時間：2022-02-17 17:03:15
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作為與環境保護相融合的生態系統模式，主要就是突出在環境保護中，對各個影響因素進行相應的代表值的測定，通過現代化技術的融入，在整個監測中采用計算機信息軟件等功能，更好地為環境質量的好壞提供全方位的技術控制。在監測的過程中，通過采用現場督察、資料的收集以及監測設計計劃、布點設計、樣品監測等方式，形成對數據分析處理、綜合指標的評定等綜合運用，結合在生態環境監測主管單位的整體監管中，形成自然因素、人為因素的環境保護模式，形成科學有效的監管辦法。
1.2整體功能的發揮
在生態環境監測系統中，主要是通過技術運用的手段，圍繞在經濟社會發展中的各個要素，在污染要素、生態環境破壞等方面形成技術性的控制，這樣可以更加突出在整個監測中的技術模塊，為實現可持續發展提供良好的支持。其中，通過對空氣質量、廢水排量等有效的數據控制，能為環保監察的執法提供科學的依據，全面加強生態環境保護的整體運用。
2生態環境監測中存在的問題
2.1業務水平不強
在環境檢監測的處理過程中，由于專業隊伍人才的缺乏，不能全面適應整個監測的需求，有的監測機構即使配備了相關的人員，但是在專業技能上還是不能與整個監測技術相吻合，對于監測中空氣質量、地下水以及廢水等指標的測量，不能形成整體的管理水平，因此不能適應整個監測業務的整體功能。
2.2過分強調經濟效益
受到傳統思想的影響，在生態環境的監測中，由于空氣質量的下降、水污染的嚴重加劇，空氣質量的全面降低，在追求經濟發展的過程中，全面強調對整個經濟的發展步伐，在電子產品、化工藥物、能源開發等過程中，采用的是粗放式的開采模式，因此，沒有技術開發的模式，也不能實現產業結構的優化與調整，在經濟發展的過程中產生了很大的生態問題，不能形成可持續發展的整體運行態勢。
2.3生態破壞的嚴重性較大
在環境破壞中，對于生態環境的影響是一個關鍵性的因素。尤其是在整個經濟大背景下，環境污染的形成不是一時的，主要的過程是經歷日積月累的。生活環境中各種空氣要素遭到破壞，不能形成一種健康的生態方式。在環境監測的系統模式中，也不能進行全方位的優化，從而不利于環保部門對于環境的整體控制，在技術上不能全面創新，這些都不利于環境生態監測技術的整體升級和在具體運用中的作用發揮。
3生態環境監測技術的運用方式
3.1遙感與GIS一體化集成技術
遙感圖像類似于柵格數據。在GIS，遙感和地理信息系統數據級輕松實現一體化。GIS軟件在圖像處理方面比較弱，而遙感軟件在數據管理及空間分析方面非常欠缺。遙感圖像分析功能可以被用來作為一個核心組件和GIS的集成，我們必須首先解決數據在兩個平臺之間的互操作性問題。遙感影像獲取成本相對較高，且需要占用較大的存儲空間，如果為每一用戶都單獨配備相應的影像將需要花費較大的代價。而遙感影像的使用特點是多個用戶經常在同一幅影像上進行相應操作，也就是以共享方式使用影像。因此基于WebServices的共享方式能集中利用服務器的軟、硬件資源，方便終端用戶的使用。其次是平臺一體化。如果在菜單中的遙感圖像處理的結果可以被直接發送到GIS軟件，沒有中間的保存、打開，類似于GIS的分析軟件，該軟件直接進入遠程同步顯示或另一個軟件集成軟件的常用功能，雖然在兩個不同的軟件平臺下工作，但效果類似。
3.2數據庫內容和組織
數據層由空間數據庫和屬性數據庫兩部分組成。其中，空間數據庫包括評價區域基礎地理數據和遙感數據；屬性數據庫包括國家生態環境質量評價技術規范，相關術語的解釋，土地利用分類系統地類代碼、含義以及一二級地類匹配關系，各個評價指標權重及計算方法，社會經濟統計數據和環境質量數據等。同時，將空間數據和屬性數據通過統一的ID關聯。關系模型實際上是一種簡單的二維表格，適用于具有簡單屬性（屬性不可分），且屬性個數固定的對象，但不能直接表示屬性個數不定的空間數據，如一條線上具有不同的空間點。
3.3突出環境保護監測網絡化建設
對于生態環境監測的每一個科學指標，尤其是在監測網絡系統的構建中，最主要的是實現整個系統管理的規范化，在嚴謹的設計過程中，有針對性地形成技術融合模式，才能更好地實現網絡化建設的優越性。在科學優化的基礎上建立并完善全國環境監測網、生態環境監測網，根據分級管理原則和環境管理的需要，建立并完善國家、省、市級環境監測網絡管理及運行機制，制定章程和規范，統一協調，合理分工，相互配合。監測站承擔大量基礎性、常規性的環境質量、污染源監測工作，監測總站和省站不承擔或很少承擔具體監測任務，重在監測科研，進行監測技術路線、監測標準規范體系、分析方法體系、環境質量綜合分析評價技術體系、質量控制技術體系的深入研究。
2防雷接地地網的檢測方法
防雷接地地網的接地電阻的測量有多種方法，一般有電壓、電流法、比率計法、電橋法等檢測方法[3]。如圖1所示，無論采用哪種檢測方法，均需要采用二到三根輔助地極放至于合適的位置上，并采用相應算法的儀表—接地地阻測試儀進行測試。以接地電阻檢測最常用的一種方法-電壓、電流檢測法為例進行探討，在實際檢測中，防雷接地電阻檢測中要增加輔助地極及地極引線，每次的檢測均需要花費大量的時間進行輔助地極的選點（輔助地極插入點）并安插到地面泥土層及引線接線，比較麻煩。當選點處后期被占用，如加上了水泥、瀝青地面、其他裝飾構件或建構物等，這樣就對檢測造成困難或無法檢測。
3防雷接地地網的周期檢測的實用性方案探討
針對于檢測的特性及每次檢測時所花費的時間與精力，及由于加上了水泥、瀝青地面、其他裝飾構件或建構物等影響后期的檢測問題，均有理由對檢測方式方案進行進一步的改進。為解決以上所提出的問題，第一步可以在從開始地網建設時就設立好檢測點，并在檢測點上安裝上檢測輔助地極，并從輔助地極處敷設好導線，導線一端連接輔助地極，一端在接地電阻檢測儀檢測點處引出，每次檢測時，只要將接地電阻測試儀和引出導線連接上即可檢測。輔助地極導線的敷設可按現場情況敷設，建議采用管道保護，從而增加其耐用性。當輔助導線敷設好后，復檢時就不再受檢測點處的再建物的影響（當再建物在建設時，應當對所敷設的導線進行保護），且每次檢測時花費時間更小，又因輔助地極選點無變化，得到的數據對比性更強。
4實現接地地網的實時監測方案探討
如上述，接地地網解決了選點問題和再建物的影響問題，但仍然要操作人員選擇時間并到現場進行檢測，對地網的監測仍然達不到實時監測的要求。要做到接地地網接地電阻值的實時監測，則應進行進一步的改造?？梢栽谳o助地極引出導線處加入智能檢測儀表，或增加控制線路，控制線路可使儀表周期性動作，時間可內定，并可讀取接地地阻測試儀所檢測的數據。讀取數據后再由一個如DTU（無線數據發送模塊）的設備通過GPRS網絡進行無線發送至服務器或其他方式的數據發送到服務器，通過服務器的數據處理后，再由服務器通過Inter⁃net網絡傳送到監測端如用戶電腦，用戶電腦并安裝相應的軟件平臺，用戶電腦接收數據后并分析，對防雷接地地網電阻值進行統計出表，對不合格的地網進行報警或告知管理人員，從而實現接地地網接地電阻的實時監測。
以目前的全國業務化海洋環境監測任務為基礎，對上報的監測任務進行標準化命名，如海洋生物多樣監測、海洋大氣監測，對不同填報的名稱進行標準化處理。
1．2組織單位名稱的標準化處理
各地上報的組織單位比較混亂，有的上報了監測機構名稱，有的上報了其隸屬的行政部門名稱，不利于監測任務的考核。根據國家海洋環境監測工作任務以及各海區年度海洋環境監測工作方案，目前組織單位主要包括國家海洋局局屬單位、3個分局、11個沿海省（自治區、直轄市）海洋行政管理部門和5個計劃單列市海洋行政管理部門，如國家海洋環境監測中心、國家海洋局北海分局、遼寧省海洋與漁業廳、大連市海洋與漁業局，對不同填報的組織單位進行標準化處理。
1．3監測區域名稱的標準化處理
由于各地方上報的監測區域不夠規范，且很難表現出更多的區域信息，同時考慮到區域統計分析，因此需對監測區域進行規范化命名。監測區域命名結構為：沿海地區／海區＋沿海城市／特定區域＋名稱，其中沿海地區／自然海區和名稱字段不能省略，沿海城市／特定區域字段若無可以省略。如，遼寧葫蘆島赤潮監控區，廣東近岸、福建廈門近岸、東海近海及遠海，對不同填報的監測區域名稱進行標準化處理。
1．4監測要素名稱的標準化處理
每個監測任務里包含了不同的監測要素，且不同的任務可能會監測相同的要素，因此需對監測要素進行規范命名，以便對相同的要素進行統一分析、數據量統計等。以目前的業務化海洋環境監測要素為基礎，對上報的監測要素進行標準化命名，如水文氣象、海水水質、沉積物質量、浮游植物和浮游動物等，對不同填報的監測要素進行標準化處理。
1．5監測參數及單位的標準化處理
由于每個監測要素需要監測不同的監測參數，如海水水質需要監測化學需氧量、氨氮和溶解氧等。而每個監測參數的名稱在寫法上有不同的形式，如化學需氧量也可寫為COD，氨氮也可寫為氨－氮或NH4－N等，給數據的統計、評價帶來一定的不便，因此有必要規范不同監測參數的名稱。另外，每個監測要素的單位也需統一規范。如重金屬的鋅元素，有的上報其參數單位為mg／L，有的上報為μg／L。在數據統一進入標準數據庫時，需將單位統一。參照國際標準、國內海洋環境監測調查規范以及各地監測機構的填報習慣等，針對不同的監測任務和監測要素，對每個監測參數的名稱及計量單位進行標準化處理。
1．6站位基礎信息的數據類型標準化處理
監測數據的類型包括數值型、字符型、布爾型和百分比等。對站位基礎信息如站位編號、經緯度、監測日期、水深和層號等的數據類型進行規范。（1）站位編號。上報的站位編號大部分為字符型，但也有站位編號為1、2、3等，為數據庫的統一管理，需統一轉換為字符型。站位編號不規范主要有以下幾個方面：①站位編號英文大小寫不一致；②監測機構各自命名；③在站位編號上加“臨”“平行樣”和“空白樣”等字樣。參照目前海洋環境監測站位編號規則，由任務編號、海區編號、類別編號和站位序號順次排列組成。對站位進行統一編號。對于歷史站位編號的確認，可通過核查相關的監測數據、核實年度監測方案、聯系地方監測機構等方式，將站位編號統一。（2）站位的經、緯度。上報的經緯度有兩種形式：一個是小數形式，另一個是度分秒形式。為便于計算機的計算方便，目前統一為小數形式。由于經緯度的小數位數不一致，會導致部分空間定位有細微的差別。結合監測任務計劃和實際監測情況，統一經緯度的有效位數，目前保留到小數點后6位。（3）監測日期。上報的監測日期格式不一致，主要形式為：“2011－08－20”“2011／8／20”、或為時間型等?，F統一其形式為“2011－8－20”，年份：填滿4位；監測月份：1—12，月信息小于10，前位無需補零。注意檢查，監測年份是否為該年度；月份是否大于12；日期是否在該月的自然日以內。（4）采樣深度與層號。部分地方監測機構在該填報“層號”的地方填寫了采樣深度，同時層號不統一，有的為中文———“表層”“中層”“底層”；有的為英文———“S”“M”“B”。《海洋監測規范》中對水深和相應的采樣層次進行了規范。對層號，統一用英文表示。其中：表層為S；底層為B；若只有一個中層用M表示，若為多個中層，則分別用M1、M2、M3等順延表示。另需檢查層號與層深的匹配情況，若層號為S（表層），則采樣深度應小于或等于2m；層號為B（底層），則采樣深度大于3m。部分填報機構填寫層號時，出現表層填寫“B”和底層填寫為“D”的現象，可能是按“表層”和“底層”的首拼音字母填寫造成的。
1．7監測參數不規范類型的處理
監測參數的不規范類型問題，主要應注意以下幾點。（1）大于號、小于號。某些監測參數如重金屬、大腸桿菌數等，其監測參數值上報中含有大于號或小于號。此類數據通常不影響其評價等級的判定，但會影響該類參數最大值、最小值、均值等統計的結果?？裳芯吭搮档睦砘再|并聯系地方監測機構，確認該參數的具體值大小。其缺省解決方法是刪除大于號、小于號，以便該參數的統計及評價。（2）未、無、“－”等字樣。結合年度監測任務，聯系地方監測機構，確認該監測參數是未被監測，還是低于檢出限。未監測用空值表示；低于檢出限用“未檢出”表示。（3）空格及其他無效字符。上報的監測數據中常含有空格及其他無效字符，使得計算機在識別、歸類等過程中出現異常?？珊瞬楸O測數據的內容和性質，確認為無效字符后，對數據值前、后含有的空格或其他無效字符進行刪除處理。對經緯度空缺，可核查相關的原始上報數據集和年度監測工作方案，或聯系地方監測機構；對層號空缺，可根據水深判斷，或聯系地方監測機構補缺；對某些監測參數值空缺，可結合年度監測任務，聯系地方監測機構，確認該監測參數是未被監測，還是低于檢出限，再根據判斷結果給出規范填寫。
2監測數據的齊全性檢驗
海洋環境監測數據的齊全性檢驗，是以海洋環境監測方案為依據，檢查監測方案中規定的監測數據是否全部上報完整。首先對國家海洋環境監測工作任務以及各海區年度海洋環境監測工作方案進行分析，對監測工作方案進行信息解析，按空間維度、指標維度和時間維度對監測任務進行細化，空間維度包括監測站位、監測區域、管轄區域等，指標維度包括監測參數、監測要素等，時間維度包括監測時間等。其中監測站位、監測參數、監測時間是空間維度、指標維度和時間維度的最小單元，通過對最小單元的數據量統計，可獲得其上一統計單元的數據情況。因此對海洋環境監測方案的解析按監測站位、監測參數和監測時間3個方面進行分解。對照監測方案，檢查接收的數據是否存在區域、站位或頻次等有空缺監測的情況。記錄缺失的原因：可能由于某些緣故未能進行監測、地方調整了監測方案或地方漏報。仔細核查年度監測任務計劃，聯系地方監測機構確認。
3站位基礎信息數據質量控制
3．1空間位置檢驗
空間位置檢驗主要針對調查單位在站位信息匯總過程中可能出現的錄入錯誤。將調查站位經緯度轉換為十進制的單位后，通過利用GIS生成站位圖的方式檢查站位落點所在位置，看其是否落在規定的監測區域，對于斷面上的調查站位，還要檢查其是否明顯偏離斷面沿線。同時還需檢查“相同的站位編號，經緯度不同”和“不同的站位編號，經緯度相同”等數據空間位置精度的問題。對于該類問題，可通過核查相關的監測數據、核對年度監測任務、聯系監測機構確認等方法，予以更正。
3．2站位基礎信息一致性的檢測
根據站位基礎信息一致性檢驗方法，即監測區域、站位編號、站位經緯度、監測日期等基礎信息決定一條數據記錄，根據不同的監測任務和監測要素，分析站位基礎信息一致性是否符合。針對站位編號和經緯度不一致的情況，從空間位置檢驗是否合理，并核實監測方案進行解決。針對監測日期相同且站位編號相同等情況，判斷兩條記錄的監測參數值是否完全一致，若完全一致則認為是重復記錄；若不完全一致，可認為是平行樣記錄，并進一步核實。
3．3數據記錄重復的處理
海洋環境監測數據的上報過程中存在很多重復的數據記錄，產生這種重復記錄的主要有如下原因。（1）地方上報數據時，重復上報了監測數據集，如8月份上報了5月份和8月份兩份數據；年底將全年的監測數據再次上報。（2）不同監測機構報送的重復數據，如屬于上下兩級監測機構（省、計劃單列市）重復報送。（3）地方監測機構監測人員填寫報表時，將某些記錄重復填寫。（4）地方監測機構監測人員填寫報表時，將平行樣的數據填寫。（5）數據集合并時，將曾經合并過的數據集再次合并。對于重復的記錄數據，在建立環境監測數據庫中應做剔除處理。
3．4平行樣的處理
平行樣數據只作為監測數據質量保證的輔助，在實際統計、評價和監測數據時需區別對待。一般來說，只有少數站位上報的數據是平行樣。為了數據量統計、環境質量評價等的需要，對于平行樣的記錄數據，可將監測參數值進行求平均處理。
4監測參數數據質量控制
4．1值域一致性檢驗
在海洋環境監測中，每個監測參數有其對應的經驗值域范圍，通過值域檢測規則對填報的監測數據按不同監測要素分別對每個監測參數值進行檢驗，對于超出值域范圍的值，需進一步分析該區域其他站位、其他頻次、周邊站位的參數值情況，并結合監測任務性質以及超出值域比例，從而判斷該參數值的可靠性。
4．2邏輯一致性檢驗
某些監測參數間存在一定的邏輯關系，即監測參數與監測參數間存在某種相關關系，有些關系具有一定的規律性，根據邏輯一致性檢驗方法，對于不符合邏輯一致性的監測數據記錄，應進一步同監測機構進行核實。
4．3數據輸出
對文件進行批量檢驗處理，對于檢驗結果，給出合理且足夠詳細的錯誤提示，并保存質檢日志，使得數據便于修改。為了區別一個數據是否進行了質檢、是否通過質檢，以及了解質檢的情況，需要對質檢過后數據增加一個質量控制符號，簡稱質量符。綜合參考“國標GB／T12460－2006海洋數據應用記錄格式”以及“908海洋化學標準記錄格式”等質量符格式。其中，“908海洋化學標準記錄格式”中質量符2表示可疑傾向正確，3表示可疑傾向錯誤，本研究將這兩者綜合考慮，記為可疑；另外，“908海洋化學標準記錄格式”中質量符8表示痕量，由于與“未檢出”有一定的重疊，因此本研究只采用“未檢出”。表1給出海洋環境監測數據的質量符及說明。一般來說，數值型的監測參數數據，對其質量檢驗出有問題的只能作為“可疑”處理，不宜隨意修改或刪除。除非經過專家經驗檢驗，并經監測單位核實，可明確其為錯誤的，其質量符方可標注為“4”。對于監測站位基礎信息，如監測日期、站位編號、經緯度、層號等，檢驗出有問題的，可根據檢驗情況，標注其質量符為“4”或“3”等。按步驟完成監測數據處理流程后，可分年度或季度對處理的文件形成數據處理報告，并制作經標準化處理和質量控制后的標準數據集。
在環境監測信息管理中，計算機技術的運用主要是實現對收集到的相關信息進行數據的錄入、修改以及查詢、處理等，形成對環境監測數據的備份、恢復等存儲管理，在對數據進行初級的處理之中，形成自帶軟件的數據計算、統計以及簡單的數據分析，從而為數據計算的準確性提供有效的幫助，可以有效地提高環境監測中數據運用的整體效率。
1.2實現監測數據的共享
通過計算機技術的融入，形成對數據共享的管理模式。尤其是在建立局域網的情況下，可以通過內部網絡系統的方式，將監測到的環境指標與數據，通過文件共享、遠程控制等方式，增強對數據共享的使用能力。不同部門可以形成對數據的共享模式，增強整個數據交流與處理的能力，并實現計算機操作模式下的無紙化辦公模式。
1.3數據的有效性
通過計算機信息技術的融入，環境保護部門對于監測到的環境相關數據，環保部門通過網站、新聞媒介以及其他的方式，將環境信息進行有效的。從而有利于大眾對環境監測信息的攝取，對于環境質量數據信息，在計算機技術的處理下，形成整理、分析、定期向環保部門傳輸的方式，能準確地傳達有關的環境信息。
2計算機技術在環境監測信息管理應用中存在的問題
2.1監測數據處理能力相對較低
在對環境監測中收集到的信息內容，不管是在有計算機運用的部門，還是部門完全實現計算機管理，在數據的類型、格式、結構、存儲方式還沒有形成規范化的運用，雖然在局域網的操作模式中，還是不能對整個監測數據形成有力的運用。譬如，在水質檢測中，對于某一個監測斷面的監測數據通過文本形式存放，在進行質量控制的過程中，要對斷面污染狀況進行分析，就不能從中獲取準確的數據，要重新錄入，這樣就增加了整個工作量，不能充分發揮出數據的有效性。
2.2計算機綜合管理還存在弊端
在計算機技術的管理中，有些計算機網絡還存在一定的安全隱患，由于在操作過程中，對于硬盤數據的訪問相對頻繁，在使用文件設置的過程中，就不能對整個硬盤數據形成共享的模式。這樣可以在沒有權限的情況下，對數據進行復制、修改等，造成網絡管理的安全不強，容易造成網絡病毒甚至是黑客的侵入，從而導致監測數據的喪失或者相關數據的泄密，產生更大的不良影響。
3計算機技術在環境監測信息管理中的應用
3.1整體技術的控制因素
由于生態環境質量與人類生活息息相關，開展區域生態環境質量評價要求快速、準確、合理。同時由于生態環境質量與植被、大氣、水、噪聲等多種因素密切相關，需要一種快速有效的技術計算出生物豐度指數、NDVI指數、植被覆蓋度指數、水網密度指數、環境質量指數、污染負荷指數和生態環境質量指數來描述生態環境質量狀況，并制定相關的對策。所以，根據《生態環境質量評價規范》，采用遙感和GIS技術，開發一個生態環境質量評價業務化運行系統勢在必然。然而，經過調研，國內外雖然已經大規模的應用GIS和遙感技術進行生態環境質量評價，但成熟的、業務化運行的生態環境質量評價系統卻寥寥無幾。即使有也過分偏重于GIS，功能相對比較單一，大部分僅限于生態環境信息的查詢與統計以及一些基本的GIS功能，不具備如圖像裁剪、鑲嵌、圖像變換、幾何糾正、分類等遙感數據加工和信息提取功能，而數據加工和信息提取在生態環境質量評價業務中必不可少，它為生態環境質量評價業務提供了有效的數據信息保障。
3.2數據一體化管理與共享
3.2.1數據互操作
遙感圖像分析功能可以被用來作為一個核心組件和GIS的集成，我們必須解決數據在兩個平臺之間的互操作性問題。要注意兩個方面的問題：首先，遙感數據和GIS數據存儲都支持的標準格式。由于需要借助標準文件格式，處理過程變得復雜；其次，兩種系統都支持對方的文件格式。這種方式不需要對已有文件進行格式轉換，處理起來更方便。
3.2.2柵矢數據集中和分布式管理
遙感數據通常以柵格數據存放，而GIS數據通常為矢量格式，在一體化存儲方案中，同時支持兩種文件格式，并支持分布式管理。
3.2.3基于服務的企業級共享
遙感影像獲取成本相對較高，且需要占用較大的存儲空間，如果為每一用戶都單獨配備相應的影像將需要花費較大的代價。而遙感影像的使用特點是多個用戶經常在同一幅影像上進行相應操作，也就是以共享方式使用影像。因此基于WebServices的共享方式能集中利用服務器的軟、硬件資源，方便終端用戶的使用。
3.3柵矢數據集中和分布式管理
ArcGIS的核心數據模型Geodatabase，它是按照一定數據規則來存儲空間數據或屬性數據，并實現多源空間數據的放縮式管理；它也是一種較好的遙感與GIS數據一體化儲存模型；它分為三個層級：FileBasedGeodatabase、PersonalGeodatabase、Enterprise（SDE）Geodatabase。其中Enterprise（SDE）Geodatabase支持分布式管理與儲存，如圖1所示ENVI完全支持ArcGISGeodatabase各個級別的讀寫，在ENVI、ENVIZoom、ENVIEX中都可以通過菜單RemoteConnectionManager打開相應的面板，也可以通過SavetoArcGISGeodatabase菜單將數據保存到Geodatabase。
3.4生態環境質量評價
經過圖像裁剪、增強、幾何糾正、圖像變換、圖像分類以及分類后處理幾個步驟后，獲得研究區域圖像分類圖。結合數據庫中各個地類匹配關系、侵蝕度級別以及各個指數歸一化指數，分別計算NDVI指數、生物豐度指數、環境質量指數、水網密度指數、植被覆蓋度指數、生態環境質量指數和污染負荷指數，并將計算結果以專題圖的形式表現出來。生態環境質量評價菜單包括以下子菜單，分別是新建評價區域圖層、歸一化系數配置生態環境狀況指數、生物豐度指數、水網密度指數、植被覆蓋指數、環境質量指數等。
2工程難點及解決方案
2．1跑道監測難點
要確保跑道正常使用不停航，對監測有以下要求：①監測人員不能進入跑道；②跑道上不能做明顯的標志，確保飛行員視線安全；③根據機場安排時間進行監測，聽從機場塔臺安排；④確保監測精度。
2．2解決監測難點的方案
①監測人員除布點的幾個小時外（安排在停航后的夜間，4h內完成）不進入跑道，采用徠卡TCRP1201＋系統，對跑道進行不間斷的掃描，數據通過監測基站發回辦公室，進行實時處理，實時反饋；②跑道上不做明顯的標志，在跑道上間隔貼上反射片，反射片數量要少，貼在隧道中間、兩邊等關鍵位置的跑道上；③采用徠卡TCRP1201＋儀器進行數據采集，萊卡具有激光系統，可保證夜間正常監測；④距離觀測站越遠的測點誤差越大，反之則越小。全站儀的誤差為1s，經過計算，采用反射片的關鍵部位最大誤差可控制在0．7mm以內（距離150m），最小誤差0．3mm。通過以上措施，數據實時采集、實時監測、實時反饋，同時與其他監測數據進行分析比對，確保監測數據的真實有效性。
3監測技術要點
3．1測點布置
在跑道設31條測線，共設置測點402個。根據專家意見，為盡量減小影響，將貼反射片測點位置定為10m。平面布置見圖1。為確保反射片與跑道粘結緊密且不受飛機發動機氣流影響，用打磨機在跑道上打磨，測點比跑道低3mm，清理干凈，用環氧樹脂膠打底，將10cm×10cm反射片貼在跑道上。
3．2監測基站設計
監測基站（見圖2）設置在工作坑與隧道開挖影響范圍外，基站位置距離跑道150m，視野通透，可以觀測到每個監測點。根據方案比選，為滿足機場安全要求，基站材料采用易碎的PVC材料，確保即使飛機沖出跑道與基站相撞基站首先碎裂。基站做成一個高6m、邊長3m的等邊錐形網架結構，全站儀在結構頂部，并設置防護。在基站頂部設置太陽能警示燈，夜間警示燈自動工作?；窘Y構底部采用1 000mm×1 000mm×500mm素混凝土底座，底座內埋設錨桿螺栓，螺栓與鋼板連接，鋼板上焊接鋼管，鋼管與PVC塑料管熱熔連接。基站結構表面刷紅白相間的警示圖案。每次運送儀器及測量人員通行采用升降梯，測完升降梯收回。在網架結構頂部設操作平臺，平臺上設全站儀保護裝置。
3．3數據采集
3．3．1監測點坐標的測量
如圖3所示，A、B、C三點坐標分別為（XA、YA、ZA）、（XB、YB、ZB）和（XC、YC、ZC），假設全站儀位置為A點，B點為后視點，D點為瞄準點，則由A點的三維坐標（XA、YA、ZA）和B點的三維坐標測量出D點的三維坐標（XD1、YD1、ZD1）；同樣，后視點為C時，也可測出D點的三維坐標（XD2、YD2、ZD2）。直接按三維坐標精度分配，兩次得到的坐標取平均值，即為最后得到的布置點D的坐標（XD，YD，ZD）：XD＝（XD1＋XD2）／2，YD＝（YD1＋YD2）／2，ZD＝（ZD1＋ZD2）／2。
3．3．2地表位移
先測得監測點D的初始坐標為（Z0D），隨著施工的繼續推進，根據監測頻率的要求跟蹤監測坐標的變化，當監測點的坐標基本穩定時可停止監測。第k次測量后，計算得D點的坐標為（ZkD），則有在k周期的垂直位移為：ΔZkD＝ZkD－Z0D。
4實施效果
為比對監測基站測量的數據是否滿足監測要求，在機場停航期間，采用人工測量的方法對數據進行比對，發現人工測量誤差與基站測量誤差在0．5mm以內，監測基站數據采集真實有效，方案取得成功。
2生物發光監測技術
大自然非常神奇，各種各樣的生物都有。而在其中有些昆蟲會發出亮光，比如螢火蟲。其實不止螢火蟲等昆蟲，包括真菌、細菌等在內的許多生物也都可以發出亮光。這些細菌天生對土壤中的重金屬敏感，會根據重金屬的多少而發出強弱程度不同的光。只需要通過判斷其放射熒光的強度便可以對其所處環境的污染程度完成監測。較之常規監測方法，生物發光監測技術具有監測方便、快速、特異性強、靈敏度高等特點。
3生物酶技術
3.1處理功效高
生物酶技術利用微生物和酶結合，極大地提高了其處理污染的效率，較之通常的化學和生物方法，生物酶技術可對有機物進行快速降解，速度得到極大提升，是傳統方法的百倍。將生物酶技術應用到污染物之后，可迅速祛除污染物的臭味，同時也能對水質進行凈化處理，甚而降低COD、BOD5、氨、氮等的含量。這也是有些洗衣粉品牌在廣告語中強調酶含量的原因所在。
3.2適應性更廣
生物酶技術通過微生物和酶的結合，大幅度增加了微生物對環境的適應性，使得微生物可以在多種生存條件下得以生存并逐漸適應多種溫度和pH值范圍。如此一來，微生物便可以在低氧環境中也能有效發揮作用。
3.3更有針對性
生物酶技術現在擁有多個研究配方，甚至多達四十多種。可在不同領域、不同用途和不同的污染環境中廣泛使用；即使碰上處理不了的，也可根據具體治理對象的具體情況，專門研發出針對性的、最具效力的配方。
3.4治理成本最低
生物酶技術產品投入資本小，但治理效果卻十分顯著。無需花高價購買地皮建廠，也不必購置大型儀器，在綜合治理成本上有著明顯優勢，非常值得采用。
3.5純綠色環保
當今環保意識已逐漸滲透到每個人們的心中，綠色產品成為人們普遍關注的焦點。而生物酶技術產品由純天然菌種和酶復合后生成，在它的成分內既無轉基因，也不包含任何的化學物質，也自不會給環境造成二次污染，是一種生物技術在環境保護應用上非常值得大力推廣的環測方法。
4生物芯片技術
生物芯片技術起源于速測試試條發明后的次年，亦即1995年，通過這項技術，數以萬計的基因的表達情形都可以被自動且迅速地監測出來。依照固定于芯片上的探針種類的不同，生物芯片可分為基因芯片、蛋白芯片、細胞芯片以及組織芯片等。近日，國外的一個資深生物學家通過不斷研究，發明了一種新的，獨特的，可提供更多基因信息的組織芯片和細胞芯片。較之基因芯片或蛋白芯片，組織芯片可提供的信息更為龐雜，對于環境監測而言更為有用。因此許多環境科學家逐漸意識到了生物芯片技術的強大，并將之引入到環境科學研究中來。在科學技術較為發達的西方國家，他們基因學研究的新趨向便是基于生物芯片技術的環境基因學。作為科學技術稍顯落后的我國，在生物芯片研究上成果并不那么突出。好在國家自然基金委與科技部都對這項新興技術予以大力支持，并將之列入了前沿課題項目中，相信在不久的將來，我國的生物芯片技術也會取得非常成就。
5生物傳感器技術
電子科技技術研發的不斷深入、以及生物技術的研究的持續發力，使得生物傳感技術應運而生，并獲得人們的逐漸認可。它的特點在于高度集成化、微型化和自動化，能夠快而有效地幫助環境監測進行有害物質分析。不僅常被用于環境監測，在食品工業與生物醫藥領域也都應用廣泛。生物傳感器通常由轉換器和敏感材料（分子識別單元）倆個部分構成，其特點為:測定速度快、成本低、且操作簡便。相信在未來會被廣泛應用于環境監測中去，會大有所為。
系統硬件主要由傳感器節點、協調器、控制開關器和上位機組成。傳感器節點由傳感器、處理芯片、及通信模塊組成，主要有溫濕度傳感器、H2S氣體傳感器、NH3氣體傳感器等；控制開關器主要是由主芯片、繼電器電路、接收通信模塊組成，主要用于控制通風設備的工作狀態；協調器負責網絡的建立維護和數據的中轉，主要任務是為各個傳感器分配地址，建立和維護網絡；上位機負責數據的接收、存儲，并能根據設置的參數進行預警作用。傳感器節點由MSP430系列處理器模塊、無線通信模塊、串口通信模塊、傳感器模塊、電源模塊和其它擴展模塊組成。選取MSP430系列處理器主要考慮低功耗。為了提高節點間的通信距離，需要在發射器的輸出端和發射天線之間增加一個功率放大器，并且采用定向傳輸技術。各種傳感器模塊、控制開關器和協調器都是獨立設計的，利于節點的重復使用，提高靈活度。
2．2定向天線技術
定向天線（Directionalantenna）是指在某一個或某幾個特定方向上發射及接收電磁波特別強，而在其他的方向上發射及接收電磁波則為零或極小的一種天線。定向天線具有增益高、方向性好等特點，能夠有效抑制干擾信號，大大減少節點之間的信號干擾，增大了數據的傳輸距離和數據傳送效率，降低信號傳輸的時延和節點的功耗、提高空間復用度，能夠使多個節點同時傳輸，空間復用率高。并且通過定向天線傳輸增加額外增益能夠實現WSN節點的遠距離通信，協議可靠性高，時延小，有效提高了WSN網絡吞吐量。
2．3節點軟件系統的組成
軟件的設計主要由傳感器節點軟件、控制開關器軟件、監測軟件組成，除監測軟件外，所有程序采用C語言編程實現，監控軟件采用eclipse軟件結合an－droid－sdk完成。各個應用程序主要由各個傳感器硬件模塊的驅動、數據采集和通信協議。
2．4通信協議
2．4．1通信算法
針對養殖環境參數監測過程中存在有障礙物影響，會導致傳輸距離受限制、監測精度不高等結果，因此設計了傳輸通信協調。通信協議算法主要包含四個階段：初始化階段、路由發現階段、數據傳輸階段、路由重發現。
1）初始化階段
當系統啟動時，設置一個啟動定時器tt1時間，當tt1時間到達后，節點就定期時間（tt2時間內）向周圍節點發送信號HELLO信息，發送HEL－LO信息后就等待回復號RET信息，如果在tt2時間內收到周圍節點的RET信息，標注節點已被發現。同時，周圍節點在收到HELLO信息后，就會把此節點作為鄰節點保存在臨時列表中，在tt3時間內向發送節點發送RET信息。如果此節點在自己的通信范圍內，就作為自己的鄰節點保存在正式鄰點列表中，否則拋棄此節點。
2）路由發現階段
每個節點計算鄰居節點的數量，并且根據本身的能量、與基站節點的距離、整個網絡節點的均衡等因素，設置成為初始的簇頭節點，各個簇頭負責簇內數據的采集。除此，各個簇頭之間，為了保證路由的可靠性和降低傳輸數據消耗的能量，采用單跳或多跳的傳輸方式傳輸數據。如果簇頭節點在基站的接收范圍內，就直接把數據傳送給基站，如果不在基站接收范圍內，就計算各個簇頭離基站的位置、本身剩余的能量，保證傳輸消耗能量最低原則，采用多跳方式傳輸數據到基站。
3）數據傳輸階段
當網絡進入穩定狀態，簇內成員節點將采集的數據傳送給簇頭節點，為了避免數據冗余，簇頭節點進行數據融合后發送給基站。數據會按照設計的數據傳送格式進行傳輸。
4）路由重發現階段
由于能量的限制，如果一直保持原路由進行數據傳輸，就會導致節點能量過多而不能工作，從而破壞整個網絡的正常運行?？紤]到簇頭在網絡運行中承擔更重任務，設計簇頭更換策略。簇頭更換策略主要取決于三個因素：選舉系數、邊緣位置、閾值能量。選舉系數決定簇頭選舉的時間和更換的輪數，設置合理可行的選舉系數保證整個網絡性能；處于邊緣位置的節點若成為簇頭，會因傳輸距離太遠，容易耗盡能量而死亡；閾值能量設置得太大，導致很多節點不能成為簇頭，勢必會因數據傳輸距離過遠，導致網絡的不穩定。所以，簇頭更換策略是當簇頭的滿足選舉系統時，進入到簇頭更換，此時選取出簇內具有最大剩余能量的節點，判斷此節點是否處于邊緣位置，如果處于邊緣位置，繼續尋找簇內第二大剩余能量節點，一直到不處于邊緣位置為此，然后判定其剩余能量是否大于閾值能量，如果滿足則設置此節點為新一輪的新簇頭，并向周圍所有的節點發送成為簇頭的標志信息，重新進行簇內成員的構建，再形成新的路由進行數據的傳輸。
2．4．2MAC協議
基于定向天線的MAC協議主要使用兩種方式：使用RTS／CTS握手方式和不使用RTS／CTS握手方式。前者使用RTS獲得鄰節點的信息，RTS需要硬件設備獲取鄰節點的位置信息，后者則使用了音的信號幀，但是這兩種方式會帶來隱藏終端和聾節點等問題，從而降低了MAC的性能。為了解決這個問題，可以結合定向虛擬載波偵聽（DVCS）機制、使用多跳、SDMA（空分多址）等的優點，充分利用定向天線的優勢。
2．4．3數據通信格式
考慮到數據通信過程中的可靠性和安全性，設置了數據通信格式。1）傳感器節點到協調器的數據格式。數據格式定義如：Head＋len＋data＋stx。其中：Head（2byte），固定為0xFF，0XFE；Len（1byte），data的字節數；Data：數據域———2byte本機地址＋2byte父節點地址＋nbyte傳感器數據（n大于等于2）；stx（2byte），固定為0x0D，0X0A。具體發送命令如：FFFE0800010000031200000D0A。其中：FFFE為固定數據頭；08為數據長度；0001為本機地址（子節點地址）；0000為父節點地址；03為傳感器類型；12為傳感器數據，1Lsb＝0．1，如0x10表示1．8；0D0A為數據的結束標志。2）協調器發往監測軟件的數據格式。數據格式定義如：FFFD000430300000hhhhhh。其中：byte1byte2：傳感器端數據發送的固定頭，固定為FFFD；byte3：數據類型的標識，00為H2S傳感器的數據，01為溫濕度感測器的數據，02為NH3感測器的數據；byte4為傳感數據長度（統一為04）；byte4～byte7：為傳感器數據；Byte9～byte10：保留；byte11：byte1—byte10校驗值（相加取低8位）。
2．5網絡構建系統上電后
協調器進行搜索并尋找合理的信道，完成系統初始化和建立網絡的任務。各個傳感器節點通電后，掃描信道，尋找協調器，并加入到網絡中。加入網絡后，則開始采集環境數據，傳輸給協調器，協調器接收各個節點的數據，判定其格式正確后，將其傳輸給監測軟件。
2．6監控軟件設計
以eclipse軟件為開以平臺，結合android－sdk完成監控軟件的開發。Android系統是一個源碼公開、開放和完整的軟件，是由操作系統、用戶界面中間件和重要應用程序組成，得到手機運營商的廣泛使用。在系統的設計中，應用到了Activity、Intent、Service、An－droidUI、多線程等技術。本系統主要由以下幾個方面組成：Android軟件與硬件傳感器通信的底層驅動，包括打開串口、關閉串口、發送串口信息、接收串口信息以及異步方式讀取傳感器數據等；主界面內容顯示，包含各種傳感器數據顯示、控制開關器的控制等信息。監控軟件接收到數據時首先要對數據的格式進行分析，判定數據格式正確后，確定是哪個傳感器的數據，然后進行數據處理，計算結果，在相應界面位置顯示數值；把結果與設定的數值進行比較，如果不在設置數值范圍內，就進行報警，并把報警信息通過串口發送到協調器，協調器再轉發到控制開關器，驅動通風設備工作。
3系統的應用
根據設計的要求，系統設計完成并搭建，在豬舍做了相應的實驗和相關的測試，系統測試結果說明，系統實現相應功能，成功讀取相應的環境數據。主界面運行顯示圖中是各個傳感器終端節點采集發送回來的數值顯示和通風設備工作狀態情況。可以通過“菜單鍵”設置邏輯狀態的“關閉”和“啟動”在邏輯狀態都已關閉情況下，只能顯示所有傳感器的數據和此時通風設備工作狀態，不能達到超限預警的效果。為了能實現環境參數監測的自動控制，必須要開啟所有的邏輯狀態。通過“菜單鍵”設置溫度、濕度、H2S氣體和NH3氣體的范圍，當采集數據中任一參數超出范圍，都可以自動開啟和關閉通風設備，達到自動控制效果。H2S和NH3參數范圍設置的標準是依據《農產品安全質量無公害畜禽產地環境要求（GB／T18407．3—2001）中的標準來設置，H2S和NH3應控制在10、25mg•m－3以下。根據相關研究表明，豬舍最適宜的溫度為8℃～20℃，相對濕度根據豬體質量類型的不同一般為65％～85％。
有機污染物具有一定的生物積累性和“三致”作用，甚至有些痕量有機物的危害也是很大的，因此不斷尋求痕量、超痕量污染物的監測方法是當今有機污染物監測的重要任務。隨著經濟社會的快速發展以及對環境監測工作高效率的迫切需要，研究高效、快速的有機污染物監測技術已成為國際環境問題的研究熱點之一。
沉積物是水體污染物沉積的歸屬地，污染物在水和底泥的兩相間存在著遷移轉化行為，在一定條件下（如洪水爆發、河道清淤）又會污染水體。因此有效地分析監測河流和水庫沉積物中的污染物，對于治理水體污染有重要意義。此外，沉積物中的有機污染物和水體中的生物間還存在著二次污染問題，因而世界各地開展了一系列研究課題。我國地表水環境質量標準（GB3838-2002）水源地特定監測項目中規定了68種有機污染物的標準限值，因此，迫切需要有機污染物監測的先進技術普及與推廣，特別是在水利系統，對有機污染物的監測工作研究不夠，急需先進的監測技術支持并指導水質監督工作的發展。
有機污染物監測主要包括樣品前處理和儀器檢測兩部分。而樣品前處理技術在有機污染物監測中起著重要的作用，快速溶劑萃取技術就是一項先進的用于固相、半固相物質中痕量有機物前處理的方法。
二、有機污染物前處理現狀
固體樣品有機物的前處理主要是采用液固萃取方法，即利用有機物在不同溶劑中溶解度不同，將待測有機物提取出來，傳統的方法主要有索氏提取，以及后來進一步發展起來的自動索氏提取、超聲萃取、微波萃取、超臨界萃取等，但有機溶劑的用量仍然偏多，萃取時間較長，萃取效率不夠高。
水環境監測具有采樣點多、樣品數量大、時效性強等特點，特別是需要一些應急監測措施，上述前處理方法不能滿足水環境監測高效、經濟的現代化需要。近幾年來發展的全新的前處理方法——快速溶劑萃取法，是一種在提高溫度和壓力的條件下，用于萃取固體物質中有機物的自動化方法，與前幾種方法相比，其突出的優點是有機溶劑用量少、快速、回收率高，該法已被美國EPA選定為推薦的標準方法，具有世界領先水平，是解決水環境中底泥、土壤等固相物質中揮發性、半揮發性和持久性有機物（POPs）分析、監測的有效方法。
三、快速溶劑萃取技術
快速溶劑萃?。ˋcceleratedSolventExtraction，ASE）技術是根據溶質在不同溶劑中溶解度不同的原理，利用快速溶劑萃取儀，在較高的溫度和壓力條件下，選擇合適的溶劑，實現高效、快速萃取固體或半固體樣品中有機物的方法。在高溫條件下，待測物從基體上的解吸和溶解動力學過程加快，可大大縮短提取時間；由于加熱的溶劑具有較強的溶解能力，因此可減少溶劑的用量；在萃取的過程中保持一定的壓力可提高溶劑的沸點，提高萃取效率，保證萃取過程的安全性。
3.1技術原理
（1）升高溫度。溫度的提高有利于克服基體效應，加快解析動力學，降低溶劑粘度，加速溶劑分子向基體中的擴散，提高萃取效率。該儀器的允許溫度范圍：50℃-200℃。常規使用的溫度范圍75℃~125℃，對于環境中一般污染物常用溫度100℃。
在高壓下加熱，高溫的時間一般少于10min，實驗證明熱降解不甚明顯，可用于樣品中易揮發組分的萃取。
（2）增加壓力。液體的沸點一般隨壓力的升高而提高，增加壓力使溶劑在高溫下仍保持液態，并快速充滿萃取池，液體對溶質的溶解能力遠大于氣體對溶質的溶解能力，提高了萃取效率，并保證易揮發性物質不揮發，增加了系統的安全性。該儀器的允許壓力范圍：（1000-3000psi），常規使用壓力一般保持在1500psi（10MPa）。
（3）多次循環。根據分析化學中少量多次的萃取原則，在萃取過程中利用新鮮溶劑的多次靜態循環，最大限度的接近動態循環，提高萃取效率。常規采用2~3個循環，即可達到良好的萃取效果。
3.2工作過程
（1）樣品的準備。含水樣品會降低萃取效率，萃取前需通過自然風干或加入干燥劑（例如硅藻土等）進行干燥，但不要使用硫酸鈉，在高溫下會凝結。樣品顆粒的表面積越大，萃取的效率越高，萃取前需研磨顆粒粒徑小于0.5mm，聚合體樣品最好在低溫，例如液態氮保持低溫狀態下，通過加入添加劑后進行研磨。在萃取時要加入分散劑，例如顆粒較細的海砂或硅藻土，提高萃取效率。
（2）萃取劑的選擇。合理選擇萃取劑對于有效地萃取目標化合物有著重要的作用。除強酸（鹽酸、硫酸、硝酸）外，有機試劑、水和緩沖溶劑均可用于ASE，根據相似相溶原理，萃取劑的極性應接近目標化合物。不同極性溶劑的混合物可適用于多類型化合物的萃取。常規使用的溶劑有：二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚、丙酮等。
（3）技術特點。溶劑被泵入填充有樣品的萃取池，加溫、加壓，數分鐘后，萃取物從加熱的萃取池中輸送到收集瓶中，經凈化、脫水、濃縮處理，供色譜分析用。加速溶劑萃取儀的構成和工作程序如下圖所示（如圖1）。
ASE有機溶劑用量少，10g樣品只需15mL溶劑；快速萃取，完成一次萃取全過程的時間一般需15min；基體影響小，對不同基體可用相同的萃取條件；萃取效率高，選擇性好，已進入美國EPA標準方法，標準方法編號3545；便于方法的開發和發展，已成熟的溶劑萃取方法都可用于加速溶劑萃取法的開發利用；使用方便、安全性好，可達到12個樣品連續自動萃取，全程自動化。
3.3適用范圍
ASE可用于底泥等固體物質中酸性、堿性和中性物質的萃取，尤其對水環境中的有機氯和有機膦農藥、氯代除草劑、多氯聯苯類物質、二惡英、多氯二苯呋喃，總石油烴、柴油和廢油等的萃取十分有效。
四、ASE與其它前處理技術比較
4.1與各種傳統萃取技術比較
ASE方法可以完全取代人們所熟知的傳統的液固萃取方法，如索氏提取、自動索氏提取、超聲萃取等。表1是幾種傳統的萃取方法與ASE方法的對比情況。
從上表的對比數據可見，ASE萃取同樣的樣品量所用的溶劑最少，溶劑樣品比僅為1.5∶1；其它方法的萃取時間用小時計算，ASE僅需12-20分鐘。ASE是一個節省時間、節省溶劑、高效率的全自動萃取技術。
4.2與超臨界萃取技術比較
ASE技術比超臨界萃取技術具有更多的優勢，二者比較情況見表2。
由上表可見，ASE技術操作更簡便，適用范圍更廣泛。由于ASE萃取池最大為100mL，故一次可處理大量樣品，更適合于痕量、超痕量污染物的萃取。ASE已列入美國EPA標準方法，符合標準化要求。
4.3與索氏提取技術比較
索氏提取是傳統的萃取方法，也是目前大多數實驗室普遍使用的方法。ASE可以完全取代索氏提取，并有非常明顯的優勢，二者比較見表3。
采用ASE技術可在較短的時間內獲得更好的萃取效率；萃取溶劑的用量明顯減少，從而使得單個樣品的提取費用也顯著降低；由于采用密閉系統，大大降低了有機組分的損失，提高了回收率。
五、問題與展望
ASE是近年來發展的現代化萃取技術，由于其突出的優點，已受到環境污染監測工作者的極大關注。ASE技術在處理底泥等固相物質中具有強大的優勢，但仍具有其局限性，它不適于水中有機污染物的監測，因此在水環境監測中應進一步提高水中有機物監測技術水平。
水中揮發性有機污染物監測也應改變傳統的頂空氣相色譜法，發展吹掃捕集氣相色譜法；對于水中半揮發和難揮發、難降解有機物的監測，應發展固相萃取技術，促進水中有機污染物監測現代化技術的發展。
ASE技術的高效萃取性能及其儀器高度自動化的完美結合大大改善了環境污染物監測工作質量和效率，對實現環境監測的現代化有重要的現實意義。在水環境監測中，應系統地發展吹掃捕集、固相萃取、快速溶劑萃?。ˋSE）技術，這三種前處理技術的結合可對水環境中有機污染物進行較完整的處理，再與色譜技術的聯合使用，即可較全面地監測水環境有機污染狀況，為進行污染趨勢分析及研究控制對策提供可靠、全面的科學依據，從而促進水利現代化的可持續發展。
參考文獻
[1]張景明.水樣中痕量有機物分析的前處理方法.中國環境監測,2001,17（3）：31~33
[2]牟世芬.加速溶劑萃取的原理及應用.環境化學,2001,20(3)：299~300
1.1溫濕度數據采集模塊這部分工作主要是對ZigBee節點內部的單片機模塊進行編程。首先考慮到CC2530有3個8位端口組成，端口1、2、3分別用P0，P1，P2來表示，其中，P0和P1是完全的8位端口，而P2僅有5位可用。所有的端口均可以通過SFR寄存器P0、P1和P2位尋址和字節尋址。傳感器芯片只提供2個I／O端口：DA－TA和SCK，前者為數據輸入輸出端口，后者為只可輸入的時鐘信號端口。因此將P0＿0與SCK相連以提供時鐘序列，P0＿1與DATA相連以讀寫溫濕度數據。在了解硬件連接基礎上對數據采集模塊進行軟件設計，程序由3部分構成：（1）主函數部分：首先調用函數初始化串口通信以及溫濕度傳感器，然后調用函數獲取溫濕度數據，最后將數據處理后調用串口控制函數，打印調試信息。（2）溫濕度傳感器控制部分：具體實現初始化傳感器函數，即設置P0端口的相關寄存器；實現獲取溫濕度數據的函數，根據傳感器資料說明，端口按照一定時序發出特定的序列即可進行相應控制；實現將得到的數據進行計算修正的函數。（3）串口打印控制部分：包括從串口獲取PC鍵盤按鍵值、發送一個字符、發送一串字符等功能使主函數的打印信息能顯示在串口通信軟件界面上。其主要部分的流程圖見圖2。
1.2溫濕度數據傳輸模塊該模塊分為兩部分，一為基于Z－Stack協議棧開發使節點與協調器自動組網形成ZigBee網絡，并通過該網絡實現數據無線傳輸；二為使協調器與嵌入式核心板中ARM處理器進行串行異步通信，將數據最終交由嵌入式平臺處理。Z－Stack采用分布式尋址，兼容AODV路由協議，可以滿足近程通信的要求，即使通信鏈路失效發生也可有效工作。為了區分Z－Stack協議棧中復雜的硬件驅動系統，又提供了OSAL層［10］（類似于單片機上的操作系統，實則為根據所觸發的事件選擇調度相應任務），可調度APP層的任務。另外，Z－Stack提供了源碼例程SampleApp。該例程實現的功能主要是協調器自啟動（組網）和節點設備自動入網。在了解Z－Stack的工作流程后，程序的開發將在APP層對Sam－pleApp．c進行改寫完成。這部分程序主要為利用OSAL層任務事件輪詢調度機制，通過系統周期性定時廣播數據到group1中去實現。當ZigBee節點加入網絡后觸發狀態改變事件，系統開啟定時器，定時時間一到就觸發廣播消息事件；系統為其創建相應的任務ID，調用廣播消息函數；節點端的廣播消息函數讀取前一個模塊得到的數據，利用AF＿DataRequest（）函數接口調用下層射頻硬件驅動函數發送溫濕度數據；觸發協調器端的接收數據事件處理函數SampleApp＿MessageMSGCB（），將捕獲的溫濕度數據處理后，以字符串的形式通過串口顯示在宿主機的終端中，以方便調試和開發。另外，協調器通過異步串行接口將數據交由ARM處理器。
1.3溫濕度處理模塊為了后續拓展，為可處理多個節點溫濕度數據，該模塊設計采用服務器與客戶端兩進程間通信來實現［11］。將接收ZigBee協調器通過異步串行通信發送過來的數據作為服務器進程，并封裝ZigBee功能提供相應應用接口?？蛻舳诉M程則主要是用于同服務器端進行交互，解析獲取溫濕度數據，同時為實現UI圖形界面提供封裝好的接口，為此還需用Qt設計UI界面。其中雙方是利用套接口（Socket）來使進程之間通信，但是由于Socket本身不支持同時等待和超時處理，所以它不能直接用來完成多進程之間的相互實時通信。本實驗采用事件驅動庫libev的方式構建服務器模型。Libev是一種高性能事件循環／事件驅動庫。需要循環探測事件是否產生，其循環體用ev＿loop結構來表達，并用ev＿loop（）來啟動。用戶需要做的僅僅是在合適的時候，將某些ev＿io從ev＿loop加入或剔除。服務器主要實現流程：首先開啟一個Zigbee后臺線程（底層）監聽服務器調用信息，接著利用ev＿io＿start（loop，＆ev＿io＿watcher）啟動一個接收線程，專門用來接收客戶端發送過來的命令數據幀；然后按照相應的協議進行解析，跳轉到相應的接口，進一步調用底層Zigbee協調器并返回正確的信息給客戶端?？蛻舳酥饕獙崿F流程：首先調用GetConnect接口函數連接到服務器的端口，然后開啟一個Zigbeetopo線程用來調用接口函數，發出獲取ZigBee網絡拓撲結構信息的數據幀，創建另一線程接收并解析服務器端返回的數據幀，同時已創建的UI界面設置定時器，動態刷新加載溫濕度數據，繪制成溫濕度曲線圖。服務器與客戶端進程間通信模型如圖3所示。此外還需利用Qt對UI界面設計。首先利用Qt－designer為整體界面布局，其中包括背景顯示框、LCD數值顯示框以及曲線圖顯示框，編譯生成一個UI類；然后采用多繼承的方法構造新類，并使用Qt中的信號與槽函數機制，使得接收到溫濕度數據觸發LCD數值顯示和曲線圖顯示槽函數動作。設計流程見圖4。
2Web服務搭建
以上只是完成了溫濕度的采集顯示，還未真正發揮出物聯網所實現的人與物相連，這部分就需要搭建Web服務來實現。實現Web服務需要移植嵌入式服務器，設計動態網頁，并通過WiFi最終在已搭建好的局域網內實現手機、PC等可實時查看數據。
2.1嵌入式服務器移植由于嵌入式設備資源一般都比較有限，并且也不需要同時處理多用戶的請求，因此不能使用Linux下最常用的如Apache等服務器，而需要使用一些專門為嵌入式設備設計的Web服務器。常見的嵌入式Web服務器主要有：lighttpd、thttpd、shttpd和BOA等。本文選擇移植BOA作為嵌入式服務器。BOA是一個非常小巧的Web服務器，可執行代碼只有約60KB，它是一個單任務Web服務器，只能依次完成用戶的請求，而不會fork出新的進程來處理并發連接請求，但BOA支持CGI，能夠為CGI程序fork出一個進程來執行。對BOA服務器的配置主要是在／etc／boa目錄下創建一個boa．conf文件，此文件包括服務器將使用主機的端口號、運行服務器的身份、錯誤信息記錄的指定文件、存放html文件的目錄、默認首頁文件等相關信息，此外還需根據配置信息在相應的一些目錄下創建文件。
2.2網頁設計及動態顯示網頁設計則是利用html制作靜態頁面，并結合JavaScript實現動態顯示。JavaScript是一種基于對象和事件驅動并具有相對安全性的客戶端腳本語言，同時也是一種廣泛用于客戶端Web開發的腳本語言，常用來給HTML網頁添加動態功能，比如響應用戶的各種操作。JavaScript腳本可以獨立成文件，也可以內聯到HTML文檔之中。另外，利用AJAX實時刷新網頁數據。AJAX：異步JavaScript和XML，它是一種在無需重新加載整個網頁的情況下，就能更新部分網頁的技術［14］。它通過在后臺與服務器進行少量的數據交換，便可以使網頁實現異步更新。這意味著可以在不重新加載整個網頁的情況下，對網頁的某部分元素進行更新。由于溫濕度數據放入數據緩沖區，是利用fopen、fread、fwrite以及fseek函數將數據緩沖區內數據寫入XML文本適當位置中，要想讀取XML文檔中的數據并將它顯示在Web頁面上，需將XML文件轉化為XMLDOM（XML文檔對象模型），然后再利用JavaScript來解析并實時它。
2.3WIFI模塊搭建通過搭建WIFI模塊，使得用戶可以通過支持WIFI的設備比如手機等更加便捷地查看溫濕度數據。WIFI是一個無線網絡通信技術的品牌，WIFI的運作至少需要1個AP和1個或1個以上的client。AP由路由器搭建的局域網充當，將插上無線網卡的嵌入式開發板看作一個client，然后就可以與其他client進行通信。要使無線網卡能正常工作，首先需加載驅動，然后對其進行一系列設置，使之加入到局域網中。由于開發板上配置有服務器，因此設置好合適IP以后，在手機等瀏覽器中輸入IP，就能查看溫濕度數據。
2設計原理與系統架構
2.1技術原理
根據檢測監管業務需要，對試驗流程進行全過程監控，包括收樣、樣品制備、數據采集等過程。主要體現于兩個方面：第一方面，通過高清攝像槍對樣品接收和樣品制備過程進行實時記錄；另一方面通過在試驗機電腦上安裝視頻采集卡，自動采集試驗機電腦屏幕的數字信號，通過圖像處理器轉換成與攝像機信號一致的模擬信號。最后利用現有的CATV技術，將電腦屏幕數字信號與攝像機信號整合在一起，通過光纖傳輸至硬盤錄像機，實現實時的監控、存儲功能，通過錄像回放功能實現對歷史記錄的查詢。通過登陸客戶端軟件或ip登錄訪問服務器電腦，可以實現在辦公室對檢測過程的動態監控。本部通過現有的vpn網絡，連接到檢測中心服務器后瀏覽視頻、回放錄像，實現遠程監控。
2.2系統架構
本系統主要有前端的數據采集裝置包括高清攝像槍和視屏采集卡，數據傳輸介質（光纖），數據接收與存儲設備（硬盤錄像機）、網絡交換機、服務器電腦以及客戶端軟件組成。系統架構如圖1所示。（1）高清攝像槍用于監控樣品接收與存放、樣品制作、抗壓試驗等過程，對試驗過程規范性與樣品的真實性進行實時監管，避免弄虛作假現象的發生。（2）視屏采集卡自動采集試驗機電腦屏幕的數字信號，并通過內置轉換器轉換成與攝像槍信號一致的模擬信號，對試驗參數、試驗數據、以及曲線的形態進行實時監控，確保試驗過程的規范性和數據真實性。（3）光纖作為信號傳輸介質，將高清攝像槍與視頻采集卡的信號傳輸至硬盤錄像機，相比同軸電纜，光纖傳輸速度快，降低信號延遲；傳輸損失少，保證視屏質量。（4）網絡交換機實現與局域網內的電腦及服務器電腦互聯，可以通過局域網訪問硬盤錄像機。（5）硬盤錄像機數據接收和存儲終端，實時接收光纖傳至的信號并存儲，并可以對歷史記錄按時間進行查詢。（6）服務器將若干硬盤錄像機通過網絡交換機串聯至服務器電腦，通過訪問服務器電腦可以同時訪問局域網內所有的硬盤錄像機，實現一機多控。本部通過現有的vpn網絡，連接到檢測中心服務器后瀏覽視頻、回放錄像。（7）客戶端軟件除了通過ip訪問服務器電腦以外，可以通過安裝客戶端軟件對局域網內的硬盤錄像機進行訪問，相比于ip訪問，使用管理更簡便。
3系統實施
圖2和圖3是分別利用客戶端軟件和iP登陸訪問，對試驗過程和試驗環境進行的全方位監控。以混凝土芯樣抗壓強度檢測詳細闡述監控流程，具體如下。
3.1樣品安全管理監控
委托方完成登記委托后，將樣品放置于芯樣樣品存放區集中保管，在存放區安裝高清攝像槍，配合大門口的監控信號，對樣品進行全面安全監視，如下圖4、圖5所示。
3.2樣品制備流程監控
芯樣的制備流程主要包括芯樣接收、開箱驗樣、盲樣編號、芯樣切割、芯樣打磨、芯樣補平等6個階段，對上述6個關鍵節點布設視屏監控，如下圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11所示。杜絕芯樣制備環節的不正規操作，保證樣品真實性、試驗過程規范性，確保試驗結果可靠性。
3.3抗壓試驗“雙控”
“一控”是對樣品的真實性進行確認，避免試驗人員調換樣品，高清攝像槍可以清晰捕捉樣品編號，確保是真實樣品，如圖12所示；對試樣的破壞過程及破壞形態是否正常進行判定，如試樣偏心受壓導致提前破壞或樣品未完全破壞而試驗機誤判試驗終點等現象；“二控”是對試驗機電腦屏幕的監控，監控試驗數據采集是否正常，試驗曲線走勢是否正常，是否發生試樣尚未破壞而試驗機停止采集數據、曲線下落時間與試樣的破型時間不一致等現象的發生，如圖13所示。
隨著計算機應用技術日益普及,計算機已成為企業和個人日常使用的基本工具,但計算機在使用過程中經常出現軟硬件故障,因此掌握計算機基本維護維修方法已成為應用人員的必備技能。雖然計算機故障診斷和維護手段多種多樣,但筆者長期從事多媒體教室和計算機機房的管理維護工作,積累了一定的維修經驗,本文棄繁從簡避開了計算機維修方面繁雜的理論,將計算機常見故障的檢測維修方法進行簡化歸納,以此寄望普通操作人員都能掌握維修計算機的方法,簡化維修程序,使計算機維修技術得以發展普及。
一、辨識真故障與假故障
平時常見的計算機故障現象中,有很多并非真正的硬件故障,而是由于軟件故障或者不熟悉某些設置、系統特性而造成的假故障現象。認識下面的微機假故障現象有利于快速確認故障原因,避免不必要的故障檢索工作。
1、檢查電源線、插座、開關和各外設連接線。各種線、插座開關等脫落、接觸不良均會導致設備工作異常,遇到獨立供電的外設故障時,首先應檢查設備電源是否正常,插頭/插座是否接觸良好。檢查微機各部件間數據、控制連線是否連接正確和可靠,是否有松動現象。
2、檢查系統新特性和設置方面的問題。很多“故障”現象其實是硬件設備或操作系統的新特性造成的,也有設置方面原因的造成的。例如:顯示器設置、硬盤跳線、多了解主機、外設、應用軟件的新特性,有助于增加排除假故障發生了故障,首先應先判斷自身操作是否有疏忽之處,而不要盲目斷言某設備出了問題。
3、辨識軟件故障和硬件故障。計算機故障中因病毒、軟件損壞、沖突等原因導致的軟件故障占有較高的比例,可通過判斷計算機硬件啟動過程是否正常,或重新安裝系統軟件等方法辨識是軟件故障還是硬件故障。
二、常見硬件故障檢測維修方法
1、直接觀察法:觀察是維修過程中第一要法,它貫穿于整個維修過程中,觀察時運用“望、聞、聽、切”四種方法?！巴奔从^察系統板卡、芯片表面是否有燒焦、變色、開裂痕跡,還要看有無異物掉進主板的元器件之間(造成短路)?！奥劇奔幢媛勚鳈C、板卡中是否有燒焦的氣味,便于發現故障和確定短路所在地?！奥牎眴訒r內置喇叭、電源風扇、軟/硬盤電機或尋道機構、顯示器變壓器等設備的工作聲音是否正常。“切”即用手按壓各接口和活動芯片,看是否松動或接觸不良,另外在系統運行時可用手輕觸CPU、顯示器、硬盤等設備的外殼,根據其溫度判斷設備運行是否正常。觀察要認真全面,兼顧設備運行環境和用戶操作習慣,有助于對故障準確定位。:
2、拔插添加/去除法:計算機運行的最小系統由電源、主板、CPU、內存組成,這個最小系統主要用來判斷系統是否可完成正常的啟動與運行。以最小系統為基礎,每次只向系統添加一個部件/設備,來檢查故障現象是否消失或發生變化,以此來判斷并定位故障部位。另外采用拔插添加/去除法也可確定故障在主板或I/O設備上,關機將部件逐塊拔出,每拔出一塊板就開機觀察機器運行狀態,一旦拔出某塊后主板運行正常,那么故障原因就是該部件故障或相應I/O總線插槽及負載電路故障。若拔出所有插件板后系統啟動仍不正常,則故障很可能就在主板上。
3、替換法:本法是將有相同功能的部件或同型號外設相互交換,根據故障現象的變化情況判斷故障所在,此法多用于易拔插的維修部位,使用交換法可以快速判定是否是部件本身的質量問題。如果沒有相同型號的計算機機部件或外設,但有相同類型的主機,則可把部件或外設插接到該同型號的主機上判斷其是否正常。
4、比較法:運行兩臺或多臺相同或相類似的計算機,根據正常機與故障機在執行相同操作時的不同表現可以初步判斷故障產生的部位。
5、敲打法:敲打法一般用在懷疑電腦中的某部件有接觸不良、虛焊的故障時,通過手指輕輕敲擊機箱外殼、振動、適當的扭曲,甚或用橡膠錘敲打部件或設備的特定部件來使故障復現,從而判斷故障點。
6、升降溫法:根據故障促發原理,人為改變計算機機運行環境的溫度,可以檢驗各部件(尤其是CPU)的耐高溫情況,因而及早發現事故隱患。在降低微機運行環境溫度時,如果微機的故障出現率大為減少,說明故障出在高溫或不能耐高溫的部件中,可以幫助縮小故障診斷范圍。升降溫的方法有:室內空調升降溫法、關機冷卻法、電風扇加速降溫法、電吹風升溫法、長時間開機升溫法等。
