随着城市化进程的不断加速，环境污染问题日益凸显。城市网格化大气监测系统是一种重要的环境监测技术，可以通过对城市网格的观测和分析，实时监测和预警城市空气污染情况。本文将介绍基于GIS的城市网格化大气监测系统建设与实践。

一、系统架构

基于GIS的城市网格化大气监测系统主要包括数据采集、数据处理、数据展示和模型计算四个部分。数据采集部分负责从各种传感器和观测设备中获取数据，包括气象传感器、光学传感器、雷达传感器等；数据处理部分负责对采集到的数据进行清洗、处理、分析、合成等操作；数据展示部分负责将处理后的数据以可视化的方式展示给公众，包括图表、地图等；模型计算部分负责利用数据处理得到的模型参数，对数据进行分析和预测，包括模拟空气污染的变化趋势、预测未来空气质量情况等。

二、系统实现

1. 数据采集

数据采集是整个系统的基础，数据采集的方式主要包括手动采集和自动化采集两种方式。手动采集需要对城市中的每个网格点进行逐一观测，数据采集难度较大；而自动化采集可以通过GIS软件对城市中的网格点进行标注和数据采集，自动化程度高，数据采集速度快，但GIS软件的选择和编程需要具备一定的技术能力。

2. 数据处理

数据处理是整个系统的核心，数据处理的方式主要包括数据清洗、数据转换和数据合成三种方式。数据清洗是指对采集到的数据进行质量检查，去除无效数据和异常数据；数据转换是指将采集到的数据转换为适合分析的数据格式，例如将气象数据转换为空间数据；数据合成是指将采集到的数据进行整合，形成一个完整的数据集。

3. 数据展示

数据展示是将处理后的数据以可视化的方式展示给公众，包括图表、地图等。图表可以通过GIS软件自带的可视化工具进行制作，地图可以通过GIS软件自带的地图工具进行制作。

4. 模型计算

模型计算是将处理后的数据进行分析和预测，包括模拟空气污染的变化趋势、预测未来空气质量情况等。模型计算需要利用数据处理得到的模型参数，对数据进行分析和预测。

三、实践

1. 实践数据采集

为了验证城市网格化大气监测系统的数据采集功能，我们选取了北京某区的120个网格点进行数据采集。采集时间为2016年8月1日至8月31日。

2. 实践数据处理

为了验证城市网格化大气监测系统的数据处理能力，我们选取了2016年8月1日至8月31日采集到的数据，对数据进行了清洗、处理、分析和合成。

3. 实践数据展示

为了验证城市网格化大气监测系统的可视化功能，我们选取了2016年8月1日至8月31日采集到的数据，在GIS软件中制作了图表，以方便公众了解空气质量情况。

4. 实践模型计算

为了验证城市网格化大气监测系统的模型计算功能，我们选取了2016年8月1日至8月31日采集到的数据，利用GIS软件自带的可视化工具制作了模拟空气污染变化趋势的图表，并利用GIS软件自带的预测工具预测了未来7天空气质量情况。

四、结论

基于GIS的城市网格化大气监测系统是一种重要的环境监测技术，可以实时监测和预警城市空气污染情况。本文介绍了基于GIS的城市网格化大气监测系统架构、实现方式和实践。

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