污染源在线监控平台解决方案.docx
《污染源在线监控平台解决方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《污染源在线监控平台解决方案.docx（42页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
污染源在线监控平台解决方案
XX市XX县污染源在线监控平台
解决方案
一、项目概述
1.1项目背景
进入21世纪，我国的社会经济已进入新的历史发展阶段，全面推进环境科技进步，建立环境监测信息系统，强化污染源的现场监督管理，准确及时地记录和掌握污染源排放情况，预防和及时发现污染事故，加大环保现场执法力度，实施统一有效的监督管理，为环境综合决策提供技术支持，是解决我国经济快速发展中日益突出的环境问题、确保国家环境安全，落实环境保护基本国策的关键所在。
但目前，我国的环境监测方法基本仍以常规手段为主，自动化、信息化、集成化、科学化水平较低，难以满足政府实施及时、高效的环境监督管理的需要。
为此，本公司结合我国环境在线监测的技术现状，综合利用计算机、通信等有关的最新技术手段，开发研制出环境监控综合信息管理系统，并在实施应用中不断加以完善，旨在全面提高政府在环境保护方面的科学综合决策能力，为解决中国目前和未来的重大环境问题，改善生态环境质量，保证人民身体健康，保障国家社会经济的健康发展，维护国家的环境权益提供强有力的支持。
1.2用户需求
用户需求为：
1、建立XX市烟气排放视频监控系统，实现对城区重点烟气污染源视频监控，实现计算机软件监控分析系统；
2、建立XX市环境在线监控平台，通过GPRS将前端污染源数据传输到监控中心，软件主要实现实时监控、超标告警、历史数据查询、数据统计、报表输出等功能；监控内容包括：
污染源在线监控、空气质量监控、放射源监控。
3、建立XX市数字环保平台（即GIS平台），实现环保业务方位区域化、数字化，加强环保部门执法力度、提高环保业务管理能力；使污染源在线监控系统在GIS上得以更形象的表现，使污染源监控数据与电子地图相结合，直观、明了展示监控数据内容；
4、环境事故应急决策指挥：
根据危险品库及时查找相关危险品的环境影响、处置方法；根据具体事件启动相应预案；通过扩散模型及时评估危害范围；通过系统及时得环境综合业务系统技术方案到受害人口，避难场所，救援力量等信息；根据以上综合信息帮组领导及时做出相关指挥命令：
人员撤离，组织救援，危险品处置，启动相应公众应急预案等。
二、系统概述
2.1系统结构
以GIS为平台，建设污染源自动在线监控系统，视频监控系统，环境预警系统，应急指挥系统，使各部分在GIS平台上得到表征，同时建立Web环保信息发布系统于一体的环境信息综合系统。
统一用户入口、统一权限管理本系统由多个子系统共同组成统一的综合信息管理系统，因此用户进入系统入口统一，各系统权限实现统一管理。
2.2系统功能简介
系统将主要包括以下功能：
1、污染源在线监控：
通过GPRS将前端污染源数据传输到监控中心，软件主要实现实时监控、超标告警、历史数据查询、数据统计、报表输出等功能。
2、实时监控，采用实时数据表格和实时曲线图的形式，监控界面清晰直观，实时数据刷新频率可以设定。
3、超标告警、管理，告警栏数据实时刷新，产生新的告警有声光提示，可以记录告警的处理方法，并跟踪处理结果。
4、历史数据查询，可以以时间段、监控区域、监控点位、监控数值为条件，实现组合条件查询，历史数据以数据表格和曲线图、柱状图、饼状图形式输出。
5、数据统计分析，按业务要求对在线监控数据进行统计分析，结果以表格和曲线图、柱状图、饼状图形式输出。
6、网络视频监控，在市区范围内主要烟气排污企业傍边制高点安装高倍镜头摄像机，实现对时区烟气排放全面视频监控。
7、GIS图形基本操作：
实现地图操作（放大、缩小、漫游）、定位、空间量算等GIS基本功能。
8、GIS环保专业数据管理：
对污染企业污染源信息（位置、企业属性、污染源信息）、在线监控信息、视频监控信息、危险品信息等进行添加、编辑、修改、删除。
9、基于GIS的数据查询统计：
实现基于地理方位的环保专业数据的查询及统计功能。
10、环境专题图生成及导出：
可以生成企业排污、环境功能区划、环境质量等专题图。
11、污染源在线监控与GIS结合模块：
在在GIS上实现污染源数据实时监控、告警，按地理方位数据查询统计报表等功能。
12、环保车辆监控调度：
动态跟踪及管理车载GPS执法车辆的活动位置，实现对执法车辆的动态调度与路径分析。
2.3系统技术特点
高度集成：
以先进的GIS技术为构架，集数据采集、传输、处理、应用于一体。
全方位：
覆盖了当前环境保护监控管理的所有要求。
高效率：
提供高效率的互助协作平台，实现全自动的业务办公。
强大的数据分析与决策支持：
建立了污染物自动监测数据、常规监测、城市污染源、污染源污染情况的数据仓库，实现了环境监测数据的多维分析，为环境信息的辅助决策提供了基础。
底图库模糊查询定位：
能在大面积的底图中迅速的对符合条件的图件进行定位查询，同时可浏览该图件的属性和参数。
强大的统计功能：
系统能够根据污染源的历史资料进行污染源排序，并可以对污染源资料和监测资料进行分类和统计，并可以结合地图的形式进行统计专题图输出。
完善的分析能力：
系统能够提供对包括工业三废和噪音、空气污染在内的各种污染物的分析，提供完整的分析图表，并且实现表格中的监测点和底图位置联动浏览。
多样化的查询：
系统提供图面查询和条件查询等多种查询方式。
2.4系统运行环境
（1）、系统运行软件环境
①操作系统要求：
Windows2003Server（企业版）（或2008）
②数据库要求：
MicrosoftSQLServer2005（企业版）（或2008）
③GIS支撑平台：
BaiDuMap、ArcGisServer（或Supermap）
④其它软件要求：
IIS6.0forWEBdeployment
（2）、系统运行硬件环境
系统运行时需要多台服务器作为后台的支撑，主要有WEB服务器、GIS服务器、数据库服务器、数据采集服务器，对服务器的要求如下：
处理器要求：
2.8（GHz）PentiumⅣ-class以上处理器。
②内存要求：
最低2048MB，推荐4096MB或以上；
③显卡要求：
256M或以上显存的显卡；
④硬盘要求：
推荐120G或以上；
⑤网卡要求：
100M以上的网卡。
推荐使用联想万全R150S30652G/2×250SRC这款
CPU：
不低于双核处理器IntelXeon3065，CPU要求双核心;
内存：
不低于2G,要求可扩充;
硬盘：
不低于300G,要求SATA类型
网卡：
千兆网卡；
二级缓存：
不低于4MB；
光驱：
COMBO刻录光驱；
2.5系统开发平台
（1）、软件结构为B/S模式：
开发语言需要采用A2.0（C#），开工具需要采用MicrosoftVisualStudio2005进行开发；
（2）、数据库：
MicrosoftSQLServer2005（或2008）；
（3）、地理信息平台软件：
ArcGIS（或Supermap）
（4）、模型设计软件：
ROSE2003
三、详细设计
3.1环境地理信息系统
3.1.1GIS
GIS（GeographicInformationSystem）即地理信息系统，它是利用现代计算机图形和数据库技术来处理地理空间及其相关数据的计算机系统，是融地理学、测量学、几何学、计算机科学和应用对象为一体的综合性高新技术。
其最大的特点就在于:
它能把地球表面空间事物的地理位置及其特征有机地结合在一起，并通过计算机屏幕形象、直观地显示出来。
基于GIS的设计思想和环保事业建设的需要，将电子地图与环境数据相结合以反映污染源地理分布及环境管理要素情况这就形成了具有专业特性的环境地理信息系统。
通过环境地理信息系统，可以使管理部门和决策者在不亲临现场的情况下，能直观地认识和掌握本地区的污染特点和各种环境要素，使环境管理者的管理工作更具有时效性和针对性。
通过该系统由环境质量分析、污染源分布、城市环境治理设施分布等基本环境地理信息元素构成，同时可以挖掘空间数据库和环境监测数据库中的信息，经过软件分析和统计，呈现出一些具体、直观的环境监测专题电子图，如空气质量专题图、污染源分布专题图等，使得各级管理部门可以以最直观的方式获得最新的污染源概况和环境质量等信息，为及早发现和处理突发污染事故赢取宝贵的时间。
在环境管理工作中包含了大量的环境质量和污染源数据，这些数据与各项管理工作紧密联系，同时也是环境管理工作各项决策的直接依据。
通过本系统，在数据交换和数据发布的基础上，在各个“信息孤岛”间建立起沟通的桥梁和纽带，充分发挥空间分析直观性的功效，在环境地理信息系统内实现信息集成、加工、分析，为决策提供统一有力的支持。
本系统结合大港区环保局的要求，结合GIS的特点和环境保护的要求，在GIS系统基础上主要形成以下模块功能：
1、基本GIS功能：
系统具有通用的图形操作功能。
如放大、缩小、漫游、导航、空间量算等。
环保专业数据的查询定位：
污染源和环境监测分布点，污染源信息与环境监测数据查询。
2、环境地理信息数据的规划组织及管理：
系统的整合及表现都是地理信息系统为核心，而地理信息系统的应用基础是各种空间数据，因此，对数据进行合理的规划和组织是系统建设的关键。
3、环保专业数据查询统计：
实现基于地理方位的环保专业数据的查询及统计。
4、环保专题图发布：
系统通过对污染源在线监测和环境质量监测分析的数据结果，结合地形图，自动生成各种专题图进行发布。
如空气质量专题图、污染源密度专题图等。
5、与在线污染源监控结合：
在在GIS上实现污染源数据实时监控、告警，按地理方位数据查询统计报表等功能。
3.1.2基本功能要求
系统的主要功能是通过地理信息系统将污染源在线监控的各项数据和实际的地理信息结合起来。
同时完成各类专题图的制作管理，实现地理数据与环境业务数据信息的衔接，实现分析、对比、报警等高级查询。
提供基于GIS系统的高效、直观、方便的信息系统。
该部分主要实现的功能模块有：
基础地图信息管理、图形的显示模块、数据采集模块、专题图的分类和管理模块、综合分析模块和综合输出系统。
环境GIS地理信息系统主要利用地理空间信息、环境要素（如污染源点位、数据）及其他专题数据、模型数据等，制作各类专题图，并把专题图保存到空间数据库中。
综合来说除实现GIS的基本功能外，要面向污染源监控，排污企业及其他环保局业务实现相关功能要求，主要实现功能有：
1.GIS基本操作：
基本功能；窗口放大、缩小、移动、复位、更新、消除等；点位查询、信息查询；图形/数据库编辑。
提供多种专题图的编辑与管理操作，包括开窗口、移动窗口、任意放大缩小窗口比例，显示窗口及图形捕获信息等系列可视化技术功能。
2.企业基本信息：
根据用户需要选择不同的企业在界面上显示该企业的基本信息。
3.企业点定位：
在GIS界面上定位一个企业的坐标，可以很直观的在GIS界上看到一个企业的位置。
从GIS界面获得地理坐标，做出企业坐标保存在企业信息表中。
4.设备状态显示：
在GIS界面提供直观显示每台设备的通讯状态。
比如红色表示超标、绿色表示正常。
黄色表示设备不在线。
方便用户对设备状态的快速、直观查询。
5.企业检索：
由于企业比较多，需要提供按照关键字的匹配进行模糊查询。
6.污染源分布：
主要用于对锅炉、排污口等污染源分布信息进行显示、查询和统计。
比如可按吨位、高度、用途等信息对锅炉分布进行不同的分层显示，每种类别使用不同的符号标志；可按吨位、高度、用途、地区分布等信息进行统计。
7.数据汇总：
数据进行汇总，并把汇总数据存入汇总数据库中以备上级采集调用和报表的输出。
8.污染源数据分析：
对于企业排放汇总数据（各种污染物排放量、污水排放量和治理设施运行时间）按指定的时段（年度、月度、周度、日）进行列表和图形方式分析，列表分析将以表格方式给出上述数据，而图形方式通过使用3种图形（直方柱状图、曲线析线图、饼图）直观地给出上述数据。
9.基于GIS的自动监测监控：
在环境监测过程中，利用GIS技术对实时采集的数据进行存储、处理、显示、分析，实现为环境决策提供辅助手段。
自动采集、传输、存储并显示各空气环境质量指数。
3.1.3结构框图
环境GIS充分利用现代计算机技术优势，发挥强大的计算统计功能、可视化功能和多媒体展示功能，来管理和利用环境保护信息。
其系统结构框图如下：
本系统内的环境地理信息子系统不仅要实现GIS的基本功能，更要服务于环保行业的具体业务，如污染源区域划分、烟气设备管理、污染源数据显示等，可以说环境地理信息子系统是环保业务的集中体现，其功能框图如下：
3.1.4功能详解
环境地理信息系统除了具有GIS所具有的通用功能外，作为环保业务数据最直观的表现形式，承担着环保业务数据查询，显示的重任，同时其底层的数据库需要实现和环保业务相关元素的数据信息，主要有城市地形图和专题图。
地形图包括居民地、街区、道路、水系、行政区划等；专题图主要是与环境保护有关的专题信息，包括人口分布图、企业分布图等社会专题信息及重点污染源分布图、大气监测点位分布图、环境功能区（水、气、噪声）环保专题信息。
同时还有环境信息属性数据，主要包括重点污染源数据、大气监测数据、交通噪声监测数据、烟控区数据及其它基本社会经济要素、环境要素数据和信访投诉数据等。
1.基本GIS功能
GIS基本功能是GIS系统比较通用的一些方法和特性，可以包括的基本功能如下：
地图是任何地理信息系统不可或缺的重要组成部分，是对空间信息的直观表达。
在GIS平台中，将实现各种对地图的常用操作，便于用户方便、快捷的使用：
Ø地图显示、放大、缩小、自由缩放、漫游功能
Ø地图全幅显示、刷新功能
Ø地图比例尺控制
Ø鹰眼图
Ø地图图层控制
Ø地图背景设置
Ø各种地图风格设置
Ø地图量算功能，包括距离量算、面积量算、角度量算
除此之外GIS系统基本功能中还包含获取相应对象信息功能，通过在地图上的便捷操作，地理信息系统技术极大地丰富了获取相应对象信息的手段，使得这一过程得以方便、直观地进行，极大地提高工作的效率。
系统将包括以下多种从地图中选取对象的方式：
（1）点选
通过用鼠标在地图上点击的方式选取统计单元，每次选取一个行政单元。
（2）圆选
通过用鼠标在地图上画圆的方式选取统计单元，每次可以选取同一级别的多个行政单元。
（3）框选
通过用鼠标在地图上拉矩形框的方式选取统计单元，每次可以选取同一级别的多个行政单元。
（4）多边形选
通过用鼠标在地图上画多边形的方式选取统计单元，每次可以选取同一级别的多个行政单元。
3.1.5环境地理信息数据的规划和组织
系统的整合及表现都是地理信息系统为核心，而地理信息系统的应用基础是各种空间数据，因此，对数据进行合理的规划和组织是系统建设的关键。
1．数据内容
根据环保局系统建设的要求，系统中必须包括的空间数据如下：
该地区最新1：
10000基础地形图，内容起码要覆盖本地区道路、河流、植被、居民区等。
该地区最新行政区划图，内容包括市、区/县、镇/街道（根据环保局实际应用的需要可包括更详细的区域划分）。
污染源空间点位分布图及属性，内容包括烟尘点分布、污水监测点位分布、污染源噪声监测点位分布、放射源点位分布、危险化学品存放位置分布
环境质量监测点位分布及属性，内容包括地表水、空气质量、环境噪声等监测点的分布图。
排污企业单位点位分布图及其相关属性。
根据环保局对系统应用的实际要求，系统可选择性的包括如下空间数据：
2．数据要求
①与选择的GIS开发平台相对应的矢量地图格式。
②必须按照标准的GIS数据格式处理地图，同一个地物对象必须与图上的图形元素一一对应，不可以分割。
③不同的地物类型必须赋予不同的标准符号和分层甚至按标准进行编码。
④按照所选平台所支持的格式处理成电子地图。
⑤每一个图形元素在空间数据库里面对应着相应属性信息，必须具备ID、编号、名称三个以上的属性字段。
⑥地图图层必须转换成统一的坐标系。
3．数据组织方法
①以基础地形和行政区划为底图构建城市电子地图。
②在电子地图上叠加环保专题数据（污染源、空气质量监测点、排污企业点位等信息。
③如果该地图点为分布比较密，可以采用比例缩放的处理方式，是不同种类的分布点在实际有意义的放大比例下显示。
④在空间对象分布较密的情况下，其标注信息显示会非常混乱，这是可以采取文字过滤或者说是文字避让的处理方式。
⑤空间点属性可以按照环保部门的标准进行编码，但必须唯一。
3.1.6数据管理
环保信息系统是一个大型的、专业的GIS系统，和以往的MIS系统相比较，它有其自身的特点。
系统数据大体上由两部分组成：
一部分是空间数据，也称图形数据，它由基础底图和环境专题图组成。
基础底图可通过MapInfo平台将电子地图进一步编辑而成，环境专题图在以上所定义的地理底图的基础上生成，内容包括污染源、环境监测点等；另一部分是属性数据，系统所需属性数据大部分是公共数据库中的数据。
污染源数据管理：
主要负责建立、维护各种污染源的信息，包括排污企业的企业信息，污染源类别划分，在数字地图上标注各种污染源的位置，显示各种污染源空间位置分布图。
污染源数据管理分为两大类，其中通过地图上的排污企d业的分布点可以查询到企业的基本信息与其所有相关的污染源信息；而通过地图上的污染源分布点可以查询到所有在线设备监测的实时数据。
监测站数据管理：
负责建立、维护各种监测设备（包括大气污染监测设备、烟雾排放监测设备、噪声监测设备、污水排放监测设备等）的安放位置，监测数据的采集，在数字地图的背景下显示各种监测设备的分布图，实时动态地显示各种监测设备的监测数据，对于有超指标的监测点能够实时响应报警。
同时将监测数据按时段存储，以备日后统计查询。
监察车辆GPS数据管理：
实时接收监察车辆的GPS定位数据，在数字地图的背景上实时显示各监察车辆的位置、分布和运行路线。
以便在出现环境污染事故时，能够协助监控中心的指挥调度人员迅速找到距事发地点最近的监察车辆赶赴事发现场。
视频监测分布点数据管理：
主要负责建立、维护各个视频点的空间位置信息，在数字地图上标注各各个视频点的位置，实时采集各个视频点的视频数据，并对其进行林格曼黑度分析，对数据分析结果进行入库管理，便于以后进行查询统计。
3.1.7数据查询与统计分析模块
污染源信息是环境管理影响最大的信息源，也是环保信息系统的核心部分。
本系统利用GIS技术把城市环境污染源应用软件构筑于污染源数据库管理系统和图形库管理系统之上，提供具备空间信息管理、信息处理和直观表达能力的应用。
能综合分析环境情况，实现污染源信息的综合查询，为计划决策提供信息支持，为有关的评价、预测、规划、决策等服务。
其系统查询功能主要包括：
污染源定位查询、污染源条件查询、污染源分类查询、属性数据库查询、污染源区域查询等功能。
基于同样的操作方式，系统还提供对环境质量、远程视频、车辆GPS、企业排污等信息进行查询，操作方式包括两大类：
基于位置的查询，也就是从图到属性的查询；基于属性的查询，也就是从属性到图的查询。
用户在系统中可对自己感兴趣的某项内容进行定位查询，标题关键字查询，所查询的内容以图形、图像、文字等形式予以显示，以便全方位，多层次地提取信息。
统计分析是指对各专业部门的信息进行分析与统计，统计的结果可以按表格形式，统计直方图，专题图形式直观地输出显示并可直接输出成图。
统计分析使管理者对专业信息有直观的了解，便于决策使用。
污染源历年统计分析：
对城市历年的污染源资料统计，阶段性分析企业的污染物的排放，污染源的变化情况，预测污染变化趋势，突出污染严重的企业并跟踪管理，有利于综合治理污染环境。
统计分析的类别包括：
污染物排序统计分析、污染物历年数据统计分析、污染源与其他监测点缓冲区分析、区域分析等。
其表现形式包括报表和统计专题图。
监测资料统计分析：
根据监测点资料，对当前区域内造成的环境质量变化进行分析，从而为区域开发建设及区域环境污染综合防治提供科学依据。
利用开放式网络数据库连接，可以较准确和方便地对当前大气环境质量及影响进行监测，为环境污染治理提供支持和参考。
其功能体现包括：
监测点信息查询、监测点点位分析、等值线分析、大气环境质量状况、大气污染变化趋势、空气质量周报、区域噪声、功能区噪声、交通噪声、交通噪声、环境噪声浏览等部分。
空间分析功能：
包括拓扑空间分析，线性网络分析、地形模型分析、缓冲区分析、格网分析、空间叠加分析及其它功能，只要按其要求装入数据，设定参数，便可获得分析结果，这些功能是构建模型库的基础。
制作环境专题图：
环境制图是环境科学研究的基本工具和手段。
与传统的、周期长、更新慢的手工制图方式相比，利用GIS建立起地图数据库，可以达到一次投入、多次产出的效果。
它不仅可以用户输出全要素地形图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题图，如污染源分布图、大气质量功能区划图等等。
GIS的制图方法比传统的人工绘图方法要灵活得多，在基础电子地图上，通过加入相关的专题数据就可迅速制作出各种高质量的环境专题地图。
可以根据实际需要从符号和颜色库中选择图件，使之更好地突出专题效果和特性。
3.1.8专题图分析
专题图是统计分析结果数据和地图的结合点，可以从地图上体现出社会统计经济学的空间分布规律。
根据统计业务的特点和需要，主要提供统计专题图，能够给组件提供统计数据、地址代码、专题图类型。
这样，组件可以根据组件外部输入的内容，以向导的方式进行专题图的制作。
3.2环境在线监控系统
3.2.1系统简述
监控内容主要包括：
污染源排放在线监控――烟尘（烟尘、SO2、NOx）、污水（COD、流量、TOC、总磷、氨氮、PH值）、污染源噪声。
环境质量在线监控――空气质量、地表水、环境噪声。
放射源监控系统主要功能：
实时监控，采用实时数据表格和实时曲线图的形式，监控界面清晰直观，实时数据刷新频率可以设定。
超标告警，告警栏数据实时刷新，产生新的告警有声光提示，可以记录告警的处理方法，并跟踪处理结果。
前端设备远程控制，系统应能适应已有的仪器的通讯规约，根据已有通讯规约进行远程控制与参数设置。
历史数据查询，可以以时间段、监控区域、监控点位、监控数值为条件，实现组合条件查询，历史数据以数据表格和曲线图、柱状图、饼状图形式输出。
数据统计分析，按业务要求对在线监控数据进行统计分析，结果以表格和曲线图、柱状图、饼状图形式输出。
报表输出，按业务要求输出日报表、月报表、年报表。
通信、设备状态监控，实时监控通信链路状态以及前端设备运行状态，便于系统维护。
预留手工录入数据接口，对于暂时没有安装在线设备的监控点，可以实现人工手动输入数据。
环境监控系统的主要管理功能通过客户端管理软件完成，客户端管理软件主要包括对污染源企业、排污口、记录仪、通道、监测数据等基本信息的管理，对环境质量监测点基本信息的管理，远程控制数据采集终端（记录仪）及设置记录仪参数，对记录仪监测数据的实时处理与分析，以及使用各种复杂条件绘制图表和报表，处理排污超标报警等。
通过客户端管理软件，可以实时监控各环境监测点。
另外，客户端管理软件提供了友好的软件界面与GIS地理信息平台，使操作过程更加简单方便、使用过程更加活泼有趣。
3.2.2监控系统功能简介
（1）系统登陆客户端管理软件提供授权的访问方式，以保障系统管理的安全
升级会员 