基于GIS的大气污染扩散模拟与评价系统研究及应用

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1、摘要基于GIS的大气污染扩散模拟与评价系统研究及应用作者简介：张峰，男，1980年6月生，师从成都理工大学何政伟教授，2009年6月毕业于成都理工大学地图学与地理信息系统专业，获得理学硕士学位。摘要大气污染扩散模拟和空气质量评价是环境管理部门进行大气污染控制与管理的有效手段之一，而传统的环境管理手段落后、工作量大、数据难以实现共享，已不能适应环境管理要求，寻求新的管理手段势在必行。将GIS技术与环境模型相结合，实现地图基本功能、污染源评价、大气质量模拟，空气质量评价等，可以发挥GIS的空间分析和空间数据处理的优势。本文以太原市为例，探讨了GIS与城市大气污染扩散模型和空气质量评价模型的结

2、合,并采用ArcEngine组件和VisualC#2005集成技术设计开发了太原市大气污染扩散模拟与评价系统。研究内容主要包括以下几个部分：(1)从大气环境质量模型的分类、模型的发展状况以及模型的特点对大气环境质量模型进行了分析，初步探讨了GIS技术在大气质量模型建模过程中在定义边界和初始条件、数据准备、模型运行处理、可视化结果表现等方面的应用，通过对模型在大气环境质量模拟过程中使用的数据分析，以及对GIS数据结构、特点等理论基础知识的分析，提出了大气环境信息系统的设计理论与方法。(2)系统地分析研究了太原市自然地理条件、污染气象条件以及大气污染物排放现状与发展趋势，以太原市2000～2

3、005年空气质量监测资料为依据分析大气污染物浓度地域分布特征与时空分布特征，阐述了太原市大气环境质量污染问题，并且针对太原市气候特征及污染气象条件，确定了适用于太原市环境状况的评价模型。(3)利用GIS的空间分析功能，分别用基于太原市监测点位的监测数据和基于网格评价的模拟数据两种方法，建立了基于GIS的太原市空气质量评价模型。(4)详细介绍了大气污染扩散模拟和空气质量评价的实现过程及模拟流程，采用集成二次开发模式，以.Net为开发工具，并且采用ArcEngine组件技术，实现了污染源状况查询、管理和分析等功能，将污染源的属性与空间地理信息结合起来，基于网格对各类污染源进行了宏观和微观的浓

4、度预测与分析。最终基于网格计算出每个网格的浓度值大小，生成基于网格、等值线及栅格图像的污染浓度专题图，实现了污染源的可视化管理，从而建立了一个面向应用、操作灵活的大气评价与模拟专业软件系统。关键词：地理信息系统大气污染扩散模型空气质量评价模拟I成都理工大学硕士学位论文StudyandApplicationofAtmosphericDispersionSimulation&EvaluationSystembasedonGISIntroductionoftheauthor:ZhangFeng,male,wasborninJune,1980whosetutorwasProfessorHeZhe

5、ng-wei.HegraduatedfromChengduUniversityofTechnologyinCartographyandGeographyInformationSystemmajorandwasgrantedtheMasterDegreeinJune,2009.AbstractAtmosphericpollutiondispersionmodelingandatmosphereairqualityassessmentisoneoftheeffectivemethodstoairpollutioncontrolandmanagementdecision-makingforen

6、vironmentalmanagementdepartment.Whilethetraditionalenvironmentalmanagementmeanshavethecharacteristicsasout-dated;heavyworkloadanddatasharingbedifficulttoachievethatcannotmeettherequirementsofenvironmentalmanagement.NewtechnologyisImperativeneed.Therefore,ithasbecomeahotresearchfieldofcombiningGIS

7、andenvironmentalmodelstoevaluatethequalityofatmosphericenvironment,whichwouldplaytheadvantagesofspatialanalysisandspatialdataprocessing.ThispaperdiscussescombinationofGISandurbanairpollutiondispersionmodelwithairqualit