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1、 1基于基于 GRS-1 的突发环境污染事件应急系统研究的突发环境污染事件应急系统研究 摘要：摘要： 突发性环境污染事件已引起当今社会的高度重视，为了降低给人民生命财产造成巨大损失，给生态环境造成严重的破坏，本文采用在拓普康GRS-1手持终端开发突发环境污染事件应急系统，以达到快速、准确、及时的做好处理，建立快速高效的应急反应管理和事故抢险机制。 关键字：关键字： GRS-1，GPS ，突发环境污染， ArcPad Application Builder Abstract： Emergency pollution has aroused great attention in todays so
2、ciety. In order to reduce the losses of property and damage of our ecological environment, Emergency response and management system of Emergency pollution will be developed in Topcon GRS-1. So we can rapidly, accurately, and timely deal with Emergency pollution through this system. Key Words： GRS-1，
3、GPS，Emergency pollution，ArcPad Application Builder 1 引言引言 突发性环境污染事故没有固定的排放方式和排放途径， 突然发生， 来势凶猛，在瞬时或短时间内大量地排放污染物质，对环境造成严重污染和破坏，给人民和国家财产造成重大损失。为了应付突发性环境污染事故，各国相继制定了应对措施， 1989年联合国环境规划署提出了 “地区级紧急事故的意识和准备” ， 即 “APELL计划” 。1993年美国USEPA发布了“化学品事故排放风险管理计划” ，基于计算机信息管理的应急决策支持系统也如雨后春笋般发展起来。 但是这些应急系统都是基于PC端进行开发，当突
4、发环境污染事件发生时，仍需在内业进行分析做出决策，再到现场进行整治处理，时间的滞后性仍不利用突发性事件的处理，为了更好的实时发现污染事件，本着现场分析，现场决策、现场处理的原则，我们通过在拓普康GRS-1手持设备上开发突发环境污染事件应急系统，实现应急事件的现场决策和处理，达到更好的保护我们的生存环境。 2 GRS-1 手持式手持式 RTK 终端介绍终端介绍 2.1 GRS-1 手持终端特点手持终端特点 此次外业数据采集终端设备主要采用拓普康 GRS-1 手持式 RTK 设备，GRS-12是目前世界上唯一一款手持型 RTK 设备。设备可以实现实时数据采集 5cm 精度，并能够现场拍照，快速实时
5、数据回传，实现环境与污染数据库的动态实时更新，合理全面的做好环境检测、环境保护、环境建设与环境规划。产品特点主要表现为： 超强有力的 Windows 计算机 强悍的 PXA320 处理器 806MHz Windows Mobile 6.1 256Mb 内存, 1GB 硬盘,SD 卡支持 最先进的 GNSS 接收机 双频双星 72 通道 P-II 板技术 可升级 100Hz 速率 数字内置模块 GSM CDMA 整合数码相机和电子罗盘 2M 像素数码相机 2o 的三轴电子罗盘 超亮，彩色触摸屏 3.7” VGA 液晶显示器 小巧，轻便，坚固设计 IP66, 防 1m 坠落 点位精度 内置单频天线
6、 实时DGPS差分：平面50厘米，高程1米 单频静态:平面5mm+1ppm，高程8mm+1.5ppm 外接双频天线 双频静态：平面3mm+0.8ppm ，高程4mm+1.0ppm GIS-RTK精度：平面50mm+1ppm ，高程75mm+1.5ppm 3 测量-RTK精度：平面10mm+1ppm ，高程15mm+1.5ppm 2.2 GRS-1 手持终端工作原理手持终端工作原理 目前，GRS-1 主要通过接入 CORS 网来提高定位精度，接入本地 CORS，GRS-1的精度可达到 5cm 的精度，其工作原理图为： 图一 GRS-1 工作原理图 3 基于基于 GRS-1 终端的突然环境污染事件
7、应急系统终端的突然环境污染事件应急系统 基于GRS-1终端的突然环境污染事件应急系统是在拓普康GRS-1上开发的应急系统，可以通过加载地图数据，各种气象、气流、温度等模型，可以快速定位事件发生地点，识别出明显的或潜在的危险目标（比如油库、车站、机场等） ，结合二次开发工具使用环境污染评价和预测模型，提供污染事故的大气、河流等污染扩散的模拟过程， 在地图上绘制出受污染影响的范围， 以及不同程度的范围，从而得出被影响的人口、可能造成的环境损失。将结果回传给指挥中心，为应急指挥提供出救援路径、人员疏散路径，从而减少事件产生的影响等等。 为应急指挥人员的指挥调度提供科学依据。 3.1 系统架构系统架构
8、 系统设计的基本思想是以图（图像与图形）为基础，在城市平面图上管理城串口USB以太串口USB以太差分改正GN SS原始观测数据 T o p N E T +N t r ip 协议I n t e r n e t 4市的各种环境与污染源信息。系统的数据基本包括图形与属性数据，数据格式与ArcGIS 可以实现无缝衔接，并且可以进行输入，双向查询。 由于此系统能够满足外业快速预报污染范围，所以与通常的管理信息系统的主要区别在于对于空间数据的管理，能够进行空间查询与空间分析。 根据 GIS、GPS 和网络通讯的集成经验，图形数据与属性数据的一体化管理和采集要求，在系统的规划实施过程中，将以地形图和大气污染
9、源监控业务为主线，进行现场分析。 根据设计思想，系统使用 ArcPad Application Builder 的集成开发环境，开发语言采用 C+，以矢量化方式存储 GPS 采集的点位数据。 图二 系统总体架构图 系统的数据分为基础地图数据、环境与污染源专题数据两部分。基础地图数据主要用于环境与污染源的分布定位及其基本背景信息显示，内容涉及地形图、道路及交通设施等相关经济要素。主要包括 1：5000，1：2000 等矢量图层与数字栅格图。 系统分别对各环境与污染源监侧点分别建立自己的基础信息库, 并对各专题数据统一管理, 具有统一的信息分类与编码标准。 系统对各类空间数据和专业图形数据 属性数
10、据 加载ArcPadApplicationBuilder 平台环境 修改，编辑上传到内 业数据库， 进行存储 和分析上传到内 业数据库， 进行存储 和分析 数 据 编 辑 双 向 查 询 统 计 分 析 预 警 分 析 地 图 代 数 图 层 管 理 5数据提供完善的查询、 分析及属性条件检索等基本功能利用环境与污染源监测点的数据, 实现对区域的环境动态监测。 系统具有标准的数据变换格式及系统安全机制, 可满足对环境与污染源空间数据和监测点资料进行统一管理的需要。 3.2 功能实现功能实现 以下是对系统的各个功能作简单的概述。 ? 环境与污染源信息查询 综合分析环境情况, 实现环境与污染源信息
11、的综合查询, 可以通过所属区县的监测项目等进行综合查询。 ? 监测资料分析 根据监测点资料, 对当前区域内造成的环境质量变化进行分析。该功能包括监测点信息查询、监测点点位分析、等值线分析、大气环境质量状况分析、大气污染变化趋势等。 ? 监测资料分析 根据监测点资料, 对当前区域内造成的环境质量变化进行分析。该功能包括监测点信息查询、监测点点位分析、等值线分析、大气环境质量状况分析、大气污染变化趋势等。 ? 图形数据库编辑 提供多种专题图的编辑与管理操作, 包括开窗、移动、无级任意放大缩小窗口比例, 显示窗口及图元捕获信息等系列可视化技术功能。 ? 空间分析 模拟某一类环境与污染源和多类环境与污
12、染源的空间扩散分布情况, 并输出结果。例如地表水手工监测中根据某项监测值对同一河系中的不同河段进行对比分析。 6图三 救援路线短路径分析 ? 环境数据图层编辑 实现手持测量数据到空间数据坐标系统的转换。在各区县上报时候, 输入经纬度后, 系统自动转到空间数据坐标系统中的位置, 形成图层, 并编辑填写其数据相关属性。 ? 数据上传 环境质量和污染数据主要是用来将各个区县的实测数据的上传到数据库。对于数据库中己有空间位置数据的环境与污染源的数据可以追加，对于数据库中没有空间位置数据的环境与污染源的数据可以根据地形图、影像图在环境与污染源的相应图层数据中进行添加, 并且可以上传其它信息数据。 ? 专
13、题图制作 可以对不同的环境质量、 污染物的监测点等图层, 以及对环境评价模型评价结果, 进行专题图的制作, 包括柱状图、饼状图、曲线图的制作。直观地显示水、气、声环境质量情况污染源、污染扩散范围与扩散量在时间、空间上的分布。 ? 栅格图层间的代数运算（地图代数） 该系统提供了制图模型来帮助用户实现代数运算。制图模型是将所研究的数据以及分析过程用图形来表示。图显示了一个非常简单的制图模型的例子。该模型的输入是 area 与 population 栅格图层, 使用 overlay（图层叠加）,运算生成人口密度栅格图层。通过这种方法用户可以实现复杂的环境模型运算, 还可组合多个模型。 ? 紧急环境污
14、染趋势分析 7该系统提供了各种污染事件的分析模型， 能够实现现场分析污染事件的发展趋势及其污染严重区域分布，能够实现现场决策，达到及时救援，降低损失的目的。 图四 污染源变化趋势预测 4 结论与展望结论与展望 基于 GRS-1 的突发环境污染事件应急系统利用现代信息技术， 以互联网通信技术为平台，以数字地理信息为基础，结合移动定位系统、数字通信技术和计算机软件平台，为环境检测工作者提高点位、属性、图片以及分析状态结果的外业手持端应急系统， 实现针对突发性事件的检查、 报警、 紧急事件处理、 指挥调度、督察督办等功能，而如何更好的完善评估、评价模型以及如何更优化数据的存格式将是今后工作的重点。
15、参考文献参考文献 1 黎刚环境监测遥感技术进展环境监测管理与技术，2007，19（1）：8-11 2 赵起越， 白俊松 国内外环境应急监测技术现状及发展 安全与环境工程， 2006， 13 （3） ： 13-16. 3 万本山主编.突发性环境污染事故应急监测与处理处置技术.北京:中国环境科学出版 社，1996. 4 李洪涛GPS应用程序设计(M)北京：科学出版社，199910. 5 徐绍铨，张华海。杨志强等GPS 测量原理及应用武汉：武汉大学出版社，2003 6 许健，吕永龙，王桂莲.G IS/ES技术在突发性环境污染事故应急管理中的应用探讨.环 境科学学报，1999,19(5):281-28
16、4. 7 Bildstein()，Vancon J P. Development of a Propagation Model to Determine the Speed of Accidental Pollution in the Rivers，Wst.sci.tech.，1994,29(3):181-188. 8 Desimone R V,Agosta J M.Oil一spill Response Simulation:The Application of Artificial Intelligence Planning Technology in Simulation for Emergency Management.Kanecki D(ed,)，8Published by Society for Computer Simulation.San Di
