1、School of Resource & Environment Engineering WHUT第第八八章章 环境污染模拟与预测环境污染模拟与预测GISGISu 环境污染模拟与预测环境污染模拟与预测 u GISGIS环境下模型空间离散技术环境下模型空间离散技术u 大气污染扩散模拟大气污染扩散模拟GISGISu 水体污染扩散模拟水体污染扩散模拟GISGISSchool of Resource & Environment Engineering WHUT8.1 8.1 环境污染模拟与预测环境污染模拟与预测 基于基于GISGIS的环境污染模拟与预测主要的环境污染模拟与预测主要是利用是利用GISGI
2、S对环境污染状况进行模拟分析，对环境污染状况进行模拟分析，预测其影响范围、空间分布特征和时间动预测其影响范围、空间分布特征和时间动态变化等。态变化等。School of Resource & Environment Engineering WHUT 大气环境影响预测大气环境影响预测 利用数学模式和必要的模拟实验，利用数学模式和必要的模拟实验，计算或者估算建设项目的污染因子在计算或者估算建设项目的污染因子在评价区域内对大气环境质量的影响。评价区域内对大气环境质量的影响。 了解项目建成后对大气环境质量影响的程度和范围。了解项目建成后对大气环境质量影响的程度和范围。 比较各种假设方案的大气环境质量的
3、影响。比较各种假设方案的大气环境质量的影响。 给出各类或各个污染源对任一点污染物浓度的贡献。给出各类或各个污染源对任一点污染物浓度的贡献。 大气环境影响预测大气环境影响预测School of Resource & Environment Engineering WHUT8.2 GIS8.2 GIS环境下模型空间离散技术环境下模型空间离散技术 利用网格剖分技术将连续的空间离散化，利用网格剖分技术将连续的空间离散化，以网格点为控制点，将模型空间和地理空间对以网格点为控制点，将模型空间和地理空间对应起来。这是基于应起来。这是基于GISGIS环境模拟和预测的基础。环境模拟和预测的基础。 矩形网格矩形网
4、格 三角形网格三角形网格 正交曲线网格正交曲线网格 School of Resource & Environment Engineering WHUT8.3 8.3 大气污染扩散模拟大气污染扩散模拟GISGISu大气扩散指标大气扩散指标uGISGIS与大气质量模型的集成与大气质量模型的集成u基于基于GISGIS的大气环境影响预测与模拟的大气环境影响预测与模拟School of Resource & Environment Engineering WHUT8.3.1 GIS8.3.1 GIS在环境模型研究中的应用在环境模型研究中的应用u数据集成管理器数据集成管理器u模型二次开发模型二次开发u数据
5、查询分析数据查询分析u可视化输出可视化输出School of Resource & Environment Engineering WHUT8.3.2 8.3.2 系统功能实现系统功能实现u数据的集成管理数据的集成管理u大气扩散模型计算大气扩散模型计算u模型计算结果的评价分析模型计算结果的评价分析u可视化表现可视化表现School of Resource & Environment Engineering WHUT8.3.3 8.3.3 大气扩散模式大气扩散模式u高架点源扩散模式高架点源扩散模式u面源扩散模式面源扩散模式 u线源扩散模式线源扩散模式 School of Resource & E
6、nvironment Engineering WHUT8.3.4 8.3.4 高斯大气扩散模式与高斯大气扩散模式与GISGIS的集成的集成问题定义问题定义数据输入数据输入分析操作分析操作显示输出显示输出大气质量模型大气质量模型流程框图流程框图School of Resource & Environment Engineering WHUT8.3.5 GIS8.3.5 GIS与环境模型的集成方式与环境模型的集成方式School of Resource & Environment Engineering WHUT大气污染监测管理大气污染监测管理 包头市大气二氧化硫分布图包头市大气二氧化硫分布图 S
7、chool of Resource & Environment Engineering WHUT增加不同参数污染源的污染分布图增加不同参数污染源的污染分布图School of Resource & Environment Engineering WHUTu 水环境模型及其水环境模型及其GISGIS表达表达u GISGIS与一维水体污染扩散模型的集成与一维水体污染扩散模型的集成uGISGIS与二维水体污染扩散模型的集成与二维水体污染扩散模型的集成8.4 8.4 水体污染扩散模拟水体污染扩散模拟GISGISSchool of Resource & Environment Engineering W
8、HUT8.4.1 8.4.1 系统评价实现步骤系统评价实现步骤u评价指标选择与评价采样点设置评价指标选择与评价采样点设置u评价单元的构建评价单元的构建u设置指标权重设置指标权重u评价模型的建立与评价结果的表达评价模型的建立与评价结果的表达评价指标选择有两种方式：从外挂数评价指标选择有两种方式：从外挂数据库中或从评价图层属性列表中选择据库中或从评价图层属性列表中选择。评价采样点设置了评价采样点设置了3 3 种方式种方式, ,一是点一是点选选; ;二是拖动矩形框选择二是拖动矩形框选择; ;三是多边形选三是多边形选择择, ,此外可选择拟参与评价的采样点的此外可选择拟参与评价的采样点的起始和终止时间。
9、起始和终止时间。 1 1）评价指标选择与评价采样点设）评价指标选择与评价采样点设置置School of Resource & Environment Engineering WHUT 系统设置了两种构建评价单元的方法系统设置了两种构建评价单元的方法, , 即栅格型和矢量型。前者是由一系列正交即栅格型和矢量型。前者是由一系列正交网格组成的评价单元网格组成的评价单元, ,用户以人机对话方用户以人机对话方式可以选择横向和纵向网格个数与间距式可以选择横向和纵向网格个数与间距; ; 后者是利用后者是利用GIS GIS 软件的空间叠置分析功能软件的空间叠置分析功能, ,生成评价单元生成评价单元, ,此方式
10、较前者降低了评价此方式较前者降低了评价过程中人为因素干预过程中人为因素干预, , 对于较少的评价指对于较少的评价指标往往具有良好的效果。标往往具有良好的效果。 2 2） 评价单元的构建评价单元的构建School of Resource & Environment Engineering WHUT超指标值法超指标值法专家赋值法专家赋值法层次分析法层次分析法 3 3） 设置指标权重设置指标权重u 根据解决实际问题的需要根据解决实际问题的需要, ,用户可选用户可选取综合评分模型和模糊综合评判模型取综合评分模型和模糊综合评判模型, ,通过输入评价分级数通过输入评价分级数, ,系统将自动生成系统将自动生
11、成评价结果图。评价结果图。u 另外另外, ,系统还提供了图形编辑功能系统还提供了图形编辑功能, ,便于专业人员在系统分类的基础上结合便于专业人员在系统分类的基础上结合该区区域地质环境特征进行图形再编辑该区区域地质环境特征进行图形再编辑, ,使评价结果更加合理化、实用化。使评价结果更加合理化、实用化。4 4）评价模型的建立与评价结果的表达）评价模型的建立与评价结果的表达School of Resource & Environment Engineering WHUT系统应用举例系统应用举例School of Resource & Environment Engineering WHUT8.4.2
12、 8.4.2 二维水体污染扩散模型二维水体污染扩散模型二二维维水水污污染染扩扩散散模模型型水流模型计算水流模型计算格网显示格网显示污染物扩散模型污染物扩散模型污染物浓度等值线地图显示污染物浓度等值线地图显示任意河段有限元格网剖分任意河段有限元格网剖分流场地图显示流场地图显示流场三维显示流场三维显示污染物浓度等值线三维显示污染物浓度等值线三维显示School of Resource & Environment Engineering WHUT8.4.3 8.4.3 二维水体污染扩散模型的集成二维水体污染扩散模型的集成 School of Resource & Environment Engineering WHUT
