數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)課程論文

1、精選文檔數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)課程論文數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)在環(huán)境科學(xué)與工程方向的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告專業(yè)班級(jí)： 環(huán)境工程2011-1姓 名： 陳凡選課序號(hào)： 97學(xué) 號(hào)： 2220113199環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院摘 要隨著上世紀(jì)末信息技術(shù)及其他相關(guān)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，眾多數(shù)據(jù)采集與處理方面的新技術(shù)被應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)的研究與工程設(shè)計(jì)之中?？疾鞌?shù)據(jù)采集與處理技術(shù)在環(huán)境科學(xué)與工程中的應(yīng)用對(duì)今后本學(xué)科相關(guān)工作的開展有著重要的指導(dǎo)意義。因此本文針對(duì)相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀做了簡(jiǎn)要的概述，分別為遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)、空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)三個(gè)內(nèi)容要點(diǎn)；并以此對(duì)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)做出了合理性的判斷。關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)；環(huán)境

2、科學(xué)；環(huán)境工程；自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù) 目 錄第1章 緒論.11.1 課題研究的背景及意義.11.1.1 數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù).1第2章 遙感技術(shù)22.1 遙感技術(shù).22.1.1 環(huán)境遙感技術(shù).22.2 遙感技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用.2 2.2.1 遙感技術(shù)在水污染監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用.3 2.2.2 遙感技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用.3 2.2.3 應(yīng)用遙感技術(shù)監(jiān)控生態(tài)環(huán)境.4 2.2.4 利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)自然災(zāi)害.52.3遙感技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì).5 2.3.1 遙感影像獲取技術(shù)越來(lái)越先進(jìn).5 2.3.2 遙感信息處理方法和模型越來(lái)越科學(xué).6 2.3.3 3S一體化.6 2.3.4 建立高速、高精度和大容量的遙感數(shù)

3、據(jù)處理系統(tǒng).6 2.3.5 建立國(guó)家環(huán)境遙感應(yīng)用系統(tǒng).6第3章 空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)83.1空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)原理.83.2空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用.83.2.1 環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng).83.2.2 室內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量的自動(dòng)監(jiān)測(cè).9第4章 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù).114.1水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù).11 4.1.1 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成.114.2 在線自動(dòng)分析儀器的發(fā)展.12結(jié)論.12參考文獻(xiàn)13數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)在環(huán)境科學(xué)與工程方向的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告第1章 緒論1.1 課題研究的背景及意義隨著20世紀(jì)初西方國(guó)家工業(yè)革命的發(fā)展，礦石燃料的應(yīng)用急劇增長(zhǎng)，化學(xué)工業(yè)發(fā)展也隨之興起，由此引發(fā)了一系列的環(huán)

4、境問(wèn)題。其中最著名的是1952年12月5日至9日發(fā)生于英國(guó)倫敦的空氣污染事件，曾造成4000多人死亡。此外還有日本的鎘污染事件等等嚴(yán)重的環(huán)境事故。西方工業(yè)強(qiáng)國(guó)走過(guò)的老路我們不能再走，重視環(huán)境監(jiān)測(cè)與生態(tài)保護(hù)是必然選擇。而數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)的發(fā)展給環(huán)境監(jiān)測(cè)工作帶來(lái)的改變使得我們能更加迅速快捷地掌握環(huán)境動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，從而為及時(shí)解決環(huán)境問(wèn)題提供保障。1.1.1 數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)數(shù)據(jù)采集技術(shù)(Data Acquisition)是信息科學(xué)的一個(gè)重要分支,它研究信息數(shù)據(jù)的采集、存貯、處理以及控制等作業(yè)。在智能儀器、信號(hào)處理以及工業(yè)自動(dòng)控制等領(lǐng)域，都存在著數(shù)據(jù)的測(cè)量與控制問(wèn)題。將外部世界存在的溫度、壓力、流量、

5、位移以及角度等模擬量（Analog Signal）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)（Digital Signal）, 在收集到計(jì)算機(jī)并進(jìn)一步予以顯示、處理、傳輸與記錄這一過(guò)程，即稱為“數(shù)據(jù)采集”。相應(yīng)的系統(tǒng)即為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（Data Acquisition System，簡(jiǎn)稱DAS）數(shù)據(jù)采集技術(shù)以在雷達(dá)、通信、水聲、遙感、地質(zhì)勘探、震動(dòng)工程、無(wú)損檢測(cè)、語(yǔ)聲處理、智能儀器、工業(yè)自動(dòng)控制以及生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集是指將溫度、壓力、流量、位移等模擬量采集、轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、顯示或打印的過(guò)程。相應(yīng)的系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。精選文檔第2章 遙感技術(shù)2.1遙感技術(shù)遙感是從遠(yuǎn)離地面的

6、不同工作平臺(tái)上，如高塔、氣球、飛機(jī)、火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船和航天飛機(jī)等，通過(guò)傳感器對(duì)地球表面的電磁波輻射信息進(jìn)行探測(cè)，然后經(jīng)信息的傳輸、處理和判讀分析，對(duì)地球的資源與環(huán)境進(jìn)行探測(cè)與監(jiān)測(cè)的綜合性技術(shù)。遙感技術(shù)從遠(yuǎn)距離采用高空鳥瞰的形式進(jìn)行探測(cè)，包括多點(diǎn)位、多譜段、多時(shí)段和多高度的遙感影像以及多次增強(qiáng)的遙感信息，能提供綜合系統(tǒng)性、瞬時(shí)或同步性的連續(xù)區(qū)域性同步信息，在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用具有很大優(yōu)越性。2.1.1 環(huán)境遙感技術(shù)20世紀(jì)90年代以來(lái)，環(huán)境遙感技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣。從陸地的土地覆被變化，城市擴(kuò)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)，土壤侵蝕與地面水污染負(fù)荷產(chǎn)生量估算，生物棲息地評(píng)價(jià)和保護(hù)，工程選址以及防護(hù)林保護(hù)

7、規(guī)劃和建設(shè)。到水域的海洋和海岸帶生態(tài)環(huán)境變遷分析，海面懸浮泥沙、葉綠素含量、黃色物質(zhì)、海上溢油、赤潮以及熱污染等的發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測(cè)，珊瑚和紅樹林的現(xiàn)狀調(diào)查與變化監(jiān)測(cè)，堤壩的規(guī)劃與水沙平衡分析，水下地形地遙調(diào)查和水域初級(jí)生產(chǎn)率的估算。再到大氣環(huán)境遙感中的城市熱島效應(yīng)分析，大氣污染范圍識(shí)別與定量評(píng)價(jià)，大氣氣溶膠污染特征參數(shù)化，全球水、氣和化學(xué)元素等的循環(huán)研究，全球環(huán)境變化以及重大自然災(zāi)害的評(píng)估等，幾乎覆蓋了整個(gè)地球系統(tǒng)。2.2環(huán)境遙感技術(shù)的應(yīng)用2.2.1 遙感技術(shù)在水污染監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用（1）利用紅外掃描儀監(jiān)視石油污染 全球每年排入海洋的石油及其制品高達(dá)1000萬(wàn)噸，利用多光譜航片可對(duì)海面石油污染進(jìn)行半定

8、量分析，將彩色航片同步拍照與近紅外片做的彩色密度分割圖相比較，更精密地判斷和解譯信息，參照?qǐng)D片畫出不同油膜厚度的大致分級(jí)圖。通過(guò)彩色密度分割圖像，特別是數(shù)字密度分割圖，可以更準(zhǔn)確地判斷油量的分布情況。通過(guò)彩色密度分割可把相差零點(diǎn)零幾厚度的海面油膜區(qū)分出層次來(lái)，這有利于用航空遙感對(duì)海面油的擴(kuò)散分布和半定量研究。濃度大的地方是黃色，往外擴(kuò)散的油膜變薄，呈黃紫混在一起的顏色，再往外擴(kuò)散的油膜就更薄些呈紫色。通過(guò)對(duì)污染發(fā)生后各天的氣象衛(wèi)星圖像的對(duì)比分析，確定油膜的漂移方向，計(jì)算出其擴(kuò)散速度和擴(kuò)散面積。 （2）利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)水體富營(yíng)養(yǎng)化 浮游植物中的葉綠素對(duì)藍(lán)紫光和紅橙光有較強(qiáng)的吸收作用，當(dāng)水體出現(xiàn)富

9、營(yíng)養(yǎng)化時(shí)，我們就可以利用遙感技術(shù)推算出水體中的葉綠素分布情況。赤潮區(qū)的海水光譜特征是藻類、泥沙和海水的復(fù)合光譜，另外有機(jī)或無(wú)機(jī)顆粒物也會(huì)吸收入射光，影響水體的透明度。 （3）通過(guò)遙感技術(shù)調(diào)查廢水污染和泥沙污染 廢水的顏色與懸浮物性狀千差萬(wàn)別，特征曲線上的反射峰位置和強(qiáng)度也不大一樣，可以用多光譜合成圖像進(jìn)行監(jiān)測(cè)。水中懸浮泥沙的濃度和粒徑增大，水體反射量也會(huì)相應(yīng)增加，反射峰隨之紅移，定量判讀懸浮泥沙濃度的最佳波段是0.650.85微米。 （4）應(yīng)用紅外掃描儀監(jiān)測(cè)水體熱污染 應(yīng)用紅外掃描儀記錄水體的熱輻射能量，真實(shí)反映其溫度差異。在熱紅外圖像上，熱水溫度高，輻射能量多，呈淺色調(diào)。冷水和冰輻射能量少，

10、呈深色調(diào)。熱排水口處通常呈白色羽流，利用光學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)對(duì)熱圖像作密度分割，根據(jù)少量的同步實(shí)測(cè)水溫，畫出水體等溫線。 （5）通過(guò)遙感技術(shù)分析水域的分布變化和水體沼澤化 水體總體反射率較低，選擇1.551.75微米波段的多時(shí)域影像可以分析水域的分布變化。沼澤化在時(shí)域圖像上反映為水體面積縮小，從水體向邊緣有規(guī)律變化，顯示出不同程度的植被特征。2.2.2 遙感技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用（1）臭氧層臭氧層位于地球上空2530千米的平流層中，對(duì)0.3米以下紫外區(qū)的電磁波有較大吸收，可用紫外波段來(lái)測(cè)定臭氧層的變化。臭氧層在2.74毫米處也有一個(gè)吸收帶，可用頻率為11083兆赫茲的地面微波輻射計(jì)來(lái)測(cè)定臭氧

11、在大氣中的垂直分布。另外臭氧層會(huì)吸收太陽(yáng)紫外線而升溫，可使用紅外波段來(lái)探測(cè)，如用7.7513.3微米熱紅外探測(cè)器測(cè)定臭氧層的溫度變化，參照濃度與溫度的相關(guān)關(guān)系，推算出臭氧濃度的水平分布。（2）大氣氣溶膠利用遙感圖像可分析大氣氣溶膠的分布和含量，工業(yè)煙霧、火災(zāi)濃煙和大規(guī)模沙塵暴在遙感圖像上都有清晰的圖像，可以直接圈定其大致范圍。利用周期性氣象衛(wèi)星圖可監(jiān)測(cè)沙塵運(yùn)動(dòng)，估計(jì)其運(yùn)動(dòng)速度，及時(shí)預(yù)報(bào)沙塵暴。通過(guò)衛(wèi)星資料可及早發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi)，把災(zāi)害損失降到最低。大比例圖片可用來(lái)調(diào)查城市煙囪的數(shù)量和分布，還可以通過(guò)煙囪陰影的長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算其大致高度。應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)影像進(jìn)行微密度分割，建立煙霧濃度與影像灰度值的相關(guān)關(guān)系，

12、可測(cè)出煙霧濃度的等值線圖。（3）有害氣體彩紅外相片可監(jiān)測(cè)有毒氣體對(duì)污染源周圍樹木和農(nóng)作物的危害情況，通過(guò)植物對(duì)有害氣體的敏感性來(lái)推斷某地區(qū)大氣污染的程度和性質(zhì)。一般污染較輕的地區(qū)，植被受污染的情況不宜被人察覺(jué)，但其光譜反射率卻會(huì)明顯變化，在遙感影像上表現(xiàn)為灰度的差異。正常生長(zhǎng)的植物葉片能強(qiáng)烈反射紅外線，在彩紅外相片上色澤鮮紅明亮。受到污染的葉子，其葉綠素遭到破壞，對(duì)紅外線的反射能力下降，其彩紅外相片顏色發(fā)暗，如白蠟樹受污染后呈紫紅色，柳樹呈品紅色略帶藍(lán)灰色。 （4）氣候變化美國(guó)、歐盟、日本和俄羅斯的地球同步軌道氣象衛(wèi)星組成的靜止氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)系統(tǒng)晝夜不停地觀測(cè)地球的氣候變化，得到全球范圍內(nèi)的大氣

13、參數(shù)、海洋參數(shù)、地表狀況、輻射收支和臭氧分布等信息，對(duì)全球變暖、臭氧層空洞以及厄爾尼諾現(xiàn)象的研究非常重要。2.2.3 應(yīng)用遙感技術(shù)監(jiān)控生態(tài)環(huán)境遙感影像真實(shí)記錄地貌形態(tài)特征并提供各環(huán)境參數(shù)的組合情況，根據(jù)其空間一致性和差異性進(jìn)行區(qū)域環(huán)境范圍的生態(tài)區(qū)劃。利用遙感衛(wèi)星相片還可以編制森林樹種、生長(zhǎng)狀況和森林覆蓋圖，使用計(jì)算機(jī)集群分類，精度可高達(dá)80。一般野生動(dòng)物環(huán)境與森林植被關(guān)系最為密切，通過(guò)研究植物的分布與長(zhǎng)勢(shì)可大致確定動(dòng)物的活動(dòng)繁殖場(chǎng)所，從而編制森林野生動(dòng)物保護(hù)規(guī)劃。2.2.4 利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)自然災(zāi)害遙感技術(shù)對(duì)于暴雨、水土流失、地震和山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查與監(jiān)測(cè)也很有效。比如說(shuō)地震與地球活動(dòng)構(gòu)

14、造塊體分布及其活動(dòng)方式密切相關(guān)，利用衛(wèi)星預(yù)測(cè)地震技術(shù)主要集中在電磁波輻射和電離層異常監(jiān)測(cè)、地表形變監(jiān)測(cè)、紅外輻射監(jiān)測(cè)以及衛(wèi)星重力監(jiān)測(cè)等方面。但由于目前技術(shù)條件的限制，地震還是不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，2008年5月的汶川大地震幾乎震碎了中國(guó)人的心，期待有一天，我們中國(guó)人能通過(guò)遙感技術(shù)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地震災(zāi)害，今天的悲劇永遠(yuǎn)不要發(fā)生了。2.3遙感技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，光譜信息成像化，雷達(dá)成像多極化，光學(xué)探測(cè)多向化，地學(xué)分析智能化，環(huán)境研究動(dòng)態(tài)化以及資源研究定量化，大大提高了遙感技術(shù)的實(shí)時(shí)性和運(yùn)行性，使其向多尺度、多頻率、全天候、高精度和高效快速的目標(biāo)發(fā)展。2.3.1 遙感影像獲取技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)（1）隨著

15、高性能新型傳感器研制開發(fā)水平以及環(huán)境資源遙感對(duì)高精度遙感數(shù)據(jù)要求的提高，高空間和高光譜分辨率已是衛(wèi)星遙感影像獲取技術(shù)的總發(fā)展趨勢(shì)。遙感傳感器的改進(jìn)和突破主要集中在成像雷達(dá)和光譜儀，高分辨率的遙感資料對(duì)地質(zhì)勘測(cè)和海洋陸地生物資源調(diào)查十分有效。（2）雷達(dá)遙感具有全天候全天時(shí)獲取影像以及穿透地物的能力，在對(duì)地觀測(cè)領(lǐng)域有很大優(yōu)勢(shì)。干涉雷達(dá)技術(shù)、被動(dòng)微波合成孔徑成像技術(shù)、三維成像技術(shù)以及植物穿透性寬波段雷達(dá)技術(shù)會(huì)變得越來(lái)越重要，成為實(shí)現(xiàn)全天候?qū)Φ赜^測(cè)的主要技術(shù)，大大提高環(huán)境資源的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)能力（3）開發(fā)和完善陸地表面溫度和發(fā)射率的分離技術(shù)，定量估算和監(jiān)測(cè)陸地表面的能量交換和平衡過(guò)程，將在全球氣候變化的研究

16、中發(fā)揮更大的作用。（4）由航天、航空和地面觀測(cè)臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)等組成以地球?yàn)檠芯繉?duì)象的綜合對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，具有提供定位、定性和定量以及全天候、全時(shí)域和全空間的數(shù)據(jù)能力，為地學(xué)研究、資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學(xué)數(shù)據(jù)和信息服務(wù)。2.3.2 遙感信息處理方法和模型越來(lái)越科學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波、分形、認(rèn)知模型、地學(xué)專家知識(shí)以及影像處理系統(tǒng)的集成等信息模型和技術(shù)，會(huì)大大提高多源遙感技術(shù)的融合、分類識(shí)別以及提取的精度和可靠性。統(tǒng)計(jì)分類、模糊技術(shù)、專家知識(shí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類有機(jī)結(jié)合構(gòu)成一個(gè)復(fù)合的分類器，大大提高分類的精度和類數(shù)。多平臺(tái)、多層面、多傳感器、多時(shí)相、多光譜、多角度以及多空間分辨率的融

17、合與復(fù)合應(yīng)用，是目前遙感技術(shù)的重要發(fā)展方向。不確定性遙感信息模型和人工智能決策支持系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用也有待進(jìn)一步研究。2.3.3 3S一體化計(jì)算機(jī)和空間技術(shù)的發(fā)展、信息共享的需要以及地球空間與生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)的空間分布式和動(dòng)態(tài)時(shí)序等特點(diǎn)，將推動(dòng)3S一體化。全球定位系統(tǒng)為遙感對(duì)地觀測(cè)信息提供實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的定位信息和地面高程模型；遙感為地理信息系統(tǒng)提供自然環(huán)境信息，為地理現(xiàn)象的空間分析提供定位、定性和定量的空間動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)；地理信息系統(tǒng)為遙感影像處理提供輔助，用于圖像處理時(shí)的幾何配準(zhǔn)和輻射訂正、選擇訓(xùn)練區(qū)以及輔助關(guān)心區(qū)域等。在環(huán)境模擬分析中，遙感與地理信息系統(tǒng)的結(jié)合可實(shí)現(xiàn)環(huán)境分析結(jié)果的可視化。3S一體化將最終

18、建成新型的地面三維信息和地理編碼影像的實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)獲取與處理系統(tǒng)。2.3.4 建立高速、高精度和大容量的遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)隨著3S一體化，資源與環(huán)境的遙感數(shù)據(jù)量和計(jì)算機(jī)處理量也將大幅度增加，遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)就必須要有更高的處理速度和精度。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有全并行處理、自適應(yīng)學(xué)習(xí)和聯(lián)想功能等特點(diǎn)，在解決計(jì)算機(jī)視覺(jué)和模式識(shí)別等特大復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息方面有明顯優(yōu)勢(shì)。認(rèn)真總結(jié)專家知識(shí)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，尋求研究定量精確化算法，發(fā)展快速有效的遙感數(shù)據(jù)壓縮算法，建立高速、高精度和大容量的遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。2.3.5 建立國(guó)家環(huán)境遙感應(yīng)用系統(tǒng)國(guó)家環(huán)境遙感應(yīng)用系統(tǒng)將利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和地面環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立天地一體化的國(guó)家級(jí)生態(tài)

19、環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)以及重大污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可定期報(bào)告大氣環(huán)境、水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的狀況。環(huán)境遙感地理信息系統(tǒng)是其支撐系統(tǒng)，在各種應(yīng)用軟件的輔助下實(shí)現(xiàn)環(huán)境遙感數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理和管理；環(huán)境遙感專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)是其應(yīng)用平臺(tái)，在環(huán)境專業(yè)模型的支持下實(shí)現(xiàn)環(huán)境遙感數(shù)據(jù)的環(huán)境應(yīng)用；環(huán)境遙感決策支持系統(tǒng)是其最上層系統(tǒng)，在環(huán)境預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)和決策模型的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行環(huán)境預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)分析，制定環(huán)境保護(hù)的輔助決策方案；數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是其數(shù)據(jù)輸入和輸出的開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)環(huán)境海量數(shù)據(jù)的快速流通。第3章 空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)先行，自動(dòng)化、信息化是做好環(huán)境監(jiān)測(cè)的前提和保障。在地方經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的同時(shí)、各地區(qū)不斷出現(xiàn)不同程度的

20、水、氣、噪聲等環(huán)境污染事件，嚴(yán)重影響了人們的生活質(zhì)量，阻礙了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。隨著國(guó)家制定的各種環(huán)境保護(hù)政策及法規(guī)的頒布實(shí)施，各級(jí)地方政府在對(duì)轄區(qū)內(nèi)的環(huán)境治理日益重視的同時(shí)，加大了對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的投資力度，各地區(qū)陸續(xù)規(guī)劃安裝了大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)地面站，實(shí)施城市空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)。3.1 空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)原理空氣質(zhì)量的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般采用濕法和干法兩種方式。濕法的測(cè)量原理是庫(kù)侖法和電導(dǎo)法等，需要大量試劑，存在試劑調(diào)整和廢液處理等問(wèn)題，操作繁瑣，故障率高，維護(hù)量大。干法基于物理光學(xué)測(cè)量原理，使樣品始終保持在氣體狀態(tài)，沒(méi)有試劑的損耗，維護(hù)量較小。干法以歐美國(guó)家為主，代表了目前的發(fā)展趨勢(shì)。3.2 空氣質(zhì)量自

21、動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用3.2.1 環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)以自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器為核心，干法監(jiān)測(cè)子站的系統(tǒng)由樣品采集、空氣自動(dòng)分析儀、氣象參數(shù)傳感器、動(dòng)態(tài)自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)及其它條件構(gòu)成。THY-AQM60系列城市級(jí)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)部門對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的實(shí)際需要，滿足城市空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)的要求。系統(tǒng)核心監(jiān)測(cè)器件采用高靈敏度電化學(xué)傳感器原理，結(jié)合單片機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，可以連續(xù)監(jiān)測(cè)大氣層中的SO2、NO2、O3、CO、H2S、NH3、HF等氣體，全面顯示需要的測(cè)量數(shù)據(jù)。首先由抽氣泵將環(huán)境空氣通過(guò)過(guò)濾器，經(jīng)流量調(diào)節(jié)器后分別以300ml/min的流量送到傳感器氣室

22、，通過(guò)傳感器時(shí)所產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換后，由微處理器進(jìn)行采集、計(jì)算、數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生濃度結(jié)果數(shù)據(jù)，同時(shí)保存數(shù)據(jù)結(jié)果或通過(guò)RS485串行接口送至信息中心。儀器由采樣部分、過(guò)濾器、樣氣濃度分析、數(shù)據(jù)采集/數(shù)字濾波、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)圖形顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/查詢/通訊、供電方式自動(dòng)選擇等部分組成。以下對(duì)相關(guān)技術(shù)部分進(jìn)行簡(jiǎn)介。（1）信號(hào)轉(zhuǎn)換部分即傳感器部分由氣體傳感器和溫度傳感器組成，其功能是將被測(cè)物濃度變成電信號(hào)。（2）信號(hào)處理部分：該部分由信號(hào)變換和控制兩部分組成。信號(hào)變換：由氣體傳感器和溫度傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)較小，并且和要求輸出的信號(hào)不成比例關(guān)系，必須經(jīng)放大后才能得到標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)及控制信號(hào)。信號(hào)經(jīng)處理后，

23、輸出模擬信號(hào)0-2V（根據(jù)用戶要求可改變）。數(shù)字信號(hào)ppb或ug/m3供面板LED顯示，溫度信號(hào)經(jīng)變換后供控制和計(jì)算用?？刂撇糠郑河捎趥鞲衅餍盘?hào)的輸出與溫度有關(guān)系，該儀器為提高準(zhǔn)確度設(shè)計(jì)了溫度控制裝置，根據(jù)傳感器的溫度變化即調(diào)整制冷和制熱系統(tǒng)，保證了傳感器的最佳使用狀態(tài)?？刂撇糠诌€包括電源保護(hù)，開關(guān)，泵及標(biāo)校整定電位趨，其作用是保證系統(tǒng)安全可靠。輸出部分：該部分由模擬信號(hào)輸出和LED 數(shù)字輸出兩部分組成。數(shù)據(jù)采集/數(shù)字濾波是由CPU控制的數(shù)據(jù)采集電路對(duì)傳感器輸出的多路信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并通過(guò)數(shù)字濾波對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，克服各種干擾的影響，確保采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。3.2.2 室內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量的自

24、動(dòng)監(jiān)測(cè)室內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量要求高，儀器趨近小型化，其檢測(cè)儀器仍未出現(xiàn)民用化的實(shí)用產(chǎn)品。目前室內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)在很大程度上仍是停留在官方調(diào)查階段。其監(jiān)測(cè)采用方法如下表。GB/T 9801空氣質(zhì)量 一氧化碳的測(cè)定 非分散紅外法GB/T 11737居住區(qū)大氣中苯、甲苯和二甲苯衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法 氣相色譜法GB/T 12372居住區(qū)大氣中二氧化氮檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法 改進(jìn)的Saltzman法GB/T 14582 環(huán)境空氣中氡的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法GB/T 14668空氣質(zhì)量 氨的測(cè)定 納氏試劑比色法GB/T 14669空氣質(zhì)量 氨的測(cè)定 離子選擇電極法GB/T 14677空氣質(zhì)量 甲苯、二甲苯、苯乙烯的測(cè)定 氣相色譜法

25、GB/T 14679空氣質(zhì)量 氨的測(cè)定 次氯酸鈉水楊酸分光光度法GB/T 15262環(huán)境空氣 二氧化硫的測(cè)定 甲醛吸收副玫瑰苯氨分光光度法GB/T 15435 環(huán)境空氣 二氧化氮的測(cè)定Saltzman法GB/T 15437環(huán)境空氣 臭氧的測(cè)定 靛藍(lán)二黃酸鈉分光光度法GB/T 15438環(huán)境空氣 臭氧的測(cè)定 紫外光度法GB/T 15439環(huán)境空氣 苯并a芘測(cè)定 高效液相色譜法GB/T 15516空氣質(zhì)量 甲醛的測(cè)定 乙酰丙酮分光光度法GB/T 16128居住區(qū)二氧化硫衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法 甲醛溶液吸收鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法GB/T 16129居住區(qū)甲醛衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法 分光光度法GB/T 1614

26、7空氣中氡濃度的閃爍瓶測(cè)量方法GB/T 17095 室內(nèi)空氣中可吸入顆粒物衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB/T18204.13公共場(chǎng)所空氣溫度測(cè)定方法GB/T18204.14公共場(chǎng)所空氣濕度測(cè)定方法GB/18204.15公共場(chǎng)所風(fēng)速測(cè)定方法GB/18204.18公共場(chǎng)所室內(nèi)新風(fēng)量測(cè)定方法GB/18204.23公共場(chǎng)所空氣中一氧化碳測(cè)定方法GB/18204.24公共場(chǎng)所空氣中二氧化碳測(cè)定方法GB/18204.25公共場(chǎng)所空氣中氨測(cè)定方法第4章 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)4.1水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)施水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)， 可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，達(dá)到及掌握主要流域重點(diǎn)斷面水體的水質(zhì)狀況、預(yù)警預(yù)報(bào)重大或流域性水質(zhì)污染事故、解

27、決跨行政區(qū)域的水污染事故糾紛、監(jiān)督總量控制制度落實(shí)情況、排放達(dá)標(biāo)情況等目的。4.1.1 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成在水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中， 中心站通過(guò)衛(wèi)星和電話撥號(hào)兩種通訊方式實(shí)現(xiàn)對(duì)子站的實(shí)時(shí)監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)傳輸功能， 托管站也可以通過(guò)電話撥號(hào)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)所托管子站的實(shí)時(shí)監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)傳輸功能，其他經(jīng)授權(quán)的相關(guān)部門可通過(guò)電話撥號(hào)方式產(chǎn)現(xiàn)對(duì)相關(guān)子站的實(shí)時(shí)監(jiān)視和數(shù)據(jù)傳輸或能。每個(gè)子站是一個(gè)獨(dú)立完整的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，一般由6個(gè)主要子系統(tǒng)構(gòu)成，包括：采樣系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)儀器系統(tǒng)、PLC 控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、處理與傳輸子系統(tǒng)及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理中心、監(jiān)測(cè)站房。目前，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的子站的構(gòu)成方式大致有三種：（1）由一臺(tái)或多臺(tái)小型的多參數(shù)水質(zhì)自動(dòng)分析儀（如：YS1公司和HYDROLAB 公司的常規(guī)五參數(shù)分析儀） 組成的子站（多臺(tái)組合可用于測(cè)量不同水深的水質(zhì)）。其特點(diǎn)是儀器可直接放于水中測(cè)量，系統(tǒng)構(gòu)成靈活方便。（2）固定式子站：為較傳統(tǒng)的系統(tǒng)組成方式。其特點(diǎn)是監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的選擇范圍寬。（3）流動(dòng)式子站：一種為固定式子站儀