信息技术在环境保护中的应用研究

夏 艳

（河南省南水北调中线渠首生态环境监测中心，河南 南阳 474450）

当前日益严重的环境问题已经威胁到人类的日常生活，近年来不论是国家层面还是个人层面都特别关注环境保护这个问题，也深刻的认识到“保护环境，人人有责”并非一句口号，需要我们行动起来，落实到实处。随着科学的进步，信息技术逐渐进入了社会的各行各业，并且随着需求的增加，信息技术已发展成一门新学科。当然这门信息技术也得到了国家大力支持与发展，运用到环境保护之中并起到了积极作用。

1 信息技术的发展现状

我国自“九五规划”发布之后，信息技术得到了快速发展，目前已经取得了巨大进步，建立了环境信息管理体系，并且配备了相应的设备，为之后的工作打下来坚实的基础；并且在多地区开始投入实践，得到了很不错的反响，不仅提高了环保工作的效率，也收集了很多相关的信息资源，而且随着新学科的成立，一系列法律、法规的制定，鼓励性的政策，为环保事业培养了一批又一批专业性人才，使得环境信息化得以有序的发展。信息资料和相应的信息技术为生态灾难和环境污染的应急响应提供了很大的技术支持，就如在大大兴安岭着火时，消防人员通过相应的技术手段，能够很快速的了解到着火点及火势情况一样，可见信息技术的发展对我国的环境保护事业中起到了至关重要的重要。

近年来信息技术在国内外的项目上的发展，也推动了相关制度的完善，环保总局出台了相应的文件，如《国家环保总局应用软件开发项目管理暂行办法》；在网络方面，通过建立多城市之间的卫星通信专网，将环保总局与省级环保局之间联系起来，形成了电子无纸化传输；在人员培养上，组织研修项目，建立了一支专业人才队伍；并且在硬件上面得到多个国家及企业的帮助，配备了先进的技术，建立了环境信息中心等。

2 环境保护中信息技术的运用

2.1 3S技术

由全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）和地理信息系统（GIS）三者组成的3S技术是信息技术与环境保护中不可或缺的技术。其中我们熟知的遥感技术，这项技术主要是运用在数据动态监测部门、自然资源勘察部门，如我们平时生活中的天气预报、水体污染来源、植被数据监控等，譬如下面两张图是通过遥感技术检测出禁采区的某砂场的10月和11月份的对比图，经过前后的对比，不难发现11月份明细比10月份少了很大一部分，那么针对这类现象来说，有关部门凭借个人感受能不能这么清楚的发现该区域的砂石少了呢，我想很难，正是因为新兴技术的出现，让从中谋利的人员或者自然造成的变化能够迅速的呈现出来，以便相关的工作人员采取措施来减少不必要的损失。

图1 禁采区砂场的10月份图

图2 禁采区砂场的11月份图

当然地理信息系统和全球定位系统也是必不可少的，它们对于自然灾害的监控、预警，土地资源的利用和调查都起到了很大的作用。如南水北调的水库选择，就是在地理信息系统中根据土地资源、生态资源等进行分析后做出最适宜的选择。当然厦门的城市环境空间数据库和污染源监测属性数据库也是在地理信息系统平台上建立起来的，开发了网络化城市环境质量地理信息系统，包含了地表水、大气、声学环境的监测信息，通过各类分布图、三维模型等表现出来，真实的反映了当前的环境情况，并且借助了互联网技术，该系统可以在internet上使用。

当然环境保护主要是通过遥感技术检测大气中的颗粒大小及污染物分布的区域，对水体污染及生态环境污染进行数据收集，然后再运用全球定位系统就可以对的数据进行详细的定位，从而达到精确采集，再通过地理信息系统来对这些数据进行分析，从而做到实时监测，对区域的准确评价以及提供一些环境保护上的支持。当然这里值得一提的是该项技术的采集与南水北调的生态资源、旅游、文化、经济等多方面信息综合，共同合建了南水北调中线生态文化旅游空间数据库，为之后城市规划、道路建设规划都提供了数据支撑。

2.2 数据仓库与数据挖掘技术

数据库是信息系统最根据的来源，也是再众多的环境数据中快速查找的必要手段之一，大量的数据积累下，必然少不了数据仓库及数据挖掘技术，目前我国环保部门对于环境数据的收集主要是采用自动及手动，在空气质量检测系统中，主要是利用机器学习和制定相应的规则来实现预测空气中污染指数和污染物分布的情况。

2.3 物联网技术

物联网技术主要采用二维识读装备、射频鉴别设备、红外感应器、全球定位系统和激光扫描装备，按照原定协议进行的，根据原有约定，按照规定进行，与互联网相连，然后进行信息的传递和交换，最后实现智能化的识别、定位、监控等类型的网络。物联网可以分为感知层、网络层、应用层三个架构，是对“物”的识别，信息的传输，相关行业的融合。这一技术主要运用在排污单位，可以通过安装自动监测传感设备，来收集相应的信息通过传输系统传到信息监控中心，然后再通过环保专用的广域网形成国家、省、市三级化的监控中心，从而有效的对环境实时监控，并从环境污染源的源头进行防范。

众所周知，我国是个人口大国，对水资源需求也是极其大的，根据WWF(世界野生动物基金会)的研究，世界农民使用淡水占世界的70%，其中有60%的淡水是被浪费的，其中主要是因为灌溉系统漏水、使用方法不科学及种植的植物对水的需求量大。物联网技术的出现给农民提供了操作可见性，让他们能够通过一系列的指标合理运用水资源，其中包括对水的温度、质量、水压等，更大限度上减少对水的浪费。当然我们日常生活中，也可以安装只能的传感器和执行器，在消费者层面上实现物联网水资源管理。利用相应的设备，加之专业的数据分析，可以让使用者更加清楚的了解到水资源的使用以及用量，可以从根本上保护这一重要的资源。

3 信息技术在环境保护中应用的建议

3.1 加强与学校的人才培养，为之后的创新提供动力。

任何一项技术都离不开人才的培养，环境信息化也是如此。为了更好的培养一群既懂环境保护的又掌握着信息技术的人才队伍，可以通过与学校建立人才培养计划，但是根据目前情况而言，本科暂时还没有设立这样相关的专业，部分专科院校开设了这个专业，但是培养的人才远不足以满足市场的需求。因此要想改变现状的话，需要通过与相关的教育部门沟通，考虑开设这类本科专业及扩大专科院校，同时为了提高招生率及学生的兴趣，国家可以给与一定的鼓励政策等，当然为了保障这类信息人才的培养，可以和一些研究院合作，这也是一条突破创新能力的路。当然学校与研究所、与各大企业都可以建立合作，形成一条信息产业链，从而真正意义上实现可持续发展道路。

3.2 推动3S技术一体化、集成化，促使获取数据能够更稳定、精确。

3S技术在环境保护过程中有非常广泛的使用空间，以及对它有很好的展望。它所存在的优势是其他技术无法比拟的，例如在环境监测方面，它可以不断的获取相关重要的信息。当然如果对以下几个方面进行升级改造，那么能使它更加一体化，获取的数据将更急的准确、快速、稳定。

（1）遥感设备可以加入成像光谱仪、雷达等，提高其创新能力，研发出配套的软件，可以让采集到的数据更加精准，更加稳定。

（2）运用现有的设备、网络等，加快研究，促使采集到的数据能够更稳定、有效的传输到平台上。

（3）当然推动3S技术一体化、集成化发展，能够多方面的收集信息，并迅速处理，从而建立起新的地理编码影响，完善信息处理流程。

（4）对于数据仓库与数据挖掘技术应该更大规模的投入在环境保护的应用中去，从而使数据更加规范，并且能够建立一个属于自己的数据仓库，加以统计分类，并将其与数据挖掘完美结合，这样在遥感数据信息处理应用中能够锦上添花。

3.3 加快物联网技术的使用，推进“智慧环保”的发展。

物联网技术发展的特别迅速，运用上也是多多种多样的，正是如此，它的技术没有一个统一的标准，也就是说对于它的监管并不能很有效的得出结果，因此在这一方面，需要对它的核心技术及关键技术不断的优化，让监管能够更加有效，从原来的“数字环保”向“智慧环保”逐步转型，从而将整个物联网联合起来，实现人类发展的同时和环境方面增强对环境预警监测能力。其次是要有效的运用通讯技术，在现在互联网及无线网络这边发达的情况下，更应该让我们的信息传输更加流畅、迅速。

4 总结

信息技术的发展，使我们能够更清晰的认识到我们所处的环境，只有从生活中的点滴做起，才能让环境得到改善。信息技术不仅在国家工程项目上发挥了关键性作用，促使项目能够高效、快速的完成，并且在对项目后期监管上也提供有力的数据分析和监测预警。在未来科技发展过程中，会有更多新的相关信息技术出现，也会对环境保护有更直接的帮助及监管。