大氣環(huán)境監(jiān)測的數(shù)字化測量分析

(銅川市環(huán)境監(jiān)測站， 陜西 銅川 727000)

大氣污染是一個十分嚴重的環(huán)境污染問題，這對于全世界來說都是一個突出的且亟待解決的問題。我們國家的大氣污染也是十分嚴重的，這主要是因為我們國家處于發(fā)展中國家的行列，而且采取粗放型的工業(yè)發(fā)展模式，這就會使得工業(yè)污染氣體排放量急劇上升，其中的二氧化硫等有毒物質(zhì)嚴重超標，這必然會對人們的身心健康造成威脅，影響到人們正常的生活。因此，加強大氣環(huán)境監(jiān)測，掌握大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及變化趨勢，為我們采取科學的環(huán)保措施，保護大氣環(huán)境質(zhì)量提供正確的、及時的信息至關重要。

1 大氣環(huán)境監(jiān)測中數(shù)字化測量的必要性

隨著近年來我國多省市霧霾天氣頻發(fā)，霧霾造成的不良影響也在不斷的提高。面對如此嚴峻的大氣污染形勢，對大氣環(huán)境的監(jiān)測以及大氣環(huán)境變化趨勢進行分析，并通過檢測的內(nèi)容進行數(shù)據(jù)分析得出合理的控制辦法和治理手段是如今治理環(huán)境污染的一個重要環(huán)節(jié)。

大氣環(huán)境監(jiān)測的數(shù)字化測量就能很好的滿足環(huán)境監(jiān)測的要求，彌補以往環(huán)境監(jiān)測儀器的不足，它凝結了全人類的智慧。這種測量的原理是將其建立在虛擬儀器上應用，數(shù)據(jù)庫之間相互連接，同時它還能與sqlsenrer7.0等相關軟件工具相結合使用，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，為獲得高質(zhì)量的監(jiān)測結果提供可靠的保證。

2 大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化測量的應用

大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化不同于傳統(tǒng)的監(jiān)測手段，其在監(jiān)測方面向更加細化、精確、及時的方向發(fā)展，民眾對于大氣公共氣象的服務質(zhì)量要求越來越高，如氣候評估、大氣環(huán)境的影響、大氣防災預警、氣象信息數(shù)據(jù)等多樣化的數(shù)據(jù)受到社會的普遍重視，以往單一的天氣預防的形式已經(jīng)很難滿足時代發(fā)展的需求，有很大的局限性，但數(shù)字化的測量實現(xiàn)了大氣測量的定點、定時、動態(tài)化，為人們提供了諸如氣象情報、天氣定時預報、科技咨詢、環(huán)境評價、人工降雨等專業(yè)化的服務，數(shù)字化測量與這些要求能夠很好的契合，滿足大氣環(huán)境監(jiān)測的各種要求，達到高效、精確、實時、細化的目的。數(shù)字化測量技術作為大氣環(huán)境中監(jiān)測工作的重心，拓展了大氣環(huán)境監(jiān)測的領域和深度，使之面向多功能、多區(qū)域、多時段的測量，能夠掌握大氣污染物的運行分布情況，達到動態(tài)化的監(jiān)測目的，為公共衛(wèi)生氣象服務提供可靠的支持，而大氣數(shù)字化的測量技術已經(jīng)滲透到了環(huán)境監(jiān)測的各個領域，其應用非常廣泛，主要表現(xiàn)為兩大特點：①持續(xù)的數(shù)字化測量可以提供準確的數(shù)據(jù)信息，為氣象部門編寫大氣環(huán)境質(zhì)量報告和預測提供數(shù)據(jù)支持，比傳統(tǒng)的工作方式更加精確、及時；②大氣環(huán)境的污染中，比較突出的有二氧化硫、二氧化氮、浮塵、霧霾、沙塵暴等，有效的監(jiān)測能夠避免許多不必要的損失，給大氣質(zhì)量評測打下基礎，此外，涉及到諸如地震、海嘯、洪水災害所衍生的環(huán)境污染問題，數(shù)字化測量也能起到有效的數(shù)據(jù)支持的作用。

3 數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)的組成及要求分析

對于環(huán)境檢測者來說，數(shù)字化檢測系統(tǒng)是一種十分重要的工具。數(shù)字化檢測系統(tǒng)主要是采用的數(shù)字化技術，體現(xiàn)數(shù)字化功能，進行數(shù)據(jù)的存儲、采集、研究以及傳輸，進而實現(xiàn)數(shù)字化監(jiān)測。在進行監(jiān)測的過程中，可以設置客戶功能模塊和服務器功能模塊，通過它們彼此之間的融會貫通，進行環(huán)境監(jiān)測。在數(shù)字監(jiān)測系統(tǒng)中，采樣服務器、數(shù)據(jù)服務器以及網(wǎng)絡服務器都是不可或缺的，而且各自發(fā)揮著自己的作用，滿足來自不同的客戶端的不同需求，共同為網(wǎng)絡辦事。客戶端功能模塊主要是通過用戶進行控制，對數(shù)據(jù)進行適當?shù)奶幚恚⑻幚砗玫臄?shù)據(jù)輸出并直觀地表現(xiàn)出來，最終獲得理想的監(jiān)測效率。

3.1 虛擬儀器

對于環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)而言，必須是準確可靠的，因為這是進行環(huán)境管理的依據(jù)，也是進行嚴格執(zhí)法的重要參考標準。傳統(tǒng)的監(jiān)測主要是通過一些光學或者是光譜學的儀器來采集數(shù)據(jù)，存在資金消耗大、體積大、難操作等缺陷。此外，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測對于大氣環(huán)境的要求格外嚴苛，而且很難在復雜環(huán)境中實現(xiàn)監(jiān)測。目前，科技發(fā)展迅速，這就為監(jiān)測儀器的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件，使監(jiān)測儀器的工作模式逐漸趨于自動化。

采用數(shù)字化測量技術進行大氣環(huán)境測量，以減少大型儀器的使用頻次。虛擬儀器在現(xiàn)代化測量中占據(jù)十分重要的地位，不僅可以通過計算機進行自動監(jiān)測，而且可以結合因特網(wǎng)技術進行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計。虛擬儀器以其獨到的優(yōu)勢在大氣環(huán)境監(jiān)測中獲得了越來越廣泛的應用，不僅便于使用，而且數(shù)據(jù)可靠?？梢?，因特網(wǎng)技術大大減少了數(shù)據(jù)處理的工作量，這些復雜的數(shù)據(jù)處理工作完全可以交給計算機來進行，這樣就可以很好地避免作重復采樣和重復計算等無用功。實現(xiàn)虛擬儀器的遠程化控制，是一種全新的監(jiān)測模式。對于不同的環(huán)境，一般會配合使用不同的軟件，這樣就可以保證數(shù)據(jù)的真實性，進而推斷出監(jiān)測點是否存在環(huán)境問題。

3.2 服務器模塊

數(shù)據(jù)服務器的主要功能是提供足夠大的空間，用于進行數(shù)據(jù)交換，然后通過網(wǎng)絡服務器進行上傳?？梢?，數(shù)據(jù)服務器是在網(wǎng)絡服務器功能基礎上的延伸。網(wǎng)絡平臺是客戶訪問數(shù)據(jù)服務器的一個跳板，進而獲得高速的下載與傳輸速度?？蛻粢话銜岢鎏崛?shù)據(jù)的要求，此時需要由網(wǎng)絡服務器進行網(wǎng)絡連接，然后通過數(shù)據(jù)服務器做出響應。可見，數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)的整體性比較強，共同協(xié)調(diào)合作。采樣服務器的主要作用是對信息進行數(shù)字化處理，然后做出合理分析并且記錄下來，最終把所得到的數(shù)字信息存入數(shù)據(jù)庫中?？梢姡ㄟ^人與機器的互動合作，手動錄入傳感和采樣等參數(shù)，可以很好地實現(xiàn)信息的數(shù)字化處理。

3.3 客戶端模塊

在數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)中，客戶端模塊占據(jù)非常重要的地位。對于服務器中的數(shù)據(jù)而言，可以通過客戶端進行調(diào)用，然后傳達給客戶，為環(huán)境監(jiān)測提供可靠的數(shù)據(jù)參考依據(jù)。此外，客戶端的功能必須是多方面的，可以進行研究工作，進而滿足不同客戶的需求，對不同數(shù)據(jù)進行適當處理，最終得到讓客戶滿意的監(jiān)測結果?？傮w而言，客戶端是由很多復雜模塊組成的，通過各模塊之間的協(xié)調(diào)與合作，實現(xiàn)環(huán)境的合理監(jiān)測。

圖1 客戶端模塊結構流程圖

3.4 數(shù)據(jù)采集與傳輸

數(shù)據(jù)傳輸模塊主要是根據(jù)用戶的不同需求，對各模塊進行不同的控制，進而由服務器提出請求，最終得到請求結果，并在第一時間內(nèi)將結果反饋給客戶。此時，數(shù)據(jù)處理模塊就可以根據(jù)不同客戶的需求，對得到的數(shù)據(jù)進行適當處理，通過數(shù)值、圖表等方式表現(xiàn)出來，并及時將結果提供給用戶。

3.5 數(shù)據(jù)分析

(1)測試空白試劑并且控制好樣品濃度，允許測得的濃度與原標準曲線中對應濃度之間存在誤差，但是這個誤差必須控制在合理的范圍之內(nèi)。

(2)控制好標準曲線的線性以及計算因子，對大氣中的氮氧化物進行合理分析。

4 結 語

大氣環(huán)境對人們的身心健康會產(chǎn)生很大的影響，因此做好大氣環(huán)境監(jiān)測工作勢在必行，而對大氣環(huán)境監(jiān)測工作進行質(zhì)量控制則更具有這非常重要的現(xiàn)實意義。環(huán)境工作者通過數(shù)字化的測量技術，能夠實現(xiàn)虛擬的工作流程，大氣環(huán)境監(jiān)測的效率、準確度都有很大的提升，而這些準確到位的數(shù)據(jù)可以直接影響到環(huán)境評價和治理的科學合理性，為環(huán)境保護打下良好的基礎，因而探索數(shù)字化測量在其中的應用，對于我國的環(huán)境保護意義深遠。

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