探討生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總體框架及其取向

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（普洱市生態(tài)環(huán)境局墨江分局生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，云南 普洱 654800）

眾所周知，長期經(jīng)濟的粗放式發(fā)展以及整個社會對于環(huán)境保護的認識不足，導(dǎo)致了如今我國在取得經(jīng)濟飛速發(fā)展的同時，卻面臨了比較嚴重的環(huán)境問題。近幾年來，我國逐漸在環(huán)境保護，特別是生態(tài)環(huán)境監(jiān)管方面傾注了大量的資源。結(jié)合全球形勢以及當(dāng)今社會科學(xué)發(fā)展的程度來看，一個國家的生態(tài)環(huán)境監(jiān)督工作如果想做到位，就需要接入如今快速迭代的互聯(lián)網(wǎng)思維，并且打造一套完善的監(jiān)管體系[1]。因此基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)勢在必行，應(yīng)當(dāng)被廣泛用于我國的環(huán)保事業(yè)中。

1 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的意義

1.1 為我國相關(guān)環(huán)保標準的制定提供數(shù)據(jù)依據(jù)

生態(tài)環(huán)境的檢測能夠分析大氣、水、土壤等資源并得出相關(guān)數(shù)據(jù)，而這些分析的數(shù)據(jù)通過大數(shù)據(jù)端的匯總和拆解，能夠幫助我們找到地區(qū)污染的源頭，同時為進一步改善環(huán)境提供新的思路與方向，對于環(huán)境質(zhì)量的提升很有幫助。當(dāng)然最重要的還是在于它所提供的數(shù)值能夠為當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保部門參考，從而在此基礎(chǔ)之上制定更準確、系統(tǒng)的環(huán)保標準。

1.2 有利于促進我國環(huán)保事業(yè)的順利推行

眾所周知，時代的發(fā)展已經(jīng)賦予了環(huán)境保護更多的內(nèi)容，而這些新附加的內(nèi)容與傳統(tǒng)的環(huán)保理念并不兼容，甚至在某些環(huán)境污染事件中，受限于傳統(tǒng)科學(xué)所帶來的局限性，人們對于污染源的認識存在著本質(zhì)上的錯誤。若是依然采用舊有的環(huán)保知識與策略，自然不利于工作的展開，而通過生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，就能夠收集到更多準確的消息，從而能夠在對數(shù)據(jù)進行分析后，以全新的視角和更深入的方式來了解環(huán)境污染的原因和情況，并且針對這些原因進行逐一分析，逐個擊破，根據(jù)污染的具體情況來應(yīng)對環(huán)保事業(yè)發(fā)展中的各種問題。

2 生態(tài)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總體框架

2.1 建設(shè)目標

在區(qū)域創(chuàng)建生態(tài)大數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)整體框架下，不斷完善監(jiān)測標準，并設(shè)立大量監(jiān)測站，針對大氣環(huán)境、水環(huán)境、聲環(huán)境等網(wǎng)格化環(huán)境質(zhì)量信息進行有效記錄，以構(gòu)建生態(tài)大數(shù)據(jù)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，作為生態(tài)環(huán)境改善數(shù)據(jù)的重要支撐。環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)平臺可以為進一步完善生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)做出貢獻。

2.2 建設(shè)原則

區(qū)域生態(tài)大數(shù)據(jù)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建務(wù)必按照下述準則來貫徹執(zhí)行：第一，不干擾當(dāng)前或其他數(shù)據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用與安全；第二，嫻熟技術(shù)，節(jié)省投入費用先決條件下保證系統(tǒng)創(chuàng)建品質(zhì)。第三，創(chuàng)建穩(wěn)定的系統(tǒng)使用端口，更有助于平臺管控與維護，便于技術(shù)升級，進一步拓展網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)規(guī)模。第四，統(tǒng)一布局，分化執(zhí)行[2]。

3 建設(shè)思路

3.1 總體框架

區(qū)域生態(tài)大數(shù)據(jù)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建囊括了多源數(shù)據(jù)感知層、數(shù)據(jù)傳輸層、應(yīng)用支撐平臺及其應(yīng)用服務(wù)共享平臺等層級，詳見圖1內(nèi)容。在遵循生態(tài)大數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺總體框架的基礎(chǔ)上，集中創(chuàng)建三大監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、一大平臺的生態(tài)監(jiān)督大數(shù)據(jù)共享服務(wù)信息化平臺。

圖1 總體框架圖

3.1.1 三大監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

具體為：大氣環(huán)境綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、水環(huán)境綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)與聲環(huán)境綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，給決策者和管控者帶來穩(wěn)定、實時、全方位的生態(tài)數(shù)據(jù)，進一步給生態(tài)管控打下良好的根基。

3.1.2 一大平臺

對于空氣、水、噪音等不同元素，根據(jù)環(huán)境空間數(shù)據(jù)與底層數(shù)據(jù)扶持，給用戶帶來優(yōu)質(zhì)的環(huán)境品質(zhì)信息共享、綜合解析與可視化顯示。將包括所有環(huán)境監(jiān)測信息進行環(huán)境“一張圖”專題展示。

3.2 監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)

3.2.1 大氣環(huán)境綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

利用網(wǎng)格化分布點+多元數(shù)據(jù)混合+時空信息解析板塊，通過把不同社區(qū)或村莊視為網(wǎng)格元素，不同網(wǎng)格設(shè)置獨立的實體監(jiān)測點，利用分布式大氣污染物傳感器監(jiān)測設(shè)施，便于實時獲取、全方位、高密度大氣污染物濃度信息，針對監(jiān)測信息的篩選、校隊、統(tǒng)計解析與動態(tài)圖編制，完成大氣污染物濃度時空動態(tài)變動走向解析，溯源污染物分散走向，給環(huán)境執(zhí)法與決策帶來相應(yīng)參考。

（1）布點基本原則

第一，布點高度標準，設(shè)施安裝在距離地面高度2至25 m區(qū)間；第二，布點區(qū)域需安裝在空曠場景，切忌不可在角落或污染物排污口設(shè)置；第三，布點區(qū)域務(wù)必有充沛電源，供電需接地線，裝配時務(wù)必設(shè)置接地三線制220 V電源，預(yù)防惡劣天氣。

（2）前端監(jiān)測設(shè)備

將無線傳送模式植入到分布式空氣質(zhì)量監(jiān)測儀中，信息利用無線網(wǎng)絡(luò)傳送至大氣環(huán)境品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)實施處置解析，信息偏差把控在10%之內(nèi)。且設(shè)施投入費用少，體積小，組裝便捷，耗電量低，不設(shè)置大型機箱，不用繁雜基礎(chǔ)設(shè)備配套。今后維護成本損耗較低，不需配備專業(yè)技術(shù)員。監(jiān)測標準及其監(jiān)測方式具體參見表格1。

表1 監(jiān)測指標及方法

（3）云數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

分布式監(jiān)測站點信息特性與解析訴求，研發(fā)云數(shù)據(jù)處置系統(tǒng)，把匯集的信息，借助無線網(wǎng)絡(luò)傳送回系統(tǒng)平臺，隨后通過云數(shù)據(jù)處置系統(tǒng)應(yīng)用解析。此系統(tǒng)間隔一小時生成一張污染物動態(tài)分布圖，環(huán)保部門借助系統(tǒng)登錄，可查詢?nèi)姹O(jiān)測點位圖示位置、不同點位實際監(jiān)測信息，及其設(shè)施運轉(zhuǎn)有沒有異常；可查詢動態(tài)數(shù)據(jù)解析圖表，囊括了一小時與一天變化曲線等；依據(jù)區(qū)域大氣污染劃分，制作出動態(tài)熱成像圖，解析整個區(qū)域大氣污染物濃度空間劃分及其實時動態(tài)變化，高效給予環(huán)境管控者數(shù)據(jù)扶持，同時給環(huán)境應(yīng)急產(chǎn)生穩(wěn)定信息扶持。

3.2.2 水環(huán)境綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

創(chuàng)建浮標式水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，分配水質(zhì)五參數(shù)等不同種類傳感器，且預(yù)留各類參數(shù)監(jiān)測渠道、無線傳送裝置與供電體系；可適用于湖泊、河流、水庫生態(tài)環(huán)境長久監(jiān)測。此系統(tǒng)通過浮標體及其錨泊體系、水質(zhì)傳感器、信息收集傳送系統(tǒng)與供電系統(tǒng)構(gòu)成，可及時精準地獲取不同數(shù)據(jù)，契合實際監(jiān)控需求。

此外，系統(tǒng)特性：第一，設(shè)施集成性強，完成數(shù)個環(huán)境因子原位實況監(jiān)測，涉及水文、水質(zhì)、氣象、生物等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。同時浮標創(chuàng)建站費用低，管控費用少，組站靈便。第二，室外工作技能高，利用太陽能電池板當(dāng)作數(shù)據(jù)記載儀器、GSM調(diào)制解調(diào)器與水質(zhì)傳感器供電。系統(tǒng)借助無線GSM路徑，能夠獲取下載信息與參數(shù)。第三，適合在近海、湖泊、水庫等地區(qū)水質(zhì)長久監(jiān)測、有害藻華與污染源監(jiān)測、水源地監(jiān)測等。

3.2.3 聲環(huán)境綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

（1）布點原則

在考核其聲環(huán)境質(zhì)量達標率時設(shè)置聲環(huán)境自動監(jiān)測點，依據(jù)聲環(huán)境功能區(qū)確定監(jiān)測點位數(shù)量，提議不同村莊各類功能區(qū)域設(shè)立監(jiān)測點，站點創(chuàng)建可分階段貫徹執(zhí)行，率先完成一類區(qū)域監(jiān)測，隨后全面達成整體區(qū)域監(jiān)測。

（2）聲環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)

聲環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)由噪聲監(jiān)測終端及其數(shù)據(jù)傳送、監(jiān)控中心平臺使用軟件等構(gòu)成，承擔(dān)噪音收集與儲存且把噪音及時傳送至共享服務(wù)端口。能超標錄音，且自主傳送錄音材料，能夠接納專業(yè)服務(wù)器操控命令。

（3）噪聲監(jiān)測終端

噪聲監(jiān)測終端承擔(dān)著噪音的收集與儲存，再將噪音及時傳送至共享服務(wù)端口。能超標錄音，且自主傳送錄音材料，能夠接納專業(yè)服務(wù)器操控命令。監(jiān)測終端建議采用獲得計量器具型式批準證書的產(chǎn)品，從而滿足用于測量執(zhí)法的條件。

（4）噪聲監(jiān)測終端主要特點

利用數(shù)字信號處置技術(shù)；系統(tǒng)自主或遠程校隊；儲存量大；具備儲備電源，斷電之后依舊可確保系統(tǒng)平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。

（5）戶外傳聲器單元

戶外傳聲器單元作用于將監(jiān)測點的噪聲信號變成電信號，以便聲級計進行處理。戶外傳聲器單元需具備防風(fēng)、防雨、防鳥停功能等。加熱驅(qū)潮功能使其在潮濕環(huán)境下正常工作。當(dāng)利用靜電激發(fā)器實施自動校對時，需從容物柜卸下，隨后安裝在聲級計上便于送檢與維保。客戶利用聲級校準器實施較對，進一步明確系統(tǒng)及其靜電激發(fā)器的精準性。

（6）控制單元部分

控制單元部分主要是為實現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯集以及傳送通訊，并且將傳聲器送來的電信號進行靈敏度歸一化處理。

4 加強生態(tài)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的對策

4.1 明確和調(diào)整生態(tài)環(huán)境監(jiān)督職責(zé)

對于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測部門而言，在實際工作中要落實好垂直分工，做到在不同層級的單位中采用相對應(yīng)的工作安排。比如在國家層面上關(guān)于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測事權(quán)，中央就應(yīng)當(dāng)對其上手，至于其他省、市及以下的權(quán)利也應(yīng)當(dāng)移交給對應(yīng)的部門，只有各司其職才能有效的提高辦事效率。與此同時，除了垂直分工外，各級別環(huán)保部門還要注意在信息方面實現(xiàn)共享，地方監(jiān)測到的實際生態(tài)問題上報給中央，有利于全國范圍內(nèi)的統(tǒng)計與分析，同時，中央也應(yīng)當(dāng)根據(jù)地方上報的具體參數(shù)與問題制定進行匯總與分析，并與地方機構(gòu)一同制定符合當(dāng)?shù)匕l(fā)展要求的應(yīng)對方式，并且為具體策略的貫徹實施提供一定程度的支持，包括財政和法律等層面。

4.2 提高生態(tài)環(huán)境監(jiān)督技術(shù)水平

一是要對研究環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)的工作足夠重視，即在主觀方面花費更多的心思；二是要積極開拓并不斷學(xué)習(xí)環(huán)境監(jiān)測研究方法，除了在工作中進行長期的總結(jié)外，最好還可以吸取國內(nèi)其他地區(qū)以及國外在環(huán)境監(jiān)測方面的各種先進經(jīng)驗，并且將這些經(jīng)驗運用到實際的工作中。三是要完成監(jiān)測設(shè)備的升級換代，目前制約我國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)搭建的主要問題就是設(shè)備方面相對陳舊，而工欲善其事必先利其器，沒有合適的工具自然在監(jiān)測過程中也不會取得太理想的效果，這一方面要引起足夠的重視，只有相關(guān)技術(shù)完成迭代升級才能在效率上做到進一步的提高[3]。

4.3 健全生態(tài)環(huán)境監(jiān)測法律法規(guī)

環(huán)境監(jiān)測條例的出臺，可以更好的完成生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，是保證監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)健康的重要手段。同時還可以明確各級生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的職責(zé)，讓管理有“證”可查，有“法”可依，更能充分的滿足生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的需求。對生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)在資源環(huán)境承載能力評價、生態(tài)文明建設(shè)目標評價和考核、排污許可、環(huán)境稅征收做出正確的指引和法律的依據(jù)，完善生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的保障體系，綜合提高生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的職能作用。

4.4 搭建生態(tài)環(huán)境監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)需各部門通力協(xié)作

建立生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的過程中，少不了各部門的通力合作，特別是在對于環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測點位的研究時，各部門一定要進行統(tǒng)一規(guī)劃與整合工作，確保各個監(jiān)測點與技術(shù)規(guī)范要在統(tǒng)一的標準下完成，只有通過這種操作得到的數(shù)據(jù)，才能最大限度的保證它們的可比性。當(dāng)然有關(guān)部門在對這些數(shù)據(jù)進行獲取的過程中也要充分的做到有效繼承與互聯(lián)共享，在橫向、縱向方面均形成一個完善且信息互通的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，最終完成自然生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的整體搭建。

4.5 精簡環(huán)境監(jiān)督相關(guān)部門與機構(gòu)

當(dāng)前經(jīng)過調(diào)整后，監(jiān)測機構(gòu)已經(jīng)被優(yōu)化到剩下國家級和省級兩個層級，其余均進行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，當(dāng)然這樣的調(diào)整也并不意味著“直接一刀切”，就比如說對于已經(jīng)編制的環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)來說，目前工作的重點還是在于如何對其進行改革，在保證生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測完整性為依據(jù)的前提下對其職能和組織結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)調(diào)整。這其中主要涉及三方面內(nèi)容，即機構(gòu)屬性方面、職能劃分方面以及設(shè)置機構(gòu)的原則方面。

4.6 建立穩(wěn)定的環(huán)境監(jiān)測指標體系

所謂的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測指標體系，其實主要指的還是在觀測過程中，對于各種環(huán)境情況得出的數(shù)據(jù)的匯總，它是生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的重要組成部分，主要包括了氣候、環(huán)境、土壤以及水文等方面。只有將各個要素的發(fā)揮作用及其影響范圍弄懂，才能做出更具有層次性與階段性的環(huán)境監(jiān)測與管理。因此我們要堅持學(xué)習(xí)科學(xué)、安全、準確的監(jiān)測方法，并且通過相關(guān)工作人員的不斷付出和配合，由此才能得到更全面且有用的環(huán)境監(jiān)測信息，而這些信息越真實、越專業(yè)對于環(huán)保工作的發(fā)展就越能起到推動作用。

5 總結(jié)

綜上所述，在互聯(lián)網(wǎng)科技飛速發(fā)展的今天，將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與生態(tài)環(huán)境相結(jié)合的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)具有很大的現(xiàn)實意義。一方面它是我國當(dāng)前形勢下，提高環(huán)境保護能力的一大重要保證，能夠切實提高人們的生活質(zhì)量。另一方面，通過互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析，也能夠為我國環(huán)保方面做出極大的貢獻，功在當(dāng)代利在千秋。特別是在如今的國際經(jīng)濟形勢中，在環(huán)保的前提下實現(xiàn)經(jīng)濟的快速發(fā)展才能夠讓我國的強國之路走的更好、更遠，因此筆者再次呼吁，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)意義非凡，值得各級部門的重視，也應(yīng)當(dāng)在生活中多進行實踐。