試析基層環(huán)境監(jiān)測技術(shù)存在的問題及對策

何 敏

（江西省萍鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

近些年來，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的推出使得人們更加關(guān)注環(huán)境保護問題，而在環(huán)保工作中，環(huán)境監(jiān)測是至關(guān)重要的基礎(chǔ)性內(nèi)容，直接關(guān)系到后續(xù)工作開展的質(zhì)量。但從當前的實際情況來看，部分基層環(huán)境監(jiān)測站所使用的監(jiān)測技術(shù)存在著過于單一和傳統(tǒng)的特點，難以與當前社會發(fā)展趨勢和要求相適應(yīng)，基于此，有必要對其展開更深層次的探究。

1 我國生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及基層環(huán)境監(jiān)測技術(shù)存在的問題

1.1 生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

近些年來我國社會經(jīng)濟呈現(xiàn)出飛速發(fā)展的態(tài)勢，人們對于物質(zhì)生活的追求不斷增加，但經(jīng)濟的發(fā)展勢必會造成生態(tài)環(huán)境的惡化，工業(yè)化和現(xiàn)代化的發(fā)展盡管推動了人類社會的進步，但卻對人類賴以生存的環(huán)境造成了破壞。基層環(huán)境監(jiān)測工作的開展能夠為后續(xù)所開展的污染治理以及環(huán)境管理工作提供必要的數(shù)據(jù)支持，直接影響著環(huán)保工作開展的實效性，真實準確的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠輔助相關(guān)部門第一時間明確相關(guān)信息，并及時將其向社會公示，廣泛接受社會的監(jiān)督。與此同時，良好的監(jiān)控系統(tǒng)還能夠在對各種數(shù)據(jù)進行及時準確監(jiān)測的基礎(chǔ)上對環(huán)境展開多維度的評估工作，為執(zhí)法人員的工作提供參考。在當前我國縱深推進生態(tài)文明戰(zhàn)略的過程中，對于環(huán)保工作提出了更高的要求，而這勢必要有扎實的環(huán)境監(jiān)測作為基礎(chǔ)，先進的基層環(huán)境監(jiān)測技術(shù)是這一過程中必不可少的組成部分[1-2]。

1.2 基層環(huán)境監(jiān)測技術(shù)存在的問題

1.2.1 監(jiān)測技術(shù)單一

科學的技術(shù)手段是提升基層環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量的重要支撐，但我國傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中存在著諸多局限性，以往大多是采用人工采集環(huán)境樣品的方式進行環(huán)境監(jiān)測，然后再通過實驗室分析以及數(shù)據(jù)審核獲得環(huán)境數(shù)據(jù)。但這種方式的應(yīng)用整體呈現(xiàn)出一定的單一性，并且耗時長，難以充分同當前大量的環(huán)境監(jiān)測需求相適應(yīng)，也無法更好地保障群眾對于環(huán)境問題的知情權(quán)，所以未來勢必要強化對于各種先進監(jiān)測技術(shù)和手段的應(yīng)用，切實保障環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和真實性，提升環(huán)境監(jiān)測效率，真正滿足現(xiàn)代化環(huán)境監(jiān)測工作要求。

1.2.2 監(jiān)測體系欠缺

當前我國基層環(huán)境監(jiān)測工作的開展面臨著體系不完善的問題，其中主要體現(xiàn)在缺乏統(tǒng)一標準，這影響了基層環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的實效性，與此同時，當前我國部分基層環(huán)境監(jiān)測站沒有形成環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測機制，無論是在設(shè)備還是在技術(shù)方面都相對落后，所實行的應(yīng)急監(jiān)測方案欠缺針對性，一旦產(chǎn)生環(huán)境污染事故將難以做出及時有效的應(yīng)對，對于生態(tài)環(huán)境造成難以挽回的影響。

2 基層環(huán)境監(jiān)測技術(shù)優(yōu)化策略

2.1 加強技術(shù)創(chuàng)新

2.1.1 3S技術(shù)

3S技術(shù)是由遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)以及全球定位系統(tǒng)所組成的，其在實際應(yīng)用的過程中可以更加高效全面地完成對于空間信息的采集、處理以及傳輸工作，切實保障空間信息的準確性。靈活使用這一監(jiān)測技術(shù)可以在充分了解環(huán)境具體情況的基礎(chǔ)上采取針對性的治理措施和方法，有助于環(huán)保工作整體效率的提升[3]。其中遙感技術(shù)主要是利用不同物體中光波譜反映的不同，實現(xiàn)對于各種物體的監(jiān)測，該技術(shù)在信息的讀取方面呈現(xiàn)出一定的特殊性，需要對反射現(xiàn)象展開還原分析工作，以便于更加精確地了解物體的實際性能以及位置形態(tài)。其有著較強的應(yīng)用優(yōu)勢，可以實現(xiàn)對于多樣化生物信息的大范圍采集，但在數(shù)據(jù)信息定位以及分類方面則存在一定的局限。

地理信息系統(tǒng)則主要是通過計算機技術(shù)的應(yīng)用對海量地理數(shù)據(jù)信息進行全面采集，進而開展分析處理以及存儲工作，為后續(xù)工作提供數(shù)據(jù)支持。由于其在信息歸納和處理方面有著極強的優(yōu)勢，所以當前廣泛應(yīng)用在農(nóng)田或者是植被等環(huán)境監(jiān)測工作中，在極大程度上提升了監(jiān)測工作質(zhì)量和效率。

全球定位系統(tǒng)主要包含導航技術(shù)、傳感器以及衛(wèi)星定位技術(shù)，可以實時動態(tài)定位和跟蹤監(jiān)測對象，有著較高的精確度以及工作效率，能夠在一定程度上保障環(huán)境監(jiān)測工作的高質(zhì)量開展，但目標屬性的獲取方面有所欠缺。

為了進一步深化對于3S技術(shù)的研究和驗證，針對某地區(qū)的生態(tài)環(huán)境做出了以下研究，該地區(qū)平均氣溫基本上維持在14.9攝氏度左右，平均降雨量是821.9毫米，其主要的土壤類型是棕壤，在對其的監(jiān)測中使用遙感技術(shù)，其全色影像空間以及多光譜影像空間的分辨率分別為2米和8米。通過對其展開幾何校正工作，遙感影像在分辨率融合的基礎(chǔ)上不僅有著良好的空間分辨率，還包括多光譜段。該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)如表1所示：

生態(tài)環(huán)境評級表如表1所示。

表1 生態(tài)環(huán)境評級表

根據(jù)該表，本地區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)是52.3，最終評價結(jié)果為一般。

2.1.2 生物技術(shù)

大分子標記物是當前我國常見的一種生物監(jiān)測技術(shù)，生物大分子標記對于外界環(huán)境的變化有著一定的敏感性，同時其還會產(chǎn)生一些能夠被檢測到的變化，進而幫助技術(shù)人員通過分析大分子物質(zhì)的變化了解環(huán)境變化。近些年來分子生物學技術(shù)不斷發(fā)展，在環(huán)境監(jiān)測中加強對于該技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。生物大分子標記物在實際應(yīng)用的過程中能夠展現(xiàn)出較強的系統(tǒng)性、準確性以及全面性，其能夠作為預(yù)警技術(shù)實現(xiàn)對于污染物暴露以及毒性效應(yīng)的有效監(jiān)測，是當前環(huán)境評價中科學可行的技術(shù)手段之一[4]。

除此以外，生物芯片技術(shù)也是現(xiàn)階段比較常用的生物技術(shù)之一.水源一旦被微生物所污染便有可能產(chǎn)生流行性疾病，對于人類社會的發(fā)展產(chǎn)生負面影響，而以往所使用的培養(yǎng)鑒定技術(shù)以及細菌分離技術(shù)等大多對操作有著較高的要求，應(yīng)用時間長，且培養(yǎng)技術(shù)相對有限，部分微生物無法使用，整體有著較差的靈敏度。固有的分子生物學技術(shù)也存在大量隱患，例如探針雜交以及免疫學方法存在著一定的敏感性以及特異性，PRC方法往往僅支持一種微生物的檢測，所以效率不高。而生物芯片則有著污染小、準確性高等優(yōu)勢，開始得到業(yè)內(nèi)的廣泛認可，至今為止，其在基層環(huán)境監(jiān)測的菌種鑒定、病原細菌瞬時檢測以及水質(zhì)控制領(lǐng)域都有了應(yīng)用成果。

2.1.3 信息技術(shù)

對于環(huán)境監(jiān)測工作來說，其重點和難點問題便是數(shù)據(jù)的采集和處理，為了保障其準確性和系統(tǒng)化，應(yīng)當強化對于先進信息技術(shù)的應(yīng)用，落實大量監(jiān)測點位的合理布局，并引進相應(yīng)的硬件系統(tǒng)以及設(shè)備，在原有的基礎(chǔ)上豐富數(shù)據(jù)采集的方式，加速實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸，以保障數(shù)據(jù)采集的全面性和有效性。為了提升數(shù)據(jù)處理的科學性和有效性，工作人員需要針對智能算法以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行開發(fā)，其不僅能夠高質(zhì)量實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和篩選，提升數(shù)據(jù)真實性，還能夠支撐更為深層次的數(shù)據(jù)挖掘工作，保障各種數(shù)據(jù)的實際應(yīng)用價值。

信息技術(shù)的應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的智能分析以及評估工作中有著較強的應(yīng)用價值。

在處理系統(tǒng)方面主要采用的是人工智能技術(shù)，相關(guān)工作人員需要利用人工或者是自動監(jiān)測站的形式對各種環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)展開采集工作，進而實現(xiàn)對其的自動篩選、分類以及處理。該系統(tǒng)可以從復(fù)雜的數(shù)據(jù)中對有價值的數(shù)據(jù)進行精確篩選。以往所使用的數(shù)據(jù)平臺大多僅能夠進行數(shù)據(jù)匯總，主要是由專業(yè)人員進行數(shù)據(jù)處理，而智能數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的應(yīng)用則可以綜合判斷海量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，進而得出更加準確的結(jié)論。環(huán)境監(jiān)測智能處理系統(tǒng)本質(zhì)上便是對環(huán)境監(jiān)測工程進行綜合判斷的過程，可以在了解各種過往數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上深入挖掘其中所包含的價值[5]。

為了切實提升智能處理系統(tǒng)的應(yīng)用成效，需要對其現(xiàn)有的系統(tǒng)和算法展開優(yōu)化工作。從目前來看，社會各領(lǐng)域發(fā)展所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)面臨著數(shù)量過大、共享程度不高以及挖掘利用不充分等現(xiàn)象，大數(shù)據(jù)若想真正實現(xiàn)對于數(shù)據(jù)的有效整合勢必要經(jīng)歷一個漫長的發(fā)展過程，與此同時，即便是存在大數(shù)據(jù)支撐，往往也很難保障系統(tǒng)可以同實際應(yīng)用的要求相適應(yīng)。數(shù)學問題其實是信息技術(shù)的核心問題，強化對于該類算法的合理應(yīng)用既能夠充分適應(yīng)智能處理系統(tǒng)建設(shè)的實際要求，也能夠在一定程度上推動其智能化發(fā)展進程?；诖耍嚓P(guān)工作人員需要積極進行大數(shù)據(jù)創(chuàng)新，在此基礎(chǔ)上推動環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的發(fā)展，從當?shù)丨h(huán)境的實際情況出發(fā)構(gòu)建起環(huán)境監(jiān)測整體框架，全方位開展對于數(shù)據(jù)的收集、清理等工作。搭建起相應(yīng)的可視化平臺，并利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)實時動態(tài)地進行環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測，工作人員需要加大力度開展算法研究工作，促進其同環(huán)境監(jiān)測技術(shù)之間的有效結(jié)合，搭建起科學有效的環(huán)境監(jiān)測平臺，支撐各項環(huán)保工作的高質(zhì)量開展。

基于此，相關(guān)工作人員需要基于信息技術(shù)搭建起基層環(huán)境監(jiān)測站的信息管理系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中能夠針對全部監(jiān)測項目的相關(guān)信息展開維護工作，并且能夠自主進行添加、修改、查詢以及刪除。

系統(tǒng)設(shè)計如下：

（1）軟件體系結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)使用的為B/S架構(gòu)，采用三層體系結(jié)構(gòu)進行軟件的開發(fā)，用戶在這一過程不需要使用具有較高復(fù)雜性的軟件，此舉既能夠降低對于操作技術(shù)的要求，還能夠在原有的基礎(chǔ)上實現(xiàn)工作量的降低。

表示層基于web的界面，其在設(shè)計過程中所使用的設(shè)計方法能夠有效促進系統(tǒng)可持續(xù)性以及可擴展性的提升，用戶能夠通過對于DHTML以及HTML技術(shù)的應(yīng)用利用瀏覽器進行直接操作，在瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對業(yè)務(wù)邏輯層以及Web服務(wù)的對象組件進行調(diào)用。

Web服務(wù)需要基于特定的核心標準，數(shù)據(jù)的通用語法需要使用XML進行表示，而數(shù)據(jù)交換的語義則需要基于SOAP進行提供。無論計算機系統(tǒng)在什么平臺上都能夠在分布式處理技術(shù)的應(yīng)用下實現(xiàn)順暢通信[6]。

數(shù)據(jù)訪問層主要指的是對數(shù)據(jù)庫的訪問接口進行封裝，用戶使用的數(shù)據(jù)庫采用的為SQL-Server。

（2）數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫能夠提升數(shù)據(jù)共享水平，提升各項業(yè)務(wù)開展效率，對各種數(shù)據(jù)格式以及標準進行了統(tǒng)一規(guī)定，如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫組成

對于數(shù)據(jù)庫來說，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫是其關(guān)鍵所在，其中包含著全部數(shù)據(jù)，例如基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和各種預(yù)留數(shù)據(jù)等等，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要指的一些檢測系統(tǒng)的編碼和人事數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)則包括大氣、水和噪聲等各種環(huán)境監(jiān)測中所產(chǎn)生的基本數(shù)據(jù)。

在進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計的過程中，工作人員需要嚴格遵循我國當前現(xiàn)行的統(tǒng)一標準和各種要求規(guī)定，確保其能夠科學制定表格并實現(xiàn)對于各種數(shù)據(jù)的有效匯總，切實助力工作效率的提升。

2.2 完善監(jiān)測體系

2.2.1 健全技術(shù)標準

為了提升基層環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的實效性，我國有關(guān)部門應(yīng)當綜合考慮現(xiàn)階段環(huán)境監(jiān)測工作的各種要求，在原有的基礎(chǔ)上健全基層環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的實施標準，在面對各種生態(tài)環(huán)境監(jiān)測問題時應(yīng)當積極借鑒國內(nèi)外先進的經(jīng)驗和成果，以保障環(huán)境監(jiān)測結(jié)果的精確性和真實性，使得我國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展能夠在統(tǒng)一的方向指引下不斷優(yōu)化發(fā)展。

2.2.2 完善預(yù)警系統(tǒng)

針對各個基層環(huán)境監(jiān)測站而言，其生態(tài)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警工作是環(huán)境保護工作中不可或缺的重要組成部分，基層環(huán)境監(jiān)測站需要在進行環(huán)境監(jiān)測時針對各種已經(jīng)出現(xiàn)的環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境問題展開全方位的分析，并在此基礎(chǔ)上對預(yù)警系統(tǒng)進行設(shè)計，以充分發(fā)揮出環(huán)境監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的實質(zhì)性作用，實現(xiàn)對于各地區(qū)污染情況的全方位監(jiān)測。但結(jié)合當前的實際情況來看，部分地區(qū)并沒有形成全方位覆蓋的環(huán)境監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，這便影響了工作人員對于環(huán)境污染問題和事故的及時響應(yīng)，制約了污染處理效果的提升，不利于當?shù)丨h(huán)境的優(yōu)化發(fā)展?；诖耍磥砘鶎迎h(huán)境監(jiān)測站需要強化對于自動監(jiān)測、數(shù)字分析以及生物監(jiān)測等新興技術(shù)的應(yīng)用，建立起科學可行的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)對于生態(tài)環(huán)境的全面監(jiān)測，進而更加精確有效地分析現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境，科學預(yù)測其未來的發(fā)展趨勢，以從根本上杜絕各種生態(tài)環(huán)境污染問題的產(chǎn)生，第一時間采取預(yù)防措施，并針對已經(jīng)出現(xiàn)的環(huán)境污染問題進行有效治理。先進的技術(shù)是建立基層環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，工作人員可以通過各種先進技術(shù)獲取更加科學且有價值的數(shù)據(jù)信息，為環(huán)境監(jiān)測人員做出相應(yīng)的決策提供參考，在此過程中，監(jiān)控人員也需要具有良好的專業(yè)能力以及崗位責任意識，以助力其更加優(yōu)質(zhì)地開展監(jiān)測和監(jiān)督工作。

3 結(jié)論

綜上所述，高質(zhì)量的基層環(huán)境監(jiān)測技術(shù)能夠有效提升環(huán)境監(jiān)測工作開展的質(zhì)量和效率，不僅能夠緩解工作人員的工作壓力，還可以切實保障各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實性和準確性，對于我國環(huán)境保護工作整體的高質(zhì)量推進有著積極的促進作用。因此，相關(guān)人員應(yīng)當針對當前技術(shù)應(yīng)用中所存在的問題強化開展技術(shù)創(chuàng)新，并積極完善監(jiān)測標準和應(yīng)急體系，為環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造良好的條件。