浅谈基于3S技术在环境监测中的应用

陈耿

(广东省环境监测中心，广东广州510308)

目前，随着我国环境保护事业的逐步快速发展，作为环境管理和决策基础依据的环境监测工作也日益得到发展，这促使着对信息技术的需求也有了增加，所以信息化技术在环境监测中日趋成熟，应用范围不断扩大，正成为环境监测领域里重要的技术手段。

1 信息技术环境监测系统

随着信息技术在环境监测的应用领域不断扩大，监测设备也逐步转向信息化和自动化，在普及计算机和具备局域网络的前提下，构建一套环境监测站综合管理系统对站内数据从收集、处理等全过程进行管理，显得尤为必要。在此，笔者对信息技术环境监测管理的系统构造等做一一阐述。

目前，该系统结构一般地可采用B/S架构，后台数据库可以使用SQL Server，服务器平台为Windows 2000 Server+IIS5.0。系统组成分为两大部分，第一大部分是常规监测，第二大部分是污染源监测。

所谓常规监测管理，是指该子系统专门针对环境监测站常规监测业务，通过数据库和网络技术，管理环境监测站常规监测的整个流程，实现采样、监测、质控的一体化控制。而污染源数据监测管理是该子系统针对企业委托监测、污染事故监测、抽查等监测站工作，实现包括填写委托单、分配任务、监测方案、采样记录、分析样品、质量控制、计费、打印监测报告，以及工作量统计和状态查询在内的一整套工作流程的自动化。

2 基于3S技术在环境监测中应用

所谓3S技术是指遥感技术 (Remote sensing，RS)、地理信息系统(Geography informationsystems，GIS)和全球定位系统(Global positioning systems，GPS)的统称，它是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。

笔者认为，在3S技术中GIS是主要核心，RS和GPS为GIS提供大量的信息数据。只有将3S技术紧密结合，形成一个有机的整体，才能充分发挥各系统的功能，进行数据处理与空间分析。因此，我们在实际工作中，3S技术系统对硬件设备和软件要求比较高，硬件包括高性能计算机、数字化仪、扫描仪、绘图仪和GPS数据接收机等，软件包括操作系统、空间矢量数据输入、编辑和分析软件、图像处理工具。

2.1 应用现状。随着工业化的飞速发展及人类其他活动对生态环境的破坏，造成了整个生态环境的严重恶化，生态条件的变化直接影响到人类的生存环境和生活质量，这种状况已经引起各级政府和普通百姓的高度关注，因此，必须对生态环境的各种变化进行动态监测和评价，以便进行综合治理。

据资料显示，利用卫星遥感对生态环境进行动态监测是目前最经济、最快速、最客观的方法之一，它是一种高效的信息采集手段，具有多级分辨率、多光谱波段和多时相的特点，能够获取大量的瞬时信息，内容丰富，且具有周期性。目前用于环境监测的卫星很多。比如说，陆地卫星遥感数据的分辨率比较高，SPOT卫星可达25米，但时间分辨率较低，一般来说，18天才能重复过境一次，而且它的扫描宽度为180公里，如果遇到阴雨天气，无法取得资料，因此，对大范围区域进行实时动态环境监测不太理想，但对于环境因素变化较缓慢的区域，或是要求对某些要素进行细致观测分析，它是非常有用的。而对NOAA、FY—1和EOS/MODIS卫星来说，它是主要用来进行生态环境动态监测，NOAA、FY—1系列卫星可宏观监测陆地植被指数、地表温度等，也可进行作物产量估算。EOS/MODIS除了具有上述监测功能外，还可监测土地利用变化、黄河凌汛、海洋水色、海洋浮游植物、太阳辐射等，它的分辨率要比NOAA、FY—1系列卫星高的多，因此监测精度也高，如：在麦收期间农田焚烧麦秸的火点、黄河凌汛等都能比较清楚地监测到。陆地资源卫星用于详细分析某一区域的环境因素特征，因为分辨率高，监测结果非常准确。如：城镇范围、水体面积、农田面积、森林覆盖度的变化等。

为了正确地解译遥感信息，我们必须借助于GPS和GIS系统的支持。如：在干旱监测时，评估农田和非农田的受旱面积及程度，必须掌握地面信息。GPS作为一种定位系统，可利用它的静态和动态定位方法，获取各类地表信息，以解决遥感信息的定位问题。GIS是一种地理信息管理和空间分析工具，由计算机硬软件、空间信息数据库等组成，通过它所具有的多目标数据库，分析软件和应用模块等，可实现空间数据的分析和查询、专题图制作、区域生态环境综合研究及规划决策等。

2.2 其它新技术的应用。在我国除3S技术之外，近年来一些新技术也越来越多地应用于环境监测科研领域。据笔者所知，如通过GPRS进行无线数据传输及通过虚拟网技术构建安全、实用的VLAN进行数据传输及交换，这些手段为环境自动监测、在线监测实时数据传输提供了有力的技术保障，它可以更清晰、便捷的监控摄像技术的应用为污染源实时监控提供了技术支持。NET框架技术等开发技术的应用为环境管理系统的开发提供了技术平台。ORECLE、SYBASE等大中型关系型数据库的引入为环境数据的处理、系统的开发提供了应用平台。

结语

综上所述，随着我国综合信息技术的发展，逐步促进了建立环境监测、污染源监控、生态保护和核安全与辐射环境安全等信息系统，有利于实时收集大量准确数据，进行定量和定性的分析，为环境监测工作提供科学决策支持。笔者认为通过建立环境信息系统，将会突破环境管理时间和地域限制，最大程度地保障环境信息的客观性和真实性。

笔者还认为，这个系统通过建立环境实时监测和环境突发事件应急指挥系统，有利于对环境突发事件做出快速反应，保障国家环境安全，并通过环保信息的公开和政务的公开使环保工作增加了透明度，加强了环保的宣传和教育，从而更好地推进我国环保事业的综合管理。

[1]郑联寿.3S技术在现代农业中的应用及展望[A].中国遥感应用协会2010年会暨区域遥感发展与产业高层论坛论文集[C].2010.

[2]丁光伟.3S监测技术及其于矿山环境监测的应用概论[J].科技资讯，2011(20).

[3]赵倩.浅析3S技术在生态环境保护方面的应用及前景展望 [A].2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集（下卷）[C].2007.