浅议大气环境监测的数字化测量
来源:用户上传
作者: 高新颖
【摘 要】数字化测量是建立在虚拟仪器的应用基础上，结合开放数据库互连与SQLsenrer 7.0等软件开发工具，将虚拟仪器与网络技术有机的统一起来，从而形成环境监测的远程操作。虚拟仪器的应用与网络资源和技术的利用，将环境监测的手段推向了数字化的测量时代，实现了资源的有效共享与环境监测仪器的在线互连功能。
【关键词】虚拟仪器；环境监测；数字化；Intemet；Lab windows／CVI
0.引言
大气污染已经成为全球化的重度污染难题，我国也是大气污染问题严重的国家之一，空气中SO2、NO2成分的超标大大增加了酸雨、酸雾和光化学烟雾的形成几率，汽车尾气的排放、工厂的有害物质超标排放等都是大气污染的主要来源。近来，我国一半以上的城市都受到过酸雨的侵害，大气环境状况日益堪忧。面对众多的环境污染问题，如何实时、有效的对环境质量及变化进行准确的监测，从而加大环境执法的力度，及时的对于被污染区域进行治理和监督，现今环境保护工作者面前最根本的任务。
1.虚拟仪器在环境监测中的使用
环境监测作为环境管理和环境执法的依据，其数据的准确性、及时性、公正性和权威性一直是环境保护工作有效开展的基础保障。监测仪器的使用直接关系到监测数据的收集、分析与处理，传统的环境监测仪器仪表功能单一而且人机交互差。大气环境监测中常用的各种光学、光谱学分析检测仪器与气体成分分析仪器，不但价格昂贵、体积庞大，对使用环境条件要求也十分苛刻，不能用于环境领域里条件复杂现场野外分析监测。随着环境监测要求的日益提高，环境监测仪器的智能化要求也不断提高，而且更加强调实时在线分析与使用限制的突破，将环境监测变成一种自动化监测工作，实现数据共享与系统互连，提高环境监测的工作质量与环境管理的实时决策。
虚拟仪器技术是现代化环境监测的新方式，是结合了现代化仪器仪表与计算机控制的自动化监测系统。虚拟仪器的使用，突破了传统大型监测仪器的使用限制，特别是在监测条件特殊的大气监测方面的应用，极为方便，将野外的实时实地监测变为可能，也提高了环境监测领域中电子与信息技术的融合，是信息化发展的最终方向。另外，网络通信技术为信息共享提供了广阔的平台，环境监测数据的共享，可以避免数据的重复采样，增强资源的合理化配备，节省了大量的人力与物力。因此，虚拟技术与网络技术的结合，将虚拟仪器的使用远程化，从而新生了一种新的环境监测手段，完成了环境监测技术上的数字化转变，提高了数据的实时性、共享性，同时也更加真实的反映了监测点的真实环境质量。
2.数字化监测系统的功能
数字化监测系统要借助数字化的手段实现环境监测过程中数据的采集与存储，以及传输和分析这4项基本功能。在系统下设服务器功能模块和客户端功能模块。服务器功能模块的子模块分别嵌入网络服务器、数据服务器与采样服务器，负责数据的采样、存储、响应客户端提取数据的请求、查询，并提供网络服务。客户端模块主要面向用户控制，提供查询与数据的接收，此外还能对数据进行分析处理并直接显示结果。这种双系统模块的构想，使两个需求和作用不同的模块互相独立，易于处理各自产生的问题与系统升级。
2.1服务器模块的功能要求
数据服务器为网络服务器上传、交换数据提供强大存储空间，是网络服务器存储设备的延伸。客户可以借助网络平台直接访问数据服务器，从而获得更多的数据资源与传输下载速度。数据服务器在相应客户数据提取的请求同时，由网络服务器来提供网络连接功能，使整个系统的工作协调化、整体化。而采样服务器主要负责采样信息的数字化记录、分析和处理，并将数字信息存入数据库，并提供人机互动功能，允许用户自行手动录入采样参数、传感参数等。
2.2客户端模块的功能要求
客户的操作是通过客户端提供的功能来实现的，服务器存储中的各种数据的调用等都是借助客户端的显示功能来传递给客户，为环境监测分析提供数据来源。同时，客户端提供的分析功能可以针对不同客户对数据处理的要求，进行监测分析，从而得出客户关注的环境质量结果。客户端模块主要由用户控制、提出请求、接收数据、分析数据、显示结果、给出提示6个子模块组成。
用户控制模块基于用户要求对程序提出请求的过程，是人机交互的桥梁。数据传输模块根据用户控制模块提出的要求，组织请求格式，向服务器提出服务请求，并监控本次请求的结果的返回，接收返回的数据。数据处理模块根据用户控制模块提出的处理要求，处理数据传输模块返回的数据，并以图形、数值的形式显示数据，根据用户提出的安全范围给出变化提示。
3.结论
大气环境的特殊化和监测中的设备使用，一直是困扰大气环境保护工作者的难题，大气环境质量监测的实时化，是环境监测攻坚的重点。虚拟仪器与网络技术的结合，使大气环境监测的难题迎刃而解，为大气环境保护提供了技术支持与可靠的数据依据。■
【参考文献】
［１］匡跃辉.环境污染热点问题初探[J].中国人口・资源与环境.2009，10：43-45．
［２］陈隆道.虚拟仪器――测试技术的新领域[J].科技通报.2009，15(1)：24-29．
［３］刘君华.虚拟仪器编程语言Labwindows／CVI教程[M].北京：电子工业出版社.2009：45-46．
［４］袁鹏飞.SQLserver7.0数据库系统管理与应用开发[M]．北京：人民邮电出版社.2009：109-110．
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-50432.htm
