大氣環(huán)境監(jiān)測中數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)應用與分析

甘肅省金昌生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 楊芳

數(shù)字監(jiān)測技術(shù)具備獨立的監(jiān)測系統(tǒng)，在具體運行狀態(tài)下，監(jiān)測系統(tǒng)能夠搜集整理相關(guān)數(shù)據(jù)后進行自我運算，隨后將分析后的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)浇K端，進而實現(xiàn)數(shù)字監(jiān)測。在信息化時代背景下，數(shù)字監(jiān)測系統(tǒng)不但能夠提供近距離監(jiān)測功能，還可以實現(xiàn)遠程監(jiān)測，其包含服務器端以及客戶端，服務器端又細分為網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)等不同服務器，客戶端能夠提供數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)接收分析等功能。

一、大氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)在環(huán)境保護中的重要意義

大氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的應用對于促進大氣環(huán)境保護工作效率的提升意義重大。一方面，大氣監(jiān)測屬于長期性、系統(tǒng)性的工作，要求對區(qū)域大氣污染情況展開持續(xù)監(jiān)測，搜集相關(guān)數(shù)據(jù)，為后續(xù)大氣污染治理工作帶來科學參考。同時搜集整理大氣污染數(shù)據(jù)能夠?qū)Ω鱾€時期的數(shù)據(jù)信息予以對比研究，能夠為大氣治理措施的調(diào)整提供依據(jù)。

另一方面，對區(qū)域大氣污染情況的有效監(jiān)測，能夠幫助我們更加全面深入地掌握大氣環(huán)境情況，促進大氣環(huán)境保護工作水平的不斷提升。近年來，數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)得以普及應用，能夠?qū)崿F(xiàn)對某一區(qū)域大氣環(huán)境的全天候?qū)崟r監(jiān)測，工作人員按照監(jiān)測獲取的數(shù)據(jù)信息來制定有針對性的防控方案，尤其是很多霧霾相對嚴重的地區(qū)，對人體呼吸系統(tǒng)造成很大影響，借助于對霧霾的監(jiān)測能夠提前預報或采取其他相關(guān)措施，能夠更好地為人們的身體健康提供保障。

二、大氣環(huán)境監(jiān)測中的數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)——地空一體化技術(shù)

（一）系統(tǒng)框架

基于微觀層面而言，地空一體化技術(shù)能夠?qū)Υ髿猸h(huán)境中存在的污染物具體濃度予以監(jiān)測，同時借助視頻實時抓拍來獲得更加直觀有效的資料。基于宏觀層面而言，地空一體化技術(shù)能夠?qū)潭▍^(qū)域大氣揚塵污染物濃度實施監(jiān)測，具體應用時，該技術(shù)可以幫助工作人員及時監(jiān)控取證，輔助工作人員實現(xiàn)更加科學的應急處理。

（二）系統(tǒng)應用思路

1.空中監(jiān)測部分

整個系統(tǒng)的空中監(jiān)測部分通常是利用無人機遙感技術(shù)來對大氣環(huán)境進行監(jiān)控，因此能夠非常清晰直接地看到大氣污染物的濃度、來源和具體分布，為之后地面研究分析工作提供充分的依據(jù)，同時也能夠直接反饋治理成效。和過去的人機航空以及衛(wèi)星遙感技術(shù)相比，無人機遙感技術(shù)支持更長的工作時間，能夠?qū)Λ@取到的影像進行實時傳輸，成本相對來說更低，影像清晰度與分辨率得以保證，具體應用成效更好?？罩斜O(jiān)測部分的運行原理是依靠高分辨率CCD相機對大氣指標影響數(shù)據(jù)實施采集，隨后直接實時傳輸?shù)降孛婵刂浦行?，地面控制中心能夠根?jù)工作任務來對無人機的飛行航線與軌跡進行控制，從而有效提升數(shù)據(jù)精度。

2.地面監(jiān)測部分

在城區(qū)、縣區(qū)設置大氣自動監(jiān)測站點，針對工業(yè)企業(yè)開發(fā)區(qū)以及聚集區(qū)有計劃地設置監(jiān)測站，同時這些監(jiān)測站可以實時傳輸區(qū)域內(nèi)的空氣污染數(shù)據(jù)信息，還可以和其他區(qū)域的各個監(jiān)測站進行協(xié)同工作。監(jiān)測中心與這些分布在不同區(qū)域的監(jiān)測站共同形成了類似空氣質(zhì)量晴雨表的網(wǎng)格化監(jiān)測體系，從而促進大氣污染治理科學化水平的提升。

三、數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)在大氣監(jiān)測中的應用

（一）實現(xiàn)大氣環(huán)境監(jiān)測的數(shù)字化

對于大氣環(huán)境監(jiān)測來說，數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)的實際運用具有十分重要的意義，能夠推動大氣環(huán)境監(jiān)測信息化水平的不斷提升，實際應用過程中涉及諸多環(huán)節(jié)。在實際開展數(shù)字化監(jiān)測時，區(qū)域共布設了5個監(jiān)測點位，二氧化碳、二氧化氮、氮氧化物、顆粒物等指標的監(jiān)測點位應保持3個。首先是數(shù)據(jù)采樣，其次是數(shù)據(jù)存儲，再次是數(shù)據(jù)傳輸，最后是數(shù)據(jù)接收，。對于上述各個環(huán)節(jié)來說，數(shù)據(jù)采樣、存儲以及接收之間各有獨立，各個環(huán)節(jié)互不干擾，有助于更加便捷地進行系統(tǒng)管理與維護工作，另外大氣環(huán)境監(jiān)測時獲取到的數(shù)據(jù)信息在實際傳輸時不會發(fā)生傳輸錯誤問題。采樣器的主要功能是完成大氣信息數(shù)據(jù)的采集，并加以記錄、分析、處理，最終錄入數(shù)據(jù)庫。目前資源共享成為了一個較為普遍的概念，大氣環(huán)境監(jiān)測亦是如此，各個環(huán)節(jié)之間相互獨立也有助于實現(xiàn)最終的數(shù)據(jù)信息共享。比如說，在地形相對復雜且環(huán)境較為惡劣的山區(qū)，實地采集大氣環(huán)境數(shù)據(jù)相對來說更加困難，因此借助數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)能夠為我們提供自動遠程監(jiān)測和數(shù)據(jù)信息的實時傳輸，如此一來所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)不但準確全面，同時也能夠讓這些數(shù)據(jù)資源實現(xiàn)充分共享。

（二）大氣環(huán)境監(jiān)測的時段

根據(jù)所在城市大氣環(huán)境污染的特點，主要選擇秋季9月（空氣污染最嚴重）,連續(xù)10天的大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，每天的監(jiān)測時間段如下，上午：7:00—8:30，下午：14:00-15:00，其中主要監(jiān)測的項目為SO2、NO2、粉塵以及顆粒物等。

（三）應用于大氣環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量的控制

大氣環(huán)境監(jiān)測治理屬于環(huán)境保護工作的核心內(nèi)容之一，運用數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)后，該系統(tǒng)所包含的各類數(shù)字化監(jiān)測設備可以推動大氣環(huán)境監(jiān)測朝著更加智能化和規(guī)范化的方向邁進。大氣環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管控涉及到的相關(guān)流程都非常關(guān)鍵，比如說數(shù)據(jù)采樣階段，對采樣點的確定是十分重要的，應當突出典型性和代表性，采樣點應當可以代表該區(qū)域的污染情況。導致監(jiān)測誤差的重要因素即采樣流量，所以在正式開始監(jiān)測活動之前需要建立統(tǒng)一的采樣流量標準，保障監(jiān)測結(jié)果的準確性。采樣活動結(jié)束之后，對樣品交接的環(huán)節(jié)應當予以嚴格管控，確保樣品完整。交接環(huán)節(jié)結(jié)束后，應當在實驗室內(nèi)展開分析研究。分析研究過程中，數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)所包含的相關(guān)分析設備能夠發(fā)揮出有效作用，但整個分析研究過程需要確保實驗的封閉，避免外部因素帶來影響。對于數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)來說，必須保證監(jiān)測質(zhì)量和分析標準樣品的一致性，同時保證實際操作環(huán)節(jié)能夠嚴格按照相關(guān)規(guī)范開展。

（四）解析大氣環(huán)境污染物

現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷更新讓數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)也衍生出多個不同的版本，但技術(shù)原理和基本運行流程差異性并不是很大，該系統(tǒng)在具體運用時主要是以大氣監(jiān)測標準要求為依據(jù)，可以對污染較為嚴重的地區(qū)實施污染物解析。比如說，氣象部門能夠借助數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)中的傳感設備，對大氣污染物中的SO2、NO2等物質(zhì)實施信息采集，依靠深入研究分析來掌握這些污染物的污染源。

（五）應用于大氣環(huán)境污染進行實時監(jiān)測

數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)具備可視化與實時監(jiān)測功能，比如說，環(huán)保部門依靠視頻智能分析技術(shù)，對大氣環(huán)境污染相對嚴重的區(qū)域設置數(shù)字化監(jiān)測設備，能夠?qū)Ξ數(shù)孛喝紵约敖斩捜紵闆r予以實時監(jiān)控?？梢哉f，在大氣污染治理工作中運用該系統(tǒng)，設定相應的大氣污染指標，對采集到的數(shù)據(jù)進行分析，可以第一時間了解污染狀況，準確掌握大氣污染源，從而對污染位置予以定位，為大氣污染治理工作帶來科學保障，促進治理工作水平的不斷提升。另外在運用數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)的過程中，必須對大氣監(jiān)測質(zhì)量予以科學控制，在促進工作水平提升的基礎上嚴格保障數(shù)據(jù)的準確性和全面性，確保大氣污染狀況可以更加準確直觀地反映到工作人員面前。在系統(tǒng)實際運用中，應對采樣流量進行實時監(jiān)測，保證獲取到的數(shù)據(jù)不會因采樣流量不標準而產(chǎn)生誤差，促進大氣污染監(jiān)測結(jié)果準確性的提升。

（六）應用于氣象預報

數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)運用于氣象預報工作能夠發(fā)揮出非常重要的作用，該系統(tǒng)能夠借助相應的虛擬儀器對大氣環(huán)境實施遠程監(jiān)測，確保大氣數(shù)據(jù)信息可以共享，同時還支持不同數(shù)字監(jiān)測設備的相互連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時傳輸和分析。

四、結(jié)論

總之，通過本文的分析能夠了解到，數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)的實際應用可以推進大氣環(huán)境監(jiān)測工作科學化、智能化水平的提高，能夠確保大氣環(huán)境污染物數(shù)據(jù)監(jiān)測的真實性、可靠性，對監(jiān)測活動予以有效管控，輔助制定更加科學的大氣治理方案，更好地提升大氣監(jiān)測質(zhì)量，加強對數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)的研究。數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)屬于信息技術(shù)時代的必然產(chǎn)物，將其推廣運用到大氣環(huán)境監(jiān)測工作中能夠促進生態(tài)環(huán)境保護工作的完善與進一步提升。

相關(guān)鏈接

大氣環(huán)境是指生物賴以生存的空氣的物理、化學和生物學特性。物理特性主要包括空氣的溫度、濕度、風速、氣壓和降水，這一切均由太陽輻射這一原動力引起。

大氣環(huán)境和人類生存密切相關(guān)，大氣環(huán)境的每一個因素幾乎都可影響到人類，所以我們要愛護自然，為子孫后代留下一個優(yōu)美的環(huán)境。

包圍地球的空氣稱為大氣。像魚類生活在水中一樣，我們?nèi)祟惿钤诘厍虼髿獾牡撞?，并且一刻也離不開大氣。大氣為地球生命的繁衍，人類的發(fā)展，提供了理想的環(huán)境。它的狀態(tài)和變化，時時處處影響到人類的活動與生存。大氣科學是研究大氣圈層的一門科學。它研究大氣的具體情況，包括組成大氣的成分、這些成分的分布和變化、大氣的結(jié)構(gòu)、大氣的基本性質(zhì)和主導狀態(tài)的動規(guī)律。大氣的運動變化是由大氣中熱能的交換所引起的，熱能主要來源于太陽，熱能交換使得大氣的溫度有升有降。空氣的運動和氣壓系統(tǒng)的變化活動，使地球上海陸之間、南北之間、地面和高空之間的能量和物質(zhì)不斷交換，生成復雜的氣象變化和氣候變化。大氣科學將從氣壓的變化、氣壓分布不均形成的氣壓場和氣壓系統(tǒng)、各層大氣中空氣運動的各種情況、風的現(xiàn)象和性質(zhì)等方面，深入研究大氣中各種環(huán)流系統(tǒng)、天氣系統(tǒng)，以及基于流體力學、熱力學研究大氣運動的本質(zhì)和現(xiàn)象。天氣，從現(xiàn)象上來講，絕大部分是大氣中水分變化的結(jié)果。在太陽輻射、下墊面強迫作用和大氣環(huán)流的共同作用下，形成的天氣的長期綜合情況稱為氣候。大氣科學將研究氣候的成因，不同區(qū)域的氣候狀況，氣候變遷以及人類活動對氣候的影響等問題