信息技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用研究

夏 艷

（河南省南水北調(diào)中線渠首生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，河南 南陽 474450）

當(dāng)前日益嚴(yán)重的環(huán)境問題已經(jīng)威脅到人類的日常生活，近年來不論是國家層面還是個人層面都特別關(guān)注環(huán)境保護這個問題，也深刻的認識到“保護環(huán)境，人人有責(zé)”并非一句口號，需要我們行動起來，落實到實處。隨著科學(xué)的進步，信息技術(shù)逐漸進入了社會的各行各業(yè)，并且隨著需求的增加，信息技術(shù)已發(fā)展成一門新學(xué)科。當(dāng)然這門信息技術(shù)也得到了國家大力支持與發(fā)展，運用到環(huán)境保護之中并起到了積極作用。

1 信息技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國自“九五規(guī)劃”發(fā)布之后，信息技術(shù)得到了快速發(fā)展，目前已經(jīng)取得了巨大進步，建立了環(huán)境信息管理體系，并且配備了相應(yīng)的設(shè)備，為之后的工作打下來堅實的基礎(chǔ)；并且在多地區(qū)開始投入實踐，得到了很不錯的反響，不僅提高了環(huán)保工作的效率，也收集了很多相關(guān)的信息資源，而且隨著新學(xué)科的成立，一系列法律、法規(guī)的制定，鼓勵性的政策，為環(huán)保事業(yè)培養(yǎng)了一批又一批專業(yè)性人才，使得環(huán)境信息化得以有序的發(fā)展。信息資料和相應(yīng)的信息技術(shù)為生態(tài)災(zāi)難和環(huán)境污染的應(yīng)急響應(yīng)提供了很大的技術(shù)支持，就如在大大興安嶺著火時，消防人員通過相應(yīng)的技術(shù)手段，能夠很快速的了解到著火點及火勢情況一樣，可見信息技術(shù)的發(fā)展對我國的環(huán)境保護事業(yè)中起到了至關(guān)重要的重要。

近年來信息技術(shù)在國內(nèi)外的項目上的發(fā)展，也推動了相關(guān)制度的完善，環(huán)?？偩殖雠_了相應(yīng)的文件，如《國家環(huán)?？偩謶?yīng)用軟件開發(fā)項目管理暫行辦法》；在網(wǎng)絡(luò)方面，通過建立多城市之間的衛(wèi)星通信專網(wǎng)，將環(huán)?？偩峙c省級環(huán)保局之間聯(lián)系起來，形成了電子無紙化傳輸；在人員培養(yǎng)上，組織研修項目，建立了一支專業(yè)人才隊伍；并且在硬件上面得到多個國家及企業(yè)的幫助，配備了先進的技術(shù)，建立了環(huán)境信息中心等。

2 環(huán)境保護中信息技術(shù)的運用

2.1 3S技術(shù)

由全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感技術(shù)（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）三者組成的3S技術(shù)是信息技術(shù)與環(huán)境保護中不可或缺的技術(shù)。其中我們熟知的遙感技術(shù)，這項技術(shù)主要是運用在數(shù)據(jù)動態(tài)監(jiān)測部門、自然資源勘察部門，如我們平時生活中的天氣預(yù)報、水體污染來源、植被數(shù)據(jù)監(jiān)控等，譬如下面兩張圖是通過遙感技術(shù)檢測出禁采區(qū)的某砂場的10月和11月份的對比圖，經(jīng)過前后的對比，不難發(fā)現(xiàn)11月份明細比10月份少了很大一部分，那么針對這類現(xiàn)象來說，有關(guān)部門憑借個人感受能不能這么清楚的發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的砂石少了呢，我想很難，正是因為新興技術(shù)的出現(xiàn)，讓從中謀利的人員或者自然造成的變化能夠迅速的呈現(xiàn)出來，以便相關(guān)的工作人員采取措施來減少不必要的損失。

圖1 禁采區(qū)砂場的10月份圖

圖2 禁采區(qū)砂場的11月份圖

當(dāng)然地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)也是必不可少的，它們對于自然災(zāi)害的監(jiān)控、預(yù)警，土地資源的利用和調(diào)查都起到了很大的作用。如南水北調(diào)的水庫選擇，就是在地理信息系統(tǒng)中根據(jù)土地資源、生態(tài)資源等進行分析后做出最適宜的選擇。當(dāng)然廈門的城市環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫和污染源監(jiān)測屬性數(shù)據(jù)庫也是在地理信息系統(tǒng)平臺上建立起來的，開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)化城市環(huán)境質(zhì)量地理信息系統(tǒng)，包含了地表水、大氣、聲學(xué)環(huán)境的監(jiān)測信息，通過各類分布圖、三維模型等表現(xiàn)出來，真實的反映了當(dāng)前的環(huán)境情況，并且借助了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，該系統(tǒng)可以在internet上使用。

當(dāng)然環(huán)境保護主要是通過遙感技術(shù)檢測大氣中的顆粒大小及污染物分布的區(qū)域，對水體污染及生態(tài)環(huán)境污染進行數(shù)據(jù)收集，然后再運用全球定位系統(tǒng)就可以對的數(shù)據(jù)進行詳細的定位，從而達到精確采集，再通過地理信息系統(tǒng)來對這些數(shù)據(jù)進行分析，從而做到實時監(jiān)測，對區(qū)域的準(zhǔn)確評價以及提供一些環(huán)境保護上的支持。當(dāng)然這里值得一提的是該項技術(shù)的采集與南水北調(diào)的生態(tài)資源、旅游、文化、經(jīng)濟等多方面信息綜合，共同合建了南水北調(diào)中線生態(tài)文化旅游空間數(shù)據(jù)庫，為之后城市規(guī)劃、道路建設(shè)規(guī)劃都提供了數(shù)據(jù)支撐。

2.2 數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

數(shù)據(jù)庫是信息系統(tǒng)最根據(jù)的來源，也是再眾多的環(huán)境數(shù)據(jù)中快速查找的必要手段之一，大量的數(shù)據(jù)積累下，必然少不了數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，目前我國環(huán)保部門對于環(huán)境數(shù)據(jù)的收集主要是采用自動及手動，在空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)中，主要是利用機器學(xué)習(xí)和制定相應(yīng)的規(guī)則來實現(xiàn)預(yù)測空氣中污染指數(shù)和污染物分布的情況。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要采用二維識讀裝備、射頻鑒別設(shè)備、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描裝備，按照原定協(xié)議進行的，根據(jù)原有約定，按照規(guī)定進行，與互聯(lián)網(wǎng)相連，然后進行信息的傳遞和交換，最后實現(xiàn)智能化的識別、定位、監(jiān)控等類型的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)可以分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三個架構(gòu)，是對“物”的識別，信息的傳輸，相關(guān)行業(yè)的融合。這一技術(shù)主要運用在排污單位，可以通過安裝自動監(jiān)測傳感設(shè)備，來收集相應(yīng)的信息通過傳輸系統(tǒng)傳到信息監(jiān)控中心，然后再通過環(huán)保專用的廣域網(wǎng)形成國家、省、市三級化的監(jiān)控中心，從而有效的對環(huán)境實時監(jiān)控，并從環(huán)境污染源的源頭進行防范。

眾所周知，我國是個人口大國，對水資源需求也是極其大的，根據(jù)WWF(世界野生動物基金會)的研究，世界農(nóng)民使用淡水占世界的70%，其中有60%的淡水是被浪費的，其中主要是因為灌溉系統(tǒng)漏水、使用方法不科學(xué)及種植的植物對水的需求量大。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)給農(nóng)民提供了操作可見性，讓他們能夠通過一系列的指標(biāo)合理運用水資源，其中包括對水的溫度、質(zhì)量、水壓等，更大限度上減少對水的浪費。當(dāng)然我們?nèi)粘Ｉ钪?，也可以安裝只能的傳感器和執(zhí)行器，在消費者層面上實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)水資源管理。利用相應(yīng)的設(shè)備，加之專業(yè)的數(shù)據(jù)分析，可以讓使用者更加清楚的了解到水資源的使用以及用量，可以從根本上保護這一重要的資源。

3 信息技術(shù)在環(huán)境保護中應(yīng)用的建議

3.1 加強與學(xué)校的人才培養(yǎng)，為之后的創(chuàng)新提供動力。

任何一項技術(shù)都離不開人才的培養(yǎng)，環(huán)境信息化也是如此。為了更好的培養(yǎng)一群既懂環(huán)境保護的又掌握著信息技術(shù)的人才隊伍，可以通過與學(xué)校建立人才培養(yǎng)計劃，但是根據(jù)目前情況而言，本科暫時還沒有設(shè)立這樣相關(guān)的專業(yè)，部分?？圃盒ｉ_設(shè)了這個專業(yè)，但是培養(yǎng)的人才遠不足以滿足市場的需求。因此要想改變現(xiàn)狀的話，需要通過與相關(guān)的教育部門溝通，考慮開設(shè)這類本科專業(yè)及擴大?？圃盒＃瑫r為了提高招生率及學(xué)生的興趣，國家可以給與一定的鼓勵政策等，當(dāng)然為了保障這類信息人才的培養(yǎng)，可以和一些研究院合作，這也是一條突破創(chuàng)新能力的路。當(dāng)然學(xué)校與研究所、與各大企業(yè)都可以建立合作，形成一條信息產(chǎn)業(yè)鏈，從而真正意義上實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展道路。

3.2 推動3S技術(shù)一體化、集成化，促使獲取數(shù)據(jù)能夠更穩(wěn)定、精確。

3S技術(shù)在環(huán)境保護過程中有非常廣泛的使用空間，以及對它有很好的展望。它所存在的優(yōu)勢是其他技術(shù)無法比擬的，例如在環(huán)境監(jiān)測方面，它可以不斷的獲取相關(guān)重要的信息。當(dāng)然如果對以下幾個方面進行升級改造，那么能使它更加一體化，獲取的數(shù)據(jù)將更急的準(zhǔn)確、快速、穩(wěn)定。

（1）遙感設(shè)備可以加入成像光譜儀、雷達等，提高其創(chuàng)新能力，研發(fā)出配套的軟件，可以讓采集到的數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，更加穩(wěn)定。

（2）運用現(xiàn)有的設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)等，加快研究，促使采集到的數(shù)據(jù)能夠更穩(wěn)定、有效的傳輸?shù)狡脚_上。

（3）當(dāng)然推動3S技術(shù)一體化、集成化發(fā)展，能夠多方面的收集信息，并迅速處理，從而建立起新的地理編碼影響，完善信息處理流程。

（4）對于數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)該更大規(guī)模的投入在環(huán)境保護的應(yīng)用中去，從而使數(shù)據(jù)更加規(guī)范，并且能夠建立一個屬于自己的數(shù)據(jù)倉庫，加以統(tǒng)計分類，并將其與數(shù)據(jù)挖掘完美結(jié)合，這樣在遙感數(shù)據(jù)信息處理應(yīng)用中能夠錦上添花。

3.3 加快物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用，推進“智慧環(huán)?！钡陌l(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的特別迅速，運用上也是多多種多樣的，正是如此，它的技術(shù)沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，也就是說對于它的監(jiān)管并不能很有效的得出結(jié)果，因此在這一方面，需要對它的核心技術(shù)及關(guān)鍵技術(shù)不斷的優(yōu)化，讓監(jiān)管能夠更加有效，從原來的“數(shù)字環(huán)?！毕颉爸腔郗h(huán)保”逐步轉(zhuǎn)型，從而將整個物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合起來，實現(xiàn)人類發(fā)展的同時和環(huán)境方面增強對環(huán)境預(yù)警監(jiān)測能力。其次是要有效的運用通訊技術(shù)，在現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)及無線網(wǎng)絡(luò)這邊發(fā)達的情況下，更應(yīng)該讓我們的信息傳輸更加流暢、迅速。

4 總結(jié)

信息技術(shù)的發(fā)展，使我們能夠更清晰的認識到我們所處的環(huán)境，只有從生活中的點滴做起，才能讓環(huán)境得到改善。信息技術(shù)不僅在國家工程項目上發(fā)揮了關(guān)鍵性作用，促使項目能夠高效、快速的完成，并且在對項目后期監(jiān)管上也提供有力的數(shù)據(jù)分析和監(jiān)測預(yù)警。在未來科技發(fā)展過程中，會有更多新的相關(guān)信息技術(shù)出現(xiàn)，也會對環(huán)境保護有更直接的幫助及監(jiān)管。