《2022年2022年海上溢油的GIS开发响应信息系统 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年2022年海上溢油的GIS开发响应信息系统 .pdf（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、海上溢油的 GIS 开发响应信息系统熊德奇 西拉拉明大连海事大学廖国祥 武汉理工大学摘要：海洋溢油应急信息系统，作为决策支持系统的设计要有效地应对海上溢事故的发生，具有通过一系列的整合开发随着地理信息系统的数值模型（GIS） 。在该系统中，三维动力学模型， 溢油轨迹和命运模型嵌入地理信息系统。数据库的溢油应急反应和环境还建立了提供决策支持应急小组。最后对系统的功能通过在2004 年十二月中国广东省珠江口发生的对溢油事故的案例研究说明。模拟了一个溢油轨迹与有限的合理估计环境输入数据。对于海洋环境的恢复和保护，准确预测溢油的行为是成功的关键。关键词：溢油； GIS；轨迹和命运；建模1、简介油气勘探
2、的发展，生产和当今世界的运输更容易暴露海洋环境到一个更高的溢油事故的风险。 在这样的背景下， 所造成的污染问题溢油是由联合国环境规划署列在议程 21。在此外，对石油污染的国际公约应急响应和合作（OPRC）采用1990由国际海事组织（ IMO）要求每个国家的海事管理机构和港口建立相应的计划和应急溢油污染的响应。 据悉，从 1975年到 2005 有 83 次多达 50 吨重大溢油中国。溢油应急信息系统，作为一个决策支持系统的主要组成部分应急预案，在处理溢油造成的环境损害起着重要的作用。为了更有效地管理与溢油事故释放到海洋环境有关的风险，一个海上溢油应急信息系统（mosris）开发援助应急人员的识
3、别响应，并缓解了溢油事故的影响。2、系统结构MOSRIS 的主要部分包括地理信息系统 （GIS） ，三维水动力模型， 溢油轨迹和命运模型；溢油现场以及溢油响应模型，数据库与定制的Visual C + +（VC）函数对数据输入；模型的执行和结果演示（图1） 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 图 1。海上溢油应急框架信息系统Visual C+编码是一个明确的机制允许用户开发的程序在正常称为GIS用户界面。 vc 开发
4、的桥梁，使用户输入和查看溢油事故的信息和输出影响区域内直接从 GIS 图形用户界面（ GUI） 。在该系统中， GIS 具有三主要功能：（a）提供 mosris 和用户之间的接口；（b）连接输入，预测模型，并输出；（c）管理 GIS 空间数据库和属性数据库和响应数据库。3、环境管理地理信息系统在这项研究中使用的GIS 系统称为环境管理地理信息系统（emgis） ，作者开发了用 Visual C+ 6 草图。 emgis是专为 Windows 平台。3.1 数据结构emgis空间数据由两部分组成， 图形数据和属性数据， 其他的是通过 ActiveX数据对象（ ADO）技术的应用，无论是图形数据和
5、属性数据存储在关系数据库管理系统（ RDBMS）如 SQLServer和 Oracle。在关系数据库管理系统，图形数据的存储二进制大对象（BLOB） 。图形数据的组织一个层次结构，即地图，图形层，从上到下的地理实体（图2） 。三表用关系数据库来描述一个图形层；第一个表用来存储图形数据， 第二个表用于存储属性数据和最后的表用于存储空间索引信息。为了提高效率空间查询和可视化显示，最小边界矩形（MBR）技术和 R 树索引的使用 emgis。图 2。图形数据的层次结构3.2emgis的主要功能emgis提供 GIS 基本功能等但不限于数据的输入，编辑，管理输出，空间数据和属性数据的查询和图形层管理。以
6、溢油的良好合作数值模型， 提供了一个图形界面的 emgis，它允许数值模型的模拟结果是在GIS 显示直观。emgis也是一个可以在流行的桌面GIS 系统或 CAD 系统读取文件使用的开名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 放系统，例如，在 ArcView 的 SHP文件，在 MapInfo 的 mif 文件，和在 Auto CAD的 DXF 文件。用 emgis 数据也可以输出到这些系统。4、数值模型4.1 流体模型一
7、个三维水动力模型是针对预测潮流溢油区域。控制该模型方程采用坐标系，在 1987 年布隆伯格和梅勒详细给出了动态方程，采用有限差分法求解近似三维，交错网格系统正则空间。 提供流行潮流的条件， 开放边界条件使用开放的数据站在和解的方法建立，其中移动边界是由“ 干湿” 法处理。然后用ADI 法计算仿真模型。调和常数都保存在数据库的表层预测潮流很快的目的。4.2 轨迹和命运模型轨迹和溢油的命运是由管辖物理，化学和生物合成过程变化， 包括但不限于蒸发，扩散，溶解，乳化液，焦油形成团块，光化学反应，降解，沉降和浮游生物吞食。作为紧急应对漏油事件中，物理模型既不可能也没有必要包括所有参与溢油的演变过程。 少
8、数 这被认为是关键的基本要素重要的是包括在一个设计模型，并简要描述在以下段落：包裹概念用于描述轨迹和溢油归宿模型。漏出的油被分成大合奏等质量的离散小包裹。每件包裹的运动可以独立计算。针对每件包裹移到剪切流，紊流，和浮力。以下的运动这种方式， 个别油包裹已经在一些油被用于溢油模型。湍流扩散是由一个表示三维随机漫步技术。浮力力取决于密度和油包裹的尺寸，使该更大（更浮力）的人倾向于留在表面层，而较小的液滴被向下混合。1984年小钱和麦凯将对于蒸发式开发用于本研究。 1980年Mackay等人的模型用于描述乳化，其被定义为风速， 油的水含量， 和一个的函数特有的常数。 如果包裹被移动到土地，那么这包裹
9、被认为是搁浅的和不采取进一步参与模拟。4.3 回溯模型虽然现在大多数漏油事故的报道， 一些燃油或化学物质可能是有意或不自觉地过了几天之后的报道。因此，海事安全局（MSA）判断谁应负责是非常困难的。为了确定可能的漏油事故现场位置，回溯模型，利用蒙特卡洛建方法，该方法是基于使用的随机技术随机数和概率统计调查的问题。通过输入参数如电流溢油的位置，并报告的时间等环境参数，模型运行，然后给出了的模拟结果，它可以被用来确定有可能漏油的网站立场。5、溢油应急数据库名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - -
10、 - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 一旦发生漏油事件，适当的机械快速响应事件措施和相应的策略是必要的。对于恢复操作和保护海洋环境，准确预测一个溢油的行为是至关重要的。此外，它是要知道环境必不可少的条件如传感器的位置，控制和清理设备。 因此，溢油应急数据库建立了溢油提供决策支持紧急救援人员。5.1 地理信息数据库地理信息数据库主要包括三种类型的地理信息：海洋和沿海的信息：包括但不限于海岸线的岛屿，等深线，海上航线；石油泄漏相关信息： 包括敏感的位置资源， 码头，水煤气站，防污染设施与建立；基础地理信息：包括地名即国家，城市，城镇和地区，政府机构等。所有的地理信息
11、都存储在关系数据库，可以通过emgis为不同的图层管理。5.2 决策支持数据库决策支持数据库组成包括：应急响应组织，人力资源，地址列表专家，清理设备，溢油控制和清洁技术，油溢油事故的类型和历史记录。所有的决策支持信息存储在关系数据库，也可以在emgis管理。6、模型与 GIS 的集成本研究中所使用所有数值模型的编码用VF 语言和保存为伸展的动态链接库（DLL） 。正如在以前的部分，本研究中的GIS 开发作者。它是易于集成模型与地理信息系统，并与GIS 集成模型的方案图3 显示如下：图 3。 GIS 的集成模型方案用户输入的模型参数，如位置和溢油时，电网，风场和土地/水后，该数值模型计算结果被保
12、存在二进制文件或文本文件。当用户发出的通过点击在控制按钮操作信息对话框，模型结果可以读入内存，在emgis地图所示。7、案例研究海洋溢油轨迹和命运模式已在某些溢油事故成功应用。在本文中，溢油事故名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - “ 担杆岛 12.7 ”作为案例研究。2004年 12 月 7 日，在中国广东省珠江河口，两艘集装箱船舶（现代巴拿马和德国MCS）提前靠近担杆岛相互碰撞;韩国现代提前释放了超过 1450 吨
13、燃油的进水域。环境条件是十分严重的，以13 至 16 米/秒和 20 小时的溢出时间的风速假定。 附近担杆岛的表面电流被计算并示于图4。图 4。周围的泄漏现场模拟的表面电流轨迹和溢油命运初始2 事故发生后的天数进行了仿真，并在图5 中示出。表面油的运动方向和速度是接近基于航空摄影所观察到的现场数据。虽然在模拟的精度未必由于缺乏可用的定量检查环保输入数据，模拟结果给出一个漏出的油估计合理行为。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - -
14、 - - 图 5。与模拟监控图像的比较溢油轨迹的结果8，小结与结论海上溢油应急信息系统（mosris） 是基于环境管理地理发展信息系统 （emgis）的，它可以允许用户输入查看溢油事故信息，在输出内直接从 emgis图形用户界面面积的影响。 该系统包括溢油数值模型如轨迹和命运模型和回溯模型。目前的溢油预测领域可以得到一个三维水动力模型。溢油应急建立数据库， 以满足快速响应的需要实时事故。 “12.7”溢油事故进行 mosris模拟。模拟了一个合理溢油轨迹与有限的估计环境输入数据。 提高效率应急决策支持， 智能决策支持系统 （IDS）应根据溢油的研制响应数据库。致谢这项工作是由广东海事支持管理。
15、参考文献1 保罗 H 马丁，尤金 J.勒伯夫， 埃德塞尔 B.丹尼尔，詹姆斯， 一个基于 GIS 的溢油多宾斯，马克 D. Abkowitz .“发展管理信息系统“ ，杂志有害物质的，B112，2004，239-252。2 马克 索伦森。 “ARC / INFO海洋溢油地理信息系统” ， 溢油科学科技通报， L2 （1） ， 81-85。1995 3 布隆伯格， 自动对焦， 梅勒，德国 GL“ 三维沿海海洋模型“ 。 河口海岸科学。4， 1-16。 1987 4 弦纹宝， 高国平， 菊妍。 三维模拟潮， 并在中国东部的潮流特性海，海洋 ACTA ，24（2） ，135-149，2000 5 E
16、llegaard ，交流， J. Weiergang，和 HM 彼得森。一台电脑建模系统运输溶质和命运的模拟和悬浮物。第二届国际论文集会议。ASCE ，坦帕，佛罗里达州，188-201，1992 6 费伊， J.（1969） 。浮油在平静的海面上蔓延。Plenum 出版社， 53-63 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 7 麦凯， D.，S.帕特森，和K.特鲁德尔。油的数学模型溢出的行为。化学工程与应用系化学，多伦
17、多，安大略省的大学。1980 8 麦凯， D.，怀俄明州肇，K.侯赛因， W.小钱，四麦柯迪和S 帕特森。（1982）开发和溢油行为的校准模型。美国海岸警卫队研究和发展中心的报CG-D-27-83 ，合同DTCG-39-81-C-80294 ，85 9 小钱，W.和 D.麦凯。烃泄漏蒸发率和石油的混合物。环境科学与技术， 18， 834-840。 1984 10里德的卫星跟踪表面M.现场测试漂流浮标模拟的石油在海面上的运动。ASCE 会议对沿海和海洋建模。纽波特，罗德岛，1989 11芦苇， 米和 E 贡德拉克。Amoco Cadiz 号油轮事件与后报沿海区域溢油模型。石油和化学污染， 5，
18、411-4491989 12 Yassuda，EA，JEPereira，RPMartins，JAMLima ，A.Sartori ，E.Campos。该 Interspill 2004年论文集：会议展览溢油技术，特隆赫姆，挪威。2004 13斯旺森，ME 盖伦， HX 张，和 KL STREICH 。2005 年水环境联合会TMDL 论文集发布会上，费城，宾夕法尼亚州，2005 年 6 月 26 日至 29 日。14法国 McCay ，D.P.环境毒理学和化学，特刊纪念唐 麦凯。2004 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -