基于三維GIS的濱州市水污染擴散仿真系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

【摘要】：本論文以構(gòu)建濱州市突發(fā)性水污染事件水質(zhì)模擬預(yù)測系統(tǒng)(水體污染擴散模擬系統(tǒng))為總體目標,通過研究國內(nèi)外水環(huán)境保護信息管理技術(shù)的發(fā)展與成果,運用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、3S (GIS、GPS、RS)技術(shù)、環(huán)境科學(xué)和系統(tǒng)科學(xué)等理論,對系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、開發(fā)模式、功能體系以及數(shù)據(jù)庫進行了詳細設(shè)計 論文以濱州市為研究區(qū)域,分析了濱州市的水環(huán)境狀況,流域環(huán)境監(jiān)測,廢水污染源分布以及近幾年的水質(zhì)類別狀況。鑒于濱州市水環(huán)境信息的零碎性,抽象性以及空間特性,在分析了國內(nèi)外GIS及水質(zhì)模型的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,提出了利用水質(zhì)模型、GIS和數(shù)據(jù)庫技術(shù)對濱州市水環(huán)境信息進行管理的基本方法。著重探討了一維和二維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)預(yù)測模型、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、水環(huán)境信息的集成管理、GIS動態(tài)水質(zhì)預(yù)測以及網(wǎng)上發(fā)布技術(shù)的應(yīng)用研究。 軟件系統(tǒng)運行于Windows系列操作系統(tǒng),以SQL Server作為數(shù)據(jù)庫管理平臺,采用AnGeo Uniscope作為三維GIS平臺,使用C++或C#語言分別在Microsoft Visual Studio2010和Microsoft Visual Studio.Net2010IDE環(huán)境下開發(fā)相關(guān)功能模塊。系統(tǒng)包括信息管理、水質(zhì)管理、系統(tǒng)管理等內(nèi)容,建立在GIS、數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用B/S和C/S相結(jié)合的多層體系結(jié)構(gòu),與水環(huán)境數(shù)學(xué)模型緊密耦合,包含水質(zhì)監(jiān)測站、水功能區(qū)、入河排污口、水資源區(qū)、重點水源地、社會經(jīng)濟、水質(zhì)管理、水質(zhì)通報管理、系統(tǒng)管理等內(nèi)容。 該系統(tǒng)具有流域水質(zhì)信息的管理、查詢、分析、評估、發(fā)布和預(yù)測等功能,起到了流域水污染防控、污染物擴散模擬、實時應(yīng)急指揮等效果。可為流域水資源保護工作提供輔助決策支持。 通過該系統(tǒng)的開發(fā)和實施,為環(huán)境監(jiān)管部門以最快的速度和有效手段及時處理相關(guān)情況提供先進的技術(shù)支持和基礎(chǔ)數(shù)據(jù),保證了環(huán)境監(jiān)管工作的及時和有效,促進城市環(huán)境質(zhì)量監(jiān)管水平的提高。 【關(guān)鍵詞】：水環(huán)境 環(huán)境污染 水質(zhì)模擬 地理信息系統(tǒng) 決策支持系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：X52;TP311.52
【目錄】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 研究背景和意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外水質(zhì)模型研究進展14-17
• 1.2.1 水質(zhì)模型的發(fā)展階段15-16
• 1.2.2 污染物在水環(huán)境中的模擬和預(yù)測16
• 1.2.3 水質(zhì)模型與GIS的集成16-17
• 1.3 基于GIS的水質(zhì)管理或預(yù)警系統(tǒng)在國內(nèi)外的應(yīng)用17-21
• 1.3.1 國外水質(zhì)管理或預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用概況17-19
• 1.3.2 國內(nèi)水質(zhì)管理或預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用概況19-21
• 1.4 本文主要工作和創(chuàng)新點21
• 1.5 本文的組織結(jié)構(gòu)21-23
• 第二章 濱州市水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀概述23-31
• 2.1 研究區(qū)概述23-26
• 2.1.1 地理氣象23
• 2.1.2 地形地貌23-24
• 2.1.3 水資源概況24
• 2.1.4 河流概況24-26
• 2.2 水環(huán)境污染現(xiàn)狀調(diào)查與評價26-30
• 2.2.1 水污染物排放總量27
• 2.2.2 水質(zhì)監(jiān)測與評價27-30
• 2.2.3 污染成因分析30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 濱州河流水質(zhì)與水動力模型的選擇與建立31-43
• 3.1 河流水質(zhì)模型31-33
• 3.1.1 河流水質(zhì)模型的基本方程31-32
• 3.1.2 一維河流水質(zhì)模型32-33
• 3.2 河流水動力模型33-34
• 3.3 濱州河流水質(zhì)和水動力模型的選擇與建立34-38
• 3.3.1 河流水質(zhì)模型的選擇34
• 3.3.2 模型的求解34-36
• 3.3.3 水動力數(shù)學(xué)模型的求解方法36-37
• 3.3.4 水質(zhì)模型的驗證37-38
• 3.4 水質(zhì)模型和水動力模型與GIS的集成38-42
• 3.4.1 三維GIS平臺的選擇38-39
• 3.4.2 一維擴散模型與GIS的集成39-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第四章 系統(tǒng)需求分析與設(shè)計43-55
• 4.1 系統(tǒng)需求分析43-48
• 4.1.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)分析43
• 4.1.2 系統(tǒng)用例圖分析43-47
• 4.1.3 系統(tǒng)功能性需求分析47-48
• 4.2 系統(tǒng)的總體設(shè)計48-50
• 4.2.1 技術(shù)路線48-49
• 4.2.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計49
• 4.2.3 系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計49-50
• 4.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計50-54
• 4.3.1 空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計50-51
• 4.3.2 屬性數(shù)據(jù)庫設(shè)計51
• 4.3.3 數(shù)據(jù)庫連接設(shè)計51-52
• 4.3.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 系統(tǒng)的實現(xiàn)55-64
• 5.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境55
• 5.2 系統(tǒng)主要功能模塊55-56
• 5.3 輔助決策模塊的實現(xiàn)56-61
• 5.3.1 水污染事故報警模塊實現(xiàn)57
• 5.3.2 水污染事故快速定位模塊實現(xiàn)57-58
• 5.3.3 水污染擴散緩沖分析模塊實現(xiàn)58-59
• 5.3.4 事故處置建議模塊實現(xiàn)59
• 5.3.5 污染擴散事故處置流程模塊實現(xiàn)59-60
• 5.3.6 事故處置指令下達模塊實現(xiàn)60
• 5.3.7 事故處置物資調(diào)度模塊實現(xiàn)60-61
• 5.3.8 事故案例分析模塊實現(xiàn)61
• 5.4 流域防控系統(tǒng)模塊的實現(xiàn)61-63
• 5.4.1 類別溯源模塊實現(xiàn)62
• 5.4.2 流域巡檢模塊實現(xiàn)62-63
• 5.4.3 緩沖分析模塊實現(xiàn)63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 參考文獻66-72
• 致謝72-73
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的主要學(xué)術(shù)論文73-74
• 學(xué)位論文評聞及答辯情況表74

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污染擴散瞬態(tài)濃度場的非線性特征實驗研究    李宋,吳文權(quán)

閩江口水動力和污染擴散數(shù)值模擬    江毓武,張珞平,陳宗團

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基于HYSPLIT4.8的大氣污染擴散應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)的研究    雷正翠;張備;夏瑛;錢瑋;焦振峰;

上海城市街谷空氣污染與擴散的初步研究    王遠飛;李朝頤;張超;馬蔚純;

街區(qū)污染物擴散的數(shù)值研究    程雪玲;胡非;崔桂香;傅立新;張兆順;

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解讀氣象條件與核輻射污染擴散    本報記者 蘇玉君　張永

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確保污染不擴散 下游飲水清潔安全    記者　 王永林 郭雄偉

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氣象條件如何影響核污染擴散    本報記者 林英

沈陽正確處置防止污染擴散    水華通訊員 王明飛

寧波成功處理一起環(huán)保應(yīng)急事件    陳曉眾　趙曉

“逮住”居民區(qū)中的骯臟空氣    段佳

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城市大氣微環(huán)境大渦模擬研究    劉玉石

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GIS支持下的環(huán)境建模研究    施益強

城市街道峽谷內(nèi)的氣流運動與污染擴散研究    趙丹平

大連海區(qū)散裝化學(xué)品污染應(yīng)急預(yù)案應(yīng)用研究    孫劍

空氣污染擴散應(yīng)急仿真與可視化研究及實現(xiàn)    趙鵬

大連灣船運液體化學(xué)品溢漏擴散形式與損害評估研究    劉鋒

虛擬場景中污染氣流擴散的仿真技術(shù)研究    劉煥

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重型顆粒物風蝕污染擴散模式研究與應(yīng)用    陳志龍

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