浅谈电子信息领域在环保方面的应用及影响

(四川大学电子信息工程 四川 成都 610000)

Abstract:with the rapid development of China's economy in recent years,both scientific and technological research and industrial production are consuming a large number of natural resources.The health and stability of our human society is based on natural resources and the environment.With the progress of science and technology,a great challenge we are facing is environmental protection.In addition to the improvement of policies and systems,in the field of electronic information,we can use a variety of technologies to resolve environmental issues,such as water pollution,air pollution,industrial wastes and natural disasters caused by excessive resource exploitation.In addition,this paper will briefly discuss the environmental impact of pollutants caused by the development of the electronics industry.

Keywords:electronic field,the prevention of environmental pollution,digital image processing,3S technology,electronic pollution

一、利用数字图像处理技术检测颗粒污染物

数字图像处理是一种通过计算机实现对图像进行去除噪声、增强、复原、提取特征、分割等操作的技术。该技术在环境、军事、工业和医学等领域有着十分广泛的应用需求。

通常我们进行颗粒检测的传统方法有沉降法、激光粒度分析法等,这些方法的测量精度受颗粒团聚等因素影响,不仅速度慢且可重复性差。此外还仅能得到当量球径,难以体现真实的形状。为了解决这些问题，通过数字图像检测的方法可以大幅度提高速度并且增强精度。

颗粒检测系统的原理是通过数码相机采集图像并传输至计算机进行图像预处理(降低图像质量引起的误差)；二值化处理(将颗粒物从背景独立出来)；最后自动检测出图像颗粒的个数图像颗粒的面积、周长、粒径等参数并同原图进行比较分析,得到每个颗粒的实际参数指标。

对于数字图像来说，每幅图像都是由若干像素点组成的，像素的灰度值在0—255之间。在我们采集到水体样本或者是空气样本的图像后，我们所需要分析的目标颗粒物与背景最大的区别就是灰度值。此时通过对图像进行阈值处理，将大于该阈值的目标物灰度值设置为255，小于该阈值的背景灰度值设置为0。该过程就叫做二值化，能够将目标颗粒物更为直观的呈现给我们同时方便后续计算机的分析和计算。

除了环境样本的图像，数字图像处理技术同样还可以用于对卫星图像进行分析处理，例如对卫星所采集到的水域(河流、海洋等)图像，我们可以观察其富营养化(赤潮现象)的程度来判断其受到各类废水所污染的程度。赤潮是一种伴随着浮游生物的骤然大量增殖而产生的现象，具体体现为水面发生大规模变色。这种现象的特征使我们所采集到的数字图像中受污染的水域与正常水域之间具备灰度值的差异，同样能够使用二值化的方法来进行分析处理。

二、通信技术在环境方面的应用

在上一部分中提到了卫星采集图像，卫星是现代通信技术发展的产物，同样属于我们电子信息领域所研究的范畴。这方面的技术在环境方面的应用则体现在了利用3S技术的环境质量评估。3S技术是遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、和全球定位系统(GPS)的三者统称。RS技术是从环境遥感影像数据中提取环境信息，GIS技术通过强大的空间分析功能对环境数据进行分析和处理，GPS技术则提供了精确导航和空间数据。

我国是一个自然灾害种类繁多且重大灾害频发的国家，3S技术在森林虫害、沙漠化、洪涝、干旱、林火等灾害监测中应用广泛，在自然环境灾害的检测与评估中提供了技术支持。3S技术可对水土流失、土地沙化和盐碱化、森林和草场的退化与消失、海水入侵、河流断流等进行监测。此外还可以对由于过量开采地下水而导致的地面沉降进行实时监控，检测赤潮的发生时间与地点并进行实时播报；

环境质量评估本身是一项非常具有意义的科研领域，现目前国内外已经着手进行一些应用3S技术进行环境评估的研究。由于技术体系尚未完善，受到各种条件的限制，3S还未大规模普及，但其发展前景非常可观。

三、电子产业所产生的污染

电子信息领域的飞速发展需要大型大量的工业生产，因此电子产业不可避免地会对环境造成一定污染。污染的程度与与电子产业所需的材料以及生产工艺密切相关。比如，平面磨床干磨或抛光金属零件时产生的大量金属粉尘；高速切削时产生的油烟；电、气焊及等离子切割时产生的金属蒸汽；各种激光操作及外加工时产生的粉尘；印制板生产过程中产生的胶木粉尘；蚀刻机、去膜机、显影机产生的酸碱蒸汽；黑化设备产生的碱性废气以及有机溶剂清洗产生的四氯化碳等有机物废水等。这些粉尘、废气、废水等工业污染物不仅对人体有害，同时无法被环境所降解，带来的是持续长久的负面影响。

电子信息领域的蓬勃发展，改变了社会经济运作模式，带动了我国高新科技产业的生产，不断创造着新的社会价值。电子行业与传统产业的结合，在使电子行业在技术上取得质的飞跃的同时，为传统产业的发展带来更为宽阔的空间，向科技化产业转型。电子产品制造业要实现科技与可持续发展的共存，需要重视生产工序及有效的控制排放。我们需要为电子信息产品制造业的生产和废物处理制订专门的技术法规和标准，对电子信息产品制造业全生产过程的环境行为进行有效的规范和管理，减少电子信息产品生产和废弃物处理过程中对环境的污染和破坏。更重要的是，在将来我们技术岗位在设计产品的同时要敢于创新，从设计层面做到减排和成本节省。