摘 要

根据武汉市多年的气象资料，分析空气污染指数呈夏季最低冬季最高的变化规律，并总结出气象特征对大气污染物扩散传播的影响。同时根据武汉市城市规划对武汉市进行分区，利用GIS软件对武汉市进行网格划分，统计每个网格的工业废气污染点源及主要交通道污染线路长度，得出武汉市工业废气污染点源密度分级图和武汉市主要交通道路密度分布图，结合武汉市人口分布面源特征及气象特征，总结出武汉市的主要污染源分布情况。结果表明，在主城区，污染源分布均匀，在枢纽区域污染源分布与所在区域产业规划密切相关，在郊区污染源分布均匀，且污染源密度最低，根据武汉市污染源分布规律对武汉市大气环境监测站布点提供了指导。最后，结合武汉市多年各监测站的AQI数据对武汉市大气环境监测站点进行了聚类分析，结果显示有一定的优化必要，并对监测点位优化提出了建议。

关键词:大气污染物，气象特征，点位布设，点位优化

Abstract

Based on the meteorological data of Wuhan city for many years, the air pollution index was analyzed to show the highest in winter while the lowest in summer, and the effect of meteorological characteristics on the diffusion of atmospheric pollutants was summarized at the meanwhile. Also according to the planning of the Wuhan city to partition it, using GIS to get the grid division of the Wuhan city, count for each grid industrial waste gas pollution point sources and major channel pollution line length ,using which to get Wuhan City industrial exhaust pollution point source density classification map and Wuhan city main road traffic density distribution map, combined with the distribution of population in Wuhan City and meteorological characteristics, summed up the main pollution distribution types in the Wuhan City.The Result showed that in the urban areas, the distribution of pollution sources was homogeneous,while in the hub of regional, the pollution source distribution was closely related to the regional industry planning,for the outskirts areas, the pollution sources distributed evenly and pollution source density was minimum. According to distribution of pollution source in Wuhan City,the atmospheric environment monitoring station distribution was provided guidance. Finally, combined with the AQI data of Wuhan city for many years, and the result of cluster analysis of atmospheric environment monitoring station in Wuhan city ,the results show that there is a certain optimization, the suggestions of monitoring point of the optimization was also put forward.

Key words：Atmospheric pollutant，Meteorological characteristics，Arrangement of air monitoring stations，Optimization for air monitoring stations.

目录

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2课题研究意义 1

1.2.1研究的理论意义 1

1.2.2研究的实践意义 1

1.3国内外研究现状 2

1.3.1国外研究现状 2

1.3.2国内研究现状 3

1.4研究内容及研究方法 4

1.4.1研究内容 4

1.4.2研究方法 4

第二章 GIS在环境领域中的应用 7

2.1GIS在环境规划中的应用 7

2.2GIS在环境管理中的应用 7

2.3GIS在环境监测中的应用 7

第三章 空气污染物状态分析 9

3.1武汉市气象特征 9

3.1.1气温 9

3.1.2 风向 10

3.1.3 风速 10

3.1.4降水量 11

3.1.5 空气污染指数 11

3.2武汉市污染面源 12

3.3工业废气污染点源 13

3.4交通污染线源 14

第四章 图层处理 15

4.1空气污染点源密度图 15

4.2主要交通路线污染线源密度图 16

4.3结果分析 17

第五章 武汉市大气环境监测点位优化 19

5.1空气质量指数 19

5.2数据处理 19

5.3点位优化方案 21

5.4优化的方案检验 22

第六章 结论与讨论 23

6.1结论 23

6.2不足与展望 23

参考文献 25

致谢 26

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

大气环境的状况关系到人类的生存，每一个因素几乎都会对我们的生产生活产生影响。人类生活或工农业生产排出的氨、二氧化硫、一氧化碳、氮化物与氟化物等有害气体可改变原有空气的构成，并引起污染，造成全球气候变化，破坏生态平衡。

近年来，由于雾霾、沙尘等大气环境问题频发，大气环境这一概念逐步走进了人们的视线，被人们越来越熟知。随着国家对大气环境状况逐渐重视，以及人民群众对大气环境信息的需求日益增加，大气环境监测得到了广泛的关注。我国大气环境监测系统发展迅速，但仍存在发展水平不均衡、点位布设冗余等问题，监测系统尚缺乏更加科学、系统的建立准则，因此探寻一套大气环境监测系统的建立及点位优化方法是十分必要的。

1.2 课题研究意义

1.2.1 研究的理论意义

在以往的研究中密度制图是最常用的研究方法，密度制图是用离散点生成面的一个基本方法。本文根据矢量地图数据、统计数据等相关数据，在ArcMap平台下，根据评价目标需求对研究区域进行评价单元格网的划分，结合密度制图方法及污染源分布的地理特性、气象特性等，对污染源分布规律进行总结。丰富了原有的监测站布点理论。

1.2.2 研究的实践意义

（1）便于指导监测站点为布设

随着我国机动车的普及以及工业的高速发展，空气污染物的排放逐年增加，对大气环境造成了巨大的影响。光化学烟雾和雾霾在各个城市的发生频率很高，已经产生了一系列的大气污染问题。与此同时，大气污染问题也已经演化为严重的生态问题、农业问题甚至是人类的生存问题。为了确定污染源的时空变化趋势，就必需对大气环境进行连续监测并且合理设置监测点位。通过本文的研究，可以为监测站点布设提供一定的参考。