大氣環(huán)境監(jiān)測的數(shù)字化測量思考

殷清峰，邱堅

1.江蘇省鎮(zhèn)江市潤州生態(tài)環(huán)境局；2.江蘇省鎮(zhèn)江市環(huán)境監(jiān)測中心

大氣污染屬于環(huán)境污染的一種，我國存在著嚴重的大氣污染問題，隨著工業(yè)化進程的不斷加快，汽車尾氣不斷增多，工業(yè)氣體不斷排放，導致空氣中的二氧化硫、氮氧化物超標，引起化學煙霧、酸雨的形成，因此要不斷做好大氣環(huán)境的監(jiān)測工作。在進行建設(shè)過程中，要依托于數(shù)字化測量加強對大氣環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量的控制，不斷做好大氣監(jiān)測樣品的實驗分析，重視環(huán)境監(jiān)測中虛擬儀器的應用，健全大氣環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量保證體系，強化數(shù)字化測量的監(jiān)督力度，通過一系列的措施實現(xiàn)大氣環(huán)境監(jiān)測的及時性，提高數(shù)據(jù)的準確性，從而提高人們的生產(chǎn)生活質(zhì)量。

一、大氣環(huán)境監(jiān)測的數(shù)字化測量重要性

我國是一個工業(yè)國家，大氣污染較為嚴重，較多地區(qū)霧霾天氣發(fā)生率較高?？諝庵卸趸颉⒍趸煞謬乐爻瑯耍囄矚獠粩嗯欧?，工業(yè)各種有害物質(zhì)排放是大氣污染的主要來源。經(jīng)濟發(fā)展過程中，二氧化硫、氮氧化物及顆粒物在一定條件下和其他物質(zhì)進行化學反應，形成大氣污染。通過大氣污染監(jiān)測數(shù)字化測量技術(shù)能夠合理地分析大氣環(huán)境的變化趨勢，重點對于顆粒狀物質(zhì)進行監(jiān)測，按照相應的規(guī)定測量內(nèi)容和標準進行監(jiān)測，同時把握好監(jiān)測內(nèi)容的數(shù)據(jù)分析，制定科學合理的解決和控制策略。傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化測量儀器儀表功能較為單一，靈活性較差，隨著時代的發(fā)展，科學技術(shù)不斷進步，先進的儀器設(shè)備越來越多，對環(huán)境的要求越來越高。通過監(jiān)測環(huán)境智能化儀器，能夠更好地滿足不同環(huán)境的使用要求，要重視環(huán)境建設(shè)工作先進手段的應用，加強對于虛擬儀器、數(shù)據(jù)庫構(gòu)建等工作，使監(jiān)測結(jié)果的可靠性得到保證，可以依托于虛擬儀器的應用基礎(chǔ)上，做好數(shù)據(jù)庫之間的共享，更好地滿足環(huán)境監(jiān)測的要求，彌補以往環(huán)境監(jiān)測儀器的不足，實現(xiàn)資源共享目的，還能實現(xiàn)人機互動，科學開展各種多項測量任務，實現(xiàn)遠程控制和遙測[1]。

二、大氣環(huán)境監(jiān)測的數(shù)字化測量現(xiàn)狀分析

（一）環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化網(wǎng)絡尚不健全

當前社會不斷進步，網(wǎng)絡迅速發(fā)展，在大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化測量網(wǎng)絡建設(shè)過程中存在較多的缺陷，各個地區(qū)在數(shù)據(jù)接收過程中，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡不能及時達到共享。在建設(shè)過程中存在差異性，國家部門雖然已經(jīng)重視環(huán)境數(shù)字化測量網(wǎng)絡建設(shè)的設(shè)施工作，但不能在短時間內(nèi)解決問題，經(jīng)常出現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)重疊，浪費大量的時間、人力、物力，因此要不斷加速大氣環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡監(jiān)測工作[2]。

（二）環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化測量質(zhì)量難以保證

在進行大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化測量過程中，容易受到多種因素的影響，比如天氣因素、人文因素，進一步降低了大氣環(huán)境數(shù)字化測量結(jié)果的質(zhì)量。在不穩(wěn)定或者不在預測范圍內(nèi)，導致測量工作人員監(jiān)測過程中無法保證設(shè)備良好的運行。相關(guān)工作人員在專業(yè)知識上存在一定缺乏，在監(jiān)測過程中不夠具備完善的系統(tǒng)知識，在采樣過程中設(shè)備無法跟上時代的發(fā)展腳步，所采集的樣品不能符合相關(guān)規(guī)范，導致監(jiān)測數(shù)據(jù)不能代表大氣環(huán)境的真實質(zhì)量。因此要重視對于采集樣品的代表性，保證采樣數(shù)據(jù)能夠反映某個時間段內(nèi)的情況，提高大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化質(zhì)量[3]。

（三）對環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化測量工作不夠重視

新時代背景下，科學技術(shù)迅速發(fā)展，人們普遍認為環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化質(zhì)量工作是國家的事情，個人難以認識到環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化測量工作的重要意義，沒有真正從自身的行為嚴格落實，因此要重視對于大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化測量工作的宣傳力度，使人們提高環(huán)保意識，認識到環(huán)境監(jiān)測工作是全人類共同的責任[4]。

三、大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化測量的應用策略分析

（一）虛擬儀器技術(shù)的應用

大氣環(huán)境監(jiān)測的數(shù)字化測量離不開虛擬機器和測量技術(shù)的支持，隨著時代的發(fā)展，人們對于大氣環(huán)境污染監(jiān)測的準確性要求進一步提高。因此要加強先進科學技術(shù)的應用，不斷運用現(xiàn)代化的測量工具以及計算機技術(shù)進行結(jié)合，對大氣環(huán)境進行動態(tài)的監(jiān)測，更好的保證測量數(shù)據(jù)的準確性。在實際大氣環(huán)境數(shù)字化測量應用過程中，要進一步保證操作的簡便性以及環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性。傳統(tǒng)的監(jiān)測主要是采用光學或者光譜學的儀器來進行采集，存在著體積大、資金消耗大的缺陷，很難在復雜環(huán)境下進行實時的監(jiān)測。在新時代背景下，虛擬儀器可以為環(huán)境建設(shè)創(chuàng)造良好的條件，不斷使工作模式趨于自動化，可以將網(wǎng)絡通信技術(shù)與電子計算機技術(shù)進行相融合。在實際應用過程中，借助于虛擬面板，通過軟件實現(xiàn)決策信息的共享。在實際應用過程中，測量功能是通過軟件完成，然后通過計算機軟件將信息上傳到數(shù)據(jù)庫服務中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享功能。虛擬機器中具有多層性可變性的面板，可以更好地配置大氣各種模塊功能。虛擬機器在當前時代發(fā)展過程中所具備的功能越來越豐富，可以靈活的判斷分析大氣環(huán)境監(jiān)測情況，與周邊設(shè)備實現(xiàn)互聯(lián)，構(gòu)建自動測試系統(tǒng)，對大氣環(huán)境進行自動化實時監(jiān)測控制。在大氣環(huán)境監(jiān)測中，得到了廣泛的應用和推廣，減少了各種復雜的工作量，避免了重復計算、重復采樣的問題。例如，在進行大氣環(huán)境數(shù)字化建設(shè)過程中，通過激光雷達技術(shù)可以有效對環(huán)境中的污染物質(zhì)進行監(jiān)測，可以對大氣成分以及污染物探測，包含著云粒子的具體分布情況?？梢酝ㄟ^無人機技術(shù)，將氣體傳感器傳輸?shù)綗o人機上，實現(xiàn)大氣環(huán)境的實時監(jiān)測，準確地獲取大氣環(huán)境污染物質(zhì)的數(shù)據(jù)，提高采樣的質(zhì)量。在實際應用過程中，還可以進一步借助網(wǎng)絡通信技術(shù)實現(xiàn)資源的有效配置，實現(xiàn)遠程化的數(shù)據(jù)測量和控制，進一步促使環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)換，能夠?qū)F(xiàn)代化儀器儀表和計算機控制自動化監(jiān)測系統(tǒng)進行結(jié)合，實現(xiàn)野外實時的監(jiān)督控制，保證所獲取的信息具有實質(zhì)性、共享性的特點。利用虛擬儀器的遠程化控制功能，建立全新的監(jiān)測模式，針對不同的環(huán)境保證數(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[5]。

（二）數(shù)據(jù)服務器技術(shù)

數(shù)據(jù)服務器的功能是數(shù)字化測量的應用終端，是為數(shù)據(jù)交換提供足夠的空間。通過網(wǎng)絡服務器進行上傳，進一步實現(xiàn)人機互動，客戶可以通過網(wǎng)絡平臺訪問數(shù)據(jù)服務器，獲得理想的傳輸速度和下載速度。數(shù)據(jù)服務器是網(wǎng)絡服務器功能基礎(chǔ)上延伸，在實際應用過程中，主要工作任務是執(zhí)行數(shù)據(jù)信息的數(shù)字化處理和信息的分析處理，作為綜合的系統(tǒng)支持，能夠?qū)Υ髿猸h(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采樣分析以及記錄。在進行利用過程中，服務器模塊要重視對于服務器的響應工作，數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)的整體性工作較強，采樣服務器的主要作用是對信息進行數(shù)字化的處理并且分析記錄，最終把相應的數(shù)字信息存入到數(shù)據(jù)庫中，因此要注重人機交互，保證數(shù)據(jù)的數(shù)字化處理有效性。數(shù)據(jù)采樣是數(shù)據(jù)庫服務器技術(shù)的基礎(chǔ)部分，也是關(guān)鍵內(nèi)容，其采樣的準確性直接影響到大氣環(huán)境監(jiān)測的結(jié)果準確性。在采樣過程中必須要保證采樣地點的代表性，準確反映當?shù)卮髿馕廴緺顩r的水平，科學、合理的選擇采樣時間和采樣地點。在采樣過程中，要對采樣時間做好注明，確保采樣時間的真實性，保證每個采樣時間節(jié)點有規(guī)律。在數(shù)據(jù)服務器技術(shù)應用中，要加強多種技術(shù)的融合，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在當前得到了廣泛的應用，可以借助聯(lián)網(wǎng)之后實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，將儲存功能得到有效的應用，使大氣環(huán)境監(jiān)測的各項數(shù)據(jù)直觀明了，進一步把握好大氣環(huán)境中含有的二氧化硫濃度、二氧化氮濃度、一氧化碳濃度，不斷分析大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性。隨著時代化的不斷發(fā)展，工作人員可以在數(shù)據(jù)庫服務器中針對數(shù)據(jù)進行修改，對數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)人機的相互協(xié)調(diào)合作，減少數(shù)據(jù)處理工作難度。數(shù)字化測量技術(shù)能夠保證數(shù)據(jù)庫服務器的數(shù)據(jù)安全性，避免數(shù)據(jù)丟失問題的產(chǎn)生。在大氣污染進行調(diào)查過程中，借助服務器能夠?qū)@取的信息儲存到數(shù)據(jù)庫中，將數(shù)據(jù)庫服務器配置為冗余設(shè)備，實現(xiàn)服務器功能的有效發(fā)揮，提高信息數(shù)字化處理的有效性，確保整個監(jiān)測系統(tǒng)不會癱瘓[6]。

（三）客戶端模塊的應用

當前時代發(fā)展過程中，大氣環(huán)境監(jiān)測的數(shù)字化技術(shù)客戶端模塊應用主要是根據(jù)監(jiān)測客戶進行合理的設(shè)計，滿足客戶的需求，使客戶的模塊充分發(fā)揮應有的價值。通過客戶端實現(xiàn)服務器中數(shù)據(jù)的傳遞，為環(huán)境監(jiān)測提供可靠的數(shù)據(jù)參考價值。在客戶端模塊應用過程中，要從數(shù)據(jù)傳輸、用戶控制、數(shù)據(jù)處理等方面進行分析，數(shù)字化處理大氣監(jiān)測數(shù)據(jù)得到客戶的使用，滿足客戶的個性化需求。在應用過程中，數(shù)據(jù)傳輸部分包含著發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)兩個部分。數(shù)據(jù)處理包含著數(shù)據(jù)分析、顯示結(jié)果、系統(tǒng)提示三個部分，在具體應用過程中，要構(gòu)建相應的子模塊，分析各個子模塊之間的聯(lián)系，還要強調(diào)各模塊之間的協(xié)調(diào)與合作，保證大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化測量過程中各模塊價值的發(fā)揮?？蛻舳说墓δ芫哂卸喾矫?，要對不同數(shù)據(jù)進行恰當?shù)奶幚恚箍蛻暨_到滿意的監(jiān)測效果。在進行數(shù)字化客戶功能構(gòu)建完善過程中，氣象部門往往需要數(shù)字監(jiān)控體系的各種傳感器，能夠收集環(huán)境中的二氧化硫和二氧化氮，促進信息的收集，分析污染來源，進而采取相應的措施，根據(jù)用戶的反饋信息做出及時的調(diào)整。在大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化測量過程中，數(shù)據(jù)傳輸、用戶控制和數(shù)據(jù)處理從屬于客戶端模塊，要加強對于接收數(shù)據(jù)的調(diào)取和應用，將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)中心，第一時間呈現(xiàn)給客戶，滿足人機界面?zhèn)€性化的設(shè)置要求[7]。

（四）數(shù)據(jù)采集和傳輸

數(shù)據(jù)采集和傳輸過程中占據(jù)著重要的價值，能夠在數(shù)字化測量過程中依據(jù)各個模塊接收用戶的不同請求，執(zhí)行不同的操作，根據(jù)服務器提出的請求獲取相應的結(jié)果反饋給用戶。在實際應用過程中，數(shù)據(jù)處理模塊可以依據(jù)不同的客戶需求，對數(shù)據(jù)進行適當?shù)奶幚恚詧D表、數(shù)據(jù)的方式進一步呈現(xiàn)，能夠滿足客戶的個性化需求，能夠針對具體的數(shù)據(jù)采取相應的處理措施，實現(xiàn)大氣環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測的有效控制。大氣環(huán)境自身具有不確定性，會隨著環(huán)境的變化而變化，在實際過程中數(shù)字化監(jiān)測和控制技術(shù)可以為環(huán)境建設(shè)提供有效的數(shù)據(jù)支持和技術(shù)支持，及時獲取大氣環(huán)境數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行裕档凸ぷ髁?，可以使環(huán)境監(jiān)測過程變得更加方便，及時對環(huán)境污染進行跟蹤，準確詳細的了解大氣污染變化情況[8]。

（五）數(shù)據(jù)分析

經(jīng)過數(shù)據(jù)采集后，要對大氣環(huán)境監(jiān)測相關(guān)數(shù)據(jù)進行傳輸，數(shù)字化測量和監(jiān)控系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)分析過程中要借助多種重要的技術(shù)手段進行應用，實現(xiàn)對各種數(shù)據(jù)的分析評估，可以控制標準曲線的線性及計算因子，對大氣氮氧化物進行合理化的分析，形成大氣環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測報告。同時在數(shù)據(jù)分析過程中，要控制好樣品的濃度，允許測得的濃度與原標準曲線之間的濃度存在誤差，但誤差必須要控制在合理的范圍之內(nèi)。要重視各種污染物質(zhì)成分比重濃度的相關(guān)計算，在數(shù)字化測量過程中控制好誤差問題，保證大氣環(huán)境數(shù)據(jù)的準確性[9]。

（六）加強環(huán)境監(jiān)測單位硬件設(shè)施建設(shè)

環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量的提升需要硬件設(shè)施的支持，很多地區(qū)環(huán)境監(jiān)測單位的硬件設(shè)置達不到要求，因此要重視加強環(huán)境監(jiān)測單位硬件設(shè)施建設(shè)，做好市場的調(diào)查研究，重視資金的投入，積極引進先進的設(shè)備，配合專業(yè)的工作人員來進行操作和后期維護，提升設(shè)備投入的平衡性。還應對技術(shù)人員與管理人員開展培訓工作，對于環(huán)境監(jiān)測的相關(guān)理論知識與實踐經(jīng)驗進行一定程度的總結(jié)與歸納，提升環(huán)境監(jiān)測工作人員的綜合素養(yǎng)。相關(guān)部門應該結(jié)合實際情況對環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)人員的編制進行適當增加，通過資源的合理調(diào)配，來解決工作量大的問題[10]。

四、結(jié)束語

綜上，當前社會不斷進步，經(jīng)濟迅速發(fā)展，大氣環(huán)境污染問題越來越復雜。為了進一步對大氣環(huán)境進行有效的治理，要重視大氣環(huán)境監(jiān)測的數(shù)字化測量工作。測量技術(shù)在當前時代發(fā)展過程中越來越自動化、現(xiàn)代化，通過數(shù)字化測量技術(shù)可以有效提高大氣環(huán)境監(jiān)測的有效性、實質(zhì)性，要進一步結(jié)合運用網(wǎng)絡技術(shù)虛擬測量技術(shù)，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)好各種技術(shù)問題，把握好數(shù)據(jù)服務器、客戶端模塊的應用，提高監(jiān)測的質(zhì)量，更好地服務于大氣環(huán)境監(jiān)測工作。在實際應用過程中，還可以對環(huán)境進行科學的評價和治理，做好數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)分析等方面的工作，綜合應用數(shù)字化測量技術(shù)，為大氣環(huán)境提供科學準確可靠的數(shù)據(jù)，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性，為環(huán)境保護工作打下良好的基礎(chǔ)，提高人們的生活環(huán)境質(zhì)量。