获奖情况：组件开发三等奖
参赛单位：西南石油大学
指导教师：杨洋
汪宙峰
参赛选手：何映颉（组长）
段洋利
梁坤
方进
1.需求分析
随着经济发展，人类活动对环境的影响日益显著。化肥、农药的大量施用、无法降解的塑料用品的过度利用以及大量“三废”——废液、废气、废渣的不合理排放等，使土壤环境中有毒有害物质的绝对含量不断增加，逐渐超过土壤环境的承载能力，土壤受到严重污染、质量下降。土壤污染不像水污染和大气污染那样易被人们发现，而是通过使农作物果实受到污染，从而进入人类的食物链，危害人类身心健康。我国大多城市土壤受到不同程度的污染，有许多地方的粮食、蔬菜、水果中的重金属超标和接近临界值。通过GIS系统对空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示等功能是土壤重金属污染解决决策的强有力的辅助工具。通过利用空间解析式模型来分析空间数据，GIS的成功应用依赖于空间分析模型的研究与设计。本GIS系统所要重点研究的重金属对象有Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、As、Hg、Cd。运用GIS处理和分析各种重金属污染要素，最后得到直观明了的地图信息辅助治理方案是目前GIS在土壤污染治理方面的主要任务。
2.系统设计
2.1 系统建设目标
(1)建立统一的数据管理平台，提供图形化的综合分析界面；
(2)提供多个功能模块，为决策者提供决策依据；
(3)结合软件技术与土壤检测技术，实现专业与技术的强强联合；
(4)系统在功能级，模块级、表现形式上都能体现可制定性；
系统采用Microsoft Visual Studio 2010，采用C#在SuperMap Objects 6（sp4）基础上进行二次开发而成。
2.2系统的总体架构图。
图 1 系统总体架构
3.系统功能
3.1地图功能模块
基本GIS功能以及系统基本操作的实现。包含了文件操作、二维地图、场景浏览、地图属性和地图量算。针对系统子模块对数据操作的不同，为子模块实现相关的接口。另外实现了数据的导入与导出功能，支持的格式(例如Shape 文件，IMG格式的影像数据，excel表，文本数据等)。
图2 地图功能结构图
3.2重金属污染评价模块
污染评价模块主要包括采样点数据的导入，基于导入的样点重金属含量分析他们的相关性以及相应的单因子指数运算和内梅罗指数计算，把计算的结果进行插值分析，从而对兰州市的污染区域有一定的空间认识，然后对采样点各个重金属进行指标和元素的统计，得到一定的信息，通过图片导出和打印报表的形式得到相应的信息。
图3 污染评价结构图
3.3空间水质预测模块
本模块则是将河流数据和工厂污染数据加载进来，并根据每个工厂的排污浓度进行浓度分析预测，再结合工厂近年的排污水量得到以后的污染的预测数据。对河流结点的上下游追溯和联通分析。最后将污染情况预测结果可视化并进行结果保存和导出。
污染源数据：导入的污染源数据格式有两种（加载数据集和加载excel表）。数据集加载即是将污染源的数据集加载到原来的数据源中。而加载excel表则是将已经编辑好的excel表数据打开显示并转化为数据集并导入数据源中。
污染数据追踪设置：根据专家公式对工厂污染排放量的历年数据按照平滑次数和α值进行平滑处理，并将平滑结果和历史记录的对比图显示出来。再根据专家公式进行GM分析预测，预测时我们根据某一工厂某段时间的排污水量预测以后一年或者一年以上的排污水量，并将得到的GM分析预测图显示出来。如图：
图4 GM分析预测图
对单个的工厂排污浓度进行了预测后，我们知道重金属的迁移和扩散主要是通过水域的迁移而迁移的，所以通过兰州市河网数据，我们可以对工厂周围水流域进行追踪。这就是预测模块中的河流追踪模块。程序运行如图：
图5 河流追踪与水质预测图
水质预测整体结构图如下：
