成果名称：基于GIS技术的水环境污染模拟研究

主持人：李成林

       水环境包括地球表面的各种水体，如河流、湖泊、水库和海洋以及赋存于土壤、岩石孔隙中的地下水。水环境信息反映的是一定空间范围内大气降水、地表水、地下水水质与水量及与此相关环境信息的分布特点和变化规律。把GIS与水环境信息以及水质模型的运用结合起来，从而反映出水环境现状与发展趋势，可以提高水环境管理的科学决策水平，达到管理和改善水环境、保护水资源的目的。

       基于GIS技术的水环境污染模拟研究运用地理信息系统技术、科学计算可视化技术和水环境数值模拟技术，对水环境污染的时空变化进行研究。研究内容包括：地理信息系统与水质数学模型的集成、基于GIS技术的水质模型模拟结果的可视化表达的开发流程，并以MapInfo为平台，MapX为组件，Microsoft VB6.0为开发环境，运用原有的数学模型，对黄河（河南段）BOD污染、丹江口水库污染、郑州地下水污染进行了污染模拟，实现了GIS与水质数学模型的无缝集成。系统运行稳定，达到了很好的模拟效果。

       地理信息系统集成可以分为两个层次，一个是地理信息之间相互关系的概念层次集成，侧重于地理信息的空间分析；另一个是不同数据和模型之间组织和管理的技术层次集成。GIS与水质数学模型的集成分为三个层次：松散耦合、紧密耦合和无缝系统集成。这些集成模式在我国水环境领域中都得到了应用。无缝系统集成是开发者理想的集成模式。

       组件式GIS不依赖于某一种开发语言，可以嵌入通用的开发环境(如：Visual Basic或Delphi)中实现GIS功能，专业模型则可以使用这些通用开发环境来实现，也可以插入其它的专业性模型分析控件。因此，使用组件式GIS可以实现高效、无缝的系统集成。

       基于GIS技术的水环境数值模拟，其核心就是在地理信息系统平台上，运用科学计算可视化技术，实现水质数值模拟结果的可视化显示。它包括如下步骤：（1）采集数据，包括属性数据和空间数据；（2）建立空间数据库；（3）构建或选取水质数学模型；（4）利用边界条件进行数学模型求解；（5）利用计算机图形图像处理技术，进行科学计算可视化和动态模拟；（6）验证。