浅谈信息技术在环境监测管理方面的应用

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　　摘要：目前信息技术在各个领域的作用日益显著。在环境监测领域，随着国家和地方不断加大环境监测能力建设投入，环境监测信息化建设也在逐步完善，计算机技术、通信技术、地理信息技术等信息技术被广泛应用。本文从环境监测业务管理系统、移动监测管理系统、环境物联网自动监控系统、环境监测GIS系统四个系统软件阐述了信息技术在环境监测管理方面的实际应用。
　　关键词：信息技术 环境监测 信息系统
　　一、 我国环境监测信息化建设现状分析
　　我国的环境监测信息化建设已走过了十几个年头,成为环境监测现代化的重要组成部分。目前各个监测部门基本上都开发了相应的业务系统，在这些系统中已初步应用了数据库技术、遥感技术、地理信息技术及通信技术等，信息技术的应用大大提高了工作效率，在环境监测例行工作中，已逐步从人工采样过渡到自动连续采样；从常规手工分析过渡到大型仪器自动分析；仪器使用从现场值守过渡到远程监控；监测数据填报也从人工计算纸质报表发展到系统的电子报表；而大部分的监测报告也从手工编写过渡到系统自动生成。
　　但是由于相应的软件开发平台、开发工具、后台数据库的不尽相同，导致各个软件系统彼此之间的通用性，数据共享性较差，不便于上下级部门及地区之间的业务交流。另一方面，由于业务系统发展的有限，大量的监测数据只停留在查询和统计的功能上，并未转化为管理人员所需要的具有分析和决策功能的数据。因此，环境监测信息化建设还需不断开拓新的思路。
　　二、 信息技术在环境监测管理方面的实际应用
　　各种环境信息系统的应用就是信息技术在环境监测管理工作中的实际应用，以下分别介绍环境监测业务管理系统、移动监测管理系统、环境物联网自动监控系统、环境监测GIS系统几个比较典型的环境信息系统的应用，以此直观展现信息技术对环境监测管理工作带来的深远影响。
　　1、环境监测业务管理系统的应用
　　以某监测站的业务系统为例，该系统基于WINDOWS平台，采用Client/Server模式，Sybase进行后台数据库管理， PowerBuilder 6.5（PFC）实现面向对象编程。该系统包括：公共数据管理、质控管理、环境质量监测、污染源监测、计价管理及系统管理等模块，对环境监测工作从现场采样、样品管理、质控管理、实验室分析、三级审核、统计计算到生成报表实现全过程管理，基本解决了监测工作中样品流转全过程的业务需求，系统自动生成的监测报告包括有：废水监测报告、烟色烟气报告、污染源噪声报告、油品含硫量监测报告及委托环境水监测报告。
　　经过多年的运行和积累，某监测站的监测数据库已建立成型，涵盖了大部分的业务数据，但由于现有系统已经不能满足环境监测基础数据的进一步迅速统计、分析，真正应用于统计分析的监测数据远未达到可利用数据量。为了更好的利用数据库资源，使之能在业务管理中发挥更大的作用，在将来建立环境监测中心数据库是实现环境监测信息集中管理的最有效方法。环境监测中心数据库就是将环境监测业务管理的所有内部业务数据和信息资源集成在数据中心统一管理和使用，可加速环境数据的处理、加工与利用，并为各类环境数据的综合利用和分析提供平台，达到充分挖掘环境数据的价值的目的。
　　2、移动监测管理系统的应用
　　移动监测管理系统采用了无线网络技术（根据需求可选配CDMA或GPRS的通讯模块），智能移动终端通过无线网络与监测中心的服务器连接，把实时数据远程传输至指定的数据库内，实现了现场环境监测数据的无线实时传输与无纸化办公。移动监测管理系统主要包括定期监测采样任务管理、采样任务审核、监测报告远程审核以及监测信息查询等功能。
　　（1）定期监测采样任务管理
　　任务引擎根据监测大纲的要求，自动生成污染源监测和环境质量监测的任务，包括监测对象、采样点位、主要监测项目、质控要求等信息，采样人员移动终端接收采样任务后，进行现场采样，并将现场采样信息自动传回到后台业务系统。
　　（2）采样任务审核
　　领导远程对采样人员的采样登记表进行审核，以便质控部门进行加密管理。
　　(3) 监测报告远程审核
　　领导通过移动终端对监测报告进行审核签发。
　　(4) 监测信息查询
　　远程查询各类污染源常规监测、定期监测、自动监测；环境质量监测、大气自动站、水质自动站等监测信息；查询各类环境监测统计报告及报表。
　　现场监测工作与智能移动终端的结合，改变了传统的工作模式，大幅度提高现场监测人员和管理人员的工作效率，提升现场监测数据的时效性和准确性，减少人为工作失误，使现场监测工作走上“无纸化、无线化”之路。未来几年内，随着移动监测管理系统的逐步推广和完善，一定会成为现场监测人员不可缺少的得力助手。
　　3、环境物联网自动监控系统的应用
　　物联网技术是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术。因此，物联网技术的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。
　　环境质量、污染源在线监测就是十分典型的物联网应用，建设一个统一的集成环境质量、污染源自动监控的在线监控平台，是物联网在环境监测领域的实际应用。基于物联网的数据整合系统，可以将现有的环境质量在线监测数据和污染源在线监测数据，以及未来不断扩充的在线监测数据整合在统一的接口下，通过各种标准适配器和环境监测数据中心和统一的监控管理平台进行集成，形成一个一体化的在线监测数据传输、数据处理、操作反控、数据展示、报表制作的数据处理系统。
　　总体上来讲，环境物联网自动监控系统的目的是及时、准确地获取自动监测（控）系统的实时监测数据，动态搜集、统一监控空气、水质、污染源变化情况并进行加工、处理、及时发布，建立较为完善的空气、水质、噪声、生物、辐射、生态环境等全要素的自动监控网络系统。
　　4、环境监测GIS系统的应用
　　GIS是近年来迅速发展的一门空间信息处理技术，它涉及学科多，应用领域广，特别在自然资源和环境等方面显示了很强的能力和极好的效果。GIS处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。
　　基于GIS的环境监测系统能够使环境管理在办公自动化方面产生质的飞跃，它通过分析信息的空间分布、监测信息的时序变化，比较不同的空间数据集，实现对空间信息及其它各类信息的标准化管理与信息交换，使大量抽象、枯燥的数据变得生动、直观和易于理解。
　　依据某监测站的业务现状，环境监测GIS系统主要从环境质量、污染源在线监测两部分，基于GIS的完整展现实现以下几方面的业务：
　　（1） 环境质量GIS系统
　　系统建设一方面结合了水质模型、大气扩散模型等环境评价模型库，进行水环境、大气环境污染预测、环境质量模拟等。另一方面结合地图对环境历史数据进行查询统计，并且将大气、水等环境要素的数据与地理信息结合在一起，结合空间分析模块，对整个区域的环境质量现状进行客观、全面的评价，以反映出区域中受污染的程度以及空间分布情况。系统在结果表现层面主要采取时间趋势分析、空间分析、时空演变分析对环境质量进行分析评价，并且将数据分析结果以数值、图表、地图等表达方式展现出来。
　　（2）污染源在线监测GIS系统
　　主要是在线系统的集成应用，充分利用现有资源进行整合，将原有的在线监测系统和GIS应用充分结合，建设多维空间立体监测数据，系统将在线、连续、历史、超标报警等数据能够直观体现在地图上，并且利用历史数据和现状数据进行对比，进行综合分析和趋势分析。
　　根据重点污染源监测数据库中企业的地理位置信息，建立污染源或企业的地理位置坐标数据库。利用重点源数据库中的数据信息对地图上用空间选择工具选中的区域进行污染排放、利用等的统计分析，形成各种分级、分组报表。根据污染源的各类属性生成环境管理中需要的专题图。
　　随着我国对GIS技术应用的广泛开展，GIS技术必将在我国环境科学领域得到更大的发展，为环境监测管理的科学化，现代化发挥越来越大的作用。
　　三、结语
　　环境监测信息化建设是一个长期的发展过程，不是信息技术的简单应用，需要有持续改进和完善过程。由于环境监测工作的繁杂细琐,加之监测范围的宽广和人员监测的能力有限,非常有必要建立一个功能齐全、效率高的信息管理体系，体系的核心目标是决策支持，要以实时网络传输、信息资源共享、业务信息管理、展现分析结果等信息技术功能为核心，充分运用统计分析、宏观研究、直观展现等技术手段为领导决策提供服务和支持，从而增强环境监测的科学性，提高环境监测管理工作的效率和水平。

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