esri大赛一等奖获：海上溢油决策分析及评估模型--技术文档(牟乃夏指导)

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1、ESRI2009中国大学生GIS软件开发大赛（空间建模与分析）海上溢油决策分析及评估模型成员：甘鑫平张福艳王万鹏指导老师：牟乃夏学校：山东科技大学一、项目背景及意义地球是人类生活的家园，覆盖地球面积70%以上的海洋更是和人们的生活息息相关。海洋为人类提供丰富的矿产资源和渔业资源，使航运通商发展起来，是全世界物质流动和经济繁荣的基础，海洋还起到调节气候的巨大作用。总之，海洋是人类生存和发展的基础，保护好海洋环境是人类可持续发展的重要保障。然而随着资源的枯竭、人口的增加和经济的发展，特别是航运业的发展，目前，海洋污染日益严重，而由于船舶造成的海洋污染，更加引起人们的普遍关注。因此，采用适当的

2、方法对船舶溢油风险进行评估，找到致险的关键性因素，并能对危害程度进行正确预报，将对风险的预防和应急的处理具有重大意义。海洋污染源主要有以下4种：来自船舶的污染、倾倒造成的污染、海底活动造成的污染和陆地来源的污染。被人们称做“海洋污染超级杀手”的石油泄漏是最大的污染问题。据有关资料统计，每年通过各种途径泄漏在海洋的石油和石油产品约占世界石油总产量的0.5%，其中由船舶作业和航行事故造成的溢油问题最为突出。自1993年我国从石油出口国转为石油净进口国以来，石油进口数量不断上升，沿海的石油运输量大幅增加。我国进口的石油90%是通过海上船舶运输来完成的。石油进口量的迅速增加，使港口和沿海油轮密度

3、增加，油轮特别是超大型油轮在我国水域频繁出现，使得原已十分繁忙的通航环境更加复杂，导致船舶溢油污染，特别是重特大船舶溢油污染的风险增大。迄今为止，我国虽未发生过万吨以上的特大船舶溢油事故，但特大溢油事故险情不断。1973年至2006年，我国沿海共发生大小船舶溢油事故2600多起，其中溢油50吨以上的重大船舶溢油事故69起，总溢油量约3.7万吨。1999年至2006年，我国沿海还发生了7起潜在重特大溢油事故。虽然这些事故经海事部门及时采取措施，未造成重大污染，但可以看到，船舶特大溢油事故的风险的确在增大。溢油事故给渔业、养殖业、旅游业等海洋经济业带来巨大损失，同时也使海洋环境、岸线受到严重

4、污染，给海洋生态资源造成巨大损失。特别是事故造成的经济损失呈高增长态势，对经济发展与海运业发展及环保极为不利。在此背景下，运用定量和定性相结合的方法来研究船舶溢油风险评估问题，评估风险发生概率，明确事故对海洋环境的影响，并得到合理可行的风险防范和处理建议。这对保护海洋环境和生态资源，建立船舶污染应急反应体系意义重大。二、系统设计1.数据准备1）原始数据图1青岛市地图2）配准用ArcMapGeoreferencing工具对栅格地图进行配准，配准控制点如图2所示。图2配准控制点信息3）矢量化结果图图3矢量化结果图4）其他数据“”CleanBoat清污船只Point“”MonitorStati

5、on检测点Point“”seacoast海岸线Polyline“”SpillOil溢油处Polygon“”OilIsoline油浓度等值线Polyline“”sea_use海域利用Polygon“”sea_terrain沿海地貌类型Polygon5）数据展示图4数据展示2.系统结构1）总体架构图5系统框架图2）简介船舶溢油危害程度评价，既要考虑溢油本身的情况，还要考虑到溢油地区的气象及水域环境等。构成船舶溢油危害程度评价指标体系的因素错综复杂，一般情况下，我们很难考虑周全。本文在确定船舶溢油危害程度评价指标时，主要从以下几个方面入手：（1）溢油海域水文气象情况。风、海水温度、潮流、浪、能

6、见度。（2）污染情况。油的黏度、溶解度、毒性、持久度、溢油量。（3）清污情况。清污设备、通信设备、人员组成、溢油反应应急能力。（4）溢油地点情况。离岸距离、沿岸地貌、地区类别。通过每种情况中的不同因子进行加权叠加，得到该情况的成本，再将以上4种情况因子进行加权叠加，最后分等定级。通常海上溢油事故发生后，清污人员都会拉一些临时隔离带，以减小溢油的扩散，尤其是对一些海域保护区或者是沿岸。选择隔离带的位置主要考虑到以下几个因素：（1）离海岸的距离。1000～2000米，不能靠海岸太近，否则无作用。（2）风向。隔离带应该选择在迎风向处，这样可以阻止油随风扩散。（3）海浪。由于隔离带是有一定高度的

7、，所以所选区域的海浪不能超过隔离带的高度，否则无用。（4）所处地区。位置应尽量沿着保护区，尽量阻止溢油扩散到保护区内而引起重大危害。当溢油事故发生后应当尽快清除溢油，因此需要分析出清污船只到达溢油事故点的路径，要求速度最快。路径分析模型主要涉及：（1）风向。清污船只应该尽量顺风行驶。（2）海浪。应该沿着海量起伏度较小的区域行进。（3）距离。清污船只到达事故点距离应该最短。3.评价模型建立1）模糊综合评价模型——第一级评价。溢油海域水