從對(duì)環(huán)保部稱“土壤污染信息是國家機(jī)密”的質(zhì)疑到各地公眾紛紛懸賞邀環(huán)保局長(zhǎng)下河游泳，再到兩會(huì)上媒體對(duì)前環(huán)保部長(zhǎng)就霧霾天氣治理時(shí)間表的圍追堵截，我們不難看出，廣大公眾及新聞媒體對(duì)環(huán)境污染與治理的關(guān)注已達(dá)到了空前的程度。與此同時(shí)，我們也不難想象，環(huán)保工作者的壓力巨大！如何“更全面”地感知污染排放等環(huán)境問題、應(yīng)急事故的變化過程，如何“更智慧”地決策重點(diǎn)城市、區(qū)域和流域重大環(huán)境管理的問題，成為擺在環(huán)保工作者面前的一道難題。

      作為一直致力于輔助政府及企事業(yè)單位進(jìn)行環(huán)保信息化建設(shè)的一份子，超圖軟件始終致力于將真三維GIS平臺(tái)、天地空一體化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等IT最新技術(shù)與環(huán)境模型分析等環(huán)保專業(yè)知識(shí)不斷進(jìn)行集成研發(fā)，為環(huán)保工作者的“智慧決策”分憂解難，為廣大公眾“全面感知”環(huán)境問題與治理進(jìn)程提供平臺(tái)。由超圖軟件與環(huán)保部合作完成的環(huán)保部“減排空間信息共享與服務(wù)平臺(tái)之三維展示平臺(tái)”即為二三維一體化GIS技術(shù)與環(huán)境管理與決策進(jìn)行有效結(jié)合的一次不俗的嘗試。

二三維一體化GIS協(xié)同全面感知環(huán)境問題

       目前，我們對(duì)環(huán)境問題的感知主要來自于環(huán)境監(jiān)控，而環(huán)境監(jiān)控手段主要為視頻、紅外、數(shù)采儀等形式將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳至監(jiān)控中心，無法對(duì)整個(gè)監(jiān)控場(chǎng)所進(jìn)行全面、多角度的監(jiān)控。這使得環(huán)保工作者只能獲得一些空洞的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)情況無法第一時(shí)間獲知。

       二三維一體化GIS協(xié)同的環(huán)境管理展示平臺(tái)，通過對(duì)矢量、影像、DEM數(shù)據(jù)及3D模型的一體化管理，可實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控場(chǎng)所的真實(shí)模擬，不用親赴現(xiàn)場(chǎng)，即可對(duì)重大風(fēng)險(xiǎn)源企業(yè)廠區(qū)漫游，圍繞風(fēng)險(xiǎn)單元多角度查看周邊地貌信息，真實(shí)模擬工況運(yùn)行狀態(tài)；全面立體展現(xiàn)三維空間污染源分布；對(duì)環(huán)境空間及風(fēng)險(xiǎn)單元等進(jìn)行屬性查詢等。

      特別是對(duì)于一些特殊的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源，二三維一體化GIS協(xié)同平臺(tái)更體現(xiàn)出它特有的優(yōu)勢(shì)，如石油石化企業(yè)類重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)源，二三維一體化GIS協(xié)同平臺(tái)可對(duì)其工藝管線進(jìn)行三維模擬，動(dòng)態(tài)顯示管線內(nèi)物質(zhì)流向，便于管理者實(shí)時(shí)查看管線運(yùn)行情況，為查堵泄漏點(diǎn)提供可視化技術(shù)支持，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)全廠區(qū)漫游，全面展示重要治污設(shè)施分布情況及其運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)某一設(shè)施出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行異常報(bào)警，使管理者不必親臨現(xiàn)場(chǎng)即可了解治污設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)，為環(huán)境安全提供保障。

二三維一體化的[FS:PAGE]環(huán)境質(zhì)量綜合監(jiān)管

       環(huán)境質(zhì)量管理涉及污染源全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括建設(shè)項(xiàng)目審批、排污申報(bào)、排污收費(fèi)、環(huán)境統(tǒng)計(jì)、環(huán)境監(jiān)察、環(huán)境信訪、環(huán)境應(yīng)急等，二三維一體化GIS協(xié)同的環(huán)境管理平臺(tái)可以與環(huán)境管理業(yè)務(wù)相結(jié)合滲透到各個(gè)環(huán)節(jié)中，如：建設(shè)項(xiàng)目審批，通過二三維一體化GIS系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)域地形地貌查看，將設(shè)計(jì)方案導(dǎo)入三維場(chǎng)景中進(jìn)行審查，在真實(shí)再現(xiàn)規(guī)劃現(xiàn)狀的前提下，用戶可以從任意路徑，以任意視點(diǎn)、任意視角考察設(shè)計(jì)方案，對(duì)方案進(jìn)行從全局到細(xì)部的推敲和修改；環(huán)境統(tǒng)計(jì)，通過二三維一體化GIS協(xié)同的環(huán)境管理平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)二三維數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的一體化，實(shí)現(xiàn)基于三維的查詢統(tǒng)計(jì)模式和查詢統(tǒng)計(jì)結(jié)果展示；環(huán)境監(jiān)察、移動(dòng)執(zhí)法、環(huán)境應(yīng)急，通過二三維一體化GIS協(xié)同的環(huán)境管理平臺(tái)，可真實(shí)模擬環(huán)境監(jiān)察、移動(dòng)執(zhí)法車輛的出勤路徑，為執(zhí)法監(jiān)督提供可視化督查功能，與12369結(jié)合，快速定位事故現(xiàn)場(chǎng)，直觀查看事故現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)地形三維景觀，為準(zhǔn)確預(yù)警提供更為詳盡的可視化三維信息。

◆ 二三維一體化的建設(shè)項(xiàng)目審批

      二三維一體化的建設(shè)項(xiàng)目審批，可以打破以往二維上單純的“帶圖審批”，既可實(shí)現(xiàn)三維環(huán)境下的建設(shè)項(xiàng)目模擬構(gòu)建，直觀形象地了解待建建設(shè)項(xiàng)目位置，又可借助二維空間分析功能預(yù)測(cè)建設(shè)項(xiàng)目未來對(duì)周邊環(huán)境的影響，將直觀模型與枯燥的設(shè)計(jì)方案相結(jié)合，方便管理者做出科學(xué)、合理的決策。

圖1  建設(shè)項(xiàng)目

◆ 二三維數(shù)據(jù)一體化的環(huán)保專題信息綜合展示

      二維與三維數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上保持一體化，通過對(duì)空間數(shù)據(jù)的二三維一體化存儲(chǔ)和管理，實(shí)現(xiàn)基于三維空間的環(huán)保專題多媒體數(shù)據(jù)展示，包括圖片信息、視頻信息等，豐富環(huán)境專題數(shù)據(jù)的展現(xiàn)形式，增強(qiáng)系統(tǒng)的用戶使用體驗(yàn)。

圖2  生態(tài)保護(hù)

◆ 基于三維真空間的環(huán)保專題查詢統(tǒng)計(jì)

      集成環(huán)保專題數(shù)據(jù)，將環(huán)保專題數(shù)據(jù)按空間區(qū)域、時(shí)間序列、行業(yè)分類等多維度進(jìn)行分析展現(xiàn)，其展現(xiàn)形式包括三維柱狀圖、餅狀圖、等值線（面）圖、復(fù)合專題圖等，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果基于三維空間的表達(dá)，使用戶可以對(duì)環(huán)境專題數(shù)據(jù)所反映出的問題有更加直觀、形象的感受。

圖3  環(huán)境統(tǒng)計(jì)

圖4  空氣質(zhì)量

◆ 二三維一體化的環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法與應(yīng)急處置

     二三維一體化GIS平臺(tái)可以提供環(huán)境污染事故點(diǎn)快速定位，并結(jié)合[FS:PAGE]三維場(chǎng)景模型對(duì)環(huán)境污染事故影響范圍分析、監(jiān)察執(zhí)法的出勤路徑分析等空間分析功能，將分析結(jié)果在模擬的三維空間中進(jìn)行表達(dá)，以震撼的效果帶給用戶強(qiáng)烈的真實(shí)體驗(yàn)。

真三維GIS助力環(huán)保智慧決策

       當(dāng)環(huán)境污染事故發(fā)生時(shí)，如何第一時(shí)間做出科學(xué)、準(zhǔn)確的決策，無疑是環(huán)境管理者最為關(guān)心的問題。目前的二維GIS平臺(tái)由于立體表現(xiàn)不完整，無法整體直觀反映環(huán)境事故現(xiàn)場(chǎng)情況，容易導(dǎo)致宏觀分析、決策的偏差。

       基于二三維一體化GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的真三維GIS平臺(tái)，可以對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模擬還原，再現(xiàn)事故發(fā)生過程，更真實(shí)表現(xiàn)地形地貌，全面分析事故現(xiàn)場(chǎng)及周邊情況，同時(shí)輔以模型分析，包括水污染擴(kuò)散模型、大氣污染擴(kuò)散模型、化學(xué)／核污染應(yīng)急模型等，通過模型分析直觀立體展現(xiàn)污染擴(kuò)散趨勢(shì)及周邊敏感源，為應(yīng)急監(jiān)測(cè)、指揮調(diào)度及現(xiàn)場(chǎng)處置提供重要依據(jù)；可依據(jù)地勢(shì)，通過路徑優(yōu)化分析，為應(yīng)急疏散提供直觀、可視化指導(dǎo)，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供全方面、直觀、真實(shí)的決策支持。領(lǐng)導(dǎo)不必深入事故現(xiàn)場(chǎng)就能掌握現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況，并組織專家討論并制定正確的應(yīng)急措施，發(fā)出正確的調(diào)度指令，保證應(yīng)急指揮和應(yīng)急調(diào)度的科學(xué)性和正確性。

       在真三維GIS平臺(tái)中引入環(huán)保專業(yè)模型，基于環(huán)保專業(yè)模型進(jìn)行空間智能預(yù)測(cè)分析。通過水、氣污染物擴(kuò)散模型計(jì)算并預(yù)測(cè)污染的范圍、擴(kuò)散趨勢(shì)、危害程度，通過三維空間進(jìn)行污染事態(tài)趨勢(shì)變化的顯示，直觀的表現(xiàn)出污染事件擴(kuò)散的時(shí)間和空間分布特征，為突發(fā)環(huán)境污染事件處理提供了有力的工具。

圖5  路徑分析

圖6  水污染擴(kuò)散模擬 

結(jié)語

    “智慧環(huán)保”，即利用更好的、更有效的感知手段提升環(huán)境感知能力；用互聯(lián)互通平臺(tái)協(xié)同環(huán)境管理業(yè)務(wù)，充分交換和共享環(huán)境信息資源；在信息資源廣泛利用的基礎(chǔ)上，提高環(huán)境管理效率和科學(xué)決策水平。環(huán)保部減排空間信息共享與服務(wù)平臺(tái)之三維展示平臺(tái)，在環(huán)境空間信息資源共享與服務(wù)的基礎(chǔ)上，將二三維一體化GIS技術(shù)運(yùn)用于環(huán)境管理與科學(xué)決策，可謂是向“智慧環(huán)保”的目標(biāo)邁進(jìn)了更大的一步。