[发明专利]非点源磷污染指数模型的构建及交互应用方法

说明书

本发明属于环保技术领域，尤其涉及一种非点源磷污染指数模型的构建及交互应用方法，包括：基于开源的R平台构建集数据转换、模型运行及结果可视化表达于一体的非点源磷污染指数模型及面向管理者的交互网页应用，用于流域管理决策。本发明通过在开源免费的R平台上构建集数据转换、模型运行及结果可视化表达于一体的非点源磷污染指数模型及面向管理者的交互网页应用，以用于最终的流域管理决策，大大提高了模型数据分析与决策的效率，实现了模型的动态交互应用。

技术领域

本发明属于环保技术领域，尤其涉及一种非点源磷污染指数模型的构建及交互应用方法。

背景技术

非点源污染已经引起严重的水环境问题，非点源污染的量化成为当今国际研究热点，模型模拟是研究非点源污染最直接有效的途径之一，建立以实用性为目标的非点源污染模型已成为管理和控制非点源污染的有效手段。

基于GIS(GeographicInformationSystem，GIS，地理信息系统)在储存及处理大量空间数据、实现空间数据可视化方面的优势，GIS在非点源污染研究中得到应用，通常GIS与非点源污染数学模型结合(集成)方式包括松散型耦合、紧密型耦合及完全型集成。

松散耦合是GIS与非点源污染模型结合的最初形式，在此结合方式中，GIS的主要作用是产生模型计算所需要的各种输入文件，并将模型计算结果以更为形象和直接的方式进行输出。此种结合方式对系统要求不高，但由于GIS、数学模型与处理界面都源自不同的开发者，因而使得各个文件在不同系统间交换时产生兼容性问题，需要大量的数据转换工作，容易产生较大误差，且没有充分利用GIS的各种分析功能。

紧密耦合方式为GIS与数学模型之间开发共同的用户界面，其特点是利用GIS中内嵌的二次开发语言，如ESRI公司的Avenue和AML开发语言等为两个系统开发共同的用户界面，进行数据的直接转换，为模型提供输入数据，并对模型的输出进行可视化处理。与松散耦合相比，紧密耦合方式虽然提供了GIS与模型之间的接口，实现了在GIS与数学模型之间的自由调用，降低了文件交换的频繁性和出错率从而大大提高数据的处理效率，但却都没有充分发挥GIS系统强大的函数或二次开发功能。

完全集成就是使用某种高级计算机语言将数学模型嵌入至GIS中，使数学模型本身成为GIS分析功能的一个组成部分。该结合方式下模型与GIS不只是分享同一个用户界面、同一个数据库而且还分享内存，能较快反应用户指令，能在通用的计算机系统下使用而不需要GIS系统为后台，同时模型模拟和GIS分析的功能均能出色发挥。BoHuang等利用Arcview的宏语言Avenue实现了TOPMODEL与GIS的完全集成，来模拟流水网络、土壤饱和度亏损和溪流量的计算。然而非点源污染模型与GIS完全集成二次开发需从系统底层开始，需做大量的软件开发编程工作，开发成本高，需要多个专业开发人员的参与和配合，且产品软件价格昂贵，使用成本高。

鉴于现有技术中大多数非点源污染模型与GIS结合较为松散、GIS强大的功能如空间分析等没有得到很好的应用、完全集成的二次开发过程高度依赖GIS专业人员、成熟软件产品价格昂贵等问题，亟需一种构建成本低，且能够集数据转换、模型运行及结果可视化表达于一体的非点源污染指数模型及能够面向管理者的交互应用方法，以用于最终的流域管理决策。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种非点源磷污染指数模型的构建及交互应用方法，通过在开源免费的R平台上构建集数据转换、模型运行及结果可视化表达于一体的非点源磷污染指数模型及面向管理者的交互网页应用，以用于最终的流域管理决策。

本发明提供了一种非点源磷污染指数模型的构建及交互应用方法，包括：

基于开源的R平台构建集数据转换、模型运行及结果可视化表达于一体的非点源磷污染指数模型及面向管理者的交互网页应用，用于流域管理决策。

进一步地，该方法具体包括：