GIS在嘉兴水质监测中的应用

摘要：为了应对嘉兴市区河流污染严重的问题，对市区每条河流的治理实行“河长制”，力争通过长效治水，责任治水，使嘉兴的水质恶化状况得到根本改善。在水质治理过程中，河长必须要动态掌握其管辖河流的水质状态。利用GIS建立了嘉兴市河流水质监测平台，可把河流监测点信息、污染源信息等在地图上（调用天地图）直观显示出来，并可对上述信息进行统计分析，为采取进一步的治污措施提供支持。

关键词：水质监测 GIS 天地图 统计分析

1 概述

2011年度全省各行政区域交接断面水质的考核结果显示，嘉兴为全省11个设区市中，唯一评价为不合格的城市，2012年第一季度嘉兴市跨界行政区域河流交接断面考核结果依然不合格。两次市区交接断面水质考核结果引起了嘉兴各界对市区水质的密切关注，社会各界对市区的水环境现状、改善方向及治理难点有了清晰的认识。市有关负责人表示，将通过设立具有统筹能力的全市性“治水办”，建立“河长制”，层层落实各级政府水环境治理责任，力图实现“长效治水”、“责任治水”的目标。俗话说，“知己知彼，百战不殆”，要实现污水治理的目标，必须了解河流水质的现状，如监测点信息，污染源信息等，只有了解了这些信息，才能有针对性的制定治理措施。

随着GIS技术的发展及GIS本身的时空特点，可利用GIS把河流监测点信息、污染源信息等实时直观的在地图上进行展示，建立嘉兴市河流水质监测平台，河长可通过该平台实时了解其管辖的河流水质状况，污染源信息等，并可利用平台提供的统计分析及历史数据回放等功能对河流信息进行报表分析等，为制定进一步的治污措施提供支持。

2 嘉兴河流水质监测平台建设

平台主要利用Asp.net4.0、ArcGIS Server for js API，SQL Server 2008和天地图采用VS2010开发工具进行开发，软件架构采用三层结构设计，该架构具有代码逻辑清晰，后期功能扩展及维护方便等特点。平台具有河流监测点水质周报及分析，水质月报及分析、水质年报及分析，监测点和污染源查询分析等功能。

2.1 系统技术路线

服务器端：基于.NET平台采用IIS7.5+SQL Server

2008+ASP.Net 4.0进行开发。

客户端：ArcgGIS Api for js+Html+CSS。

应用Arcgis Api for js无缝调用“天地图·嘉兴”基于OGC标准的WMTS矢量、影像服务。

利用Ajax无刷新技术，实现了河道、水质监测点、污染源的查询、展示等；利用slider滑动条及图形按钮实现查询条件的图形化，方便用户使用；利用Fusionchart图表控件实现了周报、月报等报表统计；利用NPOI报表控件实现了报表输出、打印等功能。

系统采用三层架构设计，方便后期维护及功能扩展。

提供完善的后台管理功能，实现权限的分配、污染源信息的管理等。

2.2 数据库设计

利用SQL Server 2008建设了嘉兴水质监测平台数据库，包括河流信息表、监测点信息表、污染源（工业、农业养殖、生活污染源）信息表、河长信息表、系统信息表等。下面主要介绍其中一些表的结构。（见表1、2）

2.3 主要功能

嘉兴河流水质监测平台主要实现了河流监测点、污染源的定位、信息查看、统计分析及报表导出，监测点水质周报、月报、年报等功能。对于查询条件中的年份、月份、周次利用Slider滑动条控件实现，水质级别查询条件利用图片实现，该设计的好处是方便用户操作。由于水质周报、月报、年报的功能类似，下面主要介绍水质周报的功能。河长登陆时输入用户名、密码、验证码后系统会根据其登陆名自动在地图上加载其负责的河流及河流监测点和污染源，鼠标点击后可查看其详细信息。监测点的水质现状利用不同颜色进行区别，方便用户直观了解水质的状况。查询条件为：河流名称（下拉选择）、污染源类型（下拉选择，分为全部、工业污染源、农业养殖污染源和生活污染源）、年份（从2008到现在所在的年份）、周次（一年设定共52周）、水质级别（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，劣Ⅴ）。某用户成功登陆后，会加载其负责的河流及与该河流相关联的污染源信息及监测点信息。通过改变查询条件可获取所需要的信息；点击页面左边Tab菜单的“图表”可对查询到的监测点进行图表分析，并可把图表导出为图片或PDF文件；选中需要导出的监测点信息，可把其导出为Excel文件；点击监测点结果列表中的某个监测点，则会在地图上定位该监测点，并可把该监测点的详细信息，历史水质监测数据显示出来并对历史水质数据做图表分析、导出为Excel文件。下图为系统运行界面：

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图1 用户登记成功后运行的界面

2.4 本项目后续化工作的建议

水环境治理是一个复杂的系统工程，如何实现“长效治水”是一个需要多部门统一协调研究的课题。水环境监测平台只是对水环境的现状进行展示，要想制定科学合理的水环境治理措施，必须在现有监测平台的基础上，可利用SWAT等水质模型和智能仿真模型（如芝加哥大学研究的基于Agent的建模仿真平台Repast）和GIS集成建设水环境治理GIS信息决策支持系统，通过输入一系列影响河流水质变化的影响因子（如河流周边人口、产业结构、土地利用/土地覆被变化——LUCC等）实现动态模拟河流水质变化情况，为制定出科学合理的水污染治理方案提供决策支持。

3 总结

构建了嘉兴市河流水质监测平台，利用图形化的查询条件实现了河流水质监测点、污染源的定位及详细信息的查看，信息的图表统计分析、报表输出，监测点水质周报、月报、年报等功能，显著增强了河长实时了解其负责河流监测点水质状况及污染源的信息能力，并对本项目的后续工作方向提出了个人建议。

参考文献：

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作者简介：徐兰声（1985-），女，云南云县人，讲师，研究方向：城市空间信息。