文 献 综 述

研究背景

随着城市化的高速发展，近年来中国雾霾现象频发，以PM₁₀和PM_2.5为特征污染物的区域性大气污染现象日益突出^[1]，环境问题日趋严重，大气质量已成为人们最为关心的问题之一。所以，做好大气环境监测工作，及时掌握大气环境质量变化情况，能够帮助我们更好的制定大气环境保护措施，降低大气环境污染^[2]。

空气质量指数（Air Quality Index）^[3]，就是根据环境空气质量标准和各项污染物对人体健康、生态、环境的影响，将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式，它将空气污染程度和空气质量状况分级表示，适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。针对单项污染物的还规定了空气质量分指数。参与空气质量评价的主要污染物为细颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳等六项。

空气质量按照空气质量指数大小分为六级，相对应空气质量的六个类别，指数越大、级别越高说明污染的情况越严重，对人体的健康危害也就越大，从一级优，二级良，三级轻度污染，四级中度污染，直至五级重度污染，六级严重污染。

大气质量监测(air pollution monitoring)是指对一个地区大气中的主要污染物进行布点观测，并由此评价大气环境质量的过程^[4]。大气质量监测通常根据一个地区的规模、大气污染源分布情况和源强、气象条件、地形地貌等因素，在这一地区选定几个或十几个具有代表性的测点(大气采样点)，进行规定项目的定期监测。我国规定的大气质量监测项目有二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）、一氧化碳（CO）、臭氧（O₃）、粒径小于等于10μm的颗粒物（PM₁₀）、粒径小于等于2.5μm的颗粒物（PM_2.5）等项目。监测人员根据监测结果，对照国家标准《环境空气质量标准》(GB3095#8212;2012标准)进行评价，从而得出区域大气环境质量优劣的结论^[5]。

根据《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》^[6]（HJ 633#8212;2012）规定：空气污染指数划分为0－50、51－100、101－150、151－200、201－300和大于300六档，对应于空气质量的六个级别，指数越大，级别越高，说明污染越严重，对人体健康的影响也越明显。

近几年来,国际上许多国家和地区普遍开展了将GIS技术应用于气象的研究和尝试,收到了一定的成效。GIS对于气象学和气候学研究的重要性已经被普遍接受,美国大气研究中心为了将GIS技术引入到大气科学,于2001年成立了由一些交叉学科人员组成的GIS研究组织,并于2002年和2005年两次召开”地理信息系统在天气、气候及其影响研究中应用”的研讨会^[7]。

地理信息广泛的应用，在国土资源、交通导航、防灾赈灾和城市建设等各个领域的应用日趋成熟，国家、省市级应用地理信息系统进行管理非常普遍。但是由于建设传统GIS平台周期长、过程复杂、建设成本和维护成本很高，从城市范围、资金和人才各方面考虑，很显然并不适应中小城市的具体情况。为了让这些数据信息有效地发挥作用，将大气质量信息与空间信息结合，利用网络上普遍使用的百度地图API电子地图应用接口，创建小型地理信息系统，以WebGIS的形式发布更便利、更准确、更智能化的地理信息^[8]。百度地图API不仅包含构建电子地图的基本功能接口，还提供了位置标注、专题图、区域着色、轨迹跟踪等扩展性功能服务。从地图数据共享和功能共享等两方面简化了GIS应用，从而通过网页脚本语言就可以将地图服务嵌入到Web系统中^[9]。相比其他地图API，百度地图API在响应时间、占用物理内存数方面较其他网络地图API有一定优势^[10]。

WebGIS是在Internet网络环境下，让用户通过浏览器浏览来获取地理信息系统中的数据^[11]。WebGIS采用Internet/Intranet标准,以标准的HTML浏览器为客户端,遵循TCP/IP和HTTP协议。通过网络WebGIS可以为更加广阔范围内的用户提供服务。WebGIS客户可以同时访问多个不同服务器上的最新数据，从而真正实现GIS的大众化^[12]。其中HTML是开发网页的主要语言，主要包括HTML，JavaScript和CSS技术的组合，同时HTML5是对现有技术的兼容。JavaScript为网页上添加各式各样的动态功能，视觉效果增强，其代码由用户处理器运行，降低了服务器的负荷^[13]。WebGIS利用API地图应用接口，获得动态数据并具有实时性，百度地图API与WebGIS的结合使得GIS在地图中的应用更加快捷，方便^[14]。