盧越琴+楊茜+馬玲莉+羅涌春

摘 要：隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和人們環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，對(duì)生態(tài)領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)和研究力度越來(lái)越大。我國(guó)地域面積廣闊，環(huán)境保護(hù)工作的內(nèi)容較多，如果僅依靠傳統(tǒng)方式，則無(wú)法很好地滿(mǎn)足環(huán)境監(jiān)測(cè)的要求。在這種時(shí)代背景下，必須引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，加快環(huán)境檢測(cè)的智能化和信息化。分析了自動(dòng)控制新技術(shù)在環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及具體類(lèi)型，并重點(diǎn)介紹了其應(yīng)用途徑。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制技術(shù)；環(huán)境監(jiān)測(cè)；環(huán)境管理；數(shù)據(jù)管理

中圖分類(lèi)號(hào)：X830 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.150

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，信息化時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，各行業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化水平逐步提高，環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域面臨著巨大發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。如何將現(xiàn)代化技術(shù)與生態(tài)環(huán)境的保護(hù)工作完美地融合在一起，是政府部門(mén)和研究人員應(yīng)努力解決的問(wèn)題，從而開(kāi)發(fā)新型的自動(dòng)控制技術(shù)，提升環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的質(zhì)量和效率，轉(zhuǎn)變行業(yè)現(xiàn)狀。

1 自動(dòng)控制新技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

雖然自動(dòng)控制新技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，但其運(yùn)用范圍較大，且影響較大。自1999年起，我國(guó)環(huán)保部就已開(kāi)始建立水質(zhì)自動(dòng)檢測(cè)站，主要集中于松花江、長(zhǎng)江、淮河流域。經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展后，我國(guó)已有40座自動(dòng)檢測(cè)站投入使用，比如天津市濱水水質(zhì)檢測(cè)中心、上海黃浦江區(qū)域檢測(cè)中心等。而在社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中，空氣污染越來(lái)越嚴(yán)重，霧霾等惡劣天氣逐漸增多。因此，大氣環(huán)境的監(jiān)測(cè)工作力度不斷加大，比如，北京市已建立了26個(gè)空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，江蘇省以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，在絕大多數(shù)市、縣建立了空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站。從國(guó)外的應(yīng)用情況看，以美國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家早在20世紀(jì)70年代就開(kāi)始將自動(dòng)控制新技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)工作，形成了完整的環(huán)境監(jiān)測(cè)體系。至今為止，美國(guó)已設(shè)立了6 000個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中，國(guó)家級(jí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)有350個(gè)；而荷蘭等國(guó)家設(shè)立了覆蓋全國(guó)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

2 自動(dòng)控制技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用

自動(dòng)控制新技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括寬帶高速技術(shù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)等，其都以計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，能準(zhǔn)確地為監(jiān)測(cè)工作提供數(shù)據(jù)。寬帶高速技術(shù)又可分為無(wú)線(xiàn)GRPS和有線(xiàn)Modem。目前，使用較廣泛的是無(wú)線(xiàn)GRPS，其受環(huán)境因素的影響小、靈活性高，不需要考慮頻道干擾和網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用等問(wèn)題。在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中，自動(dòng)控制通信技術(shù)主要應(yīng)用于大氣、水質(zhì)等的檢測(cè)，它突破地域空間的限制，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)污染源，且在對(duì)噪聲污染等突發(fā)性信息的傳輸上有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。隨著衛(wèi)星業(yè)務(wù)的發(fā)展，我國(guó)設(shè)立了80多個(gè)監(jiān)測(cè)水質(zhì)自動(dòng)站，提升了通信技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用水平。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)（DDN）主要的優(yōu)勢(shì)為速度快，特別適用于我國(guó)的監(jiān)測(cè)子站。

2.1 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)是自動(dòng)控制技術(shù)的重要組成部分之一，主要包括中心站控制、通信技術(shù)和遠(yuǎn)程視頻。其中，核心是中心站控制，其主要完成環(huán)境監(jiān)測(cè)信息的處理，通過(guò)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)圖像、協(xié)調(diào)控制信號(hào)等方式，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)用于監(jiān)測(cè)子站，能及時(shí)了解水質(zhì)監(jiān)測(cè)子站水資源的變化情況、空氣污染程度等。

2.2 組態(tài)軟件的應(yīng)用

組態(tài)軟件以圖形技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等基礎(chǔ)，能快速采集環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，特別是組態(tài)報(bào)表功能，不僅儲(chǔ)存各類(lèi)報(bào)表，比如環(huán)境日?qǐng)?bào)、季報(bào)等，且能在報(bào)表中加入更清晰的圖像，比如折線(xiàn)圖、柱狀圖等，從而實(shí)時(shí)為用戶(hù)提供數(shù)據(jù)，其主要構(gòu)成如圖1所示。

圖1 組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)

2.3 GIS地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

GIS地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)有較大的影響，它能幫助控制室找出污染源因素，并通過(guò)計(jì)算機(jī)等技術(shù)模擬排放過(guò)程，以動(dòng)態(tài)的形式向人們展示環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程。特別是在城市環(huán)保信息系統(tǒng)中，GIS地理信息系統(tǒng)通過(guò)收集原始數(shù)據(jù)，可幫助環(huán)保部門(mén)快速整理資料，進(jìn)行等標(biāo)負(fù)荷、監(jiān)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)位、排污申報(bào)、空氣質(zhì)量周報(bào)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化輸出等方面的分析，并建立環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)圖形庫(kù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)等，從而對(duì)環(huán)境規(guī)劃進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，為新型城市化建設(shè)提供數(shù)字化、自動(dòng)化和信息化基礎(chǔ)。

3 自動(dòng)控制新技術(shù)的應(yīng)用流程

自動(dòng)控制新技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中主要用于水質(zhì)、空氣和污染源質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

3.1 自動(dòng)控制新技術(shù)在環(huán)境決策中的應(yīng)用

隨著可持續(xù)綠色發(fā)展理念的普及，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)模式逐漸從粗獷型轉(zhuǎn)變?yōu)榧s型。環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能實(shí)時(shí)觀察環(huán)境的變化情況，其決策工作主要包括環(huán)境政策的制訂、環(huán)境技術(shù)支持等，在此過(guò)程中加入自動(dòng)控制技術(shù)能更加準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)環(huán)境發(fā)展的方向。

3.2 自動(dòng)控制新技術(shù)在數(shù)據(jù)收集中的應(yīng)用

環(huán)境監(jiān)測(cè)工作通過(guò)自動(dòng)控制新技術(shù)能收集大量的原始數(shù)據(jù)，研究人員需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分類(lèi)和整理。需要注意的是，人們的環(huán)保意識(shí)在逐步增強(qiáng)，環(huán)境監(jiān)測(cè)工作應(yīng)結(jié)合人們的實(shí)際需求，利用自動(dòng)控制收集、發(fā)布技術(shù)，并賦予人們環(huán)境知情權(quán)；組織人們參與環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程，這有利于監(jiān)督自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作，從而提升環(huán)境保護(hù)工作的質(zhì)量。

3.3 自動(dòng)控制新技術(shù)在保護(hù)環(huán)境中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的環(huán)境保護(hù)主要是在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的，這是因?yàn)槭艿阶匀灰蛩睾腿藶橐蛩氐挠绊懀芯咳藛T無(wú)法深入實(shí)地考察。但隨著自動(dòng)控制新技術(shù)的應(yīng)用，擴(kuò)大了環(huán)境監(jiān)測(cè)的范圍，突破了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式的技術(shù)瓶頸，借助GPS等系統(tǒng)避免了人為失誤的出現(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中應(yīng)用自動(dòng)控制新技術(shù)能有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，及時(shí)跟蹤、解決保護(hù)環(huán)境過(guò)程中出現(xiàn)的新問(wèn)題。因此，環(huán)保部門(mén)應(yīng)加大對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)的研發(fā)力度，積極借鑒國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)新自動(dòng)控制技術(shù)，深入生態(tài)環(huán)境復(fù)雜的地區(qū)，基于區(qū)域整體視角，制訂系統(tǒng)的環(huán)境保護(hù)措施，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量的變化情況，從而改善生態(tài)環(huán)境，協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系。

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〔編輯：張思楠〕