航运业已经成为我国社会经济发展的重要支柱产业,而内河航运船舶总数量是沿海与远洋运输船舶总数量的十几倍,货运量超过后者的5倍。然而随着内河航道船舶数量和吨位的不断增加,其能耗和大气污染排放也呈现逐年攀升趋势,在全国大气污染物全年排放量的比较中,内河航道已跃居第二的位置,仅次于道路交通,内河航道中船舶排放的大气污染物已成为重要的大气污染源之一。对内河航道的大气污染物治理具有重要的社会意义和经济意义。大气污染物的成分复杂,但是最主要的大气污染物分为硫化物、氮氧化物、PM2.5和PM10,这四项污染物的浓度是大气污染的主要指标,也是内河航道船舶排放的主要污染物。大气污染浓度可以通过仪器测得,然而事先预测大气污染浓度可以对航道的船舶防控管理起到重要的支撑作用,本文通过航道船舶的污染物排放量、港口港区的气候信息以及港口港区的地理分布综合计算预测港口港区的污染物浓度。本文主要通过以下过程完成对港口港区的大气污染物浓度预测:1.运用Aermet模型,输出得到规格化的气象分布结果,用于最终的污染物浓度计算,包括地面气象分布和高空气象分布。Aermet模型的输入数据为非规格化的气象预测数据,包括地面数据和高空数据。本文的气象数据通过爬虫获取,各个参数的单位与Aermet需要的并不一致,同时时间粒度与Aermet模型所需的时间粒度也不一致,因此需要进行预处理和插值计算。2.运用Aermap模型,输出得到规格化的地形分布结果,用于最终的污染物浓度计算。Aermap模型的输入数据为地形的数字高程模型(DEM)图像数据,本文的DEM图像数据按照各个港口分别获得,包括重庆港、武汉港、南京港等16个港区,经过Aermap计算后得到受体文件,其中包含了地形分布结果。3.运用Aermod模型,使用气象分布数据、地形分布数据和污染物线源数据,输出得到整个港区的污染物浓度分布数据。以上述三个步骤计算得到大气污染物浓度分布为基础,本系统实现了的基本功能如下所示:1.技术架构设计:按照分层理论,将整个技术架构分为表达层、服务层和数据层三层。2.基本功能设计:将整个功能模块分为大气污染物分布预测展示、气象分布展示等功能模块。3.其他相关模块:系统安全相关,如用户信息安全等。