《经济地理信息系统》《经地理信息系统》.doc

经济地理信息系统 结课论文 GIS在水环境评价系统中的应用 摘要：水质污染是我国所面临的最严重的环境问题之一，其中很主要的一个原因是没有对水环境信息进行合理有效的分析和利用。本文针对这一状况，将GIS技术应用到水环境质量评价研究中，探讨GIS支持下水环境质量评价的原理及方法，构建相应的模糊综合评价数学模型。将该模型与GIS有机结合，设计并开发了水环境管理评价系统，对洪泽湖水质进行验证并取得了很好效果。 关键词：水环境管理；水质评价；GIS ；数据库 引言 中国的湖泊以分布广泛、类型多样、成因复杂而著称于世。湖泊水资源是我国最重要的水资源之一，是湖泊流域地区经济持续发展和人们赖以生存的基础，在我国国民经济发展中具有极为重要的意义。随着人口增加，经济发展，陆续出现了一些对湖泊生态系统不利的环境问题，给诸多湖泊环境造成了不良影响[1]。水质严重恶化等环境问题不断出现和发生，致使我国许多湖泊生态系统良性循环出现障碍。我国水环境不断恶化，究其原因，除经济发展带来的水环境污染这一客观原因外，还有以下几点[2]:水环境管理混乱，存在严重的多龙管水现象；水环境的管理和保护按照行政区划进行，不能从总体上对水环境进行全面合理的管理；对水环境的监测项目不够全面；未能从系统的观点对水环境进行全面的综合管理和保护。因此，建立GIS水环境管理信息系统具有重要的意义。 系统总体设计 2.1 系统总体框架 在对系统进行规划时，要综合考虑的因素很多，其中主要的因素有：系统的数据量有多大；用户有多少；网络环境是什么；投资规模如何；地理信息系统在整个系统中所处的位置是什么。本系统从功能需求、成本和先进性等方面考虑，选择ArcGIS9.2 作为GIS基础平台软件，以C#作为开发语言，对GIS模块进行集成式二次开发。本文对基于C# 的ArcGIS 二次开发做了初步探讨，并开发实现了系统中的主要功能模块：数据管理模块、水质评价模块、GIS 模块等。 系统结构设计 为了较明确地定义和设计系统结构，保证系统的完整性，引用基于面向对象的思想和分析方法，将系统总体结构概括???图（图1）。 图1 系统逻辑结构图 数据库设计 空间数据是地理信息系统(GIS)的血液。实际上整个GIS 都是围绕空间数据的采集、加工、存储、分析和表现展开的。随着GIS 应用领域的不断扩大，人们越来越需要丰富的、多样的空间数据。决策支持系统中的优越性和先进性也体现在GIS 为决策系统提供了空间数据库以实现决策和分析，这在很大程度上加强了原系统。在一般问题的分析上，使决策者直观且方便地进行决策分析。因此，本模块设计的目的就是提高空间数据与属性数据的关联，为系统提供更优质的服务（图2）。 图2 数据库结构图 3.系统的开发与实现 3.1 基本功能 基本功能包括：用户管理、安全管理及G IS 通用功能。用户管理包括：用户的添加、删除、修改、权限管理等。安全管理包括：日志管理、数据备份与恢复等。GIS 通用功能主要包括:地图操作功能（缩放、漫游、更新、量测）、图层操作（图层管理、要素显示）、图形编辑（绘制地图几何元素、符号库管理）、空间分析（资源配置、最优路径、环境影响范围）以及其他辅助功能（标注管理、鹰眼控制、图例控制和窗体控制等）。 3.2 水环境专题功能 图3 系统运行界面 水环境专题功能包括：水环境信息智能查询、水环境信息统计、水环境信息分析以及分析决策成果输出等。水环境信息查询：查询水质在一定时间范围内全部情况（水质查询、快速定位污染源位置、公共设施及水利设施智能查询等）。水环境信息统计：根据查询条件（时间、地点或类型等）统计案事件并将统计结果输出（专题统计图、Excel表格、Word 文档等）见图3。 3.3 水环境评价功能 3.3.1 基本原理 模糊综合评价法是利用模糊数学的原理进行水环境质量综合评价的方法之一[3]，它是通过确定实测样本序列与各级标准序列间的隶属度来确定水质级别的方法。该方法考虑了参加评价的各项因子在总体中的地位，为其配以适当的权重，确定隶属函数，再经过模糊矩阵符合运算，求得综合隶属度，根据综合隶属度来划分水质类别，即对哪一等级的隶属度越大，就属于哪一等级，从而得到综合评价结果。见图4。 样本集对各级别的相对隶属度 图4 模糊综合评价模块 3.3.2系统应用分析 应用本文中涉及的模糊综合评价模块，对洪泽湖水质实测数据进行评价，并与一般评价模型进行比较。 图5 各采样点各月份隶属关系图 应用本研究设计的模糊综合评价模块，对2012 年1～9 月份洪泽湖水质实测数据进行模糊综合评价。对洪泽湖实测水质指标经过模糊综合评价模块计算后各隶属度总体上隶属于V 类水。隶属于V 类水的指标远远大于其它各级隶属度。可见，2012年1～9 月份洪泽湖的水质总体上为V类水。从几种评价指标上来看，总氮、