区的行政区划边界，便直接从网上下载了一个行政区划边界的jpg图，导进arcgis10.1中与已经配准好的影像图进行配准，顺利地完成了行政区划边界的编辑绘制。实验处理过程：处理污染企业的数据时，希望能够显示的表示出污染比较密集严重的区域，于是想到了处理高程数据的过程中，常常使用坡度来表示等高线的密集与否，将这一思想融入污染企业数据的处理，使得图中的严重密集污染区域清晰的显示，为第二步的选址提供了思路。6. 实验说明实验中所使用到的污染数据均是从官网上下载得到，由于数据较多，所以均采用均值来表示。实验前期