信息化监测技术（共12篇）
信息化监测技术 篇1
1 引言
随着我国经济的日益飞速发展, 人口密集区的各类社会生产活动强度也随之增大, 使得我国在处理各种环境突发事件方面也面临着前所未有的挑战。近几年来, 不同程度的环境突发事故频频发生, 这类事故通常情况下由于自然灾害、人为控制失误或机械故障等原因造成, 发生时形式多样、解决困难且造成严重的危害, 是当今社会的不安定因素之一。我们要对这些突发性环境事故进行科学的监测才能为进一步的救援行动提供准确的信息, 如污染物的种类、影响范围及现场动态, 从而将事故的危害性降到最低, 因此不断完善环境应急监测技术是我国一项长期而艰巨的任务[1], 并且受到我国乃至世界各国的广泛关注。
2 国内外环境应急监测技术研究现状
西方国家的环境应急监测开展得比较早, 如美国早在1979年就成立了联邦紧急事故管理署 (FEMA) , 专项负责各类紧急事故的应对及修复工作。法国、英国、意大利等国家也均设有针对环境应急监测的机构和系统, 这些国家同时开发出了许多环境应急监测的技术和方法并建立了事故处理的数学模型及仿真系统, 为环境管理提供了大量的技术支持, 使环境突发事故处理的管理制度更科学有效。早期西方国家主要利用检测管和检测箱等监测仪器, 现在大多数已使用便携式气相色谱 (GC) 、氢火焰检测器、电子捕获检测器及声表面波检测器等仪器对气体样本进行采集和分析, 大大提高了环境监测的准确性[2]。
我国应急监测技术起步于20世纪末, 由于起步晚, 发展速度慢且设备不齐全使得我国与发达国家相比相差甚远。在技术方面, 我国目前缺乏系统全面的技术规范和指导, 遇到不同类型的环境突发事故时, 监测站只能利用已有的监测模式和经验对事故点进行采样和分析, 这样使得数据处理的准确性无法保障, 往往由于主观判断的失误导致分析结果出现更大的误差。在设备方面较为落后, 相关的硬件设施通常精密度不高, 同时专业技术人员的专业素质也较差, 在现场采样过程中对仪器的应用能力不足。除此之外, 监测系统的配置也存在不合理的地方, 由于缺乏统一的规划和布局, 在部分区域中不能准确地进行监测。目前大多数监测单位主要依赖实验室内的仪器进行环境应急监测分析, 这样会使样品在带回的过程中其组分和浓度发生变化, 影响实验结果的准确性。近几年也有部分单位配备有单项快速测定仪, 大多利用特定的传感器进行监测, 李吉生利用便携式水质快速分析仪对水中的氰化物进行测定和分析, 数据的处理结果相对也比较准确。便携式GC及GC-MS也在我国部分地区有所应用, 但是报道较少。相比较技术和设备, 我国在应急监测软件的开发方面进展较快, 冯文钊[3]等设计研发出环境应急事故预警网络系统, 许健[4]探讨了突发性环境污染事故中地理信息系统及专家系统的应用情况。
3 信息化技术在突发性环境事故中的应用
3.1 地理信息技术的应用
地理信息技术可迅速地对事故发生点进行定位, 并对周围地区内的人口分布情况进行查询, 寻找环境敏感点并在电子地图上对采集的数据进行时间和空间的分析, 最终实现事故的可视化, 提高监测的准确度。
3.2 数据库技术的应用
由于环境污染事故通常具有突发性, 如果临时收集事故发生地的相关信息会延误时间错过最佳的解决时机, 因此事先将不同区域的各种监测数据进行搜集和整理, 并建立数据库进行管理, 可以在需要时进行调用, 最大程度地节省时间以便提高监测效率。
3.3 通信技术的应用
环境突发性事故通常是一个动态演变的过程, 在应急监测系统中救援现场的工作人员需要根据事故的进展情况随时调整方案, 这就要求使用不同的通信技术将现场的各类音像信息传输至指挥中心。突发性事故的发生地点一般是不确定的, 所以一般应采用无线通信设备, 如基于GPRS/GSM通信技术、微波通信技术等。
3.4 GPS技术的应用
GPS技术在突发性环境污染事故中的应用, 精确地定位了事故发生现场、监测点位及敏感目标。这样一来, 既可以对事故发生的范围大小进行动态分析又可以为监测点位的布置和设立提供一定的参考价值。在这些各类空间信息中, 有些信息如企业的位置及敏感目标的位置需要事先用GPS技术进行定位, 并依据这些数据建立一定的数据库, 而有些信息的获取则必须要在应急监测过程中临时开展, 比如:事故现场的动态位置的确定。
3.5 信息管理系统的应用
在环境应急监测的过程中, 时常要用到大量的数据信息, 在监测进程中也同时会产生各种类型的信息, 将所有的这些信息进行分类, 有空间信息和非空间信息, 也可分为静态信息和动态信息。如此庞大的信息量需要一个有效的管理系统才能为事故发生后各种信息和资料的搜集提供便利, 使其更快速地服务于应急监测, 为现场救援赢得宝贵的时间, 防止在事故突发时监测人员慌乱, 保证工作有条不紊地进行, 否则会对监测结果的准确性造成影响, 进而对社会造成不可挽回的损失。吕永龙[4]等利用GIS技术探讨了其应用于环境应急事故中的可行性并得出利用GIS技术可以有效地对环境突发污染事故进行智能化管理。
环境突发性污染事故由于其常包含有许多不确定因素, 不利于救援工作的开展, 因此, 利用现代信息技术对突发性事故的现场进行监测, 并依据监测结果制定出科学合理的救援方案才能最大限度地降低事故带来的损失和伤害。潘莹[5]等通过对WebGIS技术的特点进行分析, 提出了开发基于该技术的环境应急事故预警系统思想, 并通过一定的网络技术平台展示了高效的预警和服务系统, 为各类应急单位对应急系统的开发提供了新的思路和指导。
4 我国环境应急监测技术存在的问题及几点建议
4.1 环境污染相关数据不全面
当前我国大部分的应急监测部门对本地区的主要污染源种类、存放地点及排放情况不是十分清楚, 尤其是近几年随着工业的快速发展和人民生活水平的提高, 区域内污染物与之前相比发生了很大的变化, 有些污染物法规上甚至都没有规定, 这就造成无法有效地选择监测仪器, 使很多监测结果出现较大的误差。
4.2 监测的硬件设备及人员专业素质有待提高
我国的环境污染监测仪器种类不足且对实验室和进口设备的依赖性较大, 对各类污染物的定量分析和成分分析远远达不到实际应急监测和分析的需要。加之应急人员对现场仪器的使用和数据的处理能力不足, 使得监测系统不能有效地发挥其作用。
4.3 缺乏区域内统一布局和监测网络
我国环境应急监测系统一直以来处于杂乱无章的状态, 各地应急单位的资源没有得到合理地分配, 在一定程度上造成了资源浪费, 遇到各类突发事故时通常一轰而起, 没有形成科学良好的运行体系, 有计划地开展各项应急工作。
4.4 几点建议
针对以上我国现阶段存在的环境应急监测进程中存在的各类问题, 我国应制定行之有效的政策来进一步改善目前的状况。首先, 应加强对环境应急监测的立法规范及财政投入, 只有足够的资金支持及健全的法律依据才能对各应急单位进行有效地督促和监管, 使各种应急监测技术操作更加规范化。其次要进一步加大监测人员的培训力度, 不定期地对专业人员进行环境监测相关技术的培训学习, 强化他们对突发事故的处理能力, 培养团队意识和互助意识。最后要进一步加大对环境应急监测网络的建设工作, 使之成为一个有效的统一体系, 在面临各类突发性环境事件时能够快速地调动有关的信息和资料, 积极调动一切有利因素应对突发事故, 同时网上丰富的技术指导和拔尖的著作可以加快相关技术人员学习理论的步伐。今后我们工作的重点应是实现全面的预警、检查、事故处理、指挥、督察等功能, 进一步完善评估模型和优化海量数据的储存格式使其更有效快速地在需要时被调用。
参考文献
[1]陈宁.突发环境污染事件应急监测与处置仪器设备的配置[J].环境监测管理与技术, 2007, 19 (4) :48~50.
[2]刘碉华, 魏复盛.关于突发性环境污染事故应急监测[J].中国环境监测, 1995, 11 (5) :59~62.
[3]冯文钊, 张宏, 彭立芹, 等.突发性环境污染事故应急预警系统的设计与开发[J].城市环境与城市生态, 2004, 17 (1) :9~11.
[4]许健, 吕永龙, 王桂莲.GIS/ES技术在突发性环境污染事故应急管理中的应用探讨[J].环境科学学报, 1999, 19 (5) :567~571.
[5]潘莹.Web Service/WebGIS在突发性环境污染事故应急预警系统中的应用[J].计算机应用研究, 2004, 21 (11) :184~187.
信息化监测技术 篇2
病虫害监测预警是农作物保护的基础性工作，长期以来，积累了大量病虫害的资料，这些监测资料用于病虫害的预测预报和防治指导，发挥了重要的作用。但是，在信息化迅速发展的今天，各级病虫测报部门基本上仍采用传统的工作模式，对信息技术手段应用较少，因而存在工作量大、工作效率低、监测预警信息的时效性差等问题。迅速发展的信息技术能够为病虫害监测预警工作提供完善的技术支持。但到目前为止，应用示范的范围较小，采用的技术也只是某一个单独的技术，尚无成熟的满足病虫害监测各环节技术配套的应用案例。
本项目针对目前病虫害监测预警现状，提出了研究开发多传感器信息融合的病虫害监测及预警智能装置，通过自动采集装置采集图像、光谱、气体挥发物、温度等作物小气候信息，采用小波分析、主成分分析预处理数据，采用神经网络、支持向量机方法进行特征信息融合，采用D-S证据理论、贝叶斯网络方法进行决策层信息融合，实现病虫害的智能检测及预警。以此开发的智能监测装置，实现数据自动采集、预处理、存储、自动值守控制和无线、有线数据传输等，实现病虫害自动监测的全天候和无人值守。使用简单，运行可靠，维护费用低，适合于农村大田使用，具有广阔的推广价值。
为此，笔者在总结病虫害监测预警工作相关信息技术研究的基础上，就病虫测报部门开展信息技术应用的总体技术框架进行了设计，对具体实施提出建议。
一、病虫害监测预警各环节所涉及技术进展的研究
病虫害监测预警信息链各环节中涉及到传感器技术、数据库技术、网络和通信技术、专家系统技术、人工神经网络技术、全球定位技术(GPS，下称)、地理信息系统技术(GIS，下称)等。这些技术单独或部分集成应用的研究在国内、外均有报道。我国对其应用、研究如下。
1、数据采集获取技术传统的病虫害监测主要是根据农业部发布的病虫害监测调查规范进行调查．通过人工调查、人工记录，以档案形式保存数据．一些数据还需通过计算得到。在一些具备数据库系统的部门，数据需要人工输入计算机，并保存到数据库中；从数据的调查到记录、计算、再到录入计算机，环节较多，监测人员的工作量大，容易造成人为错误，数据应用的时效性差。对于一些个体较小的昆虫(如麦蚜等)来说，由于虫体较小，长时间的人为眼睛观察不仅劳动量很大，效率极低，而且计数存在很大误差，各个调查者之间的调查结果可比性差。针对这些问题。一些相应的监测技术已见报道。如微小昆虫自动计数技术、昆虫诱捕自动记录装置和PDA+GPS数据采集记录技术。微小昆虫自动计数技术，主要是利用计算机图像处理技术解决田间麦蚜、温室蚜虫、白粉虱等微小昆虫调查困难，数据难于获取等问题。只需通过适当方式获取害虫图片进行自动计数即可完成数据调查工作。昆虫诱捕自动记录装置是利用性诱剂对昆虫的引诱作用，对通过扫描光栅的昆虫数量进行计数，实现了小菜蛾、桃小食心虫等昆虫的自动监测。PDA+GPS数据采集记录技术主要用于常规病虫害的人工调查，记录数据的同时记录GPS定位信息，为GIS提供定位数据。上述技术可减少调查、记录数据的中间环节，避免数据录入电脑过程中的人为错误。根据调查的原始数据实时计算出一些必需的数据参量，减轻工作人员的工作量，并通过数据的实时传输提高数据的时效性。
病虫害测报不仅需要病虫害发生动态的监测数据．还需要相应的环境因子数
据。传统的环境因子数据主要来源于气象部门，而与病虫害发生动态密切相关的环境冈子主要是田间小气候数据。田问小气候数据监测技术已相对成熟，主要是利用传感器技术和GPRS(通用分组无线服务)网络通信技术自动获取病虫害监测站点的实时小气候数据，并将其上传到数据库中备用。
2、数据传输与数据管理技术传统的数据传输主要是利用模式电报、报表等方式实现数据上报，存在工作量大、时效性差等问题。现代信息技术为数据的实时上报提供了技术支撑。利用Internet和GPRS网络通信技术进行病虫害监测数据的实时上报，提高数据传输的效率。如PDA+GPS数据采集记录技术获取的数据可保存成XML数据文件，通过GPRS或Intemet提供给数据管理系统。近年来全国农业技术推广服务中心的测报部门建立了中国农作物有害生物监控信息系统和北京市农作物重大病虫害远程预警信息系统，也都提供了田间病虫害监测数据卜传的用户接口。
数据管理主要是利用数据库技术对病虫害监测数据进行管理，通过后台管理界面可以对数据库中的数据进行添加、删除、修改，以及原始数据的归纳计算，地区、气象、小气候区域统计数据管理等操作，实现数据的维护功能。中国农作物有害生物监控信息系统和北京市农作物重大病虫害远程预警信息系统嘲都具备较为完善的数据管理机制。其他一些关于病虫害测报方面的研究也大都涉及数据管理技术。
3、预测预报技术病虫害预测预报的相关研究报道较多，大体上可以分为以下两类：一类是以网络地理信息系统(WebGIS，下称)为底层框架，通过Ja-va语言将病虫害数据库、气象数据库、预测预报模型数据库有机结合，将数字结论转化为直观易懂的电子地图，通过地理信息系统显示出来，有效、方便地为农业病虫害预测预报提供服务。类似的研究包括基于WebGIS的病虫数据库及自动预警系统(WPDAWS)、基于GIS的全国主要粮食作物病虫害实时监测预警系统、农作物病虫害防治决策支持系统㈣和苹果病虫害管理信息系统等。这些研究主要是利用GIS结合模型技术、人工神经网络技术等进行病虫害的预测预报。另一类是近几年来国内外都有很大发展的病虫害预测预报专家系统，涉及的对象主要包括粮食作物、棉花、果树、草原病虫害等。其中以粮食作物居多。高灵旺等(2006)开发了农业病虫害预测预报专家系统平台，以数据库形式来存放有关的专家知识，结合专家知识与案例进行推理，具有专家知识库的维护、用户数据输入、推理确认、病虫害预测预报结果显示、案例库管理(包括案例确认、补充信息及案例统计)及预测结果解释等功能。系统具有开放、自学习、易操作等特性。可广泛应用于农业、林业等病虫害预测预报专家系统的构建。这两类预测预报技术也有一些交叉的实际例证。如刘明辉等(2009)开发了基于WebGIS的具有浏览器／服务器(B／S，下称)3层网络架构的农业病虫害预测预报专家系统。
4、预报信息发布技术随着信息技术的发展，病虫害预报发布技术也已经发生了很大的变化，一些植保部门利用网络技术代替传统纸质文档进行预报发布。如采用网络技术结合WebGIS发布预报信息，具有直观、易理解等特点。但到目前为止，由于网络还不能覆盖广大的农村地区，使得基于网络的预报信息发布的用户范围极其有限。为解决这一问题，全国农业病虫害监控中心构建了病虫害电视预报视频素材管理系统，对主要病虫害的视频素材采集技术、预报节目制作加工技术和送播技术进行了系统的研究．构建了病虫害电视预报技术体系，在全国范围内进行推广，大大提高了病虫害预报信息发布的时效性与覆盖面。
二、关于病虫害测报部门信息技术应用的一些建议
病虫测报信息链各环节的研究不是十分均衡。其中以数据管理和电视预报技术较为成熟，应用也最多：数据传输利用网络和通信技术即可满足需求。相对而言。病虫害预测预报的研究较多，但实际应用较少；数据采集获取(特别是病虫害监测数据获取)技术研究较少，实际应用也较少。另外，大多数研究只涉及整个信息链中部分环节，且多数针对1种作物或1种病虫害，因此推广应用范围有较大的局限性。
从技术应用的区域范围来看，全国农业技术推广服务中心及一些经济较发达地区应用技术的种类较多，规模较大，但大多数地区还未涉及这些技术的应用。总体上病虫害测报体系中信息技术的应用水平还较低。
目前，国家植保工程项目正进入第3期的准备阶段。如果能结合植保工程项目的开展，将病虫害测报信息链中的相关技术进行推广应用，将极大地提升病虫害测报部门的技术水平和工作效率。根据上述研究，推广应用可以分为几个阶段进行。首先是现有技术的组装配套应用，其次是在现有技术的基础上进行深入研究，进一步摸清病虫害发生为害规律，提高预测预报的准确率，更好地为我国粮食安全生产提供技术保障。
1、现有技术的组装配套
如前所述，目前信息技术在病虫害测报工作中的应用大多只涉及整个测报信息链中的部分环节，而且多数技术针对的也只是1种作物或1种病虫害，因此，需要根据测报信息链这条主线将各种技术进行改造，开发出更多普适性的技术。如将数据采集获取技术作为系统的主要数据源，结合数据传输技术，可为数据管理系统提供实时、可靠的病虫害及小气候监测数据，将基于WebGIS的具有B／S 3层网络架构的农业病虫害预测预报专家系统与数据管理系统及预报信息发布的相关功能进行集成，以数据管理系统中的病虫害及环境因子等数据作为专家系统预测的输入项，驱动专家系统的推理机，进行病虫害的预测预报，并通过预报信息发布系统发布测报信息，指导植保工作。图1所示为按照该思路将各环节技术组装配套的整体框架。在这个框架中还可以进一步丰富各环节的方法和手段，如模型预测技术、人工神经网络预测技术等。
另外．还需要根据不同层次的病虫害测报部门自己工作的实际需要进行一些框架内容的修改、补充与完善，形成适合不同层次病虫害测报部门应用的技术体系。
2、各环节新技术的进一步研究
在现有技术的基础上。未来应进一步在以下几个方面进行深入研究，完善病虫害测报工作的技术体系。
（1）加强信息链薄弱环节的技术研究。如加强数据获取环节上技术的研发，提高数据获取的自动化程度。进一步降低测报人员的劳动强度，提高数据的准确率。
（2）对数据管理系统中积累的病虫害及小气候监测数据进行分析，利用数据挖掘技术等手段建立相关病虫害预测模型，将模型预测与专家系统预测结合起来，进一步提高病虫害预测的技术含量及预报准确率。
（3）进行遥感技术的应用研究。将遥感信息作为病虫害监测预警系统的信息源，并与GPS、GIS技术结合起来进行病虫害分布空间特征的分析，掌握病虫害发生为害的空间动态与时间动态。
技术的进步是无止境的，随着信息技术的进一步发展，将有更多的实用性技术应用于病虫害测报工作，更好地为其服务。
三、讨论
信息技术在我国病虫害测报工作中的应用较为落后，尤其是一些相对成熟的技术尚未从研究领域进人实际应用领域，造成技术资源的浪费。如果能将现有研究成果进行配套组装投入应用，并在现有研究基础上进一步深入研究，不断提供新的技术手段和方法，病虫害测报工作的信息化与现代化指日可待。
论信息技术在环境监测中的应用 篇3
关键词：环境监测；信息技术
前言：环境监测是实现环境保护途径之一，将会危害到人体健康的污染物及环境变化通过科学性化现代技术手段进行定量测取，然后对它的过程与活动进行分析。为环境的规划、科学研究、管理及质量评价等环保工作打好基础，针对环境质量数据的收集、发布及整理等工作，环境监测站发挥着重要作用，环境监测的工作质量对环境保护工作的实现有着直接的影响。但监测站对监测数据的管理和利用以及工作效率等问题一直难以很好的完成，现在，随着计算机信息化技术的广泛推广，以上问题可以通过计算机信息技术进行有效的解决。
1环境监测的意义
环境监测的主要内容是完成环境的保护与管理工作，它对环境保护和人群健康意义非凡。将现在的环境质量标准对环境监测数据进行分析，来对环境质量的情况进行评价。在测定污染物时，污染源查找可根据污染物的分布情况进行判断，在进行监督时要与相关部门合作，科学性的控制污染；如对某一地区的环境监测数据资料进行累积分析，可为测定环境容量，进行总量控制，制定出管理目标，为环境质量提供数据；保护环境是环境监测的最终目的，自然资源的配置要合理，制定环境保护的标准与法律法规，确保人类生存环境的状态良好，在社会效应上，若有突发性的环境污染事件，环境监测部门可进行应急监测，将污染物的走向及其危害程度了解清楚，将动态监测数据及时的提供到污染控制工作中，为生产经营单位，科研机构政府部门的工作环境提供服务性监测。另外，还可以通过环境监测对工作人员进行考核，验收环境污染的质量工作并将其应用到科学研究中。
2.信息技术在环境监测中的应用现状
目前，迅速发展的新技术均以信息技术为核心，使信息化的环境监测成为可能。如今，信息技术的应用广泛，并且已在环境监测中有了显著的成绩，环境监测部门；通过对计算机、遥感遥控、通讯等现代信息技术的应用，建立高效及实用的计算机网络系统，对环境情况进行预期并且掌握，对环境数据通过信息技术进行管理与存储、接收与发送、自动监测设备运行和管理、环境数据发布等，确保为环境管理、环境规划、环境质量评价等诸项工作提供的信息，及时、合理的将环境监测中大量基础性工作完成，在环境监测单位或部门其结果已成为重要财富，为环境污染指数的降低提供帮助。但是目前信息技术在环境监测中还有许多的不足，如信息化应用水平低。专业的计算机人才在环境监测部门比较少。信息安全存在隐患等，由于这些问题造成环境监测信息化的进程有很大的影响。
3、信息技术在环境监测中的应用不足及改进措施
尽管我国环境监测信息化建设自九五起一直是快速发展的状态，但还是存在着还有许多不足。
3.1在环境监测中的信息技术应用不足
3.1.1技术方面，由于越来越严重的因环境污染情况，造成信息技术在环境监测中的要求呀也需要不断加强，需要更强的专业性和技术性，但是环境监测站作为环保局的支柱单位，由于技术人员的配置水平较低，只能做基础性的文件操作及理论方面知识。所以，需要提高环境信息技术人员的整体水平，不断增加学习的机会并扩展培训渠道，使技术方面人才能得到保证，能更高效率开展环境监测工作；3.1.2数据方面，数据是环境监测说话的前提，但是繁杂细锁并大范围的数据广并，并且要将以前及现在所有的监测数据进行全面与深入的了解。得到的并不是全面并真实的最终数据，将在其它环境监测中产生影响，主要原因体现在：数据资料因客观条件与主观态度限制，无法将情况如实反映；不统一的数据资料存储格式，使数据杂乱而难以统计；3.1.3安全方面。指数据的安全，可能发生以下问题：（1）由于工作人员的操作不慎，不能有效的对数据的录入、处理、统计及打印及由于硬件故障、断电、死机、人为的操作失误、程序缺陷、病毒及黑客等造成的数据的损坏或丢失；（2）保密工作不够严谨，资格尚浅的人员或操作员对某些监测数据进行阅读，或在利益的诱惑下工作人员将数据资料泄露。
3.2信息技术在环境监测中应用措施的改进
3.2.1将以上问题解决的重要措施，以信息技术的环境监测综合管理系统为构建基础，环境监测站多数都缺少专职的环境监测综合管理系统，尚不全面的监测相关使用与管理信息，环保部门之间并没有形成一个信息共享链对有效数据进行共享，造成信息单一的情况，所以可以建立环境监测管理系统。环境监测项目设计的实时环境监测为环境监测系统，通过现场监测设备连接来实现实时智能全天候监测。它可将准确、科学的预测信息提供给环境监测与其他部门；3.2.2要将工作人员的整体素质进行提高，培养出高水平与高层次的环境监测技术人员。环境监测的任务越来越重，需要不断提高人员的工作方法和能力；3.2.3保证准确、安全的监测数据。不单需要工作人员的工作更加加细致，还需要监测质量机制不断完善，保证质量。
4.信息技术在环境监测中的发展
为了能将不断发生变化的环境问题解决并满足现在社会的发展，需要对环境监测技术不断地进行改进，研究新的技术手段，保持环境监测中扩展信息的应用，以达到环境技术发展中的要求。在数据融合技术中遥感技术非常重要，针对环境监测以后的发展，信息技术的作用非常重要。首先，地理信息技术和电子设备作为发展基础。通过计算机的监控，准确的定位局部環境发生的变化，使工作人员在发生问题时能及时的作出应对措施。然后，建立多传感器体系结构，对数据融合技术的引进，可整合室内场所或室外场地测定的数据，利用计算机软件来完成计算方法，能最大限度的提高测量结果的稳定性，使工作效率有所提高。
结束语：总而言之，信息技术在环境监测中的应用越来越广泛，使监测效率得到有效地提高，并且更高效、准确、便捷的发展，在技术支持上有效解决了环境的污染问题。结合环境监测中信息技术的应用状况，并对其中存在的各种问题，提出建立完善环境监测信息化管理系统、加强信息安全性工作、注重环境监测信息化人才培养等措施，提高环境监测信息化水平。
参考文献
[1]卢贺，马丹丹，刘炳藴.浅析环境监测在环境影响评价中的地位和作用[J].现代园艺，2011（4）；
信息化监测技术 篇4
以上海为例, 全市有超过19 家单位的650 万个检查井, 井盖破损、缺失、位移等情况时有发生, 由此引起的交通事故和人员伤亡事件时有发生。
井盖是市政基础设施的重要组成部分, 因井盖缺失而形成的“城市陷阱”已成为百姓关心、政府烦心、受害者揪心的社会问题。有必要建立一个有效的信息化管理体系, 实时监测道路井盖的状态, 主动发现问题, 及时解决问题。
1 井盖状态监测内容和方法
正常情况下, 道路井盖覆盖在井座上, 处于水平状态, 平服稳定, 无破损, 顶部与路面平齐, 车辆或行人压过时无变形、无翻翘。
1.1 基于井座和井盖耦合的监测方法
传感器安装在井座上, 通过机械或磁感应方式探测井盖位置是否正常, 工作原理简单, 通过井座连接线缆。图1 为该方法的应用实例。
机械式探测一般利用井盖的重力推动行程开关。井盖缺失时, 重力消失, 行程开关动作, 发出报警信息。由于机械式探测在恶劣环境下难以保障可靠性, 目前多采用磁感应方式。
图2 为上述实例中采用的干簧管传感器, 其工作原理:井盖位置正常时, 干簧管靠近磁铁而闭合。井盖缺失时磁场消失, 干簧管分断, 触发MCU向管理中心报警。
图3 是磁感应方式在光纤传感器上应用的原理。井盖移动时, 磁铁位置移动, 悬臂应力变化, 光纤光栅反射的激光波长随之变化, 波长分析仪测出变化并发出报警信息。
基于井座和井盖耦合的监测方法能有效探测到井盖的缺失, 但对于井盖翻翘、破损以及变形可能探测不到, 功能上有一定的局限。另外, 尽管传感器设在井座有供电和通信方面的便利, 但由于电缆敷设成本高, 在实际应用中仍会受到许多制约。例如上述基于光纤传感器的井盖监测装置, 应用于电力和通信设施有较大优势, 但用于水务和其他管道设施面临沿线敷设光缆的问题。
1.2 倾斜监测方法
井盖倾斜探测装置固定在井盖上。由于井盖的变形或翻翘方向不可预测, 所以井盖的倾斜探测也应该是无方向性的, 本文采用图4 所示的滚珠式倾斜开关。
该开关装置主要包括4 个部件:圆环状电极, 圆盘状电极, 滚珠, 安装上述3 个部件的充满阻尼液体的外壳部件。该开关处于水平状态时, 滚珠依重力落在圆盘状电极底部, 两电极之间分断。该开关在任意方向倾斜达到一定程度时, 滚珠滚动接触圆环状电极, 使两电极闭合, 发出倾斜信号。
该装置构造简单, 可做成全封闭结构以适应各种恶劣环境。其另一个优点是能在倾斜状态下接通电路, 不消耗电能, 利于延长电池使用寿命。
1.3 光照度监测方法
井盖的缺失或严重破损导致白天有光线进入井内, 利用光敏元件探测。如图5 所示, 半导体光敏元件受到光照后导通, A点电位下降, 触发MCU启动与监测管理中心的通信, 报告井盖状态变化信息。
光敏元件封固在透明的胶装物质中, 使其适合在恶劣的环境中。由于尘土和污垢的覆盖会导致感光能力的下降, 甚至完全失去功能。所以光照度监测的方法不适用于污染严重并且不便于维护的环境中。
1.4 其他监测方法
道路井盖状态监测的内容还可以包括加速度、震动、位移、卫星定位 (GPS/BDS) 等, 以获得更多的井盖状态信息。从城市安全和综合信息采集出发, 还可以附加温度、水位、有毒有害气体等监测内容[1]。
增加信息采集内容必然会增加装置的成本和电能消耗, 所以信息采集需综合各方面需求和装置的成本等进行统筹。
2 井盖状态监测装置构成
井盖状态监测装置是由传感器、微控制器、无线通信装置、手动检查装置、电源等部件组成 (见图6) 。
其中微控制器 (MCU) 是监测装置的核心部件, 负责实施逻辑控制和状态编码, 控制通信装置工作。
电源采用低自放电电池, 使用寿命不低于3 a。为延长电池供电时间, 需降低电力消耗。
按目前的芯片制造技术, 低功耗微控制器 (MCU) 的工作电流可以做到微安 (μA) 级, 时钟关闭时的休眠功耗甚至小于1μA。
井盖监测装置中能耗大户是无线通信装置, 尤其在通信条件差的区域, 必须有足够的发射功率才能够保持有效的通信连接。为减少耗电, 可以使无线通信装置处于停止工作状态 (切断电源, 接收部分也停止工作) , 需要时供给电源, 启动通信。
无线通信装置的能耗与通信方式有关。对于采用直接应答的无线通信装置, 启动时间短, 通信时间短, 耗电相对较低;而GPRS/3G/4G等方式的无线通信装置, 启动时间相对较长, 通信时间长, 耗电相对较高。
道路井盖监测装置可以每隔一段时间自动检测井盖状态, 将检测结果上报监测管理中心。
3 井盖状态监测装置的工作环境
井盖监测装置做成标准模块部件, 能适应不同井盖的安装。
对于铸铁井盖, 监测装置可以安装在腹板内侧, 使其不易遭受撞击而损坏 (见图7) 。
由于铸铁井盖的屏蔽作用, 某些情况下无线通信无法正常工作, 需采用特殊天线和在井盖上开窗等方式予以解决。
对于其他材质的井盖, 可以在底部中间位置按标准规格预留监测装置的安装孔洞。
井盖监测装置需要适应极端恶劣的工作条件, 包括最高温和最低温、长时间的日光暴晒和风霜雨雪、积水浸泡、重压、撞击、震动、泥浆和油污的浸润和包覆、窨井内各种有害气体的熏陶等, 还要承受运输和安装过程中的碰撞和敲击。井盖监测装置组合封装在1 个密封盒中, 防护等级为IP67, 抗冲击能力为30 g, 工作环境温度为-40 ~ 60℃, 相对湿度为100%。
4 监测数据的传送
为实现道路井盖状态的实施监测, 在井盖和井盖监测管理中心之间需建立有效的数据通信。
监测数据通过有线和无线2 种方式传送。有线通信方式适用于传感器安装在井座, 通过线缆将井盖监测装置直接连接到监测网络, 技术已成熟。
无线通信方式包括公共无线通信网络、WIFI网络、短距离无线通信等技术[2]。其中短距离无线通信技术可以实现在特定区域内 (通常为数十米) 的图像、语音和数据信息传输, 是目前物联网系统主要采用的无线通信技术, 也非常适用于构建井盖监测信息传输网络, 尤其是基于路灯杆的综合物联网应用。
城市道路沿线均设有路灯, 井盖监测信息传输网络若与路灯监控网络合并, 就能从路灯杆上获得电源和通信组网资源, 路灯杆和道路井盖之间的距离满足道路井盖信息短距离传输的要求。所以利用路灯杆布设用于道路井盖状态信息传输的短距离无线通信网络具有较强的可实施性, 也符合城市信息化设施的发展方向 (见图8) 。
5 井盖信息化管理的要求与方法
5.1 井盖编码
为实现井盖信息化管理, 首先对井盖进行编码, 使每只井盖都对应唯一的标识码, 从标识码判定井盖的类别。
根据城市网格化管理相关标准, 道路井盖属于市政公共区域内的管理部件, 其标识码应由16 位数字组成, 依次为:6 位县级及县级以上行政区划代码、2 位大类代码、2 位小类代码、6 位序列编号, 遵从国家标准CJ/T 214—2007《城市市政综合监管信息系统、管理部件和事件分类、编码及数据要求》的相关规定, 便于数据共享。
5.2 井盖状态信息的编码
井盖状态信息采用可变长度编码结构, 需要包括8 个字节 (见图9) 。
其中6 字节地址标识为井盖状态监测装置的MAC地址, 井盖状态监测装置安装后, 该地址标识与井盖标识绑定, 实时采集井盖状态信息能够映射到井盖属性信息中。状态代码1 个字节, 用以描述井盖的状态和设备状态, 其各bit代表信息内容和定义 (见图10) 。附加字节数为井盖状态信息的扩充留下空间, 无附加信息时, 该字节为0x00。
附加信息长度可达255 字节, 用于描述井盖或井盖所在检查井的其他信息, 如坐标位置、温度、气体浓度等, 具体应用时定义。
5.3 井盖信息化管理系统
基于物联网技术的道路检查井实时监测系统主要由井盖状态监测装置、区域控制器和井盖监测管理中心3 个层次组成 (见图11) 。其中区域控制器利用专用传输网络与井盖状态监测装置组成区域控制系统, 实现与井盖监测管理中心的通信。井盖监测管理中心采用分布式分区管理方式, 对所有道路井盖进行监测和管理。
井盖监测管理中心集成有井盖信息系统、GIS信息系统、告警信息系统等监管平台, 具有信息采集与管理、信息查询、GIS展示、报警处置、井盖权属单位协调、监测装置布防与撤防、统计与报表等功能。
6 结语
经过对试验装置的测试, 表明井盖状态监测装置能够稳定工作, 对设定的故障能够及时报警, 试验系统也能实现道路井盖信息化管理的各项功能。井盖状态监测装置的标准化和产品化工作正在进行, 有望进入推广应用阶段。
摘要：因井盖缺失而形成的“城市陷阱”已成为一种社会问题, 有必要建立有效的信息化管理体系, 实时监测道路井盖的状态, 主动发现问题, 及时解决问题。针对道路井盖可能出现的各类问题, 提出实时监测的内容和方法, 在此基础上构建井盖信息化管理系统, 并进行了初步测试。
关键词：检查井,井盖,井盖监测,信息化管理
参考文献
[1]马爱丽, 曹梦宇, 唐玮璇.基于智能井盖的物联网+市政一体化系统[J].物联网技术, 2016 (3) :65-68.
环境监测信息稿) 篇5
2012年10月12日至2012年10月25日包头市环境监测站现场监测二室对东方希望包头稀土铝业有限责任公司进行了为期14天的环境保护验收监测工作。东方希望铝业是内蒙古包头建设的大型现代化铝电一体化工厂，本次工作主要监测工作项目如下：
园区铝厂：电解车间的粉尘、尘氟、二氧化硫无组织排放的污染源现状进行了全
面监测。
园区电厂：4#、5#、6#、7#、8#高炉烟尘（气），脱硫烟尘（气）有组织排放污染
源的监测。
厂区 ：生产废水和生活废水、厂区噪声和设备噪声监测。
同时规范、准确完成现场监测原始记录、使用记录，和采集样品的保存和交接。东方希望铝业是包头地区大型民营企业，在形成巨大经济效益的同时对包头市环境质量的保持也形成巨大的压力，作为内蒙古自治区重点企业，全国光彩事业重点项目，通过这样的环境保护验收工作使之成为不仅经济效益成功的大型企业，同时也是合理利用资源、节能减排成功的大型企业。此次监测对包头社会经济发展及节能减排，提高资源利用水平有重大意义。希望今后继续努力，持之以恒做好环保工作。
监测二室
环保物联网助推环境监测信息化 篇6
我国的环境管理和环境治理问题已经成为社会迫切需要解决的重点问题。作为继互联网之后的又一次信息技术革命，物联网在环保领域也有着重要的应用价值。在生态文明和建设“美丽中国”的道路指引下，“环境监测信息化”已经从概念阐释进入到政策落实阶段。目前环保物联网已经成为推动中国环境管理升级、解决经济发展与环境保护的矛盾、培育和发展战略性新型环保产业的重要手段。此外，环保物联网对促进我国环保领域公共事业管理的改革也具有重要且深远的意义。
物联网技术应用提高环境监测水平
中国社会正步入一个特殊的环保敏感期，由环境问题引发的群体性事件也不断增多，这些问题处理不好，就会影响经济发展、社会和谐。
我国的环境问题已经处于集中爆发的时期。其中尤以大气污染和水污染最为典型。数据显示，2013年全国平均雾霾天数达29.9天，雾霾发生频率之高、波及面之广、污染程度之严重前所未有。同时，中国的水污染状况也不乐观。中国地质科学院完成的《华北平原地下水污染调查评价》显示，华北平原浅层地下水综合质量整体较差，未受污染的地下水仅占采样点的55.87%，遭受不同程度污染的地下水高达44.13%。
建设美丽中国顺应人民群众追求美好生活的期待，也是中华民族永续发展的客观要求。要想提高环境质量，首要的工作就是控制污染源头。要控制污染源头，则首先要对污染排放量进行监测。
在这个时候，物联网在环境监测上的优势就显现出来了。
物联网环境监测主要通过运用各种物联网技术，对影响环境质量因素代表值进行实时在线测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势，预警和管控环境质量的物联网行业应用。那么其监测范围如何呢？
据悉，物联网环境监测应用主要分为生态环境监测和污染监测，其中生态环境监测可细分生态环境监测、水质监测、大气监测、噪声监测、降水监测、土壤监测、电磁辐射监测、排污监控、森林植被防护等；污染监测则可细分为废气污染源监测、废水污染源监测以及固体废物在线监管等。
以大气监测为例，通过把在线监测仪器、有毒或有害气体传感器布置在污染源、人群密集或敏感地区。当某监测点大气发生异常变化时，传感器通过传感节点将数据上传至传感网，最后交给应用层程序进行处理，应用层程序会根据事先制定的事故应急预案执行处理。对于污染单位排放超标，物联网可通知环保执法单位、污染单位对污染事故进行处理。
而水质监测系统则包括饮用水监测和水污染监测。饮用水监测在水源安装传感器、摄像头等设备，将水质的PH、SO2、铝、铁、锰、铜等指标值实时上传到水质监测中心，实现对饮用水的监测和报警。水污染监测是在污水排放单位安装污水自动分析仪器和摄像头，对污水的CODcr、BOD5、TOC、NH3-N、流量等指标实施实时监控，并将污染信息发送到排污单位、监测中心，对污染事故做出及时有效的处理，防止重大污染事故的出现。
物联网应用到环境监测，不仅为环境管理、污染治理、防灾减灾等提供可靠信息支持，还具有支持科学研究、环境量化考评、安全保障等服务和智能化信息管理、处理机制；并且监测目标范畴也由单纯的环境信息和污染指标扩展到环境、气候、物及人的活动。目前，物联网的相关技术已经应用到了污染源监控、环境在线监控和环境卫星遥感等方面，极大地提高了我国环境监测手段。
环保物联网三套系统分工合作
环境保护的范围涉及到人类经济活动和社会行为的各个领域，由于环境系统本身就是一个复杂、庞大的整体，所以对其进行保护不仅包含对环境要素的认识和理解，更包含着对资源和社会经济活动的综合管理能力。
总体来看，我国环保物联网的体系结构组织可以分为三大块：即对整体环境质量的监测、对污染源的监测以及对突发事件的处理，按照这样的逻辑，环保物联网的监测任务分别指向了重点监测地区、企业和应急事件，也就形成了覆盖不同领域的三套系统，即环境质量综合监测管理系统、企业污染源综合监控系统和环境突发事故应急处理系统。
那么，这三套系统之间是如何分工合作的呢？
首先来看环境质量综合监测管理系统。该系统主要用污染源自动监测设备来感知和识别环保监控数据信息。主要应用范围既包括环境敏感区域，如环境质量监测点、环境功能区、水源保护区、自然生态保护区等，也包括城市污水处理厂、城市垃圾处理厂等环保企业。
目前，我国已经在北京市南部郊区、天津市和河北省石家庄、唐山、邢台、邯郸以及山东省德州、济南及河南省豫北平原等地区推进建设地下水重金属和有机物污染物联网监测体系，目的就是“到2015年底，初步建立华北平原地下水质量和污染源监测网，基本掌握地下水污染状况；加快华北平原地下水重点污染源和重点区域地下水污染防治。”（环境保护部、国土资源部联合印发的《华北平原地下水污染防治工作方案》）
除了水环境质量监测体系之外，我国还在多个地区部署建设了对环境质量水、气、声、沙尘等监测数据的统一监管体系。比如易发生沙尘暴天气的内蒙古就在全区建设了20个沙尘暴自动监测站，以监测空气中总悬浮颗粒物和可吸入颗粒物最大小时浓度。中国环境监测总站在新疆、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、河北和北京等地区建立了沙尘暴监视网。通过监测总悬浮颗粒物、PM10、湿度、温度、气压、风向、风速等来综合反应我国的沙尘暴发生规律。
另外一套系统是针对污染源的企业污染源综合监控系统。
环保行业系统复杂，需要监控的点数量比较多，位置也比较分散。传统的企业污染源监控主要靠放置检验检测装置收集数据，由于监管不定期，所以在实际操作上弊病明显。而企业污染源综合监控系统则是无人值守自动运行的，该系统以图像监控为主、数据监控为辅，结合多种报警功能，可针对所辖区域重点企业（如印染厂、造纸厂、水泥厂、火电厂、垃圾填埋厂等）废气、废水的排污情况、环境安全参数监测（温度、压力、气体浓度、液位等）、环境污染参数监测（CO、有机物浓度等）进行实时监控，实时、直接地了解和掌握各个污染源现场的情况，及时对发生的事件做出反应，操作上简单方便，对预防重大事故发生起到重要的预防作用。比如内蒙古自治区建设的污染企业综合监控管理系统实现了对全区399家企业的838个点位的自动监控，219家企业的262个点位的视频监控。
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第三套系统则是环境突发事故应急处理系统。
随着中国工业化、城镇化的加速推进和自然资源开发强度的不断增加，我国也进入了突发环境事件的多发期。比如我国环境污染事件、生物物种安全事件、辐射事件、海上石油勘探开发溢油事件、海上船舶、港口污染等环境突发事故逐年增多。如何应对突发环境事件，建立和完善突发环境事件的防范机制，已成为各级政府和民众关注的热点问题之一。
环境突发事故应急处理系统则在具体应用层面上显示出其价值。环境突发事故应急处理系统利用物联网、“云计算”、以及卫星支持的3S等信息技术手段有效地支持环境应急工作开展。
比如以“中国环境一号”A、B卫星为代表的光学卫星拥有热红外相机、超光谱成像仪等多种遥感探测设备，具有中高空间分辨率（相机空间分辨率达到米）、较高时间分辨率和高光谱分辨率，环境一号卫星在沙尘暴检测、区域生态环境动态变化检测、地震、泥石流等环境风险排查方面发挥了重要作用。
一旦发生险情，突发事故应急处理系统结合距离事发地最近的环境质量自动监测站数据，根据系统内置的多种污染源扩散模型算法，模拟事故发生时污染物扩散趋势，用以支持环境监测点部署及应急指挥的业务需求。这样就可以落实突发环境事件应急预案，提高处理突发环境事件的快速反应能力。
环保物联网建设热潮涌现
环境污染问题是关系到一个国家和民族前途和命运的问题。无论是西方还是东方，绿色环保理念越来越深入人心。环保物联网作为推动环境信息资源高效、精准的传递，支持污染源监控、环境质量监测监督执法及管理决策等环保业务的综合系统，正在赢得世界广泛的认可。
目前，环保物联网在世界已经有了很多应用案例，例如美国开发的用于实时监测城市环境污染数据的“CITY SENSE”监测系统，用于监测大鸭岛海鸟栖息情况的生态监测系统、澳大利亚用于监测蟾蜍分布情况的生态监测系统等。此外，瑞士巴塞尔大学、苏黎世大学与苏黎世联邦理工学院联合启动的“PERMA SENSE” 项目，目的在于应用物联网对阿尔卑斯山地质和环境状况进行大范围深层次长期监控。
香港科技大学和中国海洋大学联合开展无线传感网络平台Ocean Sense，用于海洋环境监测。该平台设置20个监测节点，用于采集和分析处理温度、光强、信号强度等海洋环境参数。清华大学、香港科技大学、西安交通大学、浙江农林大学等高校联合开展的“绿野千传（Green Orbs）”森林生态物联网，则部署了1000多节点，主要用于监测森林的温度、电压、光照等生态指标。
科研只有最终服务于社会，才会真正实现它的价值。虽然以上的应用案例目前大多属于科研应用，但正是这些科研应用项目带动了环保物联网在污染防治、生态保护等领域落地项目的实施。
近两年来，随着环保物联网技术的发展，成都、无锡、山东等先后被确立为国家环保物联网示范省、市，并且已经有了许多环保物联网技术的应用案例。
例如江苏省打造了基于物联网技术的“1831”生态环境监控系统，实现了对全省饮用水水源地、水环境、空气环境、辐射环境等各种环境监控要素的“全生命周期”监管；内蒙古自治区建设了基于物联网理念的环保监控平台，在全国首创实现了对污染源自动监控、环境质量监控及环境风险监控的统一集成整合，全面提升了全区的环境监管能力。此外，还有我国在无锡部署的太湖水环境监测示范工程，山西省的污染源自动监控管理系统，正在建设中的南水北调中线工程水源地及沿线水质监测预警关键技术研究与示范工程，以及计划实施的湖南“智慧湘潭”工程等。
按照《国家环境监管能力建设“十二五”规划》，环保物联网建设内容包括环境质量、污染源、危废转移、环境监管物联网四类，通过物联网、云计算和大数据分析等技术的结合，助推环境管理能力的提升。随着环保物联网技术的不断成熟和应用规模的不断扩大，一个集监测、监控和监管三位一体的全国智慧环保物联网应用体系初步形成。
环保物联网已成为现阶段巩固污染减排成果的有效手段。2014年7月，国家环境保护部公告称，同意建设国家环境保护物联网技术研究应用（无锡）工程技术中心。该中心将通过应用物联网海量集成技术、细化污染源监控系统全方位架构、强化数字环境管理，带来环境管理模式的重大转变。这对探索中国特色环保监控管理新道路、确保污染减排取得实效具有十分重要的意义和应用价值。
环保物联网的体系结构需要重新梳理
环境问题从来都不是孤立的问题。环境事故的发生，涉及到社会管理、环境规划、技术支持、司法立法等众多领域。同样，环境保护工作也需要环境监督、环境监测、环境决策、环境规划、环境立法、环境评价等工作的协同配合。
目前，我国的环保物联网建设已经基本实现了环境监督、环境监测这两个功能，对促进污染源的监管和建立新的管理模式起到了积极作用。但如果要实现环保物联网的第三个功能，即环境服务功能，我国依然面临很多挑战。
因为如果以“服务理念”为出发点，环保物联网就需要承载更多的功能。比如通过对各类环境数据的有效整合和集约共享，进行环境变化趋势预测、环境承载能力分析，来辅助政府进行环境管理决策；通过实时监测企业污染排放和生产工况，辅助企业进行生产工艺优化、节能减排决策；通过环保物联网和其他领域物联网关联，辅助交通运输、城市管理、风险防范等其他领域的管理和服务等。
按照这样的逻辑，未来的环保物联网就需要超出目前的体系结构进行重新梳理和安排。
在不久的未来，环保物联网将不仅包括环境质量综合监测管理系统、企业污染源综合监控系统和环境突发事故应急处理系统，还会出现决策支持系统、环境变化趋势预测系统、交通运输辅助系统、灾后评估系统和培训演练系统等，让企业和社会通过环保物联网向服务政府环境管理、服务企业守法、服务公众参与并重转变。未来，我国环保物联网的建设模式不仅要进行统一筹划，相关的人才质量和其发展需求也需要持续保障。从总体来说，物联网环境监测在中国仍处于前期产业链完善阶段，市场呈零星分散化形态、品牌集中度较低，要实现环保物联网的体系结构的重建，还需要企业、政府和业内研究人员的共同努力。
我国电子信息领域的技术监测研究 篇7
电子信息产业对促进国民经济发展具有重要的作用, 随着电子信息技术的不断发展, 加强对电子信息领域的技术监测是对解决电子信息产业发展中的一些问题具有一定的指导意义, 同时还可以为相关企业提供比较可靠的定量分析依据, 因此研究电子信息领域的技术监测具有重要的意义。为更加清晰具体的分析电子信息领域的技术监测, 本文选择科技信息监测技术为例进行分析。
1 技术监测的概述
1.1 技术监测的概念
技术监测是对过去、现在以及未来科学、技术、经济以及社会的系统研究, 是以科学技术信息、数据为基础, 通过电子信息技术手段, 结合相关智力方方面的专家, 对科学活动进行的监视、测量以及分析的方法。技术监测的目的就是通过对技术管理活动的监测提供相关的动态信息, 从而提高人们应用电子信息技术的水平。
1.2 技术监测的特点
(1) 科学性。技术监测是对各种数据库、科技文献以及互联网络的信息资源进行数据挖掘, 从而为社会的决策提供广泛的数据支持, 因此技术监测必要要具有科学性, 不能随意的对相关数据进行分析与定性; (2) 经济性。技术监测可以通过对小范围的数据库等进行发现, 就可以获得我们所需要的科学数据, 从而避免了传统信息评估过程中高成本运作; (3) 独立性。技术监测就是从大量的科技资源数据中发现显性以及隐性的信息资源的过程, 这一过程不受任何方面的限制, 因此其具有严格意义上的独立性。
2 基于LDA主题模型的科技检测体系
如何在众多的科技文献中发现与抽取文献中具有隐形的语义结构, 是当前信息领域监测所主要面对的问题, 而LDA主题模型文档建模就是以“主题”为研究对象, 通过构建拓扑结构文档表示空间, 以此研究科技文献中如何进行主题挖掘的监测问题。
2.1 主题的定义
主题在广义上属于对整个文献的概述与汇总, 是对文献思想的升华。在确定“主题”前需要认点, 主题的内涵形式化表达方式多样, 根据具体的文献资料, 文献内容特征表示深度排序为:主题>主题词>关键词。在主题建模表示中, 文档的内容一般包括若干个主题, 而文档中的特定词汇则可以表现为建模的特定主题, 比如我们在分析一篇“文本挖掘”, 一半内容属于自然语言处理、五分之二属于概率统计, 五分之一属于计算机, 另外五分之一表示其它主题:自然语言处理容易出现的词汇包括:文本处理、语法、句法分析以及数据预处理;概率统计容易出现的词汇:概率、模型、召回率以及准确率;计算机容易出现的词汇:系统、时间复杂度、空间复杂度。
2.2 基于主题模型的科技监测体系结构
2.2.1 相关问题分析
基于主题模型的科技监测体系结构主要解决以下问题:如何从大规模的领域文本中发现挖掘隐含的主题?如何对主题的强度进行度量?如何分析主题演化?如何结合科技监测服务内容以扩展基于主题模型的衍生应用?
2.2.2 科技监测体系结构
首先将收集的领域文档集合进行时间片划分和文档与处理工作;其次依照LDA主题建模方法对已处理的文档集合后形成的特征词进行主题建模, 从而挖掘隐含的主题;最后进一步挖掘主题模型在科技监测中的深层次应用。
3 基于主题模型的电子信息技术检测原型系统设计
3.1 信息技术监测原理系统设计
信息技术监测就是对我国的信息资源进行相关的信息处理预计分析, 实现对我国电子信息活动的评估与监测, 根据主题模型信息监测系统总体分为三层结构模式, 即数据层、逻辑层以及服务层。具体设计如下:
3.1.1 数据层
数据层主要是从相关信息的来源角度分析, 监测的数据源主要是来源于我国各大文献数据库:电子信息期刊、电子报告以及电子产品文献等, 因此这些资源载体是构成数据层的主要数据库, 数据需求库是储存电子信息文献结构化数据, 并且通过数据访问接口与逻辑层进行交互。
3.1.2 逻辑层
逻辑层是整个信息监测系统的核心, 也是数据层实现分析建模的过程, 逻辑层设计为三层结构的多元化监测模型, 第一层为文献计量学层;第二层为社会网络层, 它是运用社会网络技术方法从网络拓扑结构实现对中心度测量的监测指标;第三层是主体建模层, 它主要是通过建模的方法对潜在的语义进行自动化的分析, 从而找出主题。
3.1.3 服务层
服务层主要分为基础监测服务和衍生监测服务。基础检测服务就是基于主题模型的方法对主题监测识别和追踪, 是该该系统进行演示的主要部分。衍生检测服务主要是基于主题模型的拓展应用考虑。
3.2 实验数据准备
3.2.1 实验数据载体
对科技信息的监测主要是建立在科技文献的载体形式上, 通过对科技文献载体的数据分析获得实验数据, 本文选择科技报告作为实验数据载体形式。在对科技报告进行建模前要对科技报告的特征进行准确的分析, 以便能够准确的反应科技信息监测技术。科技报告文献具有以下特征: (1) 蕴含明确的学术主题。可以说每篇科技文献都具有清晰的研究主题, 而且基于科技研究对象的严谨性, 每篇文献的构成词也具有科学严谨的特征, 因此可以直接用文献中的构成词来表示主题; (2) 科技报告都具有较高质量的文本内容和文档结构。整个科技报告的内容都比较完整, 噪声存在的可能性非常少, 而且企业拥有清晰的文档结构, 可以根据不同的研究对文档进行分割; (3) 科技报告的题名等能够准确的反映全文的内容特征。
3.2.2 数据加工
本文研究的实证数据来源于国家科技图书文献信息中心数据库, 选择“微博放大器”和“功率放大器”领域, 检索的条件为题名、关键词以及文摘, 检索时间截止到2013年12月30日, 经过相关筛选得出446篇科技报告文学。但是由于我国科技报告的数据库功能相对还有许多不完善的地方, 因此无法直接实现已经分割的特征元数据, 需要人工将下载的文档数据进行数据转换、数据预处理以及数据格式化。数据转换我们都知道就是讲下载的文档转化为模板的数字形式;数据预处理主要包括:特殊符号的归一化处理, 比如将文档中的一些符号进行删除处理, 实现字符的统一性, 比如对阿拉伯数字进行删除保证相关数据被系统认可、对文档中的一些停用词进行抽取, 而对于抽取的词汇则用分隔符“;”代替、根据科技报告的数据将其按照年份进行划分, 一般以10年为一跨度的原则进行划分。
3.3 实现工具平台
到目前为止, 针对LDA主题模型有了很多版本的软件, 本文主要采取Gildable开源工具进行主题建模, 实现原型系统。Gildable是一种基于Java的版本, 其主要采取Gibbs采样技术进行参数估计与推理。
4 结束语
总之, 通过对电子信息领域内技术进行检测可以及时掌握最新的电子信息技术, 从而为电子信息技术的发展提供具体的发展细节, 为电子科技人员提供我国以及世界上先进的电子技术科研成果, 提高电子信息技术相关文献的利用价值, 是对电子信息领域监测的主要任务与使命, 通过对电子信息领域的建模监测技术可以促进我国电子信息技术的不断发展。
摘要：本文通过对电子信息领域技术监测的概述, 以信息文献中“主题”的建模为切入点, 构建“文档-特征词-主题”三层拓扑结构的主题模型, 并且设计并构建基于开源平台的科技监测原型系统。
关键词：电子信息,技术监测,主题模型
参考文献
[1]任志安, 王一刚.《电子信息领域“十二五”技术标准体系建设方案》解读[J].信息技术与标准化, 2014 (10) .
[2]李树涛.浅谈电子信息技术的应用特点[J].电子世界, 2014 (07) .
[3]李丹.我国电子信息技术发展中的问题及趋势研究[J].电子制作, 2013 (07) .
浅谈环境监测信息技术的应用 篇8
所谓环境监测信息技术的应用, 也就是说, 借助于先进的信息技术, 更加科学有效地反映各种各样的环境问题, 有利于获得准确的环境监测结果, 最终有利于保护环境。在现阶段, 有必要进一步推广环境监测信息技术的应用, 从而切实促进环境监测工作的有效开展。接下来, 本文将从不同的角度来深入地探索环境监测信息技术的应用。
二、办公自动化技术在环境监测工作中的应用
通过办公自动化技术在环境监测工作中的应用, 并且结合环境监测工作人员的具体需求状况来开发设计出科学有效的环境监测办公自动化管理软件平台, 从而切实最大限度地提高环境监测工作的透明度, 切实有效地节约环境监测工作的办公成本, 并且最大限度地提高环境监测工作效率。与此同时, 在办公自动化技术在环境监测工作中的应用的过程中, 必须切实有效地提高相关的环境监测工作人员的计算机操作能力, 从而避免出现环境监测中的漏洞。另外, 建立基于数据库的环境监测内外部信息平台以及信息发布系统, 从而保证环境监测工作能够实现电子化办公的效果, 保证分布在不同的区域中的环境监测工作人员能够不再受到地域空间的约束, 真正最大限度地保证环境监测工作的准确性和有效性, 同时最大限度地减轻环境监测工作人员的工作压力。
三、计算机网络技术在环境监测工作中的应用
在现阶段, 计算机网络技术取得了飞速的发展, 计算机互联网是当今时代的人在工作、生活和学习过程中必不可少的关键技术。通过计算机网络技术在环境监测工作中的应用, 有利于实现环境质量信息资源的相互共享, 能够将处于不同的地域的计算机系统借助于通讯设备和线路进行互联互通, 形成一个强大的环境监测数据库, 达到及时有效地传输和处理各种各样的环境质量信息的目的, 能够真正切实有效地为环境管理部门的科学决策奠定坚实的基础, 并且提供给广大的人民群众更加准确、可靠的环境质量信息。
与此同时, 为了真正达到环境质量信息资源共享的目的, 环境监测网络平台应该采用100兆的交换式以太网, 这种以太网的技术是非常先进的, 能够提供非常快速的数据传输速率, 也能够非常快捷地进行升级和扩展。在搭建环境监测网络平台之前, 必须高度重视其网络布线工作。在进行环境监测网络平台的网络布线工作的过程中, 必须做到统筹全局、综合规划, 保证一个房间最低必须设置两个端口。一般来说, 应该采取星型拓扑结构, 这种拓扑结构比较简单, 成本也不高, 排除线路故障也非常简单方便, 倘若网络连接出现问题, 通常仅仅会使一台计算机不能够正常工作, 非常容易进行隔离。
另外, 在计算机网络技术在环境监测工作中的应用更加广泛的新形势下, 如何保证网络安全也正在变得比以往更加重要。因此, 可以保证环境监测网络平台的服务器采用双机数据备份方式, 并且在环境监测网络平台中安装病毒防火墙, 真正避免网络黑客的非法入侵。在此基础上, 也应该在环境监测网络平台之中安装金山毒霸、瑞星杀毒等等各种有效的杀毒软件, 真正对于应用程序、数据库给予科学有效的安全防护。
四、空间模型管理与模拟技术在环境监测工作中的应用
通过空间模型管理与模拟技术在环境监测工作中的应用, 能够保证环境监测工作从以往的“点”直接地拓展到“面”上, 实现点面结合。与此同时, 能够实现环境监测工作人员对于各种各样的环境污染问题的提前预测预报能力的大幅度提高, 非常有利于搭建以环境突发事件服务为基础的环境监测预报评估平台。
五、遥感技术在环境监测工作中的应用
在现代地理信息系统中, 遥感图像与数据是核心来源。遥感图像是一种综合性的地理信息源, 其中包括了各种各样的地理要素, 并且也能够提供空间信息, 能够保证地理现象的空间分布具备更加真实可靠的定位、定量数据。遥感数据可以使得地理综合体的形象以及概念变得形象化, 并且, 又能够向环境监测工作人员展示出全球性质的交织在一起的可见景观实体影像。人地关系是非常复杂而且也是非常难分的, 通过其中的相互依存及相互制约的关系, 环境监测工作人员可以由此及彼、由表及里、超越直接的想象, 根据间接的标志, 获取非常丰富的二次信息。由此看来, 我们能够将遥感技术定义为一种能够综合运用物理方法、数学方法和地理方法的数据获取技术。在现阶段, 遥感技术已经不仅仅是一种非常孤立的技术, 这种技术也能够和GPS全球定位系统、地理信息系统以及计算机网络技术之间相互联系, 从而可以为环境监测工作人员提供多维和动态的环境监测数据。在环境质量监测工作的过程中, 通过遥感技术在环境监测工作中的应用, 必须深入地把握大气层中那些能够产生辐射的微量气体在空气之中的具体分布状况和变化情况, 主要包括一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、二氧化硫等等, 从而为保证环境质量提供良好的基础。
结束语
综上所述, 本文深入地研究了环境监测信息技术的应用, 主要包括:办公自动化技术、计算机网络技术、空间模型管理与模拟技术、遥感技术。希望通过本文所研究的几种信息技术在在环境监测工作中的应用, 能够保证环境监测工作人员更加及时有效地获取到和环境质量问题密切相关的地理图件信息, 也保证环境监测工作人员能够更加及时有效地得到和环境质量问题密切相关的报表、地图、文字材料, 真正促使环境监测工作人员更加真实地把握我国的环境问题, 以便促使我国的环境保护工作做得更好。
参考文献
[1]胡鹏洋, 周卉.环境监测中信息技术应用的探讨[J].科技与企业.2013 (03) .
[2]蔡彬彬, 张云.基于无线传感器网络的水环境监测系统设计[J].人民黄河.2012 (08) .
信息化监测技术 篇9
关键词：基坑工程,时效曲线法,工程类比法,预测
在基坑开挖过程中,对基坑支护结构以及周边环境的变形等进行跟踪监测的目的之一就是保证周边环境安全。目前在实际工程中,基于监测信息进行环境安全性控制的基本思路主要是[1]:将房屋、路面与管线等实测的变形与事先拟订的报警指标进行比较,在出现报警的情况下查找报警原因、采取相应的工程措施(图1)。
应该说这种控制方法对于避免重大安全事故,保证基坑自身与环境安全具有明显的效果。但由于该流程在监测过程中只将累积变形以及日变形量与报警指标进行比较,因而评判结果只能够反映当日基坑周边环境是否安全,而无法预测下一个施工时段周边环境是否安全。往往在环境已处于危险边缘的情况下继续施工,最终导致在后期施工中即使发现了不安全苗头,已难以控制。
因此为全面控制周边环境不出现安全事故,还需要利用监测信息结合理论手段对基坑自身与周边环境下一个施工阶段的安全性进行超前预测,在预测到可能出现不安全苗头的情况下,及时对设计与施工进行调整,从而超前排除不安全因素。图2所示为安全性控制新流程。
对下个施工阶段环境变形情况进行预测的方法主要有数值模拟法、时效曲线法与工程类比法等。其中数值模拟法需要的理论分析复杂、计算工作量大,主要在一些重大工程中使用。本文将结合两个具体的工程实例来说明时效曲线法与工程类比法在一般的基坑工程中对预测基坑周边环境变形情况,提前排除施工中的不安全因素的有效性。
1时效曲线法
时效曲线法是以已开挖的实测数据为基础,以泊松曲线为预测模型对下一施工阶段的变形量进行预测的方法。
泊松曲线为[2]:
(1)式中: yt——t时刻对应的预测值,为长度单位; t——时间;a、b和k——待定的正参数,无量纲,的量纲为时间的倒数,的单位为与相对应的长度单位。利用时间序列求出上述三个待定参数,从而可对今后的进行预测。
可利用三段计算法求时效曲线方程中的各个参数[3]。三段计算法有以下两点要求:(1)时间序列中的数据项数或时间的期数n是3的倍数,并把总项数分为3段,每段含n/3=r项;(2)自变量t的时间间隔相等或时间长短相等,前后连续,期数t由1开始顺编,即取t=1,2,3,…,n。按此要求,则时间序列中各项数分别为y1,y2,y3,…,yn。将其分为3段:
第1段为t=1,2,3,…,r;
第2段为t=r+1,r+2,r+3,…,2r;
第3段为t=2r+1,2r+2,2r+3,…,3r。
则:
s1,s2,s3,分别为3段内各项数值的倒数和。
1.1工程概况
城东干道隧道基坑开挖区地表分布有0～7.6 m的人工填土;其下分布的第四系全新统地层,厚度在30～40 m之间,主要由粘土、粉砂、亚砂土、淤泥质土与亚粘土组成。本区间隧道采用明挖顺筑法施工,挡土墙采用钢筋混凝土及片石混凝土,支护结构采用了水泥墙、SMW工法与钻孔灌注桩等多种形式。
1.2监测系统设置
本基坑等级为一级基坑。根据相关规范[4,5]与设计要求,结合施工环境和工况情况,本次监测确定了以建筑物沉降与倾斜、坑周地表沉降、钻孔桩测斜等项目为监测重点。具体监测项目和监测报警值见表1。
1.3监测数据分析
瑞金路2号建筑位于瑞金路口的东南角,共3栋建筑(图3),距离基坑约20m。其所对基坑挖深约13-15 m,地质勘察该地段下层均为粉质性黏土、淤泥质填土及亚拈土等。10月18日—21日基坑挖深达12m,但二、三道支撑依旧未能及时安装,此时FW-5点已沉降达14mm(图3)。此时,监测单位以16日9:00-21日9:00之间的监测数据为基础,运用时效曲线法对下一阶段的沉降值进行了预测。表2为实测数据和预测数据之间的比较。
注:以16日9:00为时间零点
从表3可以看出,在前120 h之内(即16日-21日)的预测数据和实测数据之间的差异较小,说明预测模型的精度能够满足工程要求,预测数据是可用的。于是监测单位根据预测数据的特点(120 h之后(即21日以后)FW-5点的沉降量成快速增长趋势)且淤泥质土具有蠕变特点预测:在不设置二、三道支撑的情况下如果按照以往速度进行垫层与底板施工,2栋建筑会继续沉降,沉降量和倾斜度将极有可能出现超过报警值的情况。因此立即督促施工单位安装2、3道内支撑,并建议在1到2天内将垫层浇筑完毕,施工单位在采纳以上建议后立即实施,房屋沉降与倾斜度都得到有效控制(图4)。最后房屋最大倾斜度为0.9‰,房屋面前的路面裂缝在扩展到距离墙体约1米左右的距离停止,没有出现裂缝上墙的现象(图5)。
2工程类比法
工程类比法就是根据地质水文条件、支撑方式以及周边环境条件基本相同工程实测时程曲线或经验公式对本工程的变形进行超前预报,从而判断后期施工是否安全的一种方法。
2.1工程概况
拟建南京城市快速内环北线二期隧道工程设计里程为K2+354.401～K3+800.036,地质分层情况为:第一层为人工填土,层厚3米左右,第二层为亚砂土-粉细砂,第三层为亚黏土-淤泥质亚黏土,(如图6所示)。基坑开挖大部分集中在第二层土体。支护结构为钻孔灌注搅拌桩,水平支撑三道,水平距离8米,基坑内竖向设钢支撑。
2.2监测系统设置
基坑两边建筑比较密集,在监测区段内,离基坑比较近(大约20 m,约两倍基坑开挖深度)的主要有三幢建筑:华夏银行、南京工业大学办公楼(1号楼)、南京工业大学二层办公楼(2号楼)。其中2号楼为砖砌结构,其他两座建筑为砖混结构,因此,将基坑定为一级基坑。根据基坑等级和相关技术规范[4,5]以及周边环境和地下管线要求,本次监测的主要项目及其报警值见表3。
2.3监测数据分析
由于施工安排的需要,施工单位采用了分段施工的方法,首先对靠近1号楼的基坑(K2+970-K3+047)进行了开挖与主体结构施工,而后对剩余区段(K2+900—K2+970)进行开挖施工。由于两个区段的地质水文条件、支撑方式以及周边环境条件等都基本相同,因此先期施工区段的监测信息不仅对本区段进行安全性控制具有实际意义,而且对于后期区间基坑施工,尤其是民国建筑的保护具有重要的指导意义。
于是监测单位在完成先挖区间K2+970-K3+047的施工监测后,及时对该区间的监测数据进行了统计分析。图7反映了从7月5日-8月24日这个时间段内,支护最大水平位移随时间的变化趋势,图8为1#建筑最大沉降在8月5日-24日变化趋势。从这两个图可以看出:7月25日开挖见底后,基坑支护结构与附近的建筑都还持续沉降,直到8月16日左右才趋于稳定,整个的变形时间持续了将近3周时间。表5则将开挖见底前后的总位移进行了统计,由表可见基坑开挖见底后的支护结构水平变形量达到了支护结构总水平变形量的50%左右。
监测单位基于以上分析数据指出:先期开挖区段由于局部止水帷幔失效,基坑开挖见底到底板浇筑成型时间太长(3周左右),深层软弱淤泥质黏土在周边环境超载作用下持续向坑内变形等是导致周边建筑沉降持续增加的主要原因。
因而监测单位对剩余区段(K2+900—K2+970)的施工提出了:分块开挖、单块加快开挖速度与将基坑见底到底板成型时间缩短到1周等具体的施工控制建议。施工单位按照以上建议进行了施工控制,从而确保了靠近K2+900—K2+970区间2号建筑的沉降测点累计变形量小于报警值(图9),而且靠近K2+900—K2+970区间2号建筑的最大倾斜度明显小于靠近(K2+970-K3+047)区间2号建筑的最大倾斜度,有效了抑制了建筑原有裂缝的扩展(图10)。
3结论
1)集超前预测于一体的安全性控制新流程和传统控制流程相比,具有能超前预测是否可能出现安全事故,提前采取有效措施的优势。
2)时效曲线法在有有规律的监测数据的条件下,能够定量的预测到下一施工阶段的变形量,为判断是否可能出现安全事故提供数据依据。
3)工程类比法对于那些地质水文条件、支撑方式以及周边环境条件基本相同但缺少有规律监测数据的工程来说,预测下一施工阶段的环境安全性比较有效。
参考文献
[1]王臣,孙书河.深基坑施工中的工程测量.山西建筑,2007;33(13):352—353
[2]赵锡宏.大型超深基坑工程实践与理论.北京:人民交通出版社.2005:100—101
[3]国文涛.基于泊松曲线的路基沉降预测方法.黑龙江交通科技,2007;9:55—57
[4]广东省工程建设标准化协会.建筑基坑技护工程技术标准规程DBJFF15-20-97.广州:广东省工程建设标准化协会出版社,1998
信息技术在环境监测中的应用研究 篇10
1 信息技术在环境监测中的应用现状
信息技术推动了新科技革命的新的浪潮, 信息技术也为环境监测的进一步信息化提供了基础。目前, 信息技术在环境监测中的应用越来越广泛, 并且信息技术的应用已经取得了一定的成果。环境监测单位利用计算机、遥测遥控和数据库技术等先进的信息技术, 提高了掌握环境情况的效率, 实现了对环境信息数据的储存与管理、数据共享和自动监测设备运行等, 进而提高了环境监测工作的质量, 利用信息技术监测环境的结果也成为我国环境监测部门的主要数据来源。
但是, 现在我国信息技术在环境监测中应用还存在很多不足之处, 主要包括信息化应用的水平不高、缺乏环境监测信息化人才和存在信息安全隐患等, 这些问题在一定程度上阻碍了环境监测信息化的进程。这就是目前我国信息技术在环境监测中的应用现状, 因而我国急需采取措施提高信息技术在环境监测中的应用。
2 环境监测信息化应用的改进措施
2.1 建立完善环境监测信息化管理系统
环境监测是一项复杂的工作, 又是一项系统化的工作, 并且环境监测工作的范围非常广泛。但是, 由于我国环境监测工作人员的能力不足, 因而在我国实现环境监测过程的信息化显得非常困难。因此, 为了提高环境监测的效率, 环境监测部门应该及时采用功能更高和效率更好的信息技术进行环境监测, 进而将计算机信息管理系统和环境监测工作有效地结合, 从而提高环境监测的质量。环境监测单位通过建立完善的环境监测信息管理系统, 不仅能够获得完整的数据, 还有助于进行较好的数据分析, 从而能够为环境管理和规划提供有效的数据。因此, 建立完善的环境监测信息化管理系统显得至关重要。
2.2 加强信息保密性和安全性工作
加强环境监测数据的安全性和保密性对于进行环境保障工作的深入发展非常重要。目前, 我国一些环境监测单位的信息系统经常会遇到病毒感染和黑客入侵等问题, 使得环境监测管理信息系统存在很多安全隐患。因此, 提高环境监测工作人员的专业素质, 同时完善环境监测信息化管理系统, 能够较好地消除环境监测信息化过程中的安全隐患。为了加强信息的保密性和安全性, 环境监测部门应该做好以下两个方面的工作, 第一, 环境监测单位及时建立完善的保密制度。环境监测单位还应该安装防毒软件以防止环境监测信息系统能够隔离网络病毒, 进而做好数据保密工作, 提高环境监测数据保存的安全性。第二, 提高环境监测工作人员的工作态度, 及时消除信息安全隐患, 减少环境监测信息系统的数据安全性。
2.3 注重环境监测信息化人才培养
随着环境问题的不断加重, 人们对环境监测问题也越来越重视, 因而环境监测工作的任务也越来越重要。然而, 环境监测信息化的要求比传统的环境监测建设的要求更高。因此, 我国环境监测单位应该注重环境监测信息化人才的培养, 从而建立高素质的信息化人才队伍, 以满足环境监测的工作。加强环境监测信息化人才的培养一般包括以下几个方面, 第一, 环境监测单位转变人才培养的观念, 加强对环境监测人才的信息化技术培养, 不断强化环境监测工作人员的综合素质。第二, 环境监测单位还应该建立完善的信息化人才培养的考核制度, 加强对环境监测信息化人才的优化, 同时, 还需要加强对人才选拔的工作。第三, 环境监测信息化技术人员也应该及时加强自身的学习, 不断提高自己的工作能力, 更好地掌握环境质量的变化情况。
3 结语
总而言之, 信息技术在环境监测工作中非常重要, 随着信息技术的使用, 有效地提高了环境监测的效率和准确性。为了解决环境监测问题的技术问题, 需要掌握信息技术在环境监测中的现状, 针对其存在的问题提出提高信息技术在环境监测中的效率, 从而提高环境监测的信息化水平, 使得环境监测技术能够更好地解决环境污染问题。因此, 现阶段研究信息技术在环境监测中应用具有非常重大的现实意义。
摘要：随着现代信息的不断爆炸, 信息技术已经深入到社会的各个层面, 尤其是在环境监测方面, 信息技术的使用越来越受到人们的关注, 但是, 现在信息技术在环境监测中的应用还存在很多问题。因此, 研究信息技术在环境监测中应用具有非常重大的意义。本文介绍了我国信息技术在环境监测中的应用现状, 提出了环境监测信息化应用的一些改进措施。
关键词：信息技术,环境监测,应用研究
参考文献
[1]王丽宁.浅谈信息技术在环境监测中的应用[J].科技创新导报, 2013 (05) :157.
[2]贾延波.信息技术在环境监测中的应用[J].理论研究, 2012 (12) :97.
八月农产品市场监测信息 篇11
稻米
国内大米价格基本稳定
8月份，早籼米批发价1.77元/斤，环比跌0.6%；晚籼米批发价1.94元/斤，环比跌0.5%；粳米批发价2.21元/斤，环比涨0.5%。
国际米价继续反弹
8月份，国际大米价格（曼谷离岸价，25%破碎率）为508美元/吨，环比涨4.5%，同比涨23.6%。
国际大米到岸税后价高于国内
8月份，泰米离岸价1.63元/斤，比国内晚籼米批发价低16.1%，价差比上月扩大0.03元；到岸税后价为2.02元/斤，比国内高4.1%。
7月我国大米进出口均减少
7月份，我国出口大米1.2万吨，环比降64.8%；进口大米5.3万吨，环比降2.8%。1-7月，我国累计出口大米25.5万吨，同比降35.2%；累计进口大米40.1万吨，同比增106.9%。
全球大米产需基本平衡。联合国粮农组织（FAO）最新预测，2011/12年度，全球大米产量4.76亿吨，同比增2.7%；消费量4.70亿吨，同比增2.2%；贸易量3200万吨，同比增0.3%；期末库存1.43亿吨，同比增4.8%；库存消费比30.5%，比上年度上升1.4个百分点。
小麦
新麦价格持平略涨，陈麦价格稳中有跌
8月份，新麦市场白麦、红麦、混合麦国有企业收购价分别为每百斤100.87元、98.65元、98.75元，环比分别涨0.4%、0.9%、0.2%；个体粮商收购价分别为99.94元、97.09元、98.32元，环比基本持平。陈麦市场普通小麦批发价1.02元/斤，环比跌1.8%；优质麦批发价1.27元/斤，环比跌1.17%。
国际小麦价格明显上涨
8月份，墨西哥湾硬红冬麦（蛋白质含量12%）离岸价338.5美元/吨，环比涨10.1%，同比涨18.9%；堪萨斯期货交易所硬红冬麦平均期货价为299.57美元/吨，环比涨9.5%，同比涨14.5%。
国际小麦到岸价再次高于国内销区价
8月份，美国墨西哥湾硬红冬麦（蛋白质含量12%）离岸价折人民币1.09元/斤，比优质麦产区批发价低0.18元/斤，价差较上月缩小0.11元/斤；到岸税后价约1.48元/斤，比同期国内优质麦销区价每斤高0.09元。
7月我国小麦进口大幅下降
7月份，我国进口小麦产品10.85万吨，环比减61.4%，同比减18.5%；出口1.78万吨，环比减16.7%，同比增22.1%。
预计2011/12年度全球小麦产需缺口缩小
国际谷物理事会8月预计，2011/12年度全球小麦产量6.77亿吨，同比增4.0%；消费量6.78亿吨，同比增3.2%；产不足需100万吨，缺口较上一年度大幅缩小。
玉米
国内价格继续上升
8月份，产区平均批发价格1.13元/斤，环比涨3.6%。其中，东北产区1.11元/斤，涨1.7%；华北黄淮产区1.14元/斤，涨4.4%。销区批发价1.25元/斤，涨1.6%。
国际价格再度走高
8月份，美国芝加哥期货价283.2美元/吨，环比涨10.4%，同比涨69.6%；墨西哥湾2号黄玉米平均离岸价307.9美元/吨，环比涨2.7%，同比涨68.0%。
国内外玉米价差与上月基本持平
8月份，美国墨西哥湾2号黄玉米平均离岸价折合人民币0.99元/斤，比国内产区批发价低0.15元/斤；美国玉米运抵我国南方港口的到岸税后价为1.37元/斤，比国内玉米到港价高0.15元/斤，价差与上月基本持平。
7月玉米进出口均增长
7月份，我国出口玉米1.0万吨，环比增4.9%；进口17.3万吨，环比增14.4倍。1-7月累计，我国出口玉米6.7万吨，同比减27.6%；进口量20.8万吨，同比减26.2%。
主产区玉米长势总体良好
除西南产区降水偏少，部分地区旱情持续发展以外，主产区大部水温条件较为适宜，玉米长势总体良好。
全球玉米供求关系趋紧
据国际谷物理事会（IGC）8月份预计，2011/12年度全球玉米产量8.49亿吨，较上月下调1000万吨；消费量8.58亿吨，同比增1.4%；期末库存1.18亿吨，同比减6.3%；库存消费比降至13.8%。
大豆
国产大豆价格基本稳定
8月份，黑龙江国产大豆平均收购价1.90元/斤，环比涨0.5%；山东地区国产大豆入厂价2.0元/斤,环比涨0.5%。
国际大豆月均价持平
美国芝加哥期货交易所（CBOT）大豆均价500.6美元/吨，环比跌0.1%，同比涨33.5%；豆油1233.9美元/吨，环比跌2.6%，同比涨34.4%。
进口大豆到岸税后价高于国产大豆
8月份，山东地区进口大豆到岸税后价2.08元/斤，比当地国产大豆价格高0.08元/斤；美国墨西哥湾大豆离岸价514.7美元/吨，折人民币1.65元/斤，比山东地区国产大豆入厂价低0.35元/斤。
7月大豆进口增加
7月份，我国进口大豆535万吨，环比增24.5%，同比增8.1%，为今年以来大豆单月进口最高值。
预计2011/12年度全球大豆供求关系趋紧
据美国农业部预测，2011/12年度，全球大豆产量预计为2.58亿吨，消费量2.62亿吨；库存消费比降至23.2%。
棉花
国内棉价继续下跌
8月份，国内328级棉花均价19329元/吨，环比跌12.4%，同比涨6.7%。
国际棉价跌势放缓
8月份，Cotlook A指数月均价114.10美分/磅，环比跌6.3%，同比涨8.9%。
国内外棉花价差缩小
8月份，Cotlook A（相当于国内328级棉花）指数每吨折合人民币16247元，比国内棉价低3081元，价差较上月缩小1595元。进口棉价格指数FCIndex M级（M级相当于我国328级棉花）月均价129.68美分/磅，1%关税下折到岸税后价每吨21276元，比国内高1947元；滑准税下折到岸税后价每吨21711元，比国内高2383元。
7月棉花进口环比大幅增长
7月份，我国进口棉花15.7万吨，环比增30.9%，同比降7.0%。1-7月，我国累计进口棉花148.3万吨，同比减13.5%。
ICAC预测2011/12年度全球棉花供给较宽松
国际棉花咨询委员会（ICAC）8月份预计，2011/12年度全球棉花产量2686万吨，消费量2502万吨，期末库存1086万吨，中国以外地区的库存消费比达到53.0%。
油料
油料价格涨势趋缓，食用油价格小幅上涨
8月份，湖北菜籽进厂价2.41元/斤，环比涨1.5%；山东二级花生仁批发价4.92元/斤，环比涨0.5%；山东四级豆油出厂价9839元/吨，环比涨2.3%；湖北四级菜油出厂价10473元/吨，环比涨3.0％；山东一级花生油出厂价18025元/吨，环比涨3.4%。
国际油脂油料市场涨跌互现
8月份均价，加拿大油菜籽CNF价639美元/吨，环比跌4.3％，同比涨20.6％；南美豆油CNF价1295美元/吨，环比跌0.7%，同比涨35.3％；马来西亚24度棕榈油离岸价1159美元/吨，环比涨3.1％，同比涨26.4％。
进口油菜籽价格高于国内，豆油低于国内
8月份，加拿大油菜籽到岸税后价2.58元/斤，比国内油菜籽进厂价高0.17元/斤，价差连续四个月缩小。美国墨西哥湾豆油离岸价1206美元/吨，折人民币3.87元/斤，比国内销区豆油价格低1.05元/斤；山东进口豆油税后价4.90元/斤，比当地国产豆油出厂价格低0.02元/斤。
7月食用油籽和食用油进口量双增加
7月份，我国进口食用油籽556.3万吨，环比增25.3%，同比增7.6％；进口食用植物油81.0万吨，环比增42.9％，同比增12.1％。1-7月份我国累计进口食用油籽2994.6万吨，同比减6.9％；累计进口食用植物油401.4万吨，同比减10.8％。
2011/12年度全球油脂油料供给仍偏紧
美国农业部8月份预计，2011/12年度全球油籽产量4.514亿吨；消费量4.564亿吨；库存消费比15.2%。全球食用植物油产量1.517亿吨%；消费量1.501亿吨；期末库存1018万吨；库存消费比6.8%，低于近十年平均水平。
糖料
国内糖价再创新高
8月份，国内糖价均价为7667元/吨，环比涨5.7%。
国际糖价持平略跌
8月份，国际食糖均价为28.79美分/磅，环比跌1.2%，同比涨50.6%。
国际食糖到岸税后价低于国内
8月份，泰国食糖进口到岸税后价为7388元/吨，环比跌1.8%，比国内甘蔗糖主产区批发价每吨低279元。
7月我国食糖进口继续增加
7月份，我国进口食糖25.7万吨，环比增131%，同比降16.1%。1-7月累计进口食糖78.0万吨，同比增8.8%。
国际糖业组织上调全球食糖过剩量
国际糖业组织（ISO）8月预测，2011/12榨季全球食糖供应将过剩400万吨左右，高于之前预估的过剩300万吨。
信息化监测技术 篇12
现有的在线监测系统大多以单项监测为主, 如变压器油中气体与微水监测、容性设备介损在线监测等, 这些监测系统监测的项目单一、孤立、分散, 对于变电站设备状态诊断有一定的帮助, 但是存在一个的困境。一方面各个在线监测系统都在不停的上送数据, 导致数据过剩:另一方面电网运行人员在难于从各自监测系统的诊断结果中获取有用信息而感到信息匮乏。数据过剩主要表现:
1) 数据存在冗余, 这种冗余性在在线监测装置内部、不同在线监测装置之间都存在;
2) 由于对数据的预处理不够, 没有对数据按应用特征分类, 也没有根据应用类别对数据进行分类传送, 导致在线监测装置提供了大量无用数据。而信息匮乏主要是由于不同在线监测系统上传的信息是孤立的, 无法关联、无法匹配, 造成有用信息匮乏的局面。这种“数据过剩而信息匮乏”的现象, 是由于不同在线监测装置各自为政, 难以提供综合、全面的设备状态判断结果所致。因此, 有必要从在线监测数据全景处理方面开展变电站设备在线监测信息分析及状态诊断技术的系统化研究。
在线监测数据的全景处理的实现, 依赖于对变电站设备重要运行参数的在线监测和实时信息掌控, 基于此, 物联网将成为推动变电站在线监测信息处理技术发展的重要手段。以下将物联网信息聚合技术应用于变电站设备在线监测信息分析和状态诊断研究, 结合在线监测信息处理的实际特点, 提出了适用于智能变电站设备在线监测信息的分层处理模型, 并在此基础上, 以变压器为对象研究了基于小波分析和证据理论的变压器信息聚合方法。
2 物联网信息聚合技术
2.1 物联网与智能电网
物联网是指通过传感设备, 按照约定协议, 把所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通, 以实现设备的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。就电力系统而言而言, 面向智能电网的物联网在电力行业中的发展应用总体上也处于初级阶段, 其发展重点在于研究如何在智能变电站开展物联网应用探索并建立相应的物联网应用标准。
智能电网与物联网都具有信息化、自动化、互动化的特征, 并且物联网技术中物物感知及相互互联的概念, 适用于电网设备信息化、远程化操控及设备间信息互通。
随着物联网和智能电网的发展, 特别是在智能变电站层面, 如何处理多元、海量的生产运行数据已成为实现面向智能电网的物联网信息聚合技术首待解决的问题。
2.2 信息聚合技术
信息聚合用数学语言可以描述为利用像求解原像的过程, 这里的像指的是由底层传感器所获得的客观环境 (即被测对象) 的多源信息, 原像指的是客观环境。信息聚合技术能对不同来源、不同模式、不同媒质、不同时间、不同地点、不同表示形式的信息进行处理, 是处理多元、海量的数据最行之有效的处理手段。
基于物联网信息聚合技术是通过无线传感器技术、定位技术等自动识别、采集和感知获取设备自身信息和设备周围环境信息, 借助各种信息传输技术将设备相关信息传输到主站系统, 并在主站系统内利用各种智能计算技术对设备相关信息进行分析聚合处理, 最终实现对设备状态的高度认知和智能化的决策控制。
3 在线监测信息聚合模型
3.1 在线监测信息处理层次
当前变电站在线监测信息处理中所遇到数据过剩而信息匮乏的困境主要是未能从在线监测数据全景处理的角度对变电站设备在线监测的数据和信息进行分层处理, 分层分布。对数据和信息的分层处理和分层发布首先需要对在线监测系统获取的数据、信息和状态判断与发布等概念进行区别。变电站设备在线监测信息信息处理层次是一个“数据”到“信息”再到“状态判断与发布”的数据处理程度逐步提高的过程。
3.2 设备在线监测信息分层处理模型
考虑到变电站设备在线监测信息处理明显存在分层的物理结构, 并且由于不同的变电站设备在线监测装置获取的信息的硬关联程度不同, 选择不同的聚合时机与聚合方法得到的聚合效果也不同, 所以提出基于物联网分层的变电站设备在线监测信息处理模型, 如图1所示。
如图1所示, 根据现有在线监测信息系统的层次特点, 将变电站设备在线监测信息处理模型分为3个层次:感知层、网络层和主站层, 如图1所示。其中, 感知层的采集节点主要为智能传感器, 如:电压、电流传感器, 局部放电高性能传感器, 温度、湿度传感器等。这些智能采集节点能实现对原始数据的预处理、分类等基本处理, 完成“生数据”到“熟数据”的过程。处理得到的“熟数据”通过物联网汇聚到感知层汇集节点, 在汇集节点进行数据级的融合和典型案例的匹配, 形成含有变电站设备的有效状态信息。这些信息再进一步通过网络层的传输到达主站系统。在主站系统利用适合的智能信息处理算法实现信息级的聚合和决策级的聚合, 最终得到变电站设备的状态判断和趋势预估并且能按照检修人员和运行人员对于在线监测状态信息的关注点不同进行分层次的推送。
上面所述的主要是变电站设备在线监测信息的层次模型和各层所完成的数据处理功能。以变压器为例, 整个信息聚合系统数据处理的过程如下:各类变压器在线监测采集节点的智能模块实时采集并储存变压器各类数据, 当变压器状态正常时, 采集节点的智能模块不上传数据到主站系统;当变压器状态异常时, 最先采集到异常信息的采集节点传感器就会通过物联网发送异常信号, 全网采集节点的智能模块感知后, 调取各个智能模块的数据上送主站系统, 并利用这些数据进行信息聚合处理, 最终实现变电站变压器状态的综合判断和最后决策。
4 变压器在线监测信息聚合算例
在变电站设备在线监测信息聚合模型的基础上, 笔者对适用于在线监测信息聚合系统的算法进行了大量研究, 并取得了很多成果。下面主要以变压器为对象, 采用小波变换、证据理论来说明整个信息聚合系统的实现过程。
4.1 基于小波变换的状态异常监测触发
以某500kV变电站一号主变A相单元2011年的实测油色谱数据 (如图2所示) 进行信息处理来说明变压器在线监测信息聚合系统的前端 (采集节点的智能传感器) 监测到异常触发的过程。选择油色谱数据进行分析说明, 主要是考虑到现场基本都安装有油色谱在线监测系统。但是由于油色谱变化缓慢, 所以考虑利用变压器早期故障的特征气体H2、CO构成状态异常监测触发。
从图2可以看出, 各气体变化趋势明显可以找出两个畸变点, 即早期故障的特征气体H2、CO的畸变点。利用传统油色谱在线监测方法-三比值对数据进行处理, 发现畸变点1监测的是“假异常”, 畸变2才是真正的变压器发生异常的初始时间点;同时考虑到变压器内部故障时主要引起的是油中气体的变化, 所以本文提出利用H2变化量来预判别变压器状态异常实现触发。
利用小波变换对氢气数据进行处理, 结果如图3所示。从图3可以看出2011年6月25日, H2含量发生了明显的畸变, 此时按照变压器在线监测信息分层处理模型所述, 主站开始调取此后的其他气体含量变化数据, 利用三比值方法对数据进行计算, 可知此时变压器发生了放电故障, 这说明利用H2变化量可以实现变压器前期异常状态的监测, 可用来触发其他在线监测系统模块调取数据上传主站系统用于信息聚合。
4.2 基于证据组合方法的信息聚合
基于证据理论的变压器在线监测信息聚合模型如图4所示。
当油色谱采集节点智能模块监测到H2发生异常就会通过物联网发送异常信号, 全网其他采集节点的智能模块感知后异常后就会以最大采样率调取其他节点的数据上送主站系统, 在主站系统通过计算得到这些信息对应的mass函数, 然后利用D-S证据理论算法模型计算判断变压器当前的状态。
设基于物联网信息聚合技术的变压器在线监测的检测手段X={X1, X2}={变压器油色谱, 变压器套管介损}, 它们在在同一辨识框架H={H1, H2}{异常, 良好} (其中H1, H2为相互独立的模糊集合) 的基本概率分配为m1 (H1) , m1 (H2) ;m2 (H1) , m2 (H2) , 则不知道的信息为:
m1 (Θ) =1-m1 (H1) -m1 (H2) (1)
m2 (Θ) =1-m2 (H1) -m2 (H2)
证据理论用m1和m2的正交和m1♁m2来进行两种证据的结合。用矩阵表示如下
H1H2Θ
undefined
undefined
利用 (1) ～ (5) 式, 计算可得变压器的状态结果G=[m (H1) m (H2) m (Θ) ]。当G中有m1, j=max{m (H1) , m (H2) , m (Θ) }≥set (j的取值为1、2、Θ;set值为根据变压器实际情况确定的阀值, 一般取0.5) , 则判断变压器的状态为Hj。当时m1, j
5 结论
针对现有变电站设备在线监测系统信息处理中存在“数据过剩而信息不足”的问题.利用基于物联网信息聚合技术, 从数据、信息、状态判断与发布三个层面开展了变电站设备在线监测信息分析和状态诊断方法的研究, 结合变电站设备在线监测系统的实际特点, 提出了基于物联网信息聚合技术的变电站设备状态信息分层处理模型和相应的信息聚合方法, 并以变压器为对象进行了验证、分析。所提方法符合变电站设备在线监测信息处理过程的本质特征, 提供了在线监测信息分析和变电站设备状态诊断的信息聚合处理框架, 且便于和其它方法结合, 具有很好的应用前景。
摘要：针对变压器在线监测系统存在的“数据过剩而信息匮乏”的问题展开研究, 结合在线监测信息处理的实际特点, 提出了适用于物联网的变电站设备在线监测信息聚合技术的信息分层处理模型, 并在此基础上, 以变压器为对象分析验证了基于小波分析和证据理论的变压器信息聚合方法。
关键词：变压器在线监测,物联网技术,信息聚合技术
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