基于GIS的污染源管理信息系统设计与实现

基于GIS的污染源管理信息系统设计与实现

王玲玲，刘惊雷，马晓敏

（烟台大学计算机学院，山东，烟台，264005）

摘要：结合环保业务中污染源信息特点，将GIS技术应用于污染源信息管理中。污染源管理信息系统的结构设计采用C/S模式，选择MapObjects作为二次开发软件实现客户端的开发，使用ArcSDE和SQL Server2000建立空间数据库，并完成了该系统的功能设计和数据库设计，最后对该系统的关键功能给出了实现方法和主要代码。

关键词：污染源信息管理；地理信息系统；MapObjects 中图分类号：TP311.13 文献标识码：A

Design and Realization of Pollution Source Information Management System Based on GIS

WANG Lingling，LIU Jinglei，MA Xiaomin

（School Of Computer Yantai University，Shandong，Yantai，264005）

Abstract：The technology of GIS is applied to the management of pollution source information. Pollution source information management system is designed to adopt a pattern of C/S. MapObjects is chosen as software to develop the client. The spatial database is established based on ArcSDE and SQL Server2000. The function design and database design of the system are introduced. Finally, the realization methods and the key code of the important function of the system are given.

Key words：Pollution Source Information Management；GIS；MapObjects；

1 引言

目前我国经济正处在高速发展时期，能源消耗和交通规模的扩大、大型工业区的发展等都使污染项目排放总量不断增加，环境污染问题日趋严重，而人们也越来越认识到环境保护的重要性，全社会的环保意识普遍提高，一个地区的环境质量成为当地人民生活质量的重要指标，因此全国各城市都已经围绕环境保护开展了各项信息化工作。

地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是以空间数据为基础,对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示,为研究和决策服务而建立起来的计算机系统

[1]

。GIS目前已发展为信息技术的重要组成部分，其应用覆盖交通、房产、电力、电

信、水利、公安、军事、城市规划、物流等广泛领域，有着巨大的市场潜力。

由于环境学科的问题在不同程度上都兼有某种地理含义，GIS技术的引入必然带来巨大益处，利用专题地图功能，可以迅速将环境统计报表数据显示在地图上，而不必像以前费时费力，从而提高工作效率；利用GIS功能，环境工作者可有效组织数据可视化，有利于宏观决策，改善工作质量。本文在对环保污控科业务的认真研究基础上，基于GIS技术设计并实现了污染源管理系统，从而提高了污染源信息的科学管理。

2 系统总体设计

2.1 系统目标

该系统以GIS技术为核心，综合应用空间数据库技术、网络技术、通讯技术等建立准 １

１

基金项目：烟台大学青年基金项目资助，编号：JS0528。

确、全面、规范的地理信息系统，使环保信息与空间信息的管理融为一体，多层次、多方位直观的显示相关信息，实现环境业务数据的动态管理以及污染源分布的动态变化。

2.2 系统结构体系

系统设计时，必须保证具有良好的扩展性和集成性，数据的共享和功能互操作等是重要的设计因素。本系统采用客户/服务器架构（C/S）的运行模式。C/S架构在客户端赋予强大的功能，主要是空间数据导入导出、数据转换、基于GIS的空间分析、决策辅助功能、以及系统数据库备份、数据批量更新、用户权限管理等具体实现和桌面应用。系统总体结构如图1所示：

数据层由空间和非空间数据库组成，分别由DBMS（SQL Server）直接管理和空间数据库引擎——ArcSDE管理驱动。对空间数据库的访问通过ArcSDE进行，其它数据库内容，则直接对DBMS进行访问。

业务逻辑层是污染源管理的业务逻辑实现层，位于数据层下方，主要体现在C/S模式下实现的业务逻辑。

业务子系统 ArcSDE MapObjects MapObjects 2.3 功能设计

系统的建设应以污染源管理的核心业务为主线，面向管理的日常工作和业务职能，划分定义各类不同的业务活动，以业务对象为中心来组织数据和实现其相应的计算机化管理模式，包括数据库维护、用户权限管理、数据更新、高级的空间分析、信息查询检索统计、汇总以及报表和专题图生成等功能。功能设计框图如图2所示。 污染源管理系统 业务数据管理子系统 地图数据管理子系统 查询统计GIS表达 空间分析GIS表达 数据录入 数据修改 数据删除 数据导出 报表打印 专题制图输出 图2 系统功能框架图

（1）查询统计结果GIS表达

对属性查询（如按时间、按地区、按行业、按产品等查询污染源信息）和统计的结果采用专题图（曲线图、柱状图、等级图、密度图等）表示

（2）空间分析结果GIS表达

¾ 叠加分析：在水源保护区范围内的废水排污口信息；在大气达标区查询排气口信息；在

噪声达标区查询建筑工地信息；纳入某污水处理厂的污染源信息。 ¾ 缓冲区分析：水源保护区范围内一定范围内的排污企业；沿着河流的附近一定范围内的

污染源信息；沿着街道一定范围内的餐饮废气信息；企业一定范围内的其它污染源信息；污染源一定范围内的居民点情况等。 ¾ 污染源追踪分析：根据水流方向及河流与排污河道或排污管的连通信息，根据水监测点

的污染信息追踪上游相关的污染源信息。

2.4 数据库设计

数据是GIS应用系统的基础，GIS应用系统对于数据有着特殊的要求，它是建立在空间数据和属性数据统一体上的业务系统。数据库设计过程中要遵循OpenGIS标准，采用开放式设计来建立空间数据库，注重对空间数据和非空间数据的描述和组织，实现统一的存储和管理，系统的数据格式是在国家和行业标准基础上扩展，同时提供多种数据接口。 数据库建设的内容可概括为：

（1）专业空间数据库建设：包括污染源、排污口位置图、各类功能区化图。

（2）环境业务数据库建设：主要包括污染源基本信息数据、排污申报信息、污染源变更信息数据以及排污许可证基本信息。

3 系统实现

该系统选用ArcGIS和SQL Server等当今主流平台，提供各种应用接口，保证系统的扩充能力。

3.1 数据库建设

系统的一体化集成体现在数据和应用两个层面，工业标准的关系型数据库SQL Server和GeoDatabase的概念使得数据的集成真正成为现实。对于空间数据库，数据管理采用SQL Server2000+SDE9.0的技术模式，将空间数据与属性数据统一存放在数据库，进行图文一体化的管理，两类数据通过内部关联码进行关联，构成灵活的系统数据体系，这也为分布式的全局共享提供了技术保证。ArcSDE（Spatial Database Engine，即空间数据库引擎）是ArcGIS与关系数据库之间的GIS通道，是一个基于关系型数据库基础上的地理数据库服务器。

在系统中，空间数据、属性数据、以及业务数据都集中存储在同一个关系数据库中，通过元数据进行描述，实现数据的统一管理，从而达到数据集成的目的。将来还可以在此基础上，通过图文一体化技术、数据交换平台技术和网络通讯技术，使本系统得以和其它应用系统进行关联和耦合，从而在更大的信息应用范畴中充分发挥作用，为政府的相关决策提供辅助支持。

3.2 图形子系统开发

居世界首位的GIS厂商ESRI推出的MapObjects就是以空间数据访问、查询、制图为主要目标的GIS组件，它是一组基于COM技术的地图应用组件，它由一个称为Map的ActiveX控件（OCX）和约45个自动化对象组成

[2]

。笔者选择MapObjects2.3为二次开发平台，在VB6.0

环境下开发。

MapObjects提供了一种访问SDE数据库的方法，通过SDE提供的客户机访问的模式，以

利于数据保密性和数据统一管理，同时提供多用户共同访问统一数据库的能力。实现代码如下：

Dim dc As new MapObjects2.DataConnection dc.Server = \"SDE90:***\" dc.Database = \"***\" dc.User = \"***\"

dc.Password = \"***\" If dc.Connect() Then

Dim Lyr As MapObjects2.MapLayer

Lyr.GeoDataset = dc.FindGeoDataset(\"***\")

Map.Layers.Add Lyr

*****

End If

3.3 业务子系统开发

该系统主要对环境业务数据库进行维护管理，包括对污染源基本信息数据、排污申报信息、污染源变更信息以及排污许可证基本信息的批量导入、添加、删除、修改等。在这些操作中，都需要对数据库进行大量的交互访问。笔者设计了数据库访问层，简捷快速的实现数据的检索、操作和更新。该函数代码如下：

Public Function rsGet(ByVal S As String) As Recordset

Dim cn As New ADODB.Connection

cn.ConnectionString=\"Provider=SQLOLEDB.1;Password=;Persist Security Info=True;User ID=sa;Initial Catalog=数据库名;Data Source=机子ip\"

cn.Open

Dim r As New ADODB.Recordset

r.Open S, cn, adOpenKeyset, adLockPessimistic Set rsGet = r Set r = Nothing End Function

在数据查询时仅需预定义一个Recordset对象以及SQL语句，然后调用该函数即可，如下代码所示：

Dim rs As New ADODB.Recordset Dim sql As String

sql = \"select * from ** where ID=\" & Val(Text1.Text) Set rs = rsGet(sql)

4 结语

笔者结合污染源管理业务实际设计了可行的污染源信息管理方案，系统基于C/S模式开发，在局域网中反应快速准确安全；ArcGIS和SQL Server等当今主流平台，为系统的扩展提供基础平台层面的技术保证；图形子系统与业务子系统的划分和结合，进一步提高了系统的灵活性和可用性，实现了环保信息与空间信息的一体化管理，为污染源信息的科学管理提供了良好平台。

参考文献

[1] 邬伦等.地理信息系统——原理、方法和应用.北京：科学出版社，2001.2，5.

[2] 钱兰华等. 利用MapObjects开发装备维修信息系统. 微计算机信息，2006，（3） ，226-227.

作者简介：王玲玲（1979－），女，汉族，山东烟台大学，讲师，研究方向为Petri网理论

及应用、集成电路设计、计算机软件设计开发。

Biography：WANG Lingling(1979- ), female, Shandong, lecturer of School Of Computer Yantai University, study on the application of Petri net theory、design of integrated circuit and software development.

创新点介绍：

本文将环保业务中污染源管理与GIS技术无缝整合，充分利用GIS技术的图形化和空间分析功能，实现了污染源数据的专题可视化管理。