土壤是人类最重要的自然资源和农业生产资料,是关系到人类赖以生存和发展的物质基础。土壤环境状况直接影响到社会经济发展、生态环境安全、食品安全以及人体健康。随着我国工业化进程的加快,人们面临的土壤环境压力越来越大。研究开发以信息技术为支撑的土壤污染预警系统,实现快速的土壤污染的评价、预测、预警和污染信息查询；可为土壤环境管理者提供强大的决策服务,以便及时采取针对性的防范措施,改变土壤的恶化趋势和避免土壤持续污染。地理信息系统作为空间数据管理、信息分析的现代化技术,尤其在涉及空间信息的环境风险管理领域具有特殊的优势。特别是近年来随着计算机技术和地理信息技术的快速发展,这为土壤污染预警系统的建立创造了良好的技术条件。本文针对国内外土壤环境污染预警相关研究的和结合现实条件,对系统做了科学性的需求分析与设计。在此基础上筛取了系统开发所需的数学模型,包括土壤单因子评价模型、内梅罗指数法评价模型、加权平均评价模型、改性灰色聚类法评价模型、Rapant生态风险指数法风险评估模型、Hakanson潜在生态危害指数法生态风险评估模型、土壤重金属含量超标年限预测模型和土壤重金属累积预测模型。采用Microsoft Visual Studio.Net 2008作为开发平台、ArcGIS Engine 9.3为开发组件和C#作为开发语言,通过GIS嵌入式二次开发和对所筛选的土壤环境数学模型的编程,实现了系统需求分析的所有功能,研发了基于.NET平台和ArcGIS Engine的土壤污染预警系统。本系统实现的主要功能有：①GIS的常用功能,包括基本地图操作功能(放大、缩小、漫游、全图显示、前进、后退、比例尺等)、鹰眼导航、图层控制、地图浏览、地图制版、右键快捷方式、状态栏显示等；②地图编辑功能；③土壤查询功能(空间查询、属性查询、通过图形的空间位置关系(相交、相离、包含、边界接触等)查询和属性表查询)；④土壤污染评价(土壤单因子评价、内梅罗指数法评价、加权平均指数法评价、改性灰色聚类法评价)；⑤土壤生态风险评估(Rapant生态风险指数法土壤重金属生态风险评估、Hakanson潜在生态危害指数法土壤重金属生态风险评估)；⑥土壤重金属含量超标年限预测；⑦土壤重金属含量累积预测预警。最后以国家生态示范县江苏省南京市溧水县为例,对系统进行了实例应用。本系统对溧水县的应用结果,揭示了溧水县重金属总体处于良好状态,但有少量重金属因子例如Hg和Pb等在一些监测点上含量超标,存在较大的生态环境风险,而且预测结果也提示此种趋势应该引起重视。系统检测结果表明,系统运行良好、稳定,系统界面友好,实现了可视化的输出,结果显示直观,成功实现了预期的设计目标。本研究在国内率先实现了基于.NET平台和ArcGIS Engine的土壤污染预警系统,该系统可为土壤环境管理者提供强大的决策信息支持,具有重要的应用价值和现实意义。