亞運(yùn)藍(lán)天白云 GIS技術(shù)集成典范

    第16屆亞運(yùn)會(huì)的舉辦使得廣州一時(shí)間備受關(guān)注，為確保亞運(yùn)期間的空氣環(huán)境質(zhì)量，廣州市政府實(shí)施啟動(dòng)了廣州市空氣質(zhì)量保障預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了廣州 “綠色亞運(yùn)”的承諾。然而在看得見(jiàn)的“綠色亞運(yùn)”背后，有著許多不為人知的努力，其意義也更加深遠(yuǎn)。

    亞運(yùn)期間優(yōu)質(zhì)的空氣質(zhì)量背后依靠怎樣的環(huán)保高科技技術(shù)支撐著？

    近年來(lái)，區(qū)域空氣質(zhì)量模式在研究大氣污染演變規(guī)律、空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警及大氣污染控制管理決策等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，區(qū)域空氣質(zhì)量的數(shù)值預(yù)報(bào)模式的發(fā)展取得了令人矚目的成就，涌現(xiàn)出了一大批出色的城市、區(qū)域和全球尺度的數(shù)值模，這些模型在環(huán)保領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。環(huán)境質(zhì)量的各類數(shù)值預(yù)報(bào)模式的模擬對(duì)象是環(huán)境，具有空間分布特征，故模型輸入數(shù)據(jù)處理和模擬結(jié)果表達(dá)的空間化、可視化極為重要。為提高環(huán)境模型的預(yù)測(cè)、模擬能力及易用性，環(huán)境模型與地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)集成的趨勢(shì)愈演愈烈。

    中科宇圖借此勢(shì)把GIS與多模式集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)集成的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路應(yīng)用在廣州亞運(yùn)會(huì)環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)系統(tǒng)中。“廣州市空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)集成系統(tǒng)”可提供廣州及其周邊地區(qū)AOD、PM10、NO2、SO2等指標(biāo)的逐日遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)區(qū)域在未來(lái)12、24、48和72小時(shí)，甚至長(zhǎng)達(dá)7天的空氣質(zhì)量條件指數(shù)預(yù)報(bào)。提供廣州（含亞運(yùn)場(chǎng)館）及周邊地區(qū)空氣質(zhì)量條件指數(shù)預(yù)報(bào)，并進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)3天的空氣質(zhì)量等級(jí)預(yù)報(bào)（API指數(shù)定量趨勢(shì)預(yù)報(bào)）。顯示亞運(yùn)期間廣州市及周邊污染向目標(biāo)地區(qū)聚集的方位和強(qiáng)度，充分發(fā)揮了GIS的空間分析能力并為輔助決策提供依據(jù)。該系統(tǒng)在廣州市環(huán)境空氣質(zhì)量保障的應(yīng)用中取得了較好效果，為廣州地區(qū)的空氣質(zhì)量保障提供有利的技術(shù)支撐。

    “廣州市環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)集成系統(tǒng)”的技術(shù)原理是怎樣體現(xiàn)的？

    廣州市空氣質(zhì)量保障預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)基于B/S、.net、Oracle、WebGIS等系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)平臺(tái)，系統(tǒng)采用統(tǒng)一的模式區(qū)域設(shè)置，使用統(tǒng)一污染排放清單及排放處理過(guò)程模型（SMOKE），并由統(tǒng)一氣象模式（MM5）產(chǎn)生氣象驅(qū)動(dòng)，以減小由于氣象、排放處理的不一致引起的模式性能差異，更客觀評(píng)價(jià)不同空氣質(zhì)量模式模擬效果優(yōu)異，并以此為基礎(chǔ)發(fā)展合理的多模式集成預(yù)報(bào)方案。

    通過(guò)該系統(tǒng)可以明確各點(diǎn)源排放對(duì)廣州市各地污染的貢獻(xiàn)情況，以便于明確點(diǎn)源控制的重點(diǎn)，從而為有針對(duì)性的采取點(diǎn)源污染控制措施提供依據(jù)，避免了盲目進(jìn)行大區(qū)域范圍內(nèi)工業(yè)限產(chǎn)或停產(chǎn)措施來(lái)保障特殊時(shí)期敏感區(qū)域的環(huán)境空氣質(zhì)量，提高了空氣質(zhì)量保障措施的科學(xué)性和針對(duì)性，為區(qū)域性污染的聯(lián)防聯(lián)控提供了有效的決策依據(jù)。

    系統(tǒng)研發(fā)過(guò)程中，中科宇圖將廣州市環(huán)保局的環(huán)境空氣質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、污染源普查系統(tǒng)、污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了多元數(shù)據(jù)的融合和系統(tǒng)集成，通過(guò)多種技術(shù)的綜合研判，為環(huán)境空氣質(zhì)量管理提供決策支持。

    GIS技術(shù)應(yīng)用在多模式環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)中對(duì)廣州市環(huán)境的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)起到怎樣作用？

    據(jù)2010年亞運(yùn)會(huì)期間的空氣質(zhì)量保障工作提供決策支持的中科宇圖介紹，廣州市空氣質(zhì)量保障預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的主要功能包括：數(shù)據(jù)導(dǎo)入，天氣預(yù)報(bào)，空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，圖形顯示，信息發(fā)布。在該系統(tǒng)中加入了GIS技術(shù)的應(yīng)用，功能強(qiáng)化為以下：（！）提供了高速的空間、屬性數(shù)據(jù)一體化處理和管理能力，滿足了污染數(shù)據(jù)查詢、更新、統(tǒng)計(jì)、模擬分析和預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的需要。（2）形成強(qiáng)大、高效的環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)信息發(fā)布能力，對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量變化趨勢(shì)的短期預(yù)報(bào)和長(zhǎng)期預(yù)測(cè)和實(shí)況信息，做到模型預(yù)測(cè)結(jié)果在電子地圖上的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示；對(duì)于同時(shí)段不同區(qū)域不同高程的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，在電子地圖上進(jìn)行分屏多維動(dòng)態(tài)顯示。（3）提供空間和屬性數(shù)據(jù)間的互動(dòng)查詢，技術(shù)人員可隨時(shí)瀏覽極軌衛(wèi)星、靜止衛(wèi)星、風(fēng)廓線雷達(dá)、溫廓線雷達(dá)、激光雷達(dá)、激光云高儀、太陽(yáng)輻射儀、天氣圖、云圖等氣象預(yù)報(bào)和空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)實(shí)況資料，由查詢結(jié)果并結(jié)合評(píng)價(jià)分析結(jié)果可制作各種專題圖。（4）提供空間、屬性數(shù)據(jù)一體化的統(tǒng)計(jì)分析功能。（5）提供多種空間決策功能，應(yīng)用GIS圖形疊加分析，如空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)結(jié)果與污染源分布圖的疊加，各項(xiàng)數(shù)據(jù)可以讓用戶選擇一項(xiàng)或多項(xiàng)疊加顯示。（6）在WebGIS上實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)信息的統(tǒng)一發(fā)布和展示，并提供和監(jiān)測(cè)中心站現(xiàn)有“廣州市環(huán)境監(jiān)測(cè)地理信息系統(tǒng)”數(shù)據(jù)發(fā)布接口，以此作為環(huán)保部門和公眾參與環(huán)境管理決策的渠道。

    中科宇圖作為我國(guó)環(huán)境保護(hù)信息化建設(shè)的領(lǐng)軍企業(yè)，率先在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量的“天地一體化監(jiān)測(cè)-多模式預(yù)測(cè)-綜合研判與決策分析”的一體化集成。在廣州市環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)中，通過(guò)多維圖形顯示與GIS技術(shù)，對(duì)氣象及污染擴(kuò)散模型的模擬及預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)診斷及顯示，凸顯了GIS在數(shù)據(jù)管理、信息可視化、輔助決策支持等方面發(fā)揮的重要的作用。該系統(tǒng)每日業(yè)務(wù)化運(yùn)行的成功保障率超過(guò)98%，自動(dòng)化程度超過(guò)90%。通過(guò)系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行，提高了綜合決策的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境管理的現(xiàn)代化和科學(xué)化，使各項(xiàng)環(huán)境管理措施發(fā)揮出更大的作用和效率，減少了環(huán)境破壞帶來(lái)的損失，也為持續(xù)改善了廣州市的人居環(huán)境發(fā)揮了重要作用。