[发明专利]基于“SWAT+WebGIS”服务的农业面源污染大数据集成与管理系统

说明书

本发明涉及一种基于“SWAT+WebGIS”服务的农业面源污染大数据集成与管理系统，包括：用户登录模块，面源污染模拟模块，面源污染信息数据库模块，面源污染信息共享模块，面源污染信息分析模块，面源污染信息展示模块，上述模块依次连接。本发明的有益效果：本发明通过构建全国面源污染信息信息管理平台，实现全国流域面源污染基础地理信息数据的存储和空间信息的查询、分析和共享，提供资源数据的更新维护、查询统计、专题图制作等功能，为用户或管理部门提供快速、有效的面源污染信息服务，为掌握面源污染物排放规律提供最全的资料，提高面源污染风险的控制能力。

技术领域

本发明属于面源污染管理技术领域，涉及一种快捷的农业面源污染信息集成与共享，尤其涉及一种基于“SWAT+WebGIS”服务的农业面源污染大数据集成与管理系统。

背景技术

农业面源污染是指在农田耕作等农业生产活动中，化肥、农药与重金属等随着地表径流、地下渗漏等携带污染物质进入水体，进而发生水体富营养化或有毒有害的其他形式的污染。农业面源污染具有广泛性、滞后性、不确定性和较大的时空变异性等特征，对各种组合条件下的农业系统均设点长期观测面源氮磷流失，需要花费大量的人力、财力及物力。因此，仅将其作为一种辅助手段，主要用于各类面源污染模型的验证和模型参数的校正。模型的优势在于可以不需要大范围和长时间的野外面源污染监测数据的情况下，借助气候、地形、土地利用、农田管理等现成数据，对面源污染流失进行时间和空间序列上的模拟，可以直观估算面源污染负荷变化趋势及空间分布。

2016年10月，《国务院关于开展第二次全国污染源普查的通知》(国发〔2016〕59号)要求2017年开展第二次全国污染源普查。要求建立健全的面源污染源档案、污染源信息数据库和环境统计平台。面源污染数据库及共享平台建设对于准确判断我国当前环境形势，制定实施有针对性的经济社会发展和环境保护政策、规划具有重要的现实意义。

鉴于此背景，目前与农业面源污染数据库及管理系统研究正处于不断发展阶段，但全国范围内不同流域的面源污染数据库及其数据统计平台仍有不足。例如最新发布的申请号为201710151560.0，名称为面源污染区域污染因子信息管理系统和管理方法，公开号为CN106875317A，该专利提出了面源污染区域污染因子信息管理系统，包括分布在面源污染区域的污染监测器、移动信息采集端、数据处理中心和管理终端等。但该方法需要花费大量的人力、财力及物力，在全国范围内具有气候、土壤理化性质及农业管理措施空间异质性较大的特征下难以施展。

SWAT模型是一款经典的考虑气候、土壤理化性质及农业管理措施影响下的面源污染模拟工具，利用实测数据对模型进行率定与验证的前提下，其可以较为准确的模拟估算农业面源污染流失。运用该模型可为全国范围内不同流域提供丰富的流域特征、气候特征、农业管理措施及面源污染的属性信息和空间分布信息，可作为全国农业面源污染信息平台的大数据服务层。

WebGIS技术是Internet技术与GIS技术相结合的产物，可为用户提供良好的地理空间信息的发布和共享，实现网络环境下的空间数据协同管理和空间数据互操作。目前国内使用最广泛的WebGIS平台是ESRI公司的ArcGISServer和超图公司的SuperMapiServer，本系统选用ESRI公司的系列产品。

综上所述，利用实测数据对SWAT半分布式模型进行率定与验证的前提下，其可以较为准确的模拟估算农业面源污染流失，并提供丰富的流域特征信息、与面源污染相关的属性数据和空间数据。WebGIS技术可提供良好的属性及地理空间信息的发布与共享，实现网络环境下的空间数据协同管理。如何在农业面源污染管理技术领域中有效地将SWAT模拟与WebGIS技术相结合，研究出高效且低成本的全国流域农业面源污染信息管理系统，方便于用户在PC端或手机客户端上随时随地对特定流域的面源污染信息及数据库进行操作与管理，是全国农业面源污染监控与管理需要解决的首要问题。

发明内容