計(jì)算機(jī)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理中的應(yīng)用

摘要：環(huán)境監(jiān)測(cè)管理是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容，尤其是在當(dāng)前生態(tài)環(huán)境全面發(fā)展的大背景下更要注重對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的整體管理。通過(guò)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的處理，能為環(huán)境監(jiān)測(cè)提供良好的信息平臺(tái)。文章圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理中的運(yùn)用，從多方面探討了計(jì)算機(jī)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理中的運(yùn)用技術(shù)，從而為環(huán)境監(jiān)測(cè)工作提供更好的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；環(huán)境監(jiān)測(cè)；信息管理；環(huán)境保護(hù)；生態(tài)環(huán)境 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP399 文章編號(hào)：1009-2374（2015）17-0095-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.17.048

環(huán)境監(jiān)測(cè)作為一項(xiàng)全新的技術(shù)運(yùn)用內(nèi)容，在環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮著很大的作用，尤其是在環(huán)境質(zhì)量改善、治理以及環(huán)境執(zhí)法、宏觀決策等方面都發(fā)揮出了很大優(yōu)勢(shì)。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的融入，能為環(huán)境質(zhì)量信息的發(fā)布提供良好的技術(shù)支持，對(duì)于環(huán)境污染的綜合情況、環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢(shì)等都能形成有效的數(shù)據(jù)獲取、分析和整理，從而有效地提高整個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)的有效性。

1 計(jì)算機(jī)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理中的現(xiàn)狀

1.1 對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的綜合管理

在環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)收集到的相關(guān)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入、修改以及查詢、處理等，形成對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的備份、恢復(fù)等存儲(chǔ)管理，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初級(jí)的處理之中，形成自帶軟件的數(shù)據(jù)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)以及簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)分析，從而為數(shù)據(jù)計(jì)算的準(zhǔn)確性提供有效的幫助，可以有效地提高環(huán)境監(jiān)測(cè)中數(shù)據(jù)運(yùn)用的整體效率。

1.2 實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的共享

通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的融入，形成對(duì)數(shù)據(jù)共享的管理模式。尤其是在建立局域網(wǎng)的情況下，可以通過(guò)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的方式，將監(jiān)測(cè)到的環(huán)境指標(biāo)與數(shù)據(jù)，通過(guò)文件共享、遠(yuǎn)程控制等方式，增強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)共享的使用能力。不同部門(mén)可以形成對(duì)數(shù)據(jù)的共享模式，增強(qiáng)整個(gè)數(shù)據(jù)交流與處理的能力，并實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)操作模式下的無(wú)紙化辦公模式。

1.3 數(shù)據(jù)發(fā)布的有效性

通過(guò)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的融入，環(huán)境保護(hù)部門(mén)對(duì)于監(jiān)測(cè)到的環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)，環(huán)保部門(mén)通過(guò)網(wǎng)站、新聞媒介以及其他的方式，將環(huán)境信息進(jìn)行有效的發(fā)布。從而有利于大眾對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息的攝取，對(duì)于環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)信息，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的處理下，形成整理、分析、定期向環(huán)保部門(mén)傳輸?shù)姆绞剑軠?zhǔn)確地傳達(dá)有關(guān)的環(huán)境信息。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理應(yīng)用中存在的問(wèn)題

2.1 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理能力相對(duì)較低

在對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中收集到的信息內(nèi)容，不管是在有計(jì)算機(jī)運(yùn)用的部門(mén)，還是部門(mén)完全實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理，在數(shù)據(jù)的類型、格式、結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)方式還沒(méi)有形成規(guī)范化的運(yùn)用，雖然在局域網(wǎng)的操作模式中，還是不能對(duì)整個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)形成有力的運(yùn)用。譬如，在水質(zhì)檢測(cè)中，對(duì)于某一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)文本形式存放，在進(jìn)行質(zhì)量控制的過(guò)程中，要對(duì)斷面污染狀況進(jìn)行分析，就不能從中獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，要重新錄入，這樣就增加了整個(gè)工作量，不能充分發(fā)揮出數(shù)據(jù)的有效性。

2.2 計(jì)算機(jī)綜合管理還存在弊端

在計(jì)算機(jī)技術(shù)的管理中，有些計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)還存在一定的安全隱患，由于在操作過(guò)程中，對(duì)于硬盤(pán)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)相對(duì)頻繁，在使用文件設(shè)置的過(guò)程中，就不能對(duì)整個(gè)硬盤(pán)數(shù)據(jù)形成共享的模式。這樣可以在沒(méi)有權(quán)限的情況下，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制、修改等，造成網(wǎng)絡(luò)管理的安全不強(qiáng)，容易造成網(wǎng)絡(luò)病毒甚至是黑客的侵入，從而導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)

據(jù)的喪失或者相關(guān)數(shù)據(jù)的泄密，產(chǎn)生更大的不良影響。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理中的應(yīng)用

3.1 整體技術(shù)的控制因素

由于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與人類生活息息相關(guān)，開(kāi)展區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)要求快速、準(zhǔn)確、合理。同時(shí)由于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與植被、大氣、水、噪聲等多種因素密切相關(guān)，需要一種快速有效的技術(shù)計(jì)算出生物豐度指數(shù)、NDVI指數(shù)、植被覆蓋度指數(shù)、水網(wǎng)密度指數(shù)、環(huán)境質(zhì)量指數(shù)、污染負(fù)荷指數(shù)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)來(lái)描述生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況，并制定相關(guān)的對(duì)策。所以，根據(jù)《生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)規(guī)范》，采用遙感和GIS技術(shù)，開(kāi)發(fā)一個(gè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)業(yè)務(wù)化運(yùn)行系統(tǒng)勢(shì)在必然。然而，經(jīng)過(guò)調(diào)研，國(guó)內(nèi)外雖然已經(jīng)大規(guī)模的應(yīng)用GIS和遙感技術(shù)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，但成熟的、業(yè)務(wù)化運(yùn)行的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)卻寥寥無(wú)幾。即使有也過(guò)分偏重于GIS，功能相對(duì)比較單一，大部分僅限于生態(tài)環(huán)境信息的查詢與統(tǒng)計(jì)以及一些基本的GIS功能，不具備如圖像裁剪、鑲嵌、圖像變換、幾何糾正、分類等遙感數(shù)據(jù)加工和信息提取功能，而數(shù)據(jù)加工和信息提取在生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)業(yè)務(wù)中必不可少，它為生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)業(yè)務(wù)提供了有效的數(shù)據(jù)信息保障。

3.2 數(shù)據(jù)一體化管理與共享

3.2.1 數(shù)據(jù)互操作。遙感圖像分析功能可以被用來(lái)作為一個(gè)核心組件和GIS的集成，我們必須解決數(shù)據(jù)在兩個(gè)平臺(tái)之間的互操作性問(wèn)題。要注意兩個(gè)方面的問(wèn)題：首先，遙感數(shù)據(jù)和GIS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)都支持的標(biāo)準(zhǔn)格式。由于需要借助標(biāo)準(zhǔn)文件格式，處理過(guò)程變得復(fù)雜；其次，兩種系統(tǒng)都支持對(duì)方的文件格式。這種方式不需要對(duì)已有文件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，處理起來(lái)更方便。

3.2.2 柵矢數(shù)據(jù)集中和分布式管理。遙感數(shù)據(jù)通常以柵格數(shù)據(jù)存放，而GIS數(shù)據(jù)通常為矢量格式，在一體化存儲(chǔ)方案中，同時(shí)支持兩種文件格式，并支持分布式管理。

3.2.3 基于服務(wù)的企業(yè)級(jí)共享。遙感影像獲取成本相對(duì)較高，且需要占用較大的存儲(chǔ)空間，如果為每一用戶都單獨(dú)配備相應(yīng)的影像將需要花費(fèi)較大的代價(jià)。而遙感影像的使用特點(diǎn)是多個(gè)用戶經(jīng)常在同一幅影像上進(jìn)行相應(yīng)操作，也就是以共享方式使用影像。因此基于Web Services的共享方式能集中利用服務(wù)器的軟、硬件資源，方便終端用戶的使用。

3.3 柵矢數(shù)據(jù)集中和分布式管理

ArcGIS的核心數(shù)據(jù)模型Geodatabase，它是按照一定數(shù)據(jù)規(guī)則來(lái)存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)或?qū)傩詳?shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)多源空間數(shù)據(jù)的放縮式管理；它也是一種較好的遙感與GIS數(shù)據(jù)一體化儲(chǔ)存模型；它分為三個(gè)層級(jí)：File Based Geodatabase、Personal Geodatabase、Enterprise（SDE）Geodatabase。其中Enterprise（SDE）Geodatabase支持分布式管理與儲(chǔ)存，如圖1所示ENVI完全支持ArcGIS Geodatabase各個(gè)級(jí)別的讀寫(xiě)，在ENVI、ENVI Zoom、ENVI EX中都可以通過(guò)菜單Remote Connection Manager打開(kāi)相應(yīng)的面板，也可以通過(guò)Save to ArcGIS Geodatabase菜單將數(shù)據(jù)保存到Geodatabase。

3.4 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

經(jīng)過(guò)圖像裁剪、增強(qiáng)、幾何糾正、圖像變換、圖像分類以及分類后處理幾個(gè)步驟后，獲得研究區(qū)域圖像分類圖。結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)中各個(gè)地類匹配關(guān)系、侵蝕度級(jí)別以及各個(gè)指數(shù)歸一化指數(shù)，分別計(jì)算NDVI指數(shù)、生物豐度指數(shù)、環(huán)境質(zhì)量指數(shù)、水網(wǎng)密度指數(shù)、植被覆蓋度指數(shù)、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)和污染負(fù)荷指數(shù)，并將計(jì)算結(jié)果以專題圖的形式表現(xiàn)出來(lái)。生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)菜單包括以下子菜單，分別是新建評(píng)價(jià)區(qū)域圖層、歸一化系數(shù)配置生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)、生物豐度指數(shù)、水網(wǎng)密度指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、環(huán)境質(zhì)量指數(shù)等。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理中的創(chuàng)新運(yùn)用，結(jié)合現(xiàn)代化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的需要，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)的融入方式能全面提升整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化，確保生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步優(yōu)化，能收到更好的實(shí)踐效果。

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作者簡(jiǎn)介：葉小磊（1979-），男，廣東翁源人，供職于韶關(guān)市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，研究方向：計(jì)算機(jī)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）