CN106372074A - 一种用于污染场地风险评估可视化***的架构方法 - Google Patents

一种用于污染场地风险评估可视化***的架构方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种依赖可视化建模技术、分布式计算技术的用于污染场地风险评估可视化***的架构方法，该方法包括：利用地理信息技术对污染场地进行空间建模；建立污染场地风险识别领域的识别模型库；建立污染场地风险识别领域的公共函数库；建立污染场地风险识别领域的公共参数库；建立分布式计算资源库；建立污染场地风险识别的逻辑处理模型；建立污染场地风险识别过程的计算过程模型；通过风险评估分布式计算引擎，对计算过程模型进行分布式调度计算，输出风险识别报告。可视化技术能够为评估人员提供可视化的建模工具，而且直观的对计算结果进行分析、展示；分布式计算技术能够支持多个项目，多个地点进行并行计算，而且可以方便的扩展计算资源。

Description

一种用于污染场地风险评估可视化***的架构方法
技术领域
本发明涉及可视化建模技术、分布式计算等技术领域，特别是可视化技术。
背景技术
现有污染场地风险评估***的是采用C/S***架构的单机版***，评估模型所涉及到的逻辑都隐含在软件代码中，无法进行大量数学运算。因而现有***的架构方式不能满足评估人员对风险识别模型进行修正，也无法满足多项目并行计算的需求。
本发明提出一种依赖可视化建模技术、分布式计算技术的用于污染场地风险评估可视化***的架构方法。可视化技术能够为评估人员提供可视化的建模工具，而且直观的对计算结果进行分析、展示; 分布式计算技术能够支持多个项目，多个地点进行并行计算，而且可以方便的扩展计算资源。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种建立可视化模型、分布
式计算框架从而实现污染场地风险评估的高效管理的***架构方法。
本发明所采用的技术方案是一种用于污染场地风险评估可视化***的架
构方法。为了详细的介绍本发明的内容，下面对一些概念进行阐述或者定义：
定义一：可视化建模技术；可视化建模（VISUAL MODELING）是利用
围绕现实想法组织模型的一种思考问题的方法。本发明利用可视化建模技术将
污染场地风险评估分为：污染场地模型可视化、评估模型可视化、计算过程可
视化、计算表达式可视化等。
定义二：分布式技术；一种基于网络的计算机处理技术，与集中式相对又
可以分为分布式计算和分布式存储。本发明利用分布式技术来实现分布式计算，充分发挥各单元的计算能力。
一种用于污染场地风险评估可视化***的架构方法包括如下步骤：
（a）、利用地理信息技术对污染场地进行空间建模。通过设计数字高程模型、遥感影像、污染场地边界、场地设计图、采样点分布、浓度分层检测、关注污染物浓度垂直分布图等分层结构，建立污染场地的静态三维模型；
（b）、建立污染场地风险识别领域的识别模型库；
（c）、建立污染场地风险识别领域的公共函数库，并建立函数库扩展开发的规范和管理流程；
（d）、建立污染场地风险识别领域的公共参数库，并收集不同国家的推荐值；
（e）、建立分布式计算资源库，评估、设定各节点的计算能力；
上述（a）、（b）、（c）、（d）、（e）不分先后；
（f）、建立污染场地风险识别的逻辑处理模型；
（g）、基于逻辑处理模型，建立污染场地风险识别过程的计算过程模型，定义计算函数名称、定义模型参数；
（h）、通过风险评估分布式计算引擎，进行不同数据量的模拟计算、评估不同计算量下各分部过程的CPU时间消耗，建立分布式计算资源的调度模型，按照计算过程模型进行调度计算；
（i）、设定交互界面，实现用户对***的应用。
在步骤(c)中，所述的公共函数库包括暴露评估、毒性评估、风险表征、风险控制、不确定性分析计算函数包。
在步骤(d)中，所述的公共参数库包括建筑物特征、受体暴露特征、土壤特征、地下水特征、空气特征、作物吸收特征类。
在步骤(e)中，所述的分布式计算资源包括插值计算、空间分析、三维渲染等。
与现有技术相比，本发明的有益效果是该方法基于可视化建模技术实现对污染场地风险评估模型从构建、验证、模拟计算、修正的有序管理，基于分布式技术实现***计算能力的高效性、***部署的可扩展性和灵活性。
附图说明
图1为根据本发明方法所形成的污染场地风险评估可视化***架构；
图2为本发明风险评估分布式计算引擎实现流程图；
图3为本发明所实现的可视化***之可视化建模功能界面；
图4为本发明所实现的可视化***之可视化展示功能界面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
如图1所示，本发明污染场地风险评估可视化的实现方法主要包括建立污染场地空间数据库、风险识别模型库、公共模型库、逻辑处理建模、计算过程建模、风险评估分布式计算引擎、风险评估计算等。下面对各个数据库及模型的建立进行说明：
所述的污染场地空间数据库包括地面基础数据和污染场地数据。其中地面基础数据是以WGS84坐标的影像数据为工作底图，通过采集并处理全国行政区划、全国土壤地质数据、全国水系流域数据、全国30m高程数据得到的，该数据一次采集完成；其中的污染数据是通过采集并处理场地边界、场地设计图、采样点、浓度分层检测得到的,该数据根据具体项目开展建设。
所述的风险识别模型库通过收集分析国内外常用的污染场地风险评估模型，利用可视化建模工具进行可视化建模，形成领域模型。所述模型包括RBCA模型、CLEA模型、HHRE模型、中华人民共和国环境保护标准“污染场地风险评估技术导则”发布稿(HJ25.3-2014) 中的识别模型。
所述的公共模型库是对领域模型的分析结果进行归类管理，建立公共函数库和参数库。其中公共函数库中的函数包括：名称、类别、注释、计算表达式等属性；公共参数库中的参数包括：名称、类别、目标利用类型、推荐值等属性。
所述的逻辑处理建模利用可视化建模工具，将领域模型结构化并存储到公共模型库的函数库和参数库中。
所述的计算过程建模利用可视化建模工具，将逻辑处理模型按照风险评估分布式计算引擎可执行的规则建立计算控制指令集。
分布式计算引擎是今年来发展起来的解决大规模数据计算的新技术，它实现了多个节点并行计算，而且可以方便的扩展计算资源，大大提高多个污染场地风险评估计算项目的管理能力。本发明实现的污染场地风险评估分布式计算引擎是一个分布式并行、协同计算框架，在接收计算控制指令集后，引擎分解计算单元，根据分布式资源的计算能力，给计算单元分配计算资源，计算方式和依赖关系，建立计算调度模型，然后进行计算处理区进行调度计算，并输出计算结果。
具体实现流程如图2所示，计算引擎从用户界面接收污染场地风险识别项目的评估计算请求，开始计算调度。
第一步：计算引擎接收到项目标识后，根据项目属性调取事先建立的计算指令集索引。一旦计算指令集确认，计算装载器就可以提取到计算单元。
第二步：计算装载器从公共模型库调取计算指令集中所需的计算函数、函数表达式，并从中提取不重复的模型参数。
第三步：调度管理器根据所需的计算函数，自动分析出依赖关系，建立串行计算与并行计算队列，并根据分布式计算的计算能力优化调度模型，将计算调度模型压入计算处理器。
第四步：计算处理器根据计算队列、计算单元依赖关系，自动进行计算资源进行调度计算，将各分布计算结果存储到结果数据中。
第五步：最后根据客户要求，读取计算结果，利用可视化展示工具，输出计算结果，形成分析报告。
上述对计算引擎的实现方法进行了说明，通过可视化建模工具、分布式计算引擎实现污染场地风险评估的可视化管理。
这样通过设置可视化建模交互界面，可实现用户对污染场地风险评估的逻辑模型、计算模型的管理，如图3所示。
这样通过设置可视化展示交互界面，可实现用户对污染场地风险评估基础数据、GIS风险评估、评估报告浏览，如图4所示。

Claims (4)

1.一种用于污染场地风险评估可视化***的架构方法，其特征在于，该方法包括：
（a）、利用地理信息技术对污染场地进行空间建模，通过设计数字高程模型、遥感影像、污染场地边界、场地设计图、采样点分布、浓度分层检测、关注污染物浓度垂直分布图等分层结构，建立污染场地的静态三维模型；
（b）、建立污染场地风险识别领域的识别模型库；
（c）、建立污染场地风险识别领域的公共函数库，并建立函数库扩展开发的规范和管理流程；
（d）、建立污染场地风险识别领域的公共参数库，并收集不同国家的推荐值；
（e）、建立分布式计算资源库，评估、设定各节点的计算能力；
上述（a）、（b）、（c）、（d）、（e）不分先后；
（f）、建立污染场地风险识别的逻辑处理模型；
（g）、基于逻辑处理模型，建立污染场地风险识别过程的计算过程模型，定义计算函数名称、定义模型参数；
（h）、通过风险评估分布式计算引擎，进行不同数据量的模拟计算、评估不同计算量下各分部过程的CPU时间消耗，建立分布式计算资源的调度模型，按照计算过程模型进行调度计算；
（i）、设定交互界面，实现用户对***的应用。
2.根据权利要求1所述的一种用于污染场地风险评估可视化***的架构方法，其
特征在于: 步骤(c)中，所叙的公共函数库包括暴露评估、毒性评估、风险表征、
风险控制、不确定性分析计算函数包。
3.根据权利要求1所述的一种用于污染场地风险评估可视化***的架构方法，其
特征在于: 步骤(d)中，所叙的模型参数包括建筑物特征、受体暴露特征、土壤特
征、地下水特征、空气特征、作物吸收特征类。
4.根据权利要求1所述的一种用于污染场地风险评估可视化***的架构方法，其特征在于: 在步骤(e)中，所述的分布式计算资源包括插值计算、空间分析、三维渲染等。
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