土壤環(huán)境信息管理的結(jié)構(gòu)與功能論文

時(shí)間:2022-06-24 11:11:53

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土壤環(huán)境信息管理的結(jié)構(gòu)與功能論文

土壤環(huán)境質(zhì)量信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

內(nèi)蒙古自治區(qū)土壤調(diào)查范圍廣,內(nèi)容多,數(shù)據(jù)量龐大,為了減小功能界面和邏輯實(shí)現(xiàn)的耦合,并最大程度的實(shí)現(xiàn)代碼的共用和統(tǒng)一維護(hù),所有子系統(tǒng)和功能模塊都采用分層設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的原則。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1來(lái)所示。最低層為數(shù)據(jù)庫(kù)層,包括各類樣點(diǎn)(質(zhì)量調(diào)查、本次背景調(diào)查、“七五”背景調(diào)查、重點(diǎn)區(qū)域調(diào)查和“七五”背景新測(cè)數(shù)據(jù))的調(diào)查數(shù)據(jù)、工作數(shù)據(jù)、評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)以及最終成果數(shù)據(jù),另外還包含輔助的質(zhì)量控制數(shù)據(jù)和背景地理數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)層之上為基于Oracle10g和ArcSDE9.2的數(shù)據(jù)訪問(wèn)層,包括數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢和更新等基本模塊。中間層為開發(fā)平臺(tái)層,在VisualStudio.net2005的平臺(tái)上,結(jié)合ArcGISEngine9.2進(jìn)行C/S(客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu))功能模塊和應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。再上一層為功能邏輯實(shí)現(xiàn)層,主要實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用系統(tǒng)功能所需的功能邏輯實(shí)現(xiàn)代碼,并以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的方式供各應(yīng)用系統(tǒng)的功能界面調(diào)用。邏輯實(shí)現(xiàn)層根據(jù)功能需求的不同,分為針對(duì)ArcGISEngine的功能模塊、針對(duì)屬性數(shù)據(jù)的模塊以及系統(tǒng)公共模塊(用戶管理、數(shù)據(jù)字典等)。最上層為功能界面意義上的各應(yīng)用子系統(tǒng),各子系統(tǒng)通過(guò)功能界面,將功能邏輯層、數(shù)據(jù)庫(kù)層統(tǒng)一,并輸入各功能所需的參數(shù),將結(jié)果進(jìn)行展示,最終完成所有功能需求。主要包括面向不同類型用戶的數(shù)據(jù)集成應(yīng)用系統(tǒng)、系統(tǒng)管理應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析應(yīng)用系統(tǒng)。

土壤環(huán)境質(zhì)量信息系統(tǒng)的內(nèi)容與功能

內(nèi)蒙古土壤環(huán)境質(zhì)量信息系統(tǒng)根據(jù)所面向用戶和運(yùn)行環(huán)境的不同,分為數(shù)據(jù)集成子系統(tǒng)、應(yīng)用分析子系統(tǒng)和系統(tǒng)管理子系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng),這三個(gè)子系統(tǒng)相互獨(dú)立運(yùn)行,在功能上又相互制約。各子系統(tǒng)包含的內(nèi)容和實(shí)現(xiàn)的功能見表1。以下介紹面向應(yīng)用的主要功能:在系統(tǒng)中存儲(chǔ)了土壤調(diào)查的各種數(shù)據(jù)和及相關(guān)資料,各類調(diào)查數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和文檔資料分別存儲(chǔ),數(shù)據(jù)管理人員通過(guò)數(shù)據(jù)集成子系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的錄入、檢查、更新和導(dǎo)出。保證了數(shù)據(jù)無(wú)缺失、無(wú)邏輯錯(cuò)誤和安全性。根據(jù)土壤調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)定,對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量狀況進(jìn)行單項(xiàng)污染指數(shù)評(píng)價(jià)、綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。用戶根據(jù)需要可以按照不同查詢條件查詢各樣點(diǎn)類型的調(diào)查數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。在對(duì)調(diào)查結(jié)果的表達(dá)上,需要掌握全區(qū)、行政區(qū)域、土地利用類型、土壤類型和自然地理單元或污染場(chǎng)地類型等各類統(tǒng)計(jì)單元的土壤環(huán)境狀況,以調(diào)查數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì),生成統(tǒng)計(jì)表或相關(guān)統(tǒng)計(jì)圖。系統(tǒng)查詢、評(píng)價(jià)和統(tǒng)計(jì)功能十分靈活,用戶可以根據(jù)需要自行分類或組合實(shí)現(xiàn)功能,在目前土壤調(diào)查報(bào)告編寫和環(huán)境監(jiān)管的使用過(guò)程所需的各類需要均可以由系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。土壤環(huán)境質(zhì)量信息系統(tǒng)不僅將相關(guān)數(shù)據(jù)在統(tǒng)計(jì)圖表上形象展現(xiàn),還可以把屬性數(shù)據(jù)綁定到相關(guān)的空間地物(點(diǎn)、線、面)上,實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的一體化。空間分析(地理分析)是基于地理對(duì)象的位置和形態(tài)的空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù),其目的在于提取和傳輸空間信息。本系統(tǒng)空間分析模塊包括了數(shù)據(jù)插值(點(diǎn)到面),生成污染程度數(shù)據(jù)以及生成等值線等數(shù)據(jù)處理功能。本次土壤污染調(diào)查數(shù)據(jù),都是離散的點(diǎn)狀數(shù)據(jù),而調(diào)查的目的是通過(guò)這些有限的數(shù)據(jù)信息,評(píng)估整個(gè)區(qū)域乃至內(nèi)蒙古自治區(qū)的土壤污染狀況。空間插值就是要利用這些有限的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù),對(duì)研究區(qū)域內(nèi)其他未知區(qū)域的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行地理空間信息的推理和估計(jì),從而構(gòu)建一個(gè)連續(xù)的地理特征表面分布。本系統(tǒng)采用的兩種空間插值方法是:距離反比插值和簡(jiǎn)化的克里金插值。用戶結(jié)合數(shù)據(jù)和專業(yè)知識(shí)通過(guò)空間插值可以估算面上的土壤環(huán)境質(zhì)量,初步確定污染范圍和程度。在空間分析后,系統(tǒng)除可以生成點(diǎn)狀圖外,還可以生成面狀圖,如分層設(shè)色圖、等值線圖、格網(wǎng)圖等,而且可以進(jìn)行污染面積和程度的估算,在地圖制作時(shí)按照需要進(jìn)行輸出,系統(tǒng)提供1:1200萬(wàn)、1:1500萬(wàn)、1:550萬(wàn)、1:250萬(wàn)4種比例尺,能自動(dòng)配上默認(rèn)的圖名、比例尺等制圖要素。

信息系統(tǒng)是具有數(shù)據(jù)采集、管理、分析和表達(dá)能力的,相互有機(jī)聯(lián)系的許多要素所構(gòu)成的一個(gè)整體。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,環(huán)境監(jiān)管領(lǐng)域的擴(kuò)大,土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)日趨常態(tài)化和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的全面化,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)量將會(huì)日益龐大,數(shù)據(jù)的科學(xué)管理和有效利用,離不開土壤環(huán)境質(zhì)量信息系統(tǒng)的支持,對(duì)于當(dāng)前和較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)資源的開發(fā)利用和保護(hù)有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文作者:孫文靜孫靜萍工作單位:內(nèi)蒙古環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站