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大气环境容量和承载力模拟系统

背景介绍

环境承载力又称环境承受力或环境忍耐力。它是指在某一时期,某种环境状态下,某一区域环境对人类社会、经济活动的支持能力的限度。环境容量和环境承载力可为国土资源节约集约管理提供技术支撑和参考依据,发挥国土资源在生态文明建设中的主体作用。近年来,随着经济社会的持续快速发展,我国面临的资源环境约束也持续加剧,迫切需要不断提高资源环境综合承载力。我国“十二五”环境保护规划指出,到2015年,主要污染物排放总量显著减少;城乡饮用水水源地环境安全得到有效保障,水质大幅提高;重金属污染得到有效控制;生态环境恶化趋势得到扭转。

解决方案介绍

环境容量和环境承载力模拟实验室建设方案是采用国际先进的ArcGIS + Visual Studio.NET技术和私有云平台。整个系统的设备易于管理,易于维护,操作简单,易学,易用,便于进行系统配置,在设备、安全性、数据流量、性能等方面得到很好的监视和控制,并可以进行远程管理和故障诊断。

整个服务平台的所有系统采用.NET 开发,数据库采用MS SQL Server.系统架设在私有云服务器上,这些云服务具有更高可靠性和安全性,可支撑海量用户,保证7*24不间断正常运营。

应用平台技术

利用国际上先进的、成熟的虚拟化技术软件,将物理资源抽象为可动态调整的资源池,将物理工作站虚拟化为多个操作系统,同时提供Windows、Linux等不同平台环境,以满足各类专业工具软件的运行环境要求和实现平台整体功能的要求,提高平台硬件资源和软件资源的高效利用。

采用现在最为流行的三层结构的系统平台来搭建整个的应用系统,这样既可以保证系统的可靠性,又可以保证系统具有良好的可拓展性和开放性。所有的访问并不直接访问后台的应用资源和数据资源,而是通过中间层进行访问,这样既可以保证后台数据的安全性,又可以通过中间层的调度保证性能和事务的一致性。

总的来说,该项目在体系结构上采用业界先进的三层体系结构,即浏览器/应用服务器/数据库服务器,利用WRF模型,基于ArcGIS体系框架构建。在设计模式上应用了技术领先的MVC模式,保证了系统的高可扩展及高可维护性等。

体系结构和系统架构示意图如下所示:

1,大气环境容量和环境承载力模拟系统建设项目体系结构示意图(见下图)

2,大气环境容量和环境承载力模拟系统建设项目体系结构示意图(见下图)

利用WRF模型,实现大气环境容量核定模块运行的自动化;利用区域环境容量核定结果和污染物排放数据核定减排量,开发环境承载力自动化计算模块;利用地理信息系统实现环境容量核定结果和环境承载力的实时展示,并生成统计报表;实现基础气象数据、模型计算结果数据和其它系统相关数据库管理;实现客户端登录系统对相关结果进行查阅和调用。

方案系统整体架构