北京市气溶胶(PM10、PM2.5)反演与预警系统.doc

说明：此文件为报名时必须要提交的文件，作为报名的一个重要组成部分不可缺少，如参赛小组不提交该文档，则报名无效Esri 2012中国大学生GIS软件开发竞赛项目计划书（D-ENVI/IDL开发组适用）参赛作品名称 北京市气溶胶（PM10、PM2.5）反演与预警系统 团队成员姓名 学校/院系 聊城大学环境与规划学院 队长及联系电话 快递地址 邮 编 252059 队长电子邮箱 （说明： 2012年4月30日集中报名截至后，选手仍然可以报名参赛，但组委会将不再提供参赛软件。） 竞赛官方讨论站点： 参赛须知：所有参赛作品必须是原创作品，并且参赛者均须保证其提交的作品是由其本人或所属参赛团队原创并拥有、以前从未被发表或发布或许可给第三方发表或发布、以及不损害任何第三方的名誉权、隐私权等任何权利。参赛作品的原创版权归参赛团队所有，竞赛组委会仅拥有对获奖作品进行展示及推广的权利。如果提交作品，则意味着接受并遵守参赛要求和参赛规则。项目计划书提交时间:即日起至2012年4月30日截止。项目计划书提交流程:（1） 在报名系统选择报名小组，并依次填加小组成员及指导老师；（2） 下载该项目计划书，完整填写后，在报名小组信息中相应位置进行上载（请注意项目计划书文件的大小，尽量不要超过1.5m）；（3） 组委会在收到该文件后，会给予审核，审核通过后，系统自动赋予参赛编号。项目计划书应包括如下内容（请以此为模板填写）：一、 项目概述1. 引言近二十多年来，随着我国工业化和城市化进程加快，各种大气污染物高强度、集中性的排放，大大超过了环境承载力，导致空气质量严重下降。大气污染不仅影响城市景观，还会严重危害公众健康，已成为影响我国城市和区域可持续发展的重要因素。气溶胶即悬浮在气体中的固体颗粒物和液体微粒与气体载体共同组成的多相体系，其动力学直径大约在0.001um100um之间，直径10um的可吸入颗粒物(PM10)和直径小于25um的可入肺颗粒物(PM2.5)对人体健康有巨大危害。气溶胶颗粒的增加是近年来城市及郊区频现“灰霾”天气的一个重要原因。而且，气溶胶（PM10、PM2.5）的污染会严重影响人的身体健康，据统计由于气溶胶的污染，北京市人口寿命平均减少五年左右。2. 项目背景/选题动机/目的目前国内对气溶胶的监测依靠环保部门地面采集、监测网络等方式获得数据，这种方式费时、费力、昂贵，对于发展中国家更是如此。同时气溶胶的时空特征存在巨大差异，而地基测站很少，所以地基观测方式难以实现大范围监测。相比于传统的监测手段，卫星遥感技术具有宏观性强，能快速获取地表的空间变化和时间动态变化信息等特点，在环境质量现状和应急监测方面具有明显的优势，卫星观测反演气溶胶的方法已成为越来越重要的气溶胶监测手段。二、 需求分析1. 概要【指出项目的需求，该系统主要解决的实际问题】 由于地面监测的局限性，辅以遥感动态监测气溶胶成为不二之选，本系统基于高时间分辨率的MODIS影像和高空间分辨率的环境减灾卫星影像、TM影像反演北京市气溶胶时空分布，在反演气溶胶的基础上分析气溶胶与PM10和PM2.5的关系，从而得到PM10和PM2.5的时空分布图。结合植被覆盖度、地表温度、相对湿度、地形（DEM）以及气象等多种影响因子来综合分析与气溶胶和PM10、PM2.5的关系。最后利用数据挖掘CART算法以多种影响因子为自变量实现气溶胶的预警。从而帮助受污染城市对气溶胶（PM10、PM2.5）进行预防和治理，给城市人民一个清爽的空气，一个健康的身体。2. 应用领域/实用性分析【指出项目的应用领域及实用性】本系统是对城市气溶胶进行动态监测与预警，可以用来监测城市大气状况，尤其是对人身体健康影响很大的PM10、PM2.5。以此来帮助城市人民预防和治理大气污染，还城市人民一个清新的家园。三、 系统功能概述【针对需求，对系统的设计概念和功能进行描述】 本系统是C/S和B/S相结合的，在C/S端系统主要分为三大功能模块：1.基于多种影像的气溶胶反演2.分析影响气溶胶产生以及分布的因子3.利用CART算法对气溶胶进行预警；在B/S端主要是发布气溶胶现状分布图、和各种因子之间的分析结果以及预测的气溶胶时空分布图供不同用户（林业局、交通局、国土资源局、城市普通人民）浏览与分析。图1是基于StarUML软件制作的用例图（Use Case Diagram）。图1四、 系统设计概述1. 系统构架图【从工作流程和数据流程方面来说明系统的设计，尽量使用图表的方式】图2是基于StarUML软件制作的部署图（Deployment Diagram）。图22. 功能模块描述【针对系统设计和架构，对系统组成的各个功能模块进行描述】3. 功能模块间接口定义【模块与模块之间的接口说明，尽量使用图表的方式】五、 系统环境 开发平台VS2010、notepad+开发工具ArcGIS Engine Developer kit、ArcGIS API for Javascript、ENVI/IDL、ArcGIS Server、SQL Server 2008开发语言C# 、IDL、javascript、HTML5+CSS3运行环境Windows7系统数据库(可选)SQL Server 2008其他（可扩充）六、 开发周期2012年4月25-2012年8月1日七、 参加本次竞赛的出发点及建议参加本次比赛主要是为了锻炼自己，挑战自己，巩固自己的专业知识，同时也是积极的扩展3S的应用，而且空气污染也越来越受到重视，因此本系统以能够客观的监测气溶胶，关系城市人民的身体健康为出发点，设计并实现本系统。八、 参赛队员学生证信息（图片）每位成员的学生证扫描件（请