浅析物联网技术在环保领域中的应用

摘要：近年来，物联网作为信息技术的一大发展热点，正逐渐在我国的环境保护工作中发挥更加重要的作用。一方面，物联网技术使环境监测实现信息化、数字化，使环境管理工作更加科学高效。另一方面，物联网技术的应用为环境成为环保产业的助推器，为产业带来新的发展思路，从完善信息管理、提高工作效率、降低运营成本等方面助力产业转型升级。该文对目前物联网技术在环保领域中的重点应用进行了梳理，旨在针对环境保护的信息化做一些有益的探索。

关键词：物联网；环境监测；环保产业

中图分类号：TP301 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）28-6473-02

物联网被认为是继互联网之后的又一次技术革命，物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮，是新一代信息技术的重要组成部分。

信息产业和环保产业属于国家未来重点扶持的八大新兴产业之一。而“环保物联网”这一将物联网技术和环境保护工作的结合可以助力环保产业的发展，而环保产业对信息技术的需求又可促进物联网技术的进步。[1]因此，物联网在环保领域的应用是有助于我国环境问题的解决和信息技术的发展的新兴课题。

1 我国环境保护的信息化发展历程

我国的大规模信息化建设始于上世纪80年代中期，而环保产业的信息化始于“九五”时期。至今的十余年间，环境信息化建设经过了三个阶段：准备期（90年代初至90年代中后期），基础期（1996-2001）和成长期（2002至今）。准备期的工作内容主要是管理信息（MIS）系统的建设和基础数据库的开发。基础期的核心则是在准备期的基础上，进行环境信息网络建设。该过程伴随着环保部门的办公信息化，以及环保理念的信息化宣传。之后，随着国家环保局“金环工程”的启动，以及一些类支持性法规政策（如《环境信息化“九五”规划和2010年远景目标》、《环境信息管理办法》、《环境信息标准化手册等》）的出台，我国的环保信息化正式迈入了快速成长的阶段。

2009年，温家宝总理提出要加快推进物联网发展、建立中国感知中心，物联网技术的重要性进一步凸显，并成为国家重点发展的战略性新兴产业的重要组成部分。在这一背景下，“环保物联网”的概念于2010年提出并开始流行起来。目前在环保领域，物联网应用的建设已成为培育和发展战略性新型环保行业、推动环境管理升级的重要手段。

2 环境数据收集网络基础上的环境监测

作为环保物联网最核心的工作之一，针对环境监测的数据收集主要包含环境质量监测和污染源监测两个方面。

2.1环境质量监测数据的采集

传统的环境监测是利用若干点源的监测来反映监测区域的总体环境情况，这种方法往往较为局限和片面。因而随着环境监测特别是宏观的需求的提高，一系列全局性的信息技术逐渐进入监测领域，并发挥重要作用。最典型的是“3S”技术（又称空间地球技术）。“3S”是由遥感（RS），全球定位系统（GPS），地理信息系统（GIS），整合成的一个综合性信息收集平台。[2]监测过程中，首先由RS技术（通过卫星或机载热红外设备）获得监控区域的光谱图像资料。由于大气、水体等污染常常伴随着图像化的信息，经过同往期的图像比较可以发现环境变化明显的区域，针对这些区域再进行GPS定位，进行重点监测，独立进行数据的收集。GIS技术则是一个针对数据进行综合管理和分析的平台。三种技术的联合运用，可实现大范围的环境监测。

“3S”技术在环境监测中具有监测范围广、速度快、成本低、可实现长期动态监控等优点，因而是目前大范围环境质量监控，尤其是大气环境监控、内陆水体环境监控、海洋环境监控以及城市生态环境监控等领域的主流技术。目前“3S”技术已有航空、航天以及无人机等遥感平台构成立体化，全方位的环境信息收集网络。[3]

2.2 污染源在线监测

全局性的环境监控以外，还需对排污企业为代表的重点污染源进行监控以实现对排污企业实现实时的监管。在这方面，物联网的应用主要体现在在线监测系统上。在线监测是近年来污染源监测的发展趋势，其含义是通过装在处理企业和排污设备上的各类监测仪表收集污染物数据，再经由信息网络将监控数据传至环境监测部门，实现监控和管理的过程。在线监控的意义在于监控数据更加真实可靠，同时可避免数据的滞后性。

典型的污染源在线监控系统包括数据收集系统和信息综合系统。前者安置于污染治理设施和排污设备上。主体是各种常规指标和污染物指标的检测仪器。收集的数据通常由运行记录仪和设备采集传输仪进行加密、储存、发送等。信息综合系统主要由计算机终端设备、监控中心系统等构成，对收集到的数据进行分类、分析、并入库储存以完成环境数据管理的过程。监控中心系统通常是由信息管理软件和数据库构成。[4]目前我国已在113个重点城市建立监控中心，实现对三千多个排污点实行在线监控，随着在物联网技术的促进下，监测网络已有相当规模。

3 物联网技术助力环保产业发展

国务院日前印发的《关于加快发展节能环保产业的意见》提出未来三大目标：产业技术水平显著提升、国产设备和产品基本满足市场需求、辐射带动作用得到充分发挥。在环保产业快速发展的这一时期下，物联网也在该领域起到了重要的作用。下文将在环保行业数据库和环保企业运营方面阐释物联网技术的应用。

3.1环保行业数据库的建设与管理

在全球信息化特别是大数据时代即将到来的背景下，数据库的建设和完善对一个产业的发展至关重要。作为基础数据平台，数据库是环保物联网中重要的一环，环保产业数据库主要包括环境保护资讯数据库、法律法规数据库、统计数据库、产品数据库、技术数据库、项目数据库、企业数据库和专家数据库、M&A数据库等。环保企业和研究机构等可以通过这些数据库进行查询、运算、分析，以得到环境状况、政策法规、行业发展现状、市场潜力、竞争主体情况、主流与前沿技术等信息，为产业链上的环境制造业和环境服务业的行业咨询与研究，企业相关决策制定等提供依据。[5]

3.2 环保企业运营过程的控制和管理

在近年来迅猛发展的领域，如物流、电子商务等，已在相当程度上通过基于物联网的信息管理技术实现了智能运营。以企业资源计划（ERP）系统为代表的综合管理系统在企业运营中可将物资资源管理（物流）、人力资源管理（人流）、财务资源管理（财流）、信息资源管理（信息流）集成一体，实现对运营流程的科学管理和优化，以达到资源的最高效配置。而现阶段，我国环保产业对这类系统的应用还不够充分和彻底，尚处于起步阶段，尤其是中小型环保企业。

目前在环保产业中，通过“智能管理平台”的研究主要集中在生活垃圾的收转运系统的优化管理、地沟油及餐厨垃圾收运体系监控和管理、进口废料的监管、资源的回收循环的管理等方面。

4 结束语

同为国家“十二五”期间重点发展产业，信息产业和环保产业将在国民经济中占据更大的比重，而信息技术在环保产业中的实践，则对环境保护工作的现代化有重大意义。通过对物联网在环保领域应用的梳理，可以发现物联网技术在环境保护管理以及环保产业的发展中都具有广泛的应用。以“3S”系统和污染源在线监测系统为核心的数据收集网络可为环境保护工作提供第一手数据，可实现污染源的监管，污染物总量的控制，以及对环境突发状况的及时应对。另一方面，物联网作为一个综合信息平台，也为环保产业，尤其是企业和研究机构提供了信息管理和运营管理的有效工具，为环保产业的发展起到了助力作用。

目前，我国环境保护工作的信息化在一些领域（如遥感技术、信息传输设备）等方面已取得一定成果。但总体来看，目前还处在建设和发展的阶段，尚存在不够完善的地方，还有较大的提高空间，如环保企业的智能化管理运营等。

未来，我国的环保信息化将顺应国际前沿趋势向智能环保的方向发展。这意味着环保物联网将在在智能层、网络层和应用层达到更透彻的感知、更全面的互连互通和更深入的智能化。总之，将以物联网为代表的信息技术将更深更广地融入环保领域的方方面面，将是信息技术工作者和环境工作者共同努力的目标。

参考文献：

[1] 陈艺虹，于立强.信息化与环境保护[C].优秀学术论文选，2003.

[2] 刘桂芳，卢鹤立.从数字地球系统看3S技术[J].安阳师范学院学报，2005（2）.

[3] 朱京海，徐光.无人机遥感系统在环境保护领域中的应用研究[J].环境保护与循环经济，2011（9）.

[4] 赵萌，郑发鸿.信息技术在环境保护中的应用研究[J].安全与环境工程.2007，14（2）.

[5] 孟小峰，周龙骧，王珊.数据库技术发展趋势[J].软件学报，2004（12）.