數據融合技術在環境監測網絡中的應用研究①

蘭秀娟

(內蒙古自治區包頭生態環境監測站 內蒙古包頭 014000)

工業是國民經濟的立足之本，工業的發展與國家的發展相輔相成，但是隨著工業全面發展給我國居民生活帶來諸多便利的同時，它的弊端也逐漸顯現，工業發展帶來的環境污染現象不容忽視。環境與居民的休養生息密切關聯，如何減少工業對環境的污染，建立一個高效、精準的環境監測網絡，是亟待解決的問題。本文探討了數據融合技術與環境保護相結合的環境質量檢測機制，它可以通過數據的形式實現對環境質量的監測，并通過數據的變化對環境的污染狀況進行綜合評定，方便決策者對數據的結果進行分析，并作出相應的決策，為人們擁有環保健康的生活環境提供技術支持。

1 數據融合技術的基本論述

1.1 數據融合技術的定義

數據融合技術，是一個綜合性的概念，它包含數據信息的采集、分析和處理的過程，數據融合的根本目的是通過對數據的處理對決策者決策提供相應的數據支撐。數據化技術早前主要應用于軍事領域，軍事領域的精準打擊離不開數據的支撐，而隨著智能技術的普及，數據技術和智能化技術互相結合，成為數據融合技術發展的基礎。在實際運用中，數據融合技術通過各種智能化設備例如傳感器等對信息數據進行采集，借助信息系統進行處理，將不同類型的數據以互聯網支持的波形狀態呈現，方便人們直觀地看到數據信息，快速處理數據，提升數據的利用效率，節約工作時間。

1.2 數據融合的基本原理

通俗意義上的數據融合分為兩個步驟，一是數據的預處理，二是數據融合。數據預處理階段會對環境監測數據進行處理，糾正遙感圖像、大氣等數據參數，并將對應的立體空間與參數進行匹配。遙感影像空間是一種獨特的數據呈現形式，數據融合時通過數據的特征、空間等進行有機匹配，借助智能化的算法找出不同數據圖像中最特別最突出的特征，并將這個特征與數據結合起來，找出不同數據之間的內在邏輯，借助不同的映射方式構建不同的影響，減少數據誤差。而在數據融合階段，環境監測人員全方位收納不同傳感器中的數據源，對數據進行分析融合，在分析和融合中提高位置信息和環境數據的精度。在數據分析過程中，環境監測人員以結果為導向，根據最終目標進一步計算數據，保證數據的精準度，給后續環保工作的開展提供數據的支撐，有效保證環境監測質量的順利進行[1]。

2 環境監測系統的弊端和主要需求

2.1 環境監測系統的弊端

環境監測系統一般分為三個版塊，分別是數據通信子系統、應用子系統和數據采集子系統。數據采集子系統是環境監測系統的基礎和數據來源，它是由各個檢測站點組成，檢測站點運用大量硬件設備進行數據采集，主要采集大氣、水質、土壤中對環境因素有影響的物質含量，數據采集子系統中的硬件采集數據存儲到當地的數據庫，在不同的數據庫之間進行傳輸，如果遇到網絡斷連無法傳輸的情況下，數據采集子系統會采取相應的數據補送措施，等網絡恢復正常后繼續上傳文件，保證數據的準確性，有效減少漏傳，數據缺失的情況。環境監測系統站點數據采集的類型眾多，數據上傳速度快，因此，這就要求監測系統具備對數據大量處理、存儲、分析、計算的能力，監測系統需要具備對數據文件進行處理的能力。然后，一般情況下，部分數據監測系統對數據運用效率不夠，導致數據利用效率低下，嚴重的會出現數據丟失的情況，這樣會極大影響對環境監測的結果，因此，環境監測系統一定要不斷進行技術更新，改善系統對數據的處理方法，升級對數據的分類和存儲技術，保證環境監測系統有效率穩定地進行。

2.2 數據融合技術在環境監測系統應用主要需求

傳統的環境監測系統對數據的運用存在不足，而數據融合技術的引入進一步完善了傳統的環境監測系統，環境監測系統在信息化的時代有更多的需求，綜合來看，主要分為3點，數據采集通信系統、數據融合分析系統、數據應用模塊。數據采集系統的要求是可以全方面地監測環境影響因素的精確數值，例如，大氣監測中可吸入顆粒物、二氧化氮、二氧化硫、pH值等，并可以隨時存儲數據，及時將信息上傳到通信模塊。數據通信模塊是數據進行交互和處理的模塊，它需要具備分布式處理數據的能力，提升數據傳輸質量和速度，保證數據傳輸的完整性，通信服務器到分布式文件系統的加載過程配備齊全，保證數據傳輸過程的完整統一。數據應用模塊的主要需求體現在數據應用子系統的提升上，數據應用子系統需要具備顯示和分析數據的功能，它可以高效展示環境數據，具備環境指標展示、數據查詢、環境變化預警等基本功能。保證環境數據監測系統高效遞進，順利進行。

3 數據融合技術在環境監測網絡中的主要應用

3.1 數據采集通信子系統的應用

數據融合在環境監測系統中的數據采集主要是通過不同站點進行數據采集和存儲，不同的站點數據存儲習慣、存儲時間不同，相應的生成的存儲文件也不相同，這樣給數據查找和篩選提出了難題。因此，為了統一管理不同站點的數據存儲信息，可以用數據困的IP地址作為標志點，通過計算機編程和線程池實現數據通信，IP地址的記錄方便對不同站點的數據進行定位、監測站點，便于核實數據。

3.2 數據應用子系統的應用

環境的考核指標有很多，是從不同維度展現的，例如溫度、風速，不同的環境指標如何精準有效多維度地展現，是數據融合結果的集中體現。舉個例子，溫度、濕度、風速是環境考核的三大標準，監測人員對數據融合結果進行概率計算時需要同時參考當前環境這三個維度的數據，綜合數據分析當前環境的狀態。由此，監測人員可以建立相應的數據模型，對規定時間內監測數據的內在運行規律進行統計匯總，保證不同監測點的起始觀察時間一致，在這個模型內，對環境監測體系內的一個或多個污染物進行研究，借助之前建立的模型，對環境監測的整體趨勢進行預測，從而建立和完善環境監測預警機制[2]。

4 結語

數據融合是新型技術，它是智能技術和數據化技術的有機融合，大數據技術是數據融合的基礎，在環境監測中，運用數據融合技術，針對不同數據的特性，制定相應的融合標準，保證環境監測的數據可以及時準確地展現。