方案和實(shí)現過(guò)程。系統地完成實(shí)現了評價(jià)工作的自動(dòng)化，解決了重金屬污染土壤修復再利用效益評價(jià)中的計算繁雜問(wèn)題，提高了工作效率，為修復治理技術(shù)的篩選提供了技術(shù)支撐服務(wù)。
關(guān)鍵詞：再利用;效益評價(jià);ArcGIS Server
引言
對重金屬污染土地進(jìn)行修復開(kāi)發(fā)再利用是緩解人地矛盾、保障人體健康和環(huán)境安全、實(shí)現可持續發(fā)展的內在要求。目前應用于重金屬污染土壤修復的技術(shù)主要包括物理、化學(xué)和生物技術(shù)[1]，不同修復技術(shù)模式下產(chǎn)生的效益水平不同[2]，篩選具有高效益的修復技術(shù)是重金屬污染土壤修復工作持續開(kāi)展的前提和保障，因此，修復再利用效益評價(jià)工作在整個(gè)重金屬污染修復再利用工作過(guò)程中具有重要的意義。
土壤重金屬污染具有量大面廣的特點(diǎn)。再利用效益評價(jià)涉及的指標包括環(huán)境、社會(huì )、經(jīng)濟三個(gè)方面，且計算過(guò)程復雜，傳統的管理方式效率低下，無(wú)法適應日益龐大的數據管理需求，而且土壤重金屬污染多伴有空間特性。充分利用GIS技術(shù)在空間數據管理與分析、可視化表達等方面的優(yōu)勢[3]，將再利用效益評價(jià)理論與GIS技術(shù)相結合，并借助計算機編程技術(shù)，構建重金屬污染土壤修復再利用效益評價(jià)系統，實(shí)現對重金屬污染數據信息的數字化管理和再利用效益的自動(dòng)化評價(jià)工作，為重金屬污染土壤進(jìn)行分級管理和修復治理技術(shù)的選擇提供技術(shù)支撐服務(wù)。
一、重金屬修復再利用效益評價(jià)理論基礎
就某一污染土壤修復治理項目而言，其效益評價(jià)涉及三個(gè)方面，即環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會(huì )效益的評價(jià)。環(huán)境效益主要指被修復土壤的環(huán)境質(zhì)量改善情況，它既包括目標污染物的消減程度，也涉及土壤物理、化學(xué)和生物屬性的改善。一些土壤屬性之間可能存在很強的相關(guān)性，應篩選出相關(guān)性弱、獨立的屬性指標用于環(huán)境效益評價(jià)。從經(jīng)濟學(xué)角度分析，某一修復治理項目的實(shí)施需要消耗一定的社會(huì )資源包括物料、人力等投入，也會(huì )有產(chǎn)品產(chǎn)出而產(chǎn)生一定的收入。采用經(jīng)典的“投入-產(chǎn)出”經(jīng)濟分析可得到該修復項目產(chǎn)生的經(jīng)濟效益。社會(huì )效益的定義較為寬泛，在本研究中，社會(huì )效益是指重金屬污染修復項目實(shí)施后為社會(huì )所做的貢獻。
（一）層次分析法
在重金屬污染土壤修復再利用綜合效益評價(jià)研究中，關(guān)鍵是各指標權重的確定。污染土壤修復后再利用綜合效益評價(jià)是一個(gè)復雜的系統性問(wèn)題[4]。而層次分析法則可以很好地解決這類(lèi)問(wèn)題，故在本文中對重金屬污染土壤修復再利用綜合效益評價(jià)時(shí)選用層次分析法來(lái)確定各指標值。
（二）模糊綜合評估
層次分析法可以使重金屬污染土壤修復再利用綜合效益評價(jià)問(wèn)題簡(jiǎn)單化、條理化和層次化[5]，但無(wú)法解決重金屬污染土壤修復再利用綜合效益評價(jià)過(guò)程中出現的模糊性和不確定的問(wèn)題，其結果往往是一個(gè)模糊值。將模糊理論引入到再利用綜合效益評價(jià)中來(lái)，對無(wú)法定量處理的指標評估進(jìn)行模糊化處理。模糊綜合評價(jià)法是一種基于模糊數學(xué)隸屬度最大原則和模糊變換理論把定性評價(jià)轉化為定量評價(jià)的數學(xué)方法。
確定各指標要素的權重矩陣和隸屬度矩陣后按照模糊數學(xué)綜合評價(jià)計算模型分別計算環(huán)境效益、社會(huì )效益和經(jīng)濟效益的評價(jià)結果，然后根據環(huán)境效益、社會(huì )效益和經(jīng)濟效益的評價(jià)結果構建綜合效益隸屬度矩陣，按照效益評價(jià)計算模型計算綜合效益評價(jià)結果。模糊數學(xué)綜合評價(jià)模型如公式（1）。
■ （1）
其中，B1×m表示模糊綜合評價(jià)結果，A1×n表示各指標的權重矩陣，Rn×m為隸屬度矩陣。
二、系統需求分析與功能設計
（一）系統需求分析
1.數據組織需求分析
本系統主要涉及業(yè)務(wù)數據和地理數據這兩塊數據，根據系統的具體應用，分別對這兩塊數據進(jìn)行組織應用。業(yè)務(wù)數據由研究區的實(shí)地采樣、監測與統計獲得，包括各采樣點(diǎn)土壤中重金屬鎘、鉻、汞、砷、鉛的含量和pH值以及對應的檢測時(shí)間與檢測單位、采樣點(diǎn)的經(jīng)緯度數值、采樣點(diǎn)土地利用類(lèi)型和土壤類(lèi)型、采樣時(shí)間土壤表面農作物信息等。地理數據包括與研究區相關(guān)的矢量數據，包括行政區劃數據、地形圖、交通圖和監測點(diǎn)分布圖。
2.業(yè)務(wù)功能需求分析
通過(guò)對研究區布點(diǎn)采樣調查，在收集相關(guān)數據的基礎上建立土壤重金屬環(huán)境調查和監測數據庫。土壤重金屬信息管理與污染評價(jià)系統設計主要業(yè)務(wù)包括實(shí)現對土壤重金屬監測數據的管理、發(fā)布、查詢(xún)與統計分析，在此基礎上利用篩選的土壤重金屬污染評價(jià)業(yè)務(wù)模型和再利用效益評價(jià)模型對研究區土壤重金屬環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)和再利用效益值進(jìn)行評估，為從事土壤重金屬環(huán)境管理者和研究人員提供決策支持，提高相關(guān)管理工作的科學(xué)性效率。
（二）系統功能設計
在遵循系統設計原則和分析系統業(yè)務(wù)需求的基礎上對系統的功能模塊進(jìn)行分析設計。重金屬污染土壤修復再利用效益評價(jià)系統主要包括系統管理模塊、基礎功能模塊、數據管理模塊和修復再利用效益評價(jià)模塊。
三、系統核心功能的實(shí)現
重金屬污染土壤修復再利用效益評價(jià)系統是基于A(yíng)rcGIS Server開(kāi)發(fā)平臺，實(shí)現包括地圖數據的顯示操作、采樣點(diǎn)位信息的查詢(xún)定位、數據管理以及再利用效益評價(jià)等功能。即以ARCGIS Server為支撐，選用JavaScript開(kāi)發(fā)方式，結合Net開(kāi)發(fā)模式實(shí)現。
（一）GIS基礎功能的實(shí)現
GIS基礎功能包括地圖文檔的載入與顯示、放大、縮小、全圖顯示、圖層管理以及空間查詢(xún)等。功能的實(shí)現主要是通過(guò)在在線(xiàn)引用或本地部署后在html頭文件中引用js和css文件。地圖文檔的載入與顯示主要是利用dojo.dojo.require（）加載“esri.map”模塊，然后聲明了一個(gè)map變量，作為承載地圖的容器，layer表示地圖圖層，通過(guò)URL加載位于A(yíng)rcGIS Server上的地圖服務(wù)，最后將該圖層加載到map對象中。
圖1 系統詳細的功能模塊
（二）數據查詢(xún)與管理功能的實(shí)現
GIS數據包括空間數據和屬性數據，系統中數據查詢(xún)與管理模塊主要包括顯示坐標、圖形識別、表格查詢(xún)、高級查詢(xún)和更改地圖服務(wù)的URL地址5塊功能。圖形識別功能是利用QueryTask類(lèi)實(shí)現空間查詢(xún)，信息展示的彈窗主要是利用Jquery EasyUI插件實(shí)現，因為dojo和Jquery的生命周期不同，所以需要首先初始化dojo，然后在dojo的addOnload事件中初始化Jquery。
（三）修復再利用效益評價(jià)功能的實(shí)現
按照重金屬污染土壤修復再利用綜合效益評價(jià)的評價(jià)步驟和相關(guān)方法模型，在系統實(shí)現這一功能。其主要包括層次分析法確定權重、多項模糊統計法計算隸屬度值、綜合效益評價(jià)以及將評價(jià)結果換算成對應的分值等內容。效益評價(jià)結果界面如圖2及對修復前后效益值對比圖3。
圖2 綜合效益評價(jià)結果
圖3 修復前后效益分值對比
小結
本文根據根據重金屬污染土壤修復治理項目實(shí)施過(guò)程中后期效益評估的實(shí)際需要，將GIS技術(shù)與重金屬污染土壤修復再利用效益評價(jià)理論相結合，構建重金屬土壤修復再利用效益評價(jià)系統。系統選用目前主流的B/S開(kāi)發(fā)模式，結合.Net進(jìn)行服務(wù)端開(kāi)發(fā)，以空間數據庫技術(shù)為基礎，在客戶(hù)端引用了許多非常優(yōu)秀如Jquery、Jquery EasyUI、Dojo、jpPlot等兼容各種瀏覽器和CSS的輕量級插件。按照工作流思想，在系統中實(shí)現了效益評價(jià)功能，用戶(hù)只需簡(jiǎn)單地輸入數據即可獲得評價(jià)結果，實(shí)現了評價(jià)工作的自動(dòng)化，避免了模糊綜合評價(jià)過(guò)程中面臨的繁雜計算問(wèn)題，提高了工作效率，為修復治理技術(shù)的篩選提供了技術(shù)支撐服務(wù)。隨著(zhù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的興起、移動(dòng)通訊技術(shù)的快速發(fā)展和智能設備的完善，重金屬污染土壤修復再利用效益評價(jià)系統需要向移動(dòng)GIS發(fā)展。移動(dòng)GIS集成了地圖顯示、實(shí)時(shí)定位、數據實(shí)時(shí)傳輸等優(yōu)點(diǎn)，可以很大程度上減少重復工作，提高數據獲取的效率與精準度。
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Design and implementation of the soil remediation reuse benefit evaluation
system based on ArcGIS Server heavy metal pollution
XIE Gui-de ，SUN Hua
（Public management college，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China）
Abstract：In the in-depth study of phytoremediation of heavy metal contaminated soil reuse benefit evaluation based on the theory，for the first time for remediation of heavy metal contaminated soil reuse benefit evaluation of integrated into the system，and to explore the repair of ArcGIS Server Technology Based on reuse benefit evaluation system design and implementation process. System to complete to realize the automation of evaluation，solves the problem of reuse benefit evaluation of computational complexity problem，improve the work efficiency of the remediation of heavy metal contaminated soil，remediation technology screening provides technical support services.
Key words：reuse;benefit evaluation;ArcGIS Server
