面向对象的大气环境管理决策支持系统模型库-研究

《面向对象的大气环境管理决策支持系统模型库-研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。签名：曹住压谛；月"loE]第1章引言1．1概述空气污染是城市面临的最严重的环境问题之一，强化大气环境管理，防治空气污染是城市环境保护的一项紧迫任务。大气环境问题的复杂性和跨区域性使环境管理决策所需要的信

2、息、评估、预测和决断越来越多，同时经济的飞速发展要求环境决策的速度越来越快，没有计算机系统的协助很难进行科学合理的管理。目前，我国已经建成国家、省、市(县)等多级环境信息系统，这些系统对于加强我国的环境管理、环境保护有着重要作用。但是，由于资金技术等条件的限制国内绝大多数的大气环境管理系统还处于将传统的各种文本数据转换为电子数据建立管理信息系统MIS的阶段。即只建立了以数据查询为主要功能的数据库，或是简单的与地理信息系统(GIS)结合，只具备基本的空间查询功能，虽然获得良好的效果，但相应的预测分析模型应用的较少，使得数据处于分散状

3、态缺乏联系，因而对决策者做出正确的判断与决定帮助不大，整个大气环境综合管理还处于比较低的水平【l-3l。为有效解决当前大气环境管理中出现的诸多问题，必须在管理系统中引入更多的预测模型和分析工具，将“决策支持"的概念引入大气环境规划管理与决策工作中，使得管理信息系统MIS升级为决策支持系统(DSS，decisionsupportsystem)。决策支持系统DSS是在管理信息系统的基础上发展而来的，集成了模型库管理系统、数据库管理系统和会话部件，其主要任务是为高层管理的决策活动提供支持Ml。目前我国的一些大中城市已经相继开发了针对大气

4、环境污染控制与管理的决策支持系统。这些系统不仅具有对环境信息的管理、查询、统计、优化处理的功能，还结合了各种模式实现了预测、评价、规划和辅助决策的功能，并且往往都集成了GIS，具有大气污染的空间分析与可视化显示能力。这些系统的建立很好的满足了环境保护管理信息化、管理决策科学化的要求【5羽。‘与通常的软件系统不同，决策支持系统的动态可扩充性非常重要，往往要根据条件的变化，更新数据和模型。目前的大气环境决策支持系统设计过程中往往考虑数据库的更新和维护，对模型库结构和管理的研究较少。决策支持系统通常解决的都是半结构化或非结构化问题，按照

5、传统的模型第1章引言库建立方法，根据模型结构和算法的相似性原则，将各种模型机械的组合在一起形成模型库，显然不能适应大气环境管理中面向具体问题进行决策的需要。因此，针对模型的组织以及模型库管理系统的开发进行研究，对于大气环境管理决策支持系统的开发，以及提高大气环境管理的水平都有重要意义。1．2相关研究进展1．2．1空气质量模型针对大气污染控制问题，人们进行了大量的研究，开发了众多的模型进行模拟预测，其中研究较多的是空气质量模型。美国联邦政府1977年通过《洁净空气法案》(CleanAirAct)修正案，首先将大气质量模式从有关科技工

6、作者的研究手段，提高到法规性的高度。它要求EPA针对不同的情况指定不同特点的大气质量模式或模式组，用于新建重大设施的空气质量评价，以及确保国家有关空气质量标准在既定地区的事实和维护。以美国EPA为代表，从1970年到现在，已经资助开发了三代空气质量模型。美国环保局近来极力推动第三代空气质量模式，通称为Models-3，该类模式吸收一个大气的观念，意图把所有的大气问题均考虑进模式之中，包括不同空间尺度，不同污染物和复杂的化学反应，力图有效地进行较为全面的空气质量控制策略的评估【7司。针对大气污染扩散问题，国内外的专家和学者从不同的侧

7、面进行了基础研究，一些研究成果形成了商业软件。其中比较成型的模式系统有【9‘"】：1．美国环保局大气质量预报模式系统最新的模式系统为Models一3，它是在前两代大气模式的基础上，通过7年努力开发研制的。Models一3中，包含了排放模式系统MEPPS、气象模式系统MM5和通用多尺度空气质量模式系统CMAQ等三大子系统。该模式框架包含了程序管理、科学管理、模式建设、数据库管理、策略管理、工具管理及研究计划等七大部分。该系统是一个复杂而功能强大的空气质量预测体系，有较强的实用性和较大的可扩展空间。2．美国环保局推荐的ISC—AERM

8、OD大气扩散模型软件由美国Lakes环境公司开发，属于第一代空气质量模式。软件主要包括2第1章引言ISCST3工业多源复合模型和ISC-PRIME烟羽抬升增强型模型。ISCST3模型是基于统计理论的正态烟流模式，使用的公式为目前广泛应用的稳态高斯扩