系統(tǒng)信息技術(shù)在美國(guó)城市污水處理中的作用
對(duì)城市污水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，人們已經(jīng)比較熟悉的應(yīng)用信息技術(shù)就是全球定位系統(tǒng)（GPS）。而現(xiàn)在用途更為廣泛的是地理信息系統(tǒng)（GIS）。地理信息系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)用于把地理位置和相關(guān)信息“鏈接”的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件。使用這一系統(tǒng)可以在地圖上展示任何需要的信息，幫助人們決定在何時(shí)何地進(jìn)行何種資源的配置，以及更新地圖等。大城市的污水系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，美國(guó)一些大城市的部分污水管線甚至已經(jīng)有近百年的歷史了。在這樣漫長(zhǎng)的年代里隨著人口的增加和城市規(guī)模的擴(kuò)大，總是不斷有污水管線、泵站和處理廠等設(shè)施在興建、改建或擴(kuò)建。所有這些設(shè)施的有關(guān)信息都關(guān)系到整個(gè)城市污水系統(tǒng)的管理。但是在沒(méi)有GIS應(yīng)用的情況下，并不是所有這些設(shè)施的有關(guān)信息都能夠讓管理部門(mén)的決策人和工作人員方便和及時(shí)地獲得。
例如，當(dāng)需要對(duì)一條陳舊的污水管線進(jìn)行改建時(shí)，首先遇到的問(wèn)題就是該管線的工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以及相關(guān)的信息都是在沒(méi)有電腦的時(shí)代產(chǎn)生的。如果今天要在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅所有舊的設(shè)計(jì)圖紙要重新掃描、轉(zhuǎn)換成電腦繪圖并將其輸入到城市污水系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，而且還必須對(duì)其它相關(guān)的信息進(jìn)行核查和更新。這些相關(guān)信息包括地面建筑和交通、地圖和航拍圖象、地下設(shè)施（如地下所鋪設(shè)的電力、通訊、天然氣、自來(lái)水管道），以及地表水和地下水的水文信息等。雖然這些信息過(guò)去一直存在，但是這些信息往往是產(chǎn)生于市政各個(gè)部門(mén)并由這些部門(mén)所掌握。因此，如果沒(méi)有一個(gè)可以“鏈接”各個(gè)部門(mén)的數(shù)據(jù)庫(kù)，城市的污水系統(tǒng)管理人員對(duì)信息的分享和利用就會(huì)受到部門(mén)間的限制。有時(shí)往往由于信息流通受阻，許多在原有設(shè)計(jì)上進(jìn)行改建的工作就需要花費(fèi)更多的時(shí)間，因此政府也就需要花費(fèi)更多納稅人的錢(qián)來(lái)完成城市污水管線的改建和更新工作。而GIS系統(tǒng)的使用就可以解決有關(guān)信息的分享和利用。
城市政府部門(mén)通過(guò)應(yīng)用GIS，在互聯(lián)網(wǎng)上建立本城市污水系統(tǒng)的專(zhuān)用網(wǎng)站，用戶就可以把數(shù)據(jù)下載到電腦的硬盤(pán)上或者可以從網(wǎng)站上下載地圖。另外，對(duì)于在室外的工作人員還可以使用掌上電腦通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)場(chǎng)完成數(shù)據(jù)以及圖象的輸入和現(xiàn)場(chǎng)報(bào)告。這樣，信息的存儲(chǔ)能力也就不再受到限制。在使用GIS來(lái)顯示信息時(shí)，這些信息被分成3類(lèi)。第一類(lèi)可以顯示城市的各條污水管線，所有管線上的出入口及其坐標(biāo)、污水處理設(shè)施，雨水與污水合用設(shè)施。第二類(lèi)是包含城市的各個(gè)公園、小溪和河流、地形圖、街道和公路、土壤、建筑等等。第三類(lèi)則有每塊地產(chǎn)的地界，以及市區(qū)、郡、選區(qū)的地界。另外，當(dāng)用戶使用網(wǎng)站的地圖信息時(shí)，既有靜態(tài)的也有互動(dòng)的地圖可供用戶進(jìn)行選擇。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)靜態(tài)地圖中的信息是保持不變的，因此這時(shí)用戶就沒(méi)有其它的選擇。而互動(dòng)地圖可以使用戶根據(jù)自己的需要選擇各種不同的地圖信息。
在城市的發(fā)展中，污水的排放量會(huì)不斷增加或改變，計(jì)劃和管理部門(mén)需要了解在某個(gè)地區(qū)增加或改變排放量能否影響到整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。管理人員使用了GIS系統(tǒng)，他們可以根據(jù)輸入管線出入口的號(hào)碼或者街道的名稱，選擇在這部分管線上采用水文模型來(lái)模擬新增加的污水排放量，這樣就可以獲得所需的計(jì)算結(jié)果。根據(jù)采用模型所得結(jié)果，計(jì)劃和管理部門(mén)就可以確定是否可以在這個(gè)地區(qū)建設(shè)新的商業(yè)區(qū)和居民區(qū)。另外，對(duì)于城市污水系統(tǒng)的管理人員來(lái)說(shuō)，了解污水管線的維護(hù)狀況是非常重要的。通過(guò)GIS系統(tǒng)，管理人員可以從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢查哪些部分出現(xiàn)了損壞、哪些管線出入口發(fā)生了外溢以及損壞了的部分管線是否已被修復(fù)、外溢的原因是否已經(jīng)被查明等。那些經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題的部分管線也會(huì)反映到互動(dòng)地圖上以引起管理人員的注意，使他們能夠及時(shí)采取必要的措施去進(jìn)一步調(diào)查分析和解決發(fā)生的問(wèn)題。
當(dāng)然，在這些信息技術(shù)應(yīng)用中，很關(guān)鍵的一點(diǎn)就是輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。例如，如果一部分污水管線的直徑不準(zhǔn)確，水文模型計(jì)算的總結(jié)果就不可能正確。因此，管理人員需要在檔案資料的審閱和實(shí)地調(diào)查中保證獲取準(zhǔn)確和可靠的數(shù)據(jù)。
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