GIS在城市雾霾分布及成因中的应用研究——以淮安市为例

论文总字数：9640字

摘 要

通过研究城市雾霾的分布规律与影响因素，给决策部门提供参考，以便更具针对性的处理雾霾问题，减少雾霾天气对人体健康带来的负面影响。地理信息系统是一种对地理问题进行空间分析的手段，不规则三角网也是空间分析中一种有效的数字高程模型。本文使用SPSS软件做大气主成分分析，得出淮安市雾霾情况较严重；使用ArcGIS中的3D分析模块不规则三角网来模拟雾霾在淮安市的分布情况，并得到雾霾浓度由北向南逐渐减少的规律，这种规律与城市主要风向、机动车的分布和周边污染企业分布也比较吻合。本文的研究成果可以为淮安市处理城市空气污染提供一定的决策参考。

关键词：主成分分析，地理信息系统，雾霾，空间分析，不规则三角网

Abstract：Through the research of the distribution of city haze and the influencing factors of the law of haze’s distribution,we can provide reference to the department to take measures to solve this problem and reduce the damage to health. Geographic information system is a good method to do spatial analysis about geography problems and Triangular irregular network is also a useful digital elevation model in spatial analysis. This paper uses SPSS software to do principal component analysis of Atmosphere. The triangular irregular network in ArcGIS 3D analysis module is utilized to simulate the distribution of haze in Huai"an .We found that the density of haze slopes downward from the north to the south. And we also found that the law is related to the pollution enterprise distributed around.

Keywords： principal component analysis ，Geographic Information Systems, fog and haze, spatial analysis, triangular irregular network

目录

1 前言 3

2 淮安市雾霾情况研究的流程 4

2.1 数据准备 5

2.2 数据处理 5

2.3 数据分析 5

3 GIS在雾霾研究中的应用-以淮安市为例 5

3.1 数据来源 5

3.2 淮安市大气主成分分析 7

3.3 矢量化与模拟面创建 9

3.4 对比分析雾霾的分布规律 10

3.5 成因分析 10

结 论 13

参 考 文 献 14

致 谢 15

1. 前言

随着经济、军事等的快速发展，在2012年中国梦被正式提出，然而在实现中华民族的伟大复兴的过程中，仍然存在着许许多多的阻碍，雾霾便是其中之一，它切实影响着人们的身体健康。由“雾霾”成为2013年年度关键词，也可见雾霾一词时下的关注度。

雾霾属于悬浮于近地面气层中常见的视程障碍现象。雾是指由于浮游在近地面空气中的大量微小水滴或冰晶（合称雾粒）对可见光的散射作用使测站能见度小于1 km的天气现象；霾则是指大量极细微的尘粒、烟粒、盐粒等均匀地浮游在空中，导致空气普遍混浊，水平能见度小于10 km的天气现象^[1]。

当雾霾成为一种环境灾害性现象时，分析雾霾天气的时空分布特征，对掌握雾霾的发生规律和减少灾害损失具有重要意义。据中国环保部官方网站数据显示，全国已经有74个城市的市民能通过网络实时查询PM2.5等环境指标，现在每天都有近37%的城市达到轻微污染及更高程度污染级别（http://datacenter.mep.gov.cn/），而淮安市最近的空气质量的优良率仅为35.5%。

对于这种现象就需要有一种可靠的技术来研究雾霾的相关情况，地理信息系统（GIS）便是一个很好的选择。因为GIS拥有四大基本功能^[2]：首先是数据采集与编辑功能，就是把各层地理要素转化为空间坐标及属性对应代码输入到计算机中；其次是数据处理与分析功能，常见的数据处理的操作有：数据的变换、数据重构、数据抽取；还有制图功能，就是根据用户获得矢量地图或栅格地图，为用户输出全要素地图, 根据用户需要分层输出各种专题地图,如行政区划图、土壤利用图等等；最后不能不提的还有空间分析功能，它是地理信息系统的一个独特研究领域，其特点是帮助确定地理要素之间新的空间关系，常用的空间分析有：叠合分析、缓冲区分析、数字地形分析。

因此，可以把GIS技术用到空气质量监测系统中来研究城市空气质量问题，如全国城市空气质量实时发布平台和基于Super Map GIS平台的重点城市空气质量发布系统。这些系统可对多源环境信息进行处理，从中发现环境演变的动态规律，还能有效地将监测数据与其所代表的空间结合起来，并与地形、地貌、社会人文状况、经济状况、产业发展等影响因素进行综合考量，准确、快速、全面、高效地为决策部门及公众提供信息化服务^[3]。

空气质量与大气污染情况息息相关，而雾霾又属于大气污染中的一种，因此可以把GIS技术应用于对城市雾霾分布的研究中去，找出雾霾在城市的分布规律以及成因，通过这些分布规律与成因，城市规划者可以更加合理的规划城市建设，城市管理者可找出对城市雾霾发生的源头单位，对这些因素做相应处理，以便更好的管理城市。

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