毕业设计（论文）滁州市环保系统原型构建

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1、滁州学院本科毕业论文滁州学院本科毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的设计（论文）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年 月 日16目 录摘要1Abstract11 引言31.1研究背景和意义31.2 国内外研究现状31.2.1国内研究现状31.2.2国外研究现状42 需求分析52.1 用户业务管理现状分析52.2 用户具体需求52.2.1 功能需求52.2.2 外部接口需求52.2.2.1 用户界面52.2.2.2 硬件接口62

2、.2.2.3 软件接口62.3 数据需求63.总体设计64.系统功能设计74.1 设计目标74.2 功能模块74.3 系统界面设计74.3.1 系统主界面74.3.2 系统查询界面84.3.3 输入条件查询废气污染源情况95.论文的主要成果和不足105.1 主要成果105.2 系统建立的必要性105.2.1 环境数据标准建设势在必行105.2.2 进行环境信息化规划时应求真务实、总体规划，分布实施、逐步完善105.2.3 系统建设应全面安排统筹指挥105.2.4 建库工作的投入以及信息收集管理不可忽视105.3 系统构建的不足之处11附录：关键程序代码13致谢16滁州市环保系统原型构建摘要：以

3、滁州市环境管理为背景，针对滁州市环境特征和特定的管理要求，基于GIS平台和对象组件，提出了滁州市环境管理信息系统的集成和开发模式，抽象出了一般环境管理信息系统的研制方法，展现了环境管理GIS研究开发的基本思路、设计方法和开发手段，为以后各地区进行大规模的环境管理信息系统的设计提供了宝贵的经验。主要内容包括：数据库管理、信息查询、基础信息管理、系统维护等,并对每个模块功能进行了描述和设计，系统采用C#作为开发语言，Arcserver作为开发平台，Access作为后台数据库进行开发。本文还着重对系统设计、开发流程和数据库设计等进行了研究，提出了运用GIS技术进行基础空间信息查询和管理资料分析、环境

4、现状评价等，进而实现决策支持的方法。同时提出了系统建立的要点以及系统建设应注意的问题。关键词：环保系统；系统开发；数据采集与建库；系统功能设计；污染源The construction of ChuZhous environmental protection systemAbstract：It takes chuzhou environment management as the background and aims at its special management requirement. Basing on GIS platform and objects groupware, simu

5、ltaneously, it brings forward an integrating and developing model of environmental management information system on ChuZhou, and abstracts out general methods of the study of environmental management information system. It also exhibits the basic thinking, the design approaches and the developing me

6、ans on the field of the environment management GIS. Therefore, it provides precious experiences for other greater coasting area to design the large scale environment management information system.The main contents of the system include: database management,message inquiry,base information management

7、,system maintenance or more function modules,moreover to every module function description and the design. The system adopts C# and Arcserver as terrace for development. Access as behind-the-scenes backers database. The article put emphases on the system design, the development process and the datab

8、ase design. Afterward,it put forward a way on how to utilize GIS technology to achieve the enquiry of foundational spatial information, the analysis of statistical data and monitoring data, the assessment for ambient environment, the environmental impact assessment etc. and then accomplishes the sup

9、port of decision-making. It simultaneously offers the main point of system establishment and answers the question that should be noticed when system constructed.Key words：Environmental protection system; System development; Data collecting and constructing the database; The systematic function desig

10、ned; Pollution source1 引言随着计算机及其网络技术的发展，GIS的应用已遍及环境保护、资源保护、灾害预测、投资评价、城市规划、军事战略、政府管理等众多领域。近年来，随我国经济建设的迅速发展，加速了地理信息系统应用的进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了革命性的重要作用，取得了良好的经济效益和社会效益。在环境管理科学上的应用前景同样是光明的，“数字城市”将是一个可及的未来。因此，利用成熟的 GIS手段管理城市环境信息，实现城市环境管理的科学化、数字化，美好前景是可以预期的。建立滁州市环境保护系统，对于该城市的环境保护、环境资源使用管理、防灾减灾等

11、的现代化建设是必不可少的，也是势在必行的。1.1研究背景和意义随着信息时代的到来，信息化、网络化、数字化和智能化成为二十一世纪的主旋律。数字区域、数字行业风靡全球。我国提出“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”。胡锦涛总书记在中央人口资源环境工作座谈会上强调:“良好的生态环境是社会生产力持续发展和州门生存质量不断提高的重要基础，要在全社会营造爱护环境、保护环境、建设环境的良好风气，增强全民族的环境保护意识”。环境保护是实施社会可持续发展战略的重要保证，环境保护管理的信息化，具有非常重要的意义。

12、经济发展的日新月异，带来了许多盲目的开发和建设，环境污染变得日益严重，给社会的可持续发展及人类自身的健康造成了极大危害。环境保护正是人们在逐渐认识其自身的生存环境逐渐恶化的背景下开始发展并逐渐成熟的。为实施可持续发展战略，预防因规划和建设项目实施后对环境造成不良影响，促进经济、社会和环境的协调发展，必须重视环境保护，并下大力气做好环境保护工作。本课题在总结和借鉴国内外环境保护信息化的先进经验和发展趋势基础上，通过对滁州市环保系统原型构建的设计与研究，探讨在环境管理中结合信息技术特别是数据库技术、GIS技术等，设计一套技术先进又切实可行的环境保护系统，提高滁州市环境管理的信息化水平，增强环境管理

13、与决策能力。1.2 国内外研究现状1.2.1国内研究现状近年来，环境问题日益成为社会的焦点问题。尽管环境分析评价预测的难度较大，但从长远来看，环境分析、评价、预报将同环境管理信息系统一起成为今后很长时间内国家环保管理工作的重要发展趋势。我国的环境分析、评价的信息化建设起步较晚，但发展势头迅猛。经过十几年的努力，国家环境信息化进展较快，取得了一定成效。淮南市环境监测系统：该系统采用了国内领先的监控、监测信息管理技术。实现了以监控中心为核心，包含水质自动监测、空气质量自动监测、空气污染源自动监控、水污染源自动监控、远距离烟气视频监控、环境应急指挥等6个子系统，以无线通讯、实时监控、预报预警、统计分

14、析、地理信息系统、虚拟环境、发布公告等技术应用和功能为支撑，称为先进、连续、统一、稳定，国内领先的环境监控中心 。厦门市环境保护信息系统：该系统是1994年厦门市环保局和清华大学环境工程系经过多年合作而研发成功的，在实际应用中体现了强大的生命力和良好的可扩展性。整个系统由常规监测数据管理系统、质量报告书辅助生成系统、污染源监测管理系统、监测数据挖掘分析系统、监测数据地图查询系统、监测站Web系统六部分组成。1.2.2国外研究现状西方发达国家的现代环保系统建设始于上个世纪60年代中期，到了70年代末这些国家几乎都建成了为环境管理提供支持的环境信息系统。在西欧、日本、美国等国家都具有大城市详细环境

15、信息系统，很多国家还具有全国性的环境信息系统：例如美国国家环保局的环保信息系统还具有联网、动态研究、报告等功能，日本也已经开发出商品化的专用环境信息处理软件，并在世界范围推广。美国、日本以及西欧一些国家对大气污染已经有一些针对本国具体城市大气污染的评价和预测软件，尽管其中对各自要求的多种相关资料及数字模拟方法有所不同，但是发展的趋势却是一致的。美国犹他多学的一个科研小组利用GIS技术可对墨西哥与美国接壤地区进行环境影响评价，他们建立了环境数据库、地表水污染路径模型，并利用GIS的空间分析功能(如缓冲区分析)，对该地区经济发展所造成的环境影响进行了分析评价。 He Chansheng等将农业面源

16、污染模型(AGPS)及GRASS Water Works集成在一起，综合分析评价了面源污染对Michigan洲的Cass河水质的影响，并以地图形式输出结果，同时标出易受侵蚀的地区 。Vienux等将有限元方法与栅格型GIS相结合，对暴雨径流进行了卓有成效的分析，可以图形化显示高径流量和洪水泛滥区。 Hudak等人利用GIS技术对地下水的监测网络进行了设计，可以对所选研究区域进行详细的场地监测和分析，有利于管理地表和地下废物设施、及时发现潜在污染源，加强对水源井的保护，还能为填埋场地选址提供决策支持。 另外还有基于GIS的环境相关问题的决策支持系统等，这些都是GIS与环境管理工作结合的较新的发展

17、实例，如：美国的环保信息系统：美国在先进的通信技术和计算机技术的基础上，建立了各种环境数据库，实现了采集、管理、共享的高度协调发展。美国的环境信息系统，包括大气监测、生态保护、紧急响应、污染跟踪等内容和数据库。它的数据覆盖面非常广，所能提供的服务功能十分强，访问的方式也多种多样。 欧盟的环保信息系统：欧盟的环保信息系统主要由环境化学品数据和情报网、欧洲环境和健康信息源超级数据库、CORINE项目三部分组成。其中CORINE是一个四年的实验项目，目的是收集、协调和保证欧共体各国环境和自然资源状态信息的一致性。CORINE的数据库包括地形、管理区域、土地资源、水资源、自然资源、野生动植物、大气、污

18、染源、人口、社会经济等。 2 需求分析2.1 用户业务管理现状分析滁州市监测局在系统开发方面，已经取得了很大的进展:例如在环境监测和环境统计方面，开发了“滁州市环境监测管理GIS系统”。这个系统应用了先进的数据库技术，具有较强的数据库管理和统计功能。但目前运行使用的诸多系统软件的工作平台、开发工具、后台数据库不同，使得系统彼此之间数据共享性差，特别是系统没有与空间信息结合，信息查询结果不直观，软件操作起来需要一定的计算机知识，领导层和决策层不能自主地、独立地进行信息查询。传统的环境管理方法已逐渐地不能满足新形势下环境管理的要求，所以，如何高效、快捷、高水平地进行环境管理成为环保部门迫在眉睫的问

19、题。滁州市环境管理系统可以适应当前形式下政府对城市环保工作所提出的新要求，可以极大的提高管理效率，可以使环保日常工作管理更直观，更方便，同时也可以有效提高办事的公开性和透明度，加强环保的宣传和教育，提高全民的环保意识，从而更好的推进环保管理。2.2 用户具体需求2.2.1 功能需求环境保护与管理具有复杂性和动态性的特点，涉及多部门和多领域，需要处理大量的数据，因此需要建立一套功能强大，使用方便的“环保地理信息系统”，使环境管理更加科学。计算机技术、数据库技术、GIS技术日新月异的发展已经使多种数据的管理，海量数据的管理和分析，空间数据和属性数据的动态管理等工作变得方便而快捷。完全可以建立一个完

20、善的环境管理系统，该系统应具有符合环保工作特征的设计方案，使隐藏在错综复杂的关系下的众多因素变得清晰，可随条件的改变而动态变化，可以处理大量的空间信息，并通过模拟使用户看到结果;方便的进行各类污染数据的查询、报表输出等。2.2.2 外部接口需求2.2.2.1 用户界面考虑环保部门是应用部门的因素，系统用户界面需要具有面向日常业务、面向用户习惯的特点，强调简单、友好、实用及高度的交互性，采用图形用户界面标准，具有目前较为流行的Windows界面风格。2.2.2.2 硬件接口服务器端硬件环境服务器存放着所有的专题图形、属性数据库，还存放城市的电子底图，应使用较高的配置。另外考虑到数据的安全性和可靠

21、性，应采用双电源、双硬盘、硬件智能容错控制卡，应该重视服务器在整个系统中的重要性，服务器应考虑高档次的机型，建议选用专用服务器机型。2.2.2.3 软件接口系统平台： 滁州市环保系统原型是基于ArcGIS Server平台、VS 2005.NET框架开发的。ArcGIS Server是一个用于构建集中管理、支持多用户的企业级GIS应用的平台。ArcGIS Server提供了丰富的GIS功能，例如地图、定位器和用在中央服务器应用中的软件对象。开发者使用ArcGIS Server可以构建Web应用、Web服务、以及其它运行在标准的.NET和J2EE Web服务器上的企业应用。数据库系统：环境管理空

22、间数据和属性数据的一体化采用数据库Access完成。操作系统：系统工作站端的操作系统采用windows2000及更高版本，浏览器采用微软发布的EIS.0或更高版本，网络操作系统还可采用Windows2000Server。2.3 数据需求滁州市环境保护系统涉及到大量的数据，主要包括滁州市行政区划图，滁州市环境监测数据等，所用数据主要包括以下几个方面：基础地理信息数据库：由近期无明显变化而相对稳定的基础层面组成。具体包括河流湖泊水系网数据、交通数据、居民地数据和境界数据等层面。专题信息数据库：由近期随时间变化的专题信息组成。包括水体监测、污染源分布等子专题。综合信息数据库：包括降水状况、地表水状况

23、、污染源状况等综合信息。以上数据均来自滁州市环境监测站。3.总体设计滁州市环境保护系统开发包括基础地理信息数据的采集与建库，软件开发，数据库管理和维护三项工作。系统具有信息查询、数据库管理、报表输出、系统维护等功能模块。该系统采用软件工程的思想进行设计，应用UML作为可视化建模语言, 建立系统的可视化模型，并实现基于UML模型的系统需求、分析、设计、实现和测试的标准化、规范化和成果文档化。采用组件对象模型技术进行开发。系统中GIS部分基于Arc Server进行开发；其它功能模块应用C#进行编写，并在面向对象基础上，采用组件开发技术进行封装，封装完成后的各个应用组件通过接口进行组合。环境管理空

24、间数据和属性数据的一体化采用Access数据库完成。4.系统功能设计 4.1 设计目标建立滁州市环保系统，以污染源分布为例，实现了企业废气排放信息查询，企业废水排放信息查询的操作。以期提高滁州市环境管理的信息化水平，增强环境管理的水平与决策能力。4.2 功能模块污染源信息是环境管理影响最大的信息源，也是环保信息系统的核心部分。本系统利用GIS技术提供具备空间信息管理、信息查询和直观表达能力的应用。能综合分析环境情况，实现污染源信息的综合查询，为计划决策提供信息支持，为有关的评价、预测、规划、决策等服务。主要功能设计包括污染源定位查询和根据要素进行条件组合查询。4.3 系统界面设计4.3.1 系

25、统主界面图4-1 系统主界面4.3.2 系统查询界面图4-2 污染源定位查询图4-3 系统查询界面4.3.3 输入条件查询废气污染源情况图4-4 按超标指数查询2007年污染源废气排放情况图4-5 按废气排放量查询2008年污染源废气排放情况5.论文的主要成果和不足5.1 主要成果 在Access数据库中录入污染源废气排放信息，污染源废水排放信息，污染源名录库等污染数据，在GIS组件平台的基础上建立了滁州市环境保护系统，可以对污染源分布进行查询，并能实现对各类污染数据提供完善的多条件查询功能，利用污染源的数据查询结果，对环境污染状况进行相关的分析和预测。5.2 系统建立的必要性滁州市环境管理系

26、统的建立，对滁州市环保工作有很好的帮助，对环保信息化、科学化管理有很大的促进。通过总结本项目的建设，得出以下几点结论：5.2.1 环境数据标准建设势在必行环境数据标准的制定和得到相关单位的认可是实现网络数据自由共享、交换的前提。目前，中国还没有成熟、可用的环境数据标准。因此，国内各环保局参照美国的环境数据标准制定自己的数据标准，以促进地区各级环保局以及各级政府职能部门之间的数据交换，信息共享的工作势在必行。5.2.2 进行环境信息化规划时应求真务实、总体规划，分布实施、逐步完善必需意识到环境信息系统是一项复杂艰巨的系统工程，不可能一跳而就，不能急功近利，需要实事求是，稳扎稳打。这就要求我们进行

27、环境信息化规划时应务实，明确阶段目标后再进行规划、建设。不要急于构建一个非常全面、非常先进的环境信息系统，而是采取务实的态度，先根据情况个别进行业务上急需的或发展比较成熟的专业环境信息系统建设，之后再通过强调网络数据的交换、共享将各个独立系统联系起来逐步形成一个大的综合性环境信息系统。5.2.3 系统建设应全面安排统筹指挥环境信息系统建设的最大难度莫过于同用户交互和资料的收集即所谓组织协调”。这种协调工作是在不同单位或处室之间进行，难度极大，所以系统开发应有统一的领导、规划和统筹指挥;而且由于系统建设是对传统办公、管理模式在继承、仿真基础上的彻底变革，所以系统的建设应得到建设方(环保局)上层领

28、导的全面支持，并且建设方的主要领导应积极配合、主动参与。5.2.4 建库工作的投入以及信息收集管理不可忽视在环境信息系统建设中，软硬件的投资、程序的开发肯定要给予足够的投入，但数据建库同样不可忽视;建库工作是信息系统的核心，建库工作量估计占系统建设总量的60%以上，投入的工时一般是开发的30%以上。同时对数据管理系统的统一规划、以及环境信息标准规范的制定也应引起足够的重视，使信息的收集在与具体的环境管理工作相结合的同时，能够全面、系统、有组织地逐步推行。5.3 系统构建的不足之处在综合信息数据库的基础上，还可以以GIS系统为依托，建立污染源识别，环境质量变化趋势分析、污染扩散模型分析和污染源在

29、线监测等子系统。对环境监测数据进行动态可视化模拟，揭示环境污染形成因子之间的相互作用，进一步预测未来的发展趋势。而且系统在运行过程中可能会出现污染源分布查询功能暂时无法实现，出现这种情况时可以刷新页面来显示查询结果，在污染信息按条件查询中，输入相应的查询条件后可能会出现查询功能无法实现，出现这种情况时也可以通过多次刷新页面来显示查询结果，另外，由于不同计算机的配置和安装不同，可能会因为计算机运行速度的原因导致在系统主界面上地图无法显示，出现这种情况时也可以通过刷新页面来实现对地图的显示功能。参考文献1 黄杏元,马劲松.地理信息系统概论M.北京高等教育出版社,2001.2 邬伦,刘瑜,张晶等.地

30、理信息系统原理方法与应用M.北京科学出版社,2001.3 汤国安,杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实习教程M.科学出版社,2006. 4 钟全宝.威海市环保地理信息系统开发研究D.山东科技大学,2005,(06).5 许晓宏.基于GIS的数字环保信息系统设计J.长江大学GIS研究中心,2008,(2).6 张立国,孔兆慧,许致福,王峰.基于GIS的环境保护信息系统J.中国矿业大学,2005,(3).7 张亚娟.西安市大气环境质量评价系统的设计与实现J.西北工业大学,2007,(3).8 ESRI.BuildingaGeodatbaaseMl.USA.9 林肇信.环境保护概论M.北京高等教

31、育出版社,2002.10 JamesW.Cooper.C#DesignPattems.ComPuterNetwords.2004,31.11 闻哲.中国水资源情势不容乐观N.人民日报海外版,2009,9(003).附录：关键程序代码查询污染源信息主程序： using System;using System.Data;using System.Configuration;using System.Collections;using System.Web;using System.Web.Security;using System.Web.UI;using System.Web.UI.WebCon

32、trols;using System.Web.UI.WebControls.WebParts;using System.Web.UI.HtmlControls;public partial class xuanze : System.Web.UI.Page protected void Page_Load(object sender, EventArgs e) protected void Button1_Click(object sender, EventArgs e) string s1 = this.DropDownList1.SelectedValue; string s2 = thi

33、s.DropDownList2.SelectedValue; this.GridView1.Visible = true;string num = this.TextBox1.Text; if (s1 = 2007 & s2 = 超标倍数) this.GridView1.DataSourceID = AccessDataSource1; if (s1 = 2007 & s2 = 含氧量) this.GridView1.DataSourceID = AccessDataSource2; if (s1 = 2007 & s2 = 废气排放量) this.GridView1.DataSourceID

34、 = AccessDataSource3; if (s1 = 2008 & s2 = 超标倍数) this.GridView1.DataSourceID = AccessDataSource4; if (s1 = 2008 & s2 = 含氧量) this.GridView1.DataSourceID = AccessDataSource5; if (s1 = 2008 & s2 = 废气排放量) this.GridView1.DataSourceID = AccessDataSource6; protected void Button2_Click(object sender, EventA

35、rgs e) string s3 = this.DropDownList3.SelectedValue; string s4 = this.DropDownList4.SelectedValue; this.GridView2.Visible = true;string num = this.TextBox2.Text; if (s3 = 2007 & s4 = 超标倍数) this.GridView2.DataSourceID = AccessDataSource7; if (s3 = 2007 & s4 = 废水排放量) this.GridView2.DataSourceID = Acce

36、ssDataSource8; if (s3 = 2007 & s4 = 污染物浓度) this.GridView2.DataSourceID = AccessDataSource9; if (s3 = 2008 & s4 = 超标倍数) this.GridView2.DataSourceID = AccessDataSource10; if (s3 = 2008 & s4 = 废水排放量) this.GridView2.DataSourceID = AccessDataSource11; if (s3 = 2008 & s4 = 污染物浓度) this.GridView2.DataSource

37、ID = AccessDataSource12; 致谢 论文是大学四年知识的汇总与运用，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！首先，我要感谢顾留碗老师，本文是在顾老师的精心指导和大力支持下完成的。他以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业的工作作风对我产生重要影响。同时，在此次毕业论文撰写过程中我也学到了许多关于构建系统的知识，专业技能有了很大的提高。其次，我要特别感谢各科代课老师，学习上，他们是我的良师：生活上，他们是我的益友，给过我很大的帮助，引导我在专业的道路上前进！再次，我要感谢我的辅导员及院领导们，他们在学习上生活上给我了很大的帮助，并给我指引了人生前进的方向！还要感谢我的好友们对我的无私帮助，使我得以顺利完成论文，我还要感谢我的父母亲，他们在背后默默的支持，给我动力。最后请允许我以感恩的心，对老师，同学，好友，亲人，再次说声：谢谢！