饮用水源环境保护服务式GIS的设计与实现

孙龙，李梦

(大连市测绘院，辽宁大连 116011)

饮用水源环境保护服务式GIS的设计与实现

孙龙∗，李梦

(大连市测绘院，辽宁大连 116011)

基于城市地理信息公共平台，整合水库勘界数据、污染源数据和风险源数据等专题信息，通过数据处理、功能扩展、信息发布等工作，建立饮用水源环境保护服务式GIS，实现水源地基础数据、污染源、监测、监察等信息的浏览、查询、统计和分析，并基于电子标签(RFID)和Android系统平板电脑实现水源地移动监察，为环保局饮用水源环境保护工作的办公和决策提供辅助支持。

环境保护；饮用水源；电子政务；服务式GIS

1 引 言

经济的发展促进了城市化进程的加快，随着社会的进步，人们对赖以生存的环境日益关注，环境问题已成为全球关注的焦点。饮用水是人类生存的基本需求，其安全问题直接关系到广大人民群众的健康。环保部门以饮用水安全和重点流域治理为重点，加强水污染防治，在审批、决策时，严格执行相关的法律法规，强化监督管理，确保饮用水源安全。

与饮用水源相关的环保专题数据主要包括水库勘界数据、污染源数据和风险源数据等，在现实世界中这些数据都是具有空间位置信息的客观存在，通过对这些专题数据的管理、分析、统计和应用，可以间接实现饮用水源环境保护的目的。地理信息技术以可视化的地图作为基础空间参照，以空间分析和统计数据为决策提供科学的依据，当前普遍应用的服务式GIS技术更是具有更广泛的访问范围、可以大规模降低系统成本和减少重复劳动等特点，因此，服务式GIS被引进饮用水源环境保护领域具有一定的必然性。

饮用水源环境保护信息管理系统以水源地地理信息、监察信息、监测信息和调查信息为基础，构建水源地管理基础数据库，既包括对全市饮用水源地基本信息以及水源地保护区内的工业源、生活源等基本信息的管理，又可实现历年水源地调查结果信息的动态管理。根据这些基础数据构建水源地管理地理信息系统，基于地理信息公共平台，将水源地管理业务中的专题数据在地图上发布展示，并以地图为介质完成业务数据、照片、三维全景图、视频以及应急预案等信息的查询浏览。系统的环境监察管理，可实现监察、信访、行政处罚信息的管理，完善水源地保护和管理的数据内容，移动执法系统借助GNSS、GIS等技术可以完成终端定位，并帮助监察人员实现快速高效执法，进行监察结果信息的登记和处理。

本文将结合“大连市饮用水源环境保护信息管理系统”实例，阐述城市饮用水源环境保护服务式GIS的设计与实现。

2 系统体系结构

饮用水源环境保护服务式GIS由数据层、中间层和应用层三部分框架构成。数据层是系统各项功能的基础支撑，主要包括环保专题数据和地理底图数据两类，水源地环保专题数据来源于环保局，地理底图数据调用城市地理信息公共平台提供的地图服务；中间层采用WebSevice技术实现业务封装，实现权限验证、身份验证、服务调用、业务逻辑等模块功能；应用层具体地体现了系统的各项功能，包括地图浏览、信息查询、数据统计、综合分析、图表输出等内容。如图1所示。

图1 系统框架结构

系统整体由饮用水源环境保护信息管理主系统和移动监察子系统两部分组成。其中饮用水源环境保护信息管理主系统是系统的主要组成部分，运行于市政府电子政务外网，部署在市环保局，供其办公、管理使用。移动监察子系统部署在Android系统移动终端设备上，主要供外出监察或巡查人员对水源地做巡检时使用。通过网闸设备和同步程序，可实现子系统与主系统之间的数据交换，如图2所示，为系统功能体系图。

图2 系统功能体系

3 系统实现

饮用水源环境保护信息管理系统具备水源地基本信息管理、监测信息查询、监察移动执法、环境风险及应急预案等方面的功能。

3.1 水源地基本信息管理

本系统实现全市的水库型、河流型和地下水型的水源地基本信息、保护区信息和供水信息的入库管理，同时实现水源地调查中的工业污染源、城镇生活污染源、农村生活污染源、矿山、畜禽养殖、水产养殖等信息管理，并根据调查信息和饮用水监测结果，通过相应的空间分析运算，进行饮用水水质的评价。

通过地图和属性列表对水源地的基本信息、各级保护区划、界址点界桩、标志牌等信息进行查询浏览，可查询保护区划、界址点界桩、标志牌在地图上的位置、基本属性信息、巡检信息及三维全景照片。利用水质监测数据生成曲线图，直观展示某项水质监测指标的变化趋势，并可通过不同颜色直观显示水体富营养化状态，为饮用水源保护决策提供参考。在确定水体纳污容量后，可以显示水源保护区内污染物当前排放量是否超过水体纳污能力，为水源保护区环境综合整治提供参考，如图3所示，为水源地基本信息管理功能示意图。

图3 水源地基本信息管理功能示意图

3.2 监测信息查询

本系统可查询每个水源地内监测断面的位置、基本信息及监测信息，可查看每个水源地富营养化情况，如图4所示。系统预留接口，可与在线监测数据库对接，实现对在线监测数据的查询浏览，查看该断面的详细信息和监测数据。应用监测数据，可实现水源富营养化监控，根据各水源地氮磷钾的监测数据，在线生成专题地图，表达水源地富营养化情况。

图4 监测信息查询与应用

3.3 监察移动执法

系统对饮用水源地保护的信访和投诉信息进行管理，并分配水源地监察任务，完成监察信息和处罚信息的管理，完成对信访投诉和监察处罚信息的统计。

基于Android系统平板电脑、智能手机等终端设备和无线网络，系统提供了路径导航功能，并且环境监察人员以在环境监察的过程中和中心进行通信，随时完成相关法律法规的查询，进行水源地信息和监察信息的查询，并可以在现场记录监察结果信息。

(1)导航:基于电子地图、部分水源保护专题数据以及导航数据，系统实现了监察导航功能。环境监察人员可在移动终端设备上设置起始点和终止点，系统会将这两点之间的最优路径显示在地图上，便于环境监察人员外出执行公务。

(2)查询:监察信息查询主要包括水源地巡查信息查询和监察记录查询两部分，如图5所示。

在水源地巡查信息中，可对每台巡查设备的巡检信息进行查询，包括每次巡检签到的界桩、标志牌在地图上的位置、巡检情况和图片。可以以所属支队、设备、起止时间为查询条件，查询某台移动监察设备在某时间段内的监察签到情况，同时，可记录并在地图上显示该设备在这次监察中签到的点位；在监察记录查询中，可以企业名称、时间、监察人等为条件对监察记录进行便捷、灵活的查询。

图5 巡查信息查询

(3)记录:用射频枪对RFID标签进行扫描后，扫描信息通过移动监察子系统上传到公网服务端的数据接收接口，并在服务端打上时间戳入库，完成某水源地一个界址点或挂牌的签到；系统提供了各类信息表格，监察人员可在现场收集获取第一手的各类污染源信息，然后上传至公网数据接收服务器，最后同步至系统数据库。

3.4 辅助功能

饮用水源环境保护信息管理系统提供了一些重要的辅助功能，如:坐标定位辅助、自定义区域分析、地名地址查询定位等。

坐标定位辅助功能:系统支持将输入的坐标点位展现在地图上，通过调用地理信息公共平台提供的坐标在线转换服务，能够保障点位与地理底图坐标系的一致性，该功能的主要作用在于分析新建项目是否侵占了保护区范围。

自定义区域分析:以现有的行政区划面或者是自定义多边形为单元，通过缓冲区分析，查询该范围内的排污相关信息，如排污总量、污染源个数等，并生成报表。

地名地址查询定位:系统调用了平台提供的地名地址功能服务，可以通过输入地名或地址信息方便地定位到地图相应位置，便于对污染源、风险源企业等进行管理。

3.5 环境风险及应急预案

针对饮用水源地突发事件，提供一种快速处置、辅助决策的信息支撑平台。接收到现场利用平板电脑、智能手机等终端设备和无线网络等信息后系统及时准确定位突发事件发生地点并显示最佳路径、污染源性质及扩散模型，协助制定应急及善后处理方案，建立应急事故处理档案记录。实现饮用水源地突发事件应急预案的联动执行或定制应急方案的快速生成、自动、联动下发、执行跟踪。建立饮用水源地应急预案评估体系。

4 结 语

基于大连市地理信息公共平台，以水源地基础地理信息、基本情况、监测信息等为基础，构建全市的水源地保护地理信息系统，在系统中直观展现水源地各类信息，可以完成相关基本信息和调查信息的浏览和业务数据的查询。系统主要包括水源保护区基本信息查询及动态更新、保护区内各类污染源相关信息查询统计、风险源监控、水质变化趋势分析、水体纳污状况分析、监管记录查询录入、建设项目选址定位查询、水质在线监测数据查询等功能，为饮用水源保护提供了信息化管理平台，提高了饮用水源保护管理水平、应急处置及科学决策的能力。

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2013京津沪渝四城市测绘地理信息工作交流会在京召开

2013年9月11日～13日，2013京津沪渝四城市测绘地理信息工作交流会在京召开。国家测绘地理信息局副局长宋超智出席会议并讲话，北京市规划委员会委员兼北京市勘察设计和测绘地理信息管理办公室主任叶大华、副主任李节严、副主任王金坡，北京市测绘设计研究院院长温宗勇、党委书记郝赛英，重庆市勘测院党委书记冯美修，天津市测绘院副院长史廷玉，上海市测绘院党委副书记杭燕等领导以及来自京、津、沪、渝四直辖市测绘及勘察系统的代表共40余人参加会议。会议由北京院王瑞平副书记主持，温宗勇院长致开幕词。

宋超智副局长对一年来四市测绘地理信息工作给予了充分肯定。他指出，近几年来，四市测绘地理信息工作按照国家测绘地理信息局的工作部署，积极为当地经济建设和社会发展提供及时的可靠测绘保障服务，在政府宏观管理决策、重点工程建设、国土资源利用、城乡规划、防灾减灾以及促进社会发展等诸多方面，发挥了测绘工作应有的作用。他强调了地理国情普查工作的重要性，指出地理国情普查是时代赋予的新任务、新要求。他对四市测绘地理信息工作提出三点建议:一是要把地理国情普查基础工作做好，并利用普查成果突出各地的地方性特色。二是加快从测绘生产型向服务监管型的转型，主动实现装备、机构的升级，抓住测绘事业转型的新契机。三是要选好抓手，抓住机遇、重点项目，推动产品应用和开发，解决测绘出发点和落脚点的问题。

会议期间，叶大华委员同四市测绘单位代表进行了座谈。他从四市目前地理国情普查进展情况、地理国情普查资金投入问题、普查的技术方案和具体指标等方面与代表们进行了交流。他对北京市测绘地理信息工作提出建议和要求:一是抓住机遇，迅速打开地理国情普查新格局，树立机遇、责任、质量和效率意识，用好资源。二是解放思想，注重科技创新，推进测绘地理信息事业由生产型向服务型转变。三是要着眼长远，建立长效机制，找出各个行业和部门的不同需求，更好地为政府和社会提供服务。

本次交流会是以贯彻落实国家测绘地理信息局“构建数字中国、监测地理国情、发展壮大产业、建设测绘强国”的总体战略为主线，同时对一年来四市的测绘地理信息工作开展情况、地理国情普查试点及工作进展情况进行交流。代表们围绕着各自城市地理国情普查及试点工作开展的情况，取得的阶段性成果和经验，工作中遇到的困难、亟待解决的问题、事业单位分类改革等问题进行了交流研讨。

本次四市测绘地理信息工作交流会从三个层面进行了交流探讨:既是四个城市兄弟院之间的交流；也是北京市地方政府部门和四个城市院之间的交流；同时也是国家局领导和四个城市院之间的交流。本次会议成功召开分享了经验，发现了问题，对京津沪渝做好市地理国情普查下一步工作具有重要意义。

(来源:http://www.smibj.com)

Design and Implementation of Environmental Protection Service GIS for Drinking W ater Conservation District

Sun Long，Li Meng
(Dalian Surveying＆Mapping Institute，Dalian 116011，China)

Reservoir boundary data，sources of pollution data and sources of risk data，etc，is integrated based on geo-spatial Information platform.Bymeans of data processing，function expansion and information issue，the Environmental Protection Service GISof DrinkingWater Conservation District is established，and it realizesbrowsing，query，statistics and analysis of basic data of water sources，pollution sources，monitoring，supervision and so on.Furthermore，it is based on RFID and tablet PC with android system to realizemobilemonitoring ofwater sources and provide auxiliary support for official business-handling and decision-making of Environmental Protection Agency drinkingwater sources environmental protection work.

environmental protection；drinking water；E-Government；service GIS

1672-8262(2013)05-29-04

P208.2

B

2013—03—25

孙龙(1980—)，男，测绘工程师，现从事地理信息系统开发与应用等方面的工作。