信息技術在環境保護中的應用研究

夏 艷

（河南省南水北調中線渠首生態環境監測中心，河南 南陽 474450）

當前日益嚴重的環境問題已經威脅到人類的日常生活，近年來不論是國家層面還是個人層面都特別關注環境保護這個問題，也深刻的認識到“保護環境，人人有責”并非一句口號，需要我們行動起來，落實到實處。隨著科學的進步，信息技術逐漸進入了社會的各行各業，并且隨著需求的增加，信息技術已發展成一門新學科。當然這門信息技術也得到了國家大力支持與發展，運用到環境保護之中并起到了積極作用。

1 信息技術的發展現狀

我國自“九五規劃”發布之后，信息技術得到了快速發展，目前已經取得了巨大進步，建立了環境信息管理體系，并且配備了相應的設備，為之后的工作打下來堅實的基礎；并且在多地區開始投入實踐，得到了很不錯的反響，不僅提高了環保工作的效率，也收集了很多相關的信息資源，而且隨著新學科的成立，一系列法律、法規的制定，鼓勵性的政策，為環保事業培養了一批又一批專業性人才，使得環境信息化得以有序的發展。信息資料和相應的信息技術為生態災難和環境污染的應急響應提供了很大的技術支持，就如在大大興安嶺著火時，消防人員通過相應的技術手段，能夠很快速的了解到著火點及火勢情況一樣，可見信息技術的發展對我國的環境保護事業中起到了至關重要的重要。

近年來信息技術在國內外的項目上的發展，也推動了相關制度的完善，環?？偩殖雠_了相應的文件，如《國家環保總局應用軟件開發項目管理暫行辦法》；在網絡方面，通過建立多城市之間的衛星通信專網，將環?？偩峙c省級環保局之間聯系起來，形成了電子無紙化傳輸；在人員培養上，組織研修項目，建立了一支專業人才隊伍；并且在硬件上面得到多個國家及企業的幫助，配備了先進的技術，建立了環境信息中心等。

2 環境保護中信息技術的運用

2.1 3S技術

由全球定位系統（GPS）、遙感技術（RS）和地理信息系統（GIS）三者組成的3S技術是信息技術與環境保護中不可或缺的技術。其中我們熟知的遙感技術，這項技術主要是運用在數據動態監測部門、自然資源勘察部門，如我們平時生活中的天氣預報、水體污染來源、植被數據監控等，譬如下面兩張圖是通過遙感技術檢測出禁采區的某砂場的10月和11月份的對比圖，經過前后的對比，不難發現11月份明細比10月份少了很大一部分，那么針對這類現象來說，有關部門憑借個人感受能不能這么清楚的發現該區域的砂石少了呢，我想很難，正是因為新興技術的出現，讓從中謀利的人員或者自然造成的變化能夠迅速的呈現出來，以便相關的工作人員采取措施來減少不必要的損失。

圖1 禁采區砂場的10月份圖

圖2 禁采區砂場的11月份圖

當然地理信息系統和全球定位系統也是必不可少的，它們對于自然災害的監控、預警，土地資源的利用和調查都起到了很大的作用。如南水北調的水庫選擇，就是在地理信息系統中根據土地資源、生態資源等進行分析后做出最適宜的選擇。當然廈門的城市環境空間數據庫和污染源監測屬性數據庫也是在地理信息系統平臺上建立起來的，開發了網絡化城市環境質量地理信息系統，包含了地表水、大氣、聲學環境的監測信息，通過各類分布圖、三維模型等表現出來，真實的反映了當前的環境情況，并且借助了互聯網技術，該系統可以在internet上使用。

當然環境保護主要是通過遙感技術檢測大氣中的顆粒大小及污染物分布的區域，對水體污染及生態環境污染進行數據收集，然后再運用全球定位系統就可以對的數據進行詳細的定位，從而達到精確采集，再通過地理信息系統來對這些數據進行分析，從而做到實時監測，對區域的準確評價以及提供一些環境保護上的支持。當然這里值得一提的是該項技術的采集與南水北調的生態資源、旅游、文化、經濟等多方面信息綜合，共同合建了南水北調中線生態文化旅游空間數據庫，為之后城市規劃、道路建設規劃都提供了數據支撐。

2.2 數據倉庫與數據挖掘技術

數據庫是信息系統最根據的來源，也是再眾多的環境數據中快速查找的必要手段之一，大量的數據積累下，必然少不了數據倉庫及數據挖掘技術，目前我國環保部門對于環境數據的收集主要是采用自動及手動，在空氣質量檢測系統中，主要是利用機器學習和制定相應的規則來實現預測空氣中污染指數和污染物分布的情況。

2.3 物聯網技術

物聯網技術主要采用二維識讀裝備、射頻鑒別設備、紅外感應器、全球定位系統和激光掃描裝備，按照原定協議進行的，根據原有約定，按照規定進行，與互聯網相連，然后進行信息的傳遞和交換，最后實現智能化的識別、定位、監控等類型的網絡。物聯網可以分為感知層、網絡層、應用層三個架構，是對“物”的識別，信息的傳輸，相關行業的融合。這一技術主要運用在排污單位，可以通過安裝自動監測傳感設備，來收集相應的信息通過傳輸系統傳到信息監控中心，然后再通過環保專用的廣域網形成國家、省、市三級化的監控中心，從而有效的對環境實時監控，并從環境污染源的源頭進行防范。

眾所周知，我國是個人口大國，對水資源需求也是極其大的，根據WWF(世界野生動物基金會)的研究，世界農民使用淡水占世界的70%，其中有60%的淡水是被浪費的，其中主要是因為灌溉系統漏水、使用方法不科學及種植的植物對水的需求量大。物聯網技術的出現給農民提供了操作可見性，讓他們能夠通過一系列的指標合理運用水資源，其中包括對水的溫度、質量、水壓等，更大限度上減少對水的浪費。當然我們日常生活中，也可以安裝只能的傳感器和執行器，在消費者層面上實現物聯網水資源管理。利用相應的設備，加之專業的數據分析，可以讓使用者更加清楚的了解到水資源的使用以及用量，可以從根本上保護這一重要的資源。

3 信息技術在環境保護中應用的建議

3.1 加強與學校的人才培養，為之后的創新提供動力。

任何一項技術都離不開人才的培養，環境信息化也是如此。為了更好的培養一群既懂環境保護的又掌握著信息技術的人才隊伍，可以通過與學校建立人才培養計劃，但是根據目前情況而言，本科暫時還沒有設立這樣相關的專業，部分?？圃盒ｉ_設了這個專業，但是培養的人才遠不足以滿足市場的需求。因此要想改變現狀的話，需要通過與相關的教育部門溝通，考慮開設這類本科專業及擴大?？圃盒?，同時為了提高招生率及學生的興趣，國家可以給與一定的鼓勵政策等，當然為了保障這類信息人才的培養，可以和一些研究院合作，這也是一條突破創新能力的路。當然學校與研究所、與各大企業都可以建立合作，形成一條信息產業鏈，從而真正意義上實現可持續發展道路。

3.2 推動3S技術一體化、集成化，促使獲取數據能夠更穩定、精確。

3S技術在環境保護過程中有非常廣泛的使用空間，以及對它有很好的展望。它所存在的優勢是其他技術無法比擬的，例如在環境監測方面，它可以不斷的獲取相關重要的信息。當然如果對以下幾個方面進行升級改造，那么能使它更加一體化，獲取的數據將更急的準確、快速、穩定。

（1）遙感設備可以加入成像光譜儀、雷達等，提高其創新能力，研發出配套的軟件，可以讓采集到的數據更加精準，更加穩定。

（2）運用現有的設備、網絡等，加快研究，促使采集到的數據能夠更穩定、有效的傳輸到平臺上。

（3）當然推動3S技術一體化、集成化發展，能夠多方面的收集信息，并迅速處理，從而建立起新的地理編碼影響，完善信息處理流程。

（4）對于數據倉庫與數據挖掘技術應該更大規模的投入在環境保護的應用中去，從而使數據更加規范，并且能夠建立一個屬于自己的數據倉庫，加以統計分類，并將其與數據挖掘完美結合，這樣在遙感數據信息處理應用中能夠錦上添花。

3.3 加快物聯網技術的使用，推進“智慧環?！钡陌l展。

物聯網技術發展的特別迅速，運用上也是多多種多樣的，正是如此，它的技術沒有一個統一的標準，也就是說對于它的監管并不能很有效的得出結果，因此在這一方面，需要對它的核心技術及關鍵技術不斷的優化，讓監管能夠更加有效，從原來的“數字環保”向“智慧環保”逐步轉型，從而將整個物聯網聯合起來，實現人類發展的同時和環境方面增強對環境預警監測能力。其次是要有效的運用通訊技術，在現在互聯網及無線網絡這邊發達的情況下，更應該讓我們的信息傳輸更加流暢、迅速。

4 總結

信息技術的發展，使我們能夠更清晰的認識到我們所處的環境，只有從生活中的點滴做起，才能讓環境得到改善。信息技術不僅在國家工程項目上發揮了關鍵性作用，促使項目能夠高效、快速的完成，并且在對項目后期監管上也提供有力的數據分析和監測預警。在未來科技發展過程中，會有更多新的相關信息技術出現，也會對環境保護有更直接的幫助及監管。