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气体污染扩散模拟及其可视化软件
2015-01-20 17:52:49 来源: 作者: 【 】 浏览:15659

第四届“中国软件杯”大学生软件设计大赛

赛题(A类)

题目:气体污染扩散模拟及其可视化软件

组类: A 本科及以上

赛题简介:介绍整个赛题的思路和整体要求

思路:

随着社会经济的发展,人民生活水平的提高,人们对生活环境的质量要求越来越高。城市居住区作为居民的主要生活空间,其空气质量与人们的生活息息相关,直接影响居民的身体健康。大气污染是影响城市居住区空气质量的重要因素之一,也受到越来越多的关注。而大气污染扩散模拟是进行大气污染控制与管理的有效手段之一。

气体污染扩散模拟及其可视化运用计算机图形学和图像处理技术,结合GIS的空间分析和空间可视化展现方式,将科学计算过程中及计算结果的数据显示出来,将计算结果中的物理现象或物理量随时间和空间的变化呈现在用户面前,使用户能够更加直观地观察到污染物扩散过程,便于对污染物产生的影响进行分析和评价。

整体要求:

建立数据模型,充分发挥GIS的空间数据处理和空间分析的优势,模拟污染物随着风向、风速、时间、浓度等因素在空气中扩散的趋势,基于地图、图表多种形式直观展示污染物在空中扩散的趋势及受影响的范围。

赛题业务场景:描述赛题相关的真实企业业务背景。从真实场景中,适当简化或者提炼出适合比赛的赛题场景

突发性环境污染事故主要是由于高压容器、储罐、输送管道节门的破裂等诸多原因引起的,它可导致有毒有害气体外泄。其特点是没有固定的排放方式和排放途径,突然发生来势凶猛,在短时间内排放大量有毒有害的污染物,有毒气体外泄后,随大气弥散,中心位置浓度最高,向外逐步扩散稀释,下风向形成相应的时空浓度分布。

本题要求参赛队伍设计一套模拟软件,基于GIS空间可视化技术,通过建立数据模型对突发性环境污染事故进行大气污染扩散分析,分析不同污染源在不同的环境因素下的扩散分布范围,估计污染扩散趋势,并且能够动态的模拟污染物随着时间的变化扩散分布情况,以及受大气污染影响的居民、学校等。

功能性需求

软件应该包括以下功能:

(1)        地图浏览功能

系统集成矢量电子地图,实现地图的放大、缩小、漫游、全图等功能。

(2)        大气污染的模拟

支持高斯模型、熏烟模型等具有代表性的数学模型,通过输入污染源信息(比如污染物位置、污染物浓度)及其环境信息(如风速、风向、空气潮湿度等),选择其中的一个模型,通过该模型模拟出该污染物在大气中的扩散情况,并且以分级的形式显示在地图中。

(3)        模拟结果的统计

针对各种模型分析出来的污染物扩散的范围,统计出该范围内受影响的居民区、学校及受影响程度等相关数据。

(4)        动态模拟

动态的模拟出污染物随着时间的变化在大气中扩散的情况。

非功能性需求

(1)        系统响应速度快,响应少于5秒;

(2)        软件功能界面友好,方便用户使用;

(3)        可视化效果展示直观丰富。

其他限制条件:开发环境、实验平台、开发语言、数据库、编译器等限制条件

软件运行环境:服务器端可以为window、Linux等平台中的一种,客户端要求跨平台。

开发语言:不限

数据库:不限

测试数据或平台:提供给参赛者的测试环境和测试数据。(可提供电子档)

可以使用测试数据进行分析,也可以使用参赛团队自行提供的数据进行测试。(测试数据.rar

测试数据为洛阳市矢量地图数据,包括面状、线状和点状数据,点状数据中包括居民小区、生活区、学校等图层信息,格式为shapefile,可根据需要需求转换成其它格式。

其他要求

文档要求:

需求规格说明书:详细描述课题的功能与非功能需求;

系统设计说明书:详细描述软件的架构、设计理念、算法思路、功能设计、数据库设计等;

测试文档:描述测试环境的搭建、准备的测试数据、测试方法等;

程序源代码:指未编译的按照一定的程序设计语言规范书写的程序代码,包括代码结构说明书。

 


关键字: 责任编辑:cnsoft
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