我国空气质量分析及信息查询系统实现

 2022-01-17 11:01

论文总字数:15646字

目 录

  1. 绪论……………………………………………………………………1

1.1研究背景及意义 …………………………………………………………………………1

1.2国内外研究现状 …………………………………………………………………………1

二、WebGIS概述 …………………………………………………………2

2.1 WebGIS基本概述 …………………………………………………………………………2

2.2 WebGIS基本原理 …………………………………………………………………………2

2.3 WebGIS基本工作流程 ……………………………………………………………………2

三、数据来源与数据处理…………………………………………………3

3.1数据来源……………………………………………………………………………………3

3.2技术路线……………………………………………………………………………………3

  1. 各城市空气质量分析…………………………………………………4

4.1各城市空气质量天数研究…………………………………………………………………4

4.2空气质量空间分布…………………………………………………………………………7

4.3空气质量聚类分析…………………………………………………………………………11

五、空气质量信息平台设计与实现………………………………………13

5.1系统设计……………………………………………………………………………………13

5.2开发平台……………………………………………………………………………………13

5.3地图发布……………………………………………………………………………………14

5.4地图基础操作模块…………………………………………………………………………14

5.5空气质量查询功能模块……………………………………………………………………15

5.6统计分析模块………………………………………………………………………………17

5.7图表显示模块………………………………………………………………………………17

六、总结与展望 ……………………………………………………………18

6.1总结…………………………………………………………………………………………18

6.2展望…………………………………………………………………………………………18

参考文献 …………………………………………………………………19

致 谢 …………………………………………………………………21

我国空气质量分析和空气信息服务平台展示

曹帅

,China

Abstract: This paper first introduces the background and significance of the research on the research of air quality information visualization, and analyzes the research status of air quality information publishing based on WebGIS at home and abroad. Then the basic general situation of WebGIS, the technical route and the data source are introduced, and the air quality of each city is analyzed from different angles of air quality days and air quality in different angles by using the methods of EXCEL drawing and ArcGIS classification. Finally, using the ARCGIS series geographic information product software of ESRI company to publish map elements, and through JavaScript as the development language, finally design and develop a system platform which can not only use analysis in business, but also provide different requirements for users based on different elements information. The platform can not only provide basic air quality query: time, location, numerical inquiry, statistical analysis, but also list the air quality values of each site by the hour, and provide a line chart to show the trend of change directly below. The trend of the change between them.

Key words: WebGIS; Air Quality Analysis; Air Quality Display;

一、绪论

1.1研究背景和意义

空气质量问题会影响和制约到我国现有的经济可持续发展和提高,也会影响到我们每个人的生活。目前我国正处于一个市场经济快速发展时期,经济的增长处于世界第一。因为现代城市化快速发展,我国正处于环境被污染、生态被破坏的严峻形势中,大力施展环境保护措施迫在眉睫。就现在环境状况而言,空气污染很严重,而且由原来的煤烟型转变成多种类型(包括煤烟污染、光化学烟雾污染等)的复合型空气污染特征。城市是人们进行各类活动的主要场所,也是环境污染问题较明显的地方,其中空气污染状况较严重,全国各城市空气质量达到一级标准数量不多。因此,城市的环境保护对城市的可持续发展显得格外重要。为了实现空气质量防治监控,各地环保部门开始实现了对各类空气污染物的监察,并使用空气质量指数(AQI,Air Quality Index)对各地的空气质量情况进行评估,同时使用一些GIS技术对全国各城市的空气质量情况进行了一些初步的可视化,使得人们可以通过网络、电视等媒体知道每天的全国各城市空气质量情况,甚至是每小时的空气质量情况。通过将地理空间数据与空气质量数据结合起来,会更直接清晰地反映空气质量情况,并且提供查询使人们更轻松获取自己想要的数据,而网络地理信息系统(WebGIS)就是使这两种数据巧妙结合的很有效果的方式之一。

本文首先统计了各城市在各等级空气质量的天数以及空气质量好坏的时空分布,清楚表现出全国各城市一年的好坏天数以及空气质量情况,详尽发挥WebGIS的分布式与可视化的地理空间信息分析的优势,满足市民想要了解城市空气质量的实际需求,从系统体系框架、功能组成和系统实现等方面描述了基于WebGIS技术的空气质量服务平台设计与实现,为市民了解空气质量提供了便捷。

1.2国内外研究现状

对于WebGIS软件技术的研究主要集中在看见数据模型、空间数据传输协议、空间数据结构、分布式策略、网络环境下的空间信息组织管理等方面,遵循着GIS标准和GIS理论的研究成果。很多的空间数据如何进行管理一直是WebGIS在运用到应用中的一项难题。最初的方式是在文件系统中存放图形数据和属性数据,由WebGIS软件一起进行管理,但是实现起来很麻烦。随着出现关系型数据库,人们开始分开存储图形数据和属性数据,使用文件存储图形数据,而关系型数据库存储属性数据。而出现空间数据库后,人们又可以一体化的在空间数据库中存放图形数据和属性数据。当前空间数据库常见的是Oracle Spatial,而空间数据库的引擎属MapInfo的patialWare、ESRI的ArcSDE最为主流[1]

国际上开发WebGIS的软件有AutoDesk公司的MapGuide、MapInfo的MapXtreme、ESRI公司的ArcIMS等。国内的WebGIS软件有客户端GeoStar、SuperMap、Applet MapExpress 和地图服务器GeoBeans等。而目前WebGIS系列产品所支持的操作系统包括 MapXtreme 、 ArcIMS 等[2]。他们有的具备面向不同操作系统版本,有的使用J2EE跨平台的技术构架。而且当今主流WebGIS软件支持并采用可伸缩性系统架构,支持从胖客户端到瘦客户端的各种应用模式。

环境保护越来越被人们重视。有很多国内外研究者将信息的可视化技术应用到空气质量数据可视化中。从国际上来看,二十世纪七八十年代以来,伴随着科学技术的进步和公众对环境保护认知的提升,人们开始致力于环境的监管和清洁能源的研究,各国相继实施法令以应对环境污染[3]。目前,美国已经建成一整个完善的质量保证和质量控制的体系,保证了监测数据在采集传输过程以及综合分析和使用中的准确性和可靠性;而且采集到的监测数据全都传到美国环保局所属的空气质量系统中,并使用基于互联网的AIRS系统给政府各级官员、教育研究人员以及有兴趣的社会人士使用。我国就最近几年空气质量、环境的恶劣情况使得公众对于空气质量开始重视,廖志芳等研究的基于Web的空气质量数据可视化分析系统,试图利用日历图、平行坐标、时间序列图、以及GIS地图等多种方法对空气质量数据进行了直接清晰的显示[4]。李宁研究时间序列数据与层次结构结合的可视化方法,开发了城市空气质量可视化系统[5]。李文杰[6]等针对十年时间段的北京、天津和石家庄三个城市的每日空气污染指数数据,对其时间与空间分布特征进行了详细分析。

二、WebGIS概述

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