国内外的环境监测现状分析备课讲稿

国内外的环境监测现
状分析
国内外的环境监测现状分析
作者：张江洪
来源：《科学与财富》2015年第33期
摘要：探寻全球生态变化的真实状况，是全球科学家不懈努力的方向。

生态环境问题可能从来没有像今天这样得到我们大家这么多的关注，因为它成了我们全人类共同面对的重大挑战。

如何对区域资源与生态环境做出有效的、科学的监测和评估，就成为亟待解决的课题之一。

生态环境监测不仅对全球变化研究等具有重要的科学价值，还将为政府决策等提供有力的依据和数据支撑。

关键词：环境监测、生态环境、区域资源
物联网技术的迅速发展，为环境监测提供了新的技术手段。

基于物联网技术对环境监测系统进行设计，可有效提高环境监测的实时性和有效性，实现信息共享及辅助决策，为环境监督管理提供新的技术支持。

首先，我们来看一下国外环境监测研究现状：环境监测是物联网应用的一个方向，欧、美、日等少数发达国家的研究起步较早，在环境监测方面拥有较多的技术方法和经验。

基于物联网的环境监测系统融合了多种技术手段。

从感知层来讲，美国哈佛大学和 BBN 公司合作开发的 CitySense 无线传感器网络系统，用于监测大气状况，可监测 CO2浓度、大气温度、大气湿度、风向、风速等环境数据。

詹姆斯库克大学和澳大利亚墨尔本大学联合开发了以μ-node 和 iMote2 为硬件平台的 GBR 无线传感器网络应用系统，用于监测澳洲东北沿海的空气温度、湿度、风速、海水温度等参数；匈牙利的Judit Padisa′k、Ga′bor Borics、Istvan Grigorszky 和 Eva Soroczki-Pinter 在《利用浮游植物组合的监测湖泊生态状况在水框架指令：图幅接合表》一文中提出用浮游植物监测湖泊生态状况。

日本东京的 Fumiko Satoh 和 Mayumi Itakura 在《基于云架构管理分析环境资源》一文中提出基于云计算的能量管理系统，根据全循环和输出排放的 XBRL 格式报告来规范排放量，进行环境管理。

美国华盛顿哥伦比亚特区大学的 Byunggu Yu 等人在《使用 Bigtable 管理大型传感器网络数据》一文中提出面对数十亿的传感器及移动设备连接到互联网给计算机在可扩展性、可靠的管理和随着时间推移而产生的 EXA 规模的时间序列上带来了新的挑战和机遇，提出基于云计算的方法解决这个问题。

目前物联网的发展还处在起步阶段，发达国家都在进行积极的研究，物联网的发展会成为各国提升竞争里的重要手段。

接下来，我们再来看一下国内的环境监测研究现状：我国环境监测与国外相比起步较晚，但是物联网技术的发展并不落后。

中国早在1999 年就开始对物联网核心传感网技术进行了研究，研发水平处于世界前列。

国内多家研究院和大学正在开展传感器网络硬件节点的研究。

例如，中国科学院计算技术研究所深联科技的“基于 ZigBee 无线通信协议栈的 GAINJ、GAINZ 等系列传感节点”：香港科技大学的“基于 Telos-B 平台的无线传感器网络节点”等。

国内研究机构在理论研究方面，如对无线传感网络的网络协议、体系结构等方面，提出了许多具有创新性的思想与理论。

将物联网技术应用到环境监测上来，是物联网一个典型的应用场景。

2010 年 8 月 7 日发生在甘肃甘南藏族自治州舟曲县特大自然灾害泥石流，形成堰塞湖，造成人民群众生命和财产的严重损失。

舟曲现有的预警系统（长江上游滑坡泥石流预警系统的一部分）由于种种原因造成预警失灵。

传统滑坡监测主要是在现场布置固定的传感器或仪表，通过汇总人工定时读取的数据来得到滑坡的安全状况，这种检测手段难以及时甚至无法捕捉到滑坡临近失稳前
最宝贵的信息，因此不可能及时准确地对滑坡状况进行预测报警。

2010 年底，中国移动公司开发了“滑坡 GPS 自动化监测预警系统”。

滑坡 GPS 监测系统由 3 部分组成：监测单元、数据传输和控制单元、数据处理分析及管理单元。

这三个部分形成一个有机的整体，监测单元跟踪GPS 卫星并及时采集数据，数据通过通信网络传输至控制中心，控制中心的 GPS 软件对数据处理并分析，实时形变监测。

由于采用无线传输的方式，无线传感网络可以很方便地进行初期的部署，数据的传输也不会因为地形的改变而中断，因此非常适合用于山体滑坡现场的环境监测。

这一系统彻底颠覆了传统滑坡监测，将会极大地保护人民群众的生命财产安全。

2010 年 9 月 17 日，“感知太湖”项目一期建成，已初步实现了太湖水环境实时监控、太湖蓝藻泛滥监控预警、太湖水纹水质智能感知。

“感知太湖”项目也是物联网技术在环境监测方面的典型应用。

物联网的发展为我国环境监测提供了新的技术手段，对提高我国环境监测能力和实现不同传感器厂家私有协议条件下的数据兼容，实现了传感器数据网络的接入。

物联网技术被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮，应用创新是物联网发展的核心，本项目将物联网技术与呼伦湖流域生态环境监测相结合，通过现代通信技术、传感技术、网络技术、机器视觉实现水生态数据、土壤生态数据、气象数据和生物多样性数据的在线实时监测。

最后，我们再对我国的环境监测作一下展望。

目前我国环境监测现状：项目驱动，重复建设，资源浪费，缺乏生态环境研究的长远考量，生态数据需要长期的历史积累才能做决策。

本课题要对生态环境监测数据中心进行设计，实现数据共享，将数据转化为信息。

来指导生活生产，指导政府决策，给国民经济、利益带来新的发展。

将具有一定的科学价值和实际意义。

目前国内外已有许多高校的研究机构和国家卫星气象中心在做环境监测，但是大多数的都是自己研究自己的，面对环境监测的庞大的数据，都在做重复的低水平工作。

在这个大数据时代，只有经过数据共享，挖掘不同的数据内容，才能站在更高的位置上，走在科技的前沿。

我们要用科学用实力来说话，将数据转化为信息，将信息转化为知识，让人们都能充分利用数据，来指导自己的生活生产，让每个人共享科技成果。

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