GIS在水質(zhì)污染方面的應(yīng)用？具體是什么

GIS應(yīng)該是利用解析遙感圖像來(lái)達(dá)到水質(zhì)污染方面的應(yīng)用，利用數(shù)學(xué)模型，代入校正參數(shù)來(lái)解析，具體我也不太明白，查查相關(guān)的文獻(xiàn)資料吧

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提倡二次供水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)有什么優(yōu)勢(shì)呢？

以物聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)傳感技術(shù)為核心，利用大數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息技術(shù)，搭建包括實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)、GIS展示、統(tǒng)計(jì)分析、超標(biāo)報(bào)警等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)供水管網(wǎng)的出水、飲用水等在線監(jiān)控、自動(dòng)監(jiān)督、遠(yuǎn)程監(jiān)管。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 水廠自來(lái)水供應(yīng)前水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

一、產(chǎn)品詳情

二次供水水質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)應(yīng)用聚焦水環(huán)境治理的重點(diǎn)民生問(wèn)題，通過(guò)部署在居民區(qū)二次供水系統(tǒng)內(nèi)部的物聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)傳感器，采集水體信息，為城市二次供水的工作長(zhǎng)效管理、跟蹤評(píng)價(jià)提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。二次供水水質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，彌補(bǔ)無(wú)法實(shí)時(shí)獲取二次供水水質(zhì)變化情況，通過(guò)獲取高時(shí)間分辨率、高空間分辨率的水質(zhì)監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)分析水質(zhì)變化情況，為各級(jí)管理部門提供二次供水水質(zhì)的數(shù)據(jù)，確保市民用水安全，提高居民的生活保障力度。

示范圖

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 水廠實(shí)拍圖

系統(tǒng)由應(yīng)用層、平臺(tái)層、傳輸層和感知層構(gòu)成，其中監(jiān)測(cè)設(shè)備通過(guò)NB-IoT、LoRa窄帶物聯(lián)技術(shù)或者GPRS進(jìn)行通信，感知數(shù)據(jù)接入物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 監(jiān)控室

1） 監(jiān)測(cè)指標(biāo)

根據(jù)《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ-T 206-2005）、《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）、《二次供水設(shè)施衛(wèi)生規(guī)范》（GB17051-1997），二次供水選取余氯、濁度等指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)水體質(zhì)量。

（2） 數(shù)據(jù)傳輸

監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可通過(guò)NB-IoT、LoRa或GPRS等方式進(jìn)行上傳，數(shù)據(jù)上傳頻率默認(rèn)為15min/次（可根據(jù)用戶需求設(shè)定）。

（3） 監(jiān)測(cè)設(shè)備

水質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備主要包括一體式機(jī)柜和傳感器兩部分

（4） 部署方案

二次供水水質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)是在水箱旁部署專用檢測(cè)箱，在入戶水管處增加三通管，其中一路通往用戶，另一路將池水引入檢測(cè)箱內(nèi)的檢測(cè)池中，確保檢測(cè)的水與入戶飲用水同質(zhì)量。通過(guò)部署在檢測(cè)池內(nèi)的專用水質(zhì)傳感器監(jiān)測(cè)相關(guān)水質(zhì)數(shù)據(jù)。水樣經(jīng)由房屋雨水排口排出。測(cè)量前會(huì)給予一定時(shí)間的水流通來(lái)清洗檢測(cè)池。其設(shè)備安裝示意圖如下圖所示：

二、應(yīng)用場(chǎng)景

本方案適用于智慧城市、二次供水、居民飲用水的水質(zhì)監(jiān)測(cè)。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 水廠實(shí)拍圖

三、產(chǎn)品亮點(diǎn)

（1） 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

將傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)與新興物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)水箱水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：高空間分辨率：易于大量部署，形成完善的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)； 高時(shí)間分辨率：水質(zhì)數(shù)據(jù)24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

（2） GIS展示

通過(guò)水質(zhì)數(shù)據(jù)與GIS系統(tǒng)結(jié)合，直觀的展現(xiàn)水質(zhì)變化情況，并提供移動(dòng)端水質(zhì)綜合信息服務(wù)，具體內(nèi)容包括：通過(guò)不同顏色展示各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水質(zhì)情況；具有信息面板，展示各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的指標(biāo)信息；GIS系統(tǒng)的其他基本操作，如：放大/縮小，拖動(dòng)等。

（3） 超標(biāo)報(bào)警

通過(guò)居民區(qū)二次供水水質(zhì)信息的實(shí)時(shí)分析，推送水質(zhì)劣化事件。當(dāng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)值到達(dá)預(yù)警限值時(shí)，發(fā)送超標(biāo)報(bào)警。管理人員可及時(shí)了解水質(zhì)超標(biāo)情況，迅速采取治理措施。

四、客戶案例

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 安裝現(xiàn)場(chǎng)圖

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 野外取水監(jiān)測(cè)點(diǎn)

安裝現(xiàn)場(chǎng)

地理信息系統(tǒng)與自然科學(xué)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，已經(jīng)有越來(lái)越多的新技術(shù)在環(huán)境保護(hù)科學(xué)中應(yīng)用起來(lái)，其中地理信息系統(tǒng)科學(xué)與環(huán)境科學(xué)的交互滲透，使得環(huán)境科學(xué)的發(fā)展有了質(zhì)的飛躍，使得環(huán)境保護(hù)的監(jiān)測(cè)、管理、規(guī)劃都更加的便捷。其中，地理信息系統(tǒng)中開發(fā)應(yīng)用的軟件ArcGIS的使用很好地解決了環(huán)境保護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境生態(tài)學(xué)、環(huán)境毒理學(xué)中需要繪制地理圖形的問(wèn)題，擺脫手工制圖的不精確性，提高了環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域工作的效率。地理信息系統(tǒng)是特定的空間信息系統(tǒng)，它處理的對(duì)象是多種地理實(shí)體，地理現(xiàn)象數(shù)據(jù)及其空間關(guān)系數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)言之，地理信息系統(tǒng)是對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，編輯，儲(chǔ)存，分析和輸出的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以其強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及空間分析能力，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確管理和分析的目的，因此，GIS與環(huán)境科學(xué)的結(jié)合運(yùn)用有著巨大的發(fā)展?jié)摿?，GIS 與環(huán)境科學(xué)在研究對(duì)象和研究方法上具有的相似性和互補(bǔ)性,使二者的結(jié)合有著巨大的發(fā)展?jié)摿?預(yù)期在環(huán)境管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、環(huán)境工程及環(huán)境地球化學(xué)等領(lǐng)域擁有很好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)，環(huán)境科學(xué)，空間關(guān)系數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

1. GIS技術(shù)的簡(jiǎn)介

地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System，簡(jiǎn)稱 GIS) 是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多種空間的、動(dòng)態(tài)的地理信息為地理研究和決策服務(wù)。地理信息系統(tǒng)能為現(xiàn)實(shí)地理空間上的物質(zhì)和能量運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究提供方便、準(zhǔn)確的空間管理和空間分析手段。GIS系統(tǒng)是在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)( DBMS)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)( CAD)兩個(gè)比較成熟的軟件技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,并附加了對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析的特殊功能。GIS以其混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的地理空間分析功能而別具一格。它所提供的專用函數(shù)可用來(lái)進(jìn)行測(cè)量、坐標(biāo)變換、圖號(hào)和顏色, 根據(jù)編輯好的空間數(shù)據(jù)分層選擇, 通過(guò)逐層疊加形成各種專題圖, 通過(guò)繪圖機(jī)、打印機(jī)等輸出。

GIS是采集、儲(chǔ)存、管理、分析和描述整個(gè)或部分地球表面(包括大氣層在內(nèi))與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。GIS 引擎提供大量操作分析功能, 包括:測(cè)距、投影變換、統(tǒng)計(jì)、拓?fù)浏B壓、緩沖區(qū)分析、地形表面操作、網(wǎng)絡(luò)分析等等. 許多GIS 產(chǎn)品允許用戶利用宏語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展, 包括定制菜單和函數(shù)等. 有的還支持與外部應(yīng)用程序進(jìn)行開放通訊。GIS 可以根據(jù)若干原則來(lái)分類, 例如: 所完成的任務(wù)、目的、專業(yè)類型、系統(tǒng)功能、用戶類型、行政等級(jí)、空間數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、地理范圍和系統(tǒng)操作難易程度等. 這里介紹按照GIS 空間數(shù)據(jù)模型的不同, 將GIS 軟件分為以下幾類: 柵格、二維拓?fù)涫噶?、?shù)字高程模型(DEM )、不規(guī)則三角網(wǎng)(T IN )、三維模型、時(shí)序模型等。柵格數(shù)據(jù)模型在許多產(chǎn)品中都存在, 但趨勢(shì)是更靈活的二維拓?fù)浠虿灰?guī)則三角網(wǎng)。真正的三維和時(shí)序模型還很少使用, 但它們是未來(lái)的研究方向. 另外, 圖象GIS 將遙感圖

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象與GIS 矢量分析緊密結(jié)合起來(lái), 對(duì)地形進(jìn)行三維立體觀察和GIS 分析, 這也是目前的研究方向之一。

2. 在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中的發(fā)展

環(huán)境問(wèn)題是21 世紀(jì)全球性的問(wèn)題,對(duì)環(huán)境問(wèn)題的研究及解決必然涉及到復(fù)雜、敞開的地表系統(tǒng)。而GIS 能為現(xiàn)實(shí)地理空間上的物質(zhì)和能量運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究提供方便、準(zhǔn)確的空間管理和空間分析手段。環(huán)境科學(xué)研究 水圈、大氣圈、土壤圈和生物圈等構(gòu)成地表系統(tǒng)的環(huán)境要素,旨在揭示人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境要素所造成的影響及其它們之間的相互作用規(guī)律,并采取各種合理的工程措施進(jìn)行調(diào)控,以確保環(huán)境質(zhì)量的長(zhǎng)期可持續(xù)性。由于環(huán)境科學(xué)涉及復(fù)雜和敞開的地表系統(tǒng),因此GIS 為研究物質(zhì)和能量在現(xiàn)實(shí)地理空間的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)化規(guī)律提供了方便準(zhǔn)確的空間管理和空間分析手段。由于在研究對(duì)象和研究方法上所具有的相似性和互補(bǔ)性，GIS 與環(huán)境科學(xué)的結(jié)合運(yùn)用在環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、環(huán)境工程及環(huán)境地球化學(xué)等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。

3. GIS在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

環(huán)境監(jiān)測(cè)離不開環(huán)境信息的采集和處理，而環(huán)境信息85%以上與空間位置有關(guān)，因此地理信息系統(tǒng)就成為環(huán)境監(jiān)測(cè)的有效工具。在地理信息系統(tǒng)的幫助下，可以方便地獲取、存儲(chǔ)、管理和分析各種環(huán)境信息，并且能為環(huán)境監(jiān)測(cè)提供全面、及時(shí)、準(zhǔn)確、客觀和有效的環(huán)境信息。地理信息系統(tǒng)具有強(qiáng)大的空間分析和數(shù)據(jù)處理功能，充分利用GIS的功能模塊結(jié)合選定的環(huán)境監(jiān)測(cè)模型可以對(duì)多源環(huán)境信息進(jìn)行處理，從中發(fā)現(xiàn)環(huán)境演變的動(dòng)態(tài)規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并將環(huán)境的變化情況、規(guī)律制成圖片直觀地表達(dá)出來(lái)。 3.1 在大氣環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

隨著城市土業(yè)化的發(fā)展，城市工業(yè)企業(yè)數(shù)量和機(jī)動(dòng)車數(shù)量都在急劇增加，有毒有害污染物大量排人到城市空氣中，很多國(guó)家和地區(qū)都在為改善大氣環(huán)境質(zhì)量做著努力。而大氣環(huán)境有著以下特點(diǎn)：1、它的空間尺度大，人類賴以生存的大氣圈有上百公里的厚度；2、空氣在自然環(huán)境中有著最好的流動(dòng)性，地面是其不可逾越的固體邊界。因此大氣環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)最適合用GIS技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析。引用地理信息系統(tǒng)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)，可以將所有對(duì)大氣有污染隱患的企業(yè)及位置信息、主要污染物、污染物移動(dòng)范圍、周圍地形進(jìn)行收集、整理，并建立地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。利用GIS空間分析和數(shù)據(jù)顯示功能，可獲得污染物在人氣中的濃度分布圖，進(jìn)而可了解污染物的空間分布和超標(biāo)情況。在這方面己經(jīng)有了成功實(shí)例：歐洲的RAINS模式就是一個(gè)跨國(guó)界的SO2排放量計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，我國(guó)環(huán)保項(xiàng)目中“國(guó)家大氣環(huán)境信息系統(tǒng)”，都是通過(guò)GIS技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析的。 3.2 GIS在水資源環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

水是人類生存和發(fā)展不可缺少的物資條件，是工農(nóng)業(yè)的重要資源，然而，水源污染口趨嚴(yán)重并多以復(fù)合型污染為基本特征，造成大比例水不能用于飲用，因

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此有必要加強(qiáng)對(duì)水資源環(huán)境的監(jiān)測(cè)和管理。水資源環(huán)境的特點(diǎn)是空間信息量大，而對(duì)空間信息的管理與分析正是 GIS的優(yōu)點(diǎn)。GIS用于水資源環(huán)境監(jiān)測(cè)，主要是對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)有效的組織和管理，能夠讓管理人員方便地對(duì)各種空間信息進(jìn)行查詢、修改和編輯等；通過(guò)GIS強(qiáng)大的空間分析和圖標(biāo)分析功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間和檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析和專題圖的制作，進(jìn)而為污染治理方案的制訂提供有效的信息支持。比如Adamus和Bergman采用GIS與篩選函數(shù)分析水域內(nèi)無(wú)點(diǎn)污染源的載荷分布，Richard和Host應(yīng)用GIS與相關(guān)函數(shù)分析河流生物與上游土地應(yīng)用及河流形狀的關(guān)系，中國(guó)環(huán)境科學(xué)院鄭丙輝等應(yīng)用GIS定量分析昆明市松華壩水庫(kù)的流域面源污染，Hudak等人在利用GIS技術(shù)對(duì)地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的設(shè)計(jì)中，對(duì)所選研究區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的場(chǎng)地監(jiān)測(cè)和分析，從而有利于管理地表和地下廢物，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在污染源，加強(qiáng)對(duì)水源井的保護(hù)，還能為填埋場(chǎng)選址提供決策支持。

4. GIS在環(huán)境綜合影響評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

應(yīng)用GIS進(jìn)行環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)，可以將大量的空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)與區(qū)域地理環(huán)境緊密結(jié)合，快速創(chuàng)建圖形化的評(píng)價(jià)結(jié)果，形象直觀地將區(qū)域環(huán)境污染的分布、污染物的數(shù)據(jù)及其環(huán)境影響顯示出來(lái)，為決策者或環(huán)境管理者服務(wù)，進(jìn)而能隨時(shí)運(yùn)用GIS強(qiáng)大的空間分析功能，按不同的范圍及約束條件，迅速生成評(píng)價(jià)區(qū)域的各種環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)果及專題圖。 4.1 數(shù)據(jù)處理

環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)涉及大量的工程項(xiàng)目規(guī)劃數(shù)據(jù)、區(qū)域自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境數(shù)據(jù)、污染物排放數(shù)據(jù)和環(huán)境本底值，這些數(shù)據(jù)是進(jìn)行評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在GIS中可存入屬性數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后與評(píng)價(jià)區(qū)域的地理空間位置圖綁定，對(duì)以后進(jìn)行的環(huán)境影響預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)提供了極大的方便，可以隨時(shí)調(diào)用任意地區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)，按照設(shè)定值進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和檢索。由于GIS具有海量數(shù)據(jù)的快速處理能力，可以滿足環(huán)境影響評(píng)價(jià)中大量數(shù)據(jù)分析、預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)的要求，并且可通過(guò)程序設(shè)計(jì)，將評(píng)價(jià)結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，再按照關(guān)系化數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言進(jìn)行評(píng)價(jià)區(qū)域的結(jié)果分級(jí)檢索及生成專題圖，為環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)的數(shù)字化發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，使數(shù)據(jù)的處理快速、準(zhǔn)確、靈活。

4.2 影響預(yù)測(cè)和綜合評(píng)價(jià)

GIS具有極強(qiáng)的管理空間數(shù)據(jù)的能力，并利用空間數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析，而環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)的原始數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)結(jié)果與地理區(qū)域的空間位置聯(lián)系密切。這樣，在進(jìn)行環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)用GIS進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)，可以將評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)相結(jié)合，得出不同方法所獲得的分析和評(píng)價(jià)結(jié)果，并以數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形、圖表的方式保存，便于以后的分析與應(yīng)用。此外，編制應(yīng)用軟件將GIS與各種綜合評(píng)價(jià)方法進(jìn)行集成，設(shè)計(jì)環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)應(yīng)用軟件，可以有目的地對(duì)各種評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行空間分析，提高環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)的處理速度和空間表現(xiàn)力，并按照不同的要求及時(shí)提供預(yù)測(cè)分析結(jié)果，在評(píng)價(jià)區(qū)域地