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摘 要：本文是以开发贵州省空气质量实时监测系统为例，阐述了以天地图为底图，直观展示空气质量实时监测数据的技术方法，在天地图上以热力图的方式展现不同地区空气质量实时浓度，数据可视化表达，体现空气污染的地理空间特性。
关键词：天地图；空气质量；空气污染；监测系统
中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）14-0163-02
1 现 状
近年来中国城市地区空气污染加剧，而雾霾成为城市大气污染的主要表现之一，对居民的健康及生存环境造成极大的影响，空气污染已引起了普通大众的广泛关注，成为每日天气预报不可缺少的信息。目前，全国都建立了空气质量实时监测数据共享平台，数据获取实时更新，但数据大多是基于表格、图表的形式展现，不便于直观了解。空气监测信息不同于普通信息，它具有空间特性，可以通过经纬度坐标来表示。空气质量监测数据本身所具有的地理空间相关特性决定了通过WebGIS技术对空气质量数据展示与分析具有广泛的应用前景。在WebGIS技术中，天地图应用广泛，数据服务丰富，技术成熟。通过获取空气质量实时监测数据并利用天地图API接口开发空气质量实时监测系统直观易懂，监测数据可视化表达，为管理者快速提供决策支持及信息参考。
2 天地图
天地图是国家测绘地理信息局主导建设的国家地理信息公共服务平台，它是“数字中国”的重要组成部分。天地图的目的在于促进地理信息资源共享和高效利用，提高测绘地理信息公共服务能力和水平，改进测绘地理信息成果的服务方式，更好地满足国家信息化建设的需要，为广大用户提供权威、准确、免费的基础地理信息数据。其主要宗旨是“服务大局、服务社会和服务民生”，作为中国区域内数据资源最全的地图网站，可以提供权威、可信、统一的在线服务，是测绘服务社会、服务民生的重要载体。天地图除了面向公众提供地理信息服务外，还面向广大开发者提供了一套功能强大的二次开发API接口，最新API接口符合HTML 5.0规范，以HTML 5.0的形式提供各种地图服务和数据，为开发者提供了快速创建地图、调用地图、POI搜索以及在地图上添加覆盖物等，可以帮助开发者在网站中快速构建功能丰富、交互性强的地图应用。
3 总体框架
WebGIS是GIS与Internet结合的产物，具有跨平台、资源利用率高、易扩展等优点，将WebGIS技术应用到空气质量实时监测管理中，利用WebGIS技术、天地图API接口，并结合贵州省空气质量实时监测共享数据开发的贵州省空气质量实时监测系统，实现了在天地图上直观展现贵州省不同地区空气质量实时监测浓度、不同时间浓度变化趋势等，快速展现空气污染严重的区域，预警空气污染，其总体框架如图1。
贵州省空气质量实时监测系统数据源主要来源：①贵州省不同地区空气质量实时监测站共享数据，监测共享数据基本保持1h更新一次，数据现势性好。②天地图在线数据，天地图提供一系列免费在线地图服务，包括影像地图服务、矢量地图服务、注记服务等，地图服务丰富，具有较强的现势性，满足不同需求。贵州省不同地区空气质量实时监测站共享数据提供了一系列空气质量属性数据，例如地名、AQI、实时浓度等，而天地图提供了地理空间数据，包括地图、地名、坐标等，两者结合将空气质量实时监测数据的空间特性体现出来，形成带有地理空间特性空气质量实时监测数据库，利用天地图API接口在天地图上直观展现不同地区空气质量空间分布、浓度变化等。其数据源结合图如图2。
4 主要技术
4.1 数据实时获取
目前，全国空气质量实时监测站数据开放共享，基本都是在1h更新一次，数据量大且丰富，可以通过API接口、数据抓取、数据挖掘等方法获取空气质量实时监测数据。贵州省空气质量实时监测系统的空气质量属性数据是通过获取贵州省环境保护厅数据中心开放共享数据而来，利用AJAX技术，实时获取更新空气质量监测属性数据。AJAX技术实现了客户端与服务器的异步交互，无刷新页面实时更新数据，使得页面更加动态，提高了系统的运行效率，达到很好的用户体验。
4.2 地图标注
地图标注是利用地理对象的地理坐标在地图上对地理对象进行标注，标注地理对象的属性，地理对象的属性与地理对象动态连接。地图标注一般分为符号标注、文字标注、图片等多媒体信息标注。空气质量监测数据地图标注是将空气质量监测属性数据与天地图地理空间数据结合，体现出空气质量实时监测数据的空间特性，形成带有地理空间特性实时监测数据库，在天地图上标注出来，利用其地理特征直观展现该地区空气质量浓度。地图标注主要利用天地图API接口的覆盖物类，将具有地理空间特性的空气质量监测数据快速标注在天地图上。天地图地图标注API接口结合HTML5技术可以快速在地图上标注海量信息点，运行流畅，主要代码如下：
var marker = new T.Marker（new T.LngLat（lng，lat），{icon：icon}）； //创建一个图像标注实例。
map.addOverLay（marker）； //将标注点添加到地图中。
var labelwin=new T.Label（{text：aqi，position：marker.getLngLat（），offset：new T.Point（-5，-18）}）；
//根据给定参数对象创建文本标注。
map.addOverLay（labelwin）； //将文本标注添加到地图中，标注属性数据。
4.3 热力图展示
热力图是以特殊高亮的形式在地图上直观展示数据分布状况，是数据可视化渲染的一种形象表达形式。天地图热力图是基于天地图Html5 API二次开发的开源的代码库，核心的代码主要来自于第三方heatmap.js，heatmap.js是网络上最先进的热图可视化库，快速渲染，拥有更强的渲染模块。基于天地图API热力图接口，将空气质量监测数据以特殊高亮的形式在地图上渲染出来，以空气质量AQI指数为权重，直观展示不同地区空气质量分布情况、浓度变化等，其主要代码及效果图如下：
var heatmapOverlay = new T.HeatmapOverlay（{ “radius”： 50}）；
//构建一个热力图的渲染容器，缓冲半径为50。
map.addOverLay（heatmapOverlay）；//将热力图渲染容器添加到地图中。
heatmapOverlay.setDataSet（{data：r，max：300}）；//设置热力图渲染数据及最大值的渲染颜色。
heatmapOverlay.show（）；//顯示热力图。
5 总 结
本文介绍了基于天地图的贵州省空气质量实时监测系统的总体框架与主要技术。采用B/S架构，利用WebGIS技术，实现了空气质量实时监测数据在天地图上的展示效果。以天地图为底图，直观展示空气质量实时监测数据的技术方法，主要使用技术包括数据实时获取、地图快速标注、热力图渲染展示。在天地图上以热力图的方式展现不同地区空气质量实时浓度，体现空气污染的地理空间特性，数据可视化表达，为管理者快速提供决策支持及参考。
参考文献
[1]黄 蔚.国家地理信息公共服务平台天地图[J].卫星应用，2014（1）：41～44.
[2]王 强.基于天地图API的通用型WEBGIS平台的构建[D].长江大学，2017.
[3]何 艳，徐建明，施加春.GIS在环境保护中的应用现状与发展[J].环境污染与防治，2003（06）：359～361.
[4]任 平.基于GIS的环境污染源管理信息系统研究[D].湖南大学，2012.
[5]李 帅，杨 壮，张学之.基于天地图的黑龙江省空气质量监测平台设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2016，39（07）：64～66.
[6]陈年松.基于“天地图”的江苏省城市空气质量PM2.5监测数据平台的设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2014，37（02）：116～118+120.
[7]天地图.
收稿日期：2018-4-14
作者简介：陈 伟（1989-），男，助理工程师，本科，主要从事测绘技术服务工作。
关键词：天地图；空气质量；空气污染；监测系统
中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）14-0163-02
1 现 状
近年来中国城市地区空气污染加剧，而雾霾成为城市大气污染的主要表现之一，对居民的健康及生存环境造成极大的影响，空气污染已引起了普通大众的广泛关注，成为每日天气预报不可缺少的信息。目前，全国都建立了空气质量实时监测数据共享平台，数据获取实时更新，但数据大多是基于表格、图表的形式展现，不便于直观了解。空气监测信息不同于普通信息，它具有空间特性，可以通过经纬度坐标来表示。空气质量监测数据本身所具有的地理空间相关特性决定了通过WebGIS技术对空气质量数据展示与分析具有广泛的应用前景。在WebGIS技术中，天地图应用广泛，数据服务丰富，技术成熟。通过获取空气质量实时监测数据并利用天地图API接口开发空气质量实时监测系统直观易懂，监测数据可视化表达，为管理者快速提供决策支持及信息参考。
2 天地图
天地图是国家测绘地理信息局主导建设的国家地理信息公共服务平台，它是“数字中国”的重要组成部分。天地图的目的在于促进地理信息资源共享和高效利用，提高测绘地理信息公共服务能力和水平，改进测绘地理信息成果的服务方式，更好地满足国家信息化建设的需要，为广大用户提供权威、准确、免费的基础地理信息数据。其主要宗旨是“服务大局、服务社会和服务民生”，作为中国区域内数据资源最全的地图网站，可以提供权威、可信、统一的在线服务，是测绘服务社会、服务民生的重要载体。天地图除了面向公众提供地理信息服务外，还面向广大开发者提供了一套功能强大的二次开发API接口，最新API接口符合HTML 5.0规范，以HTML 5.0的形式提供各种地图服务和数据，为开发者提供了快速创建地图、调用地图、POI搜索以及在地图上添加覆盖物等，可以帮助开发者在网站中快速构建功能丰富、交互性强的地图应用。
3 总体框架
WebGIS是GIS与Internet结合的产物，具有跨平台、资源利用率高、易扩展等优点，将WebGIS技术应用到空气质量实时监测管理中，利用WebGIS技术、天地图API接口，并结合贵州省空气质量实时监测共享数据开发的贵州省空气质量实时监测系统，实现了在天地图上直观展现贵州省不同地区空气质量实时监测浓度、不同时间浓度变化趋势等，快速展现空气污染严重的区域，预警空气污染，其总体框架如图1。
贵州省空气质量实时监测系统数据源主要来源：①贵州省不同地区空气质量实时监测站共享数据，监测共享数据基本保持1h更新一次，数据现势性好。②天地图在线数据，天地图提供一系列免费在线地图服务，包括影像地图服务、矢量地图服务、注记服务等，地图服务丰富，具有较强的现势性，满足不同需求。贵州省不同地区空气质量实时监测站共享数据提供了一系列空气质量属性数据，例如地名、AQI、实时浓度等，而天地图提供了地理空间数据，包括地图、地名、坐标等，两者结合将空气质量实时监测数据的空间特性体现出来，形成带有地理空间特性空气质量实时监测数据库，利用天地图API接口在天地图上直观展现不同地区空气质量空间分布、浓度变化等。其数据源结合图如图2。
4 主要技术
4.1 数据实时获取
目前，全国空气质量实时监测站数据开放共享，基本都是在1h更新一次，数据量大且丰富，可以通过API接口、数据抓取、数据挖掘等方法获取空气质量实时监测数据。贵州省空气质量实时监测系统的空气质量属性数据是通过获取贵州省环境保护厅数据中心开放共享数据而来，利用AJAX技术，实时获取更新空气质量监测属性数据。AJAX技术实现了客户端与服务器的异步交互，无刷新页面实时更新数据，使得页面更加动态，提高了系统的运行效率，达到很好的用户体验。
4.2 地图标注
地图标注是利用地理对象的地理坐标在地图上对地理对象进行标注，标注地理对象的属性，地理对象的属性与地理对象动态连接。地图标注一般分为符号标注、文字标注、图片等多媒体信息标注。空气质量监测数据地图标注是将空气质量监测属性数据与天地图地理空间数据结合，体现出空气质量实时监测数据的空间特性，形成带有地理空间特性实时监测数据库，在天地图上标注出来，利用其地理特征直观展现该地区空气质量浓度。地图标注主要利用天地图API接口的覆盖物类，将具有地理空间特性的空气质量监测数据快速标注在天地图上。天地图地图标注API接口结合HTML5技术可以快速在地图上标注海量信息点，运行流畅，主要代码如下：
var marker = new T.Marker（new T.LngLat（lng，lat），{icon：icon}）； //创建一个图像标注实例。
map.addOverLay（marker）； //将标注点添加到地图中。
var labelwin=new T.Label（{text：aqi，position：marker.getLngLat（），offset：new T.Point（-5，-18）}）；
//根据给定参数对象创建文本标注。
map.addOverLay（labelwin）； //将文本标注添加到地图中，标注属性数据。
4.3 热力图展示
热力图是以特殊高亮的形式在地图上直观展示数据分布状况，是数据可视化渲染的一种形象表达形式。天地图热力图是基于天地图Html5 API二次开发的开源的代码库，核心的代码主要来自于第三方heatmap.js，heatmap.js是网络上最先进的热图可视化库，快速渲染，拥有更强的渲染模块。基于天地图API热力图接口，将空气质量监测数据以特殊高亮的形式在地图上渲染出来，以空气质量AQI指数为权重，直观展示不同地区空气质量分布情况、浓度变化等，其主要代码及效果图如下：
var heatmapOverlay = new T.HeatmapOverlay（{ “radius”： 50}）；
//构建一个热力图的渲染容器，缓冲半径为50。
map.addOverLay（heatmapOverlay）；//将热力图渲染容器添加到地图中。
heatmapOverlay.setDataSet（{data：r，max：300}）；//设置热力图渲染数据及最大值的渲染颜色。
heatmapOverlay.show（）；//顯示热力图。
5 总 结
本文介绍了基于天地图的贵州省空气质量实时监测系统的总体框架与主要技术。采用B/S架构，利用WebGIS技术，实现了空气质量实时监测数据在天地图上的展示效果。以天地图为底图，直观展示空气质量实时监测数据的技术方法，主要使用技术包括数据实时获取、地图快速标注、热力图渲染展示。在天地图上以热力图的方式展现不同地区空气质量实时浓度，体现空气污染的地理空间特性，数据可视化表达，为管理者快速提供决策支持及参考。
参考文献
[1]黄 蔚.国家地理信息公共服务平台天地图[J].卫星应用，2014（1）：41～44.
[2]王 强.基于天地图API的通用型WEBGIS平台的构建[D].长江大学，2017.
[3]何 艳，徐建明，施加春.GIS在环境保护中的应用现状与发展[J].环境污染与防治，2003（06）：359～361.
[4]任 平.基于GIS的环境污染源管理信息系统研究[D].湖南大学，2012.
[5]李 帅，杨 壮，张学之.基于天地图的黑龙江省空气质量监测平台设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2016，39（07）：64～66.
[6]陈年松.基于“天地图”的江苏省城市空气质量PM2.5监测数据平台的设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2014，37（02）：116～118+120.
[7]天地图.
收稿日期：2018-4-14
作者简介：陈 伟（1989-），男，助理工程师，本科，主要从事测绘技术服务工作。