自動監(jiān)測與遙感監(jiān)測技術簡介

1、第十一章 自動監(jiān)測與遙感監(jiān)測技術簡介§1 自動監(jiān)測系統(tǒng)為了隨時監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量和污染物排放情況，20世紀70年代中期，發(fā)達國家先后建立了自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。同時，應用電子計算機控制監(jiān)測站或子站的監(jiān)測系統(tǒng)，用有線或無線傳輸方式將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳遞到監(jiān)測站或中心站。數(shù)據(jù)經(jīng)計算機處理后自動打印、存貯或進行預測分析。我國環(huán)境監(jiān)測雖然起步較晚，但發(fā)展較快。北京等22個城市實現(xiàn)了大氣自動連續(xù)監(jiān)測。寶鋼、鞍鋼、武鋼等企業(yè)也都建立了自己的自動監(jiān)測系統(tǒng)。 自動監(jiān)測系統(tǒng)由測定系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。雖然自動監(jiān)測的三個組成部分互相配合，密不可分，均需保證24h連續(xù)自動地在線工作，但是，按目前的技術水平，測定

2、系統(tǒng)仍是自動監(jiān)測的關鍵。1.測定系統(tǒng) 測定裝置是整個自動監(jiān)測系統(tǒng)的核心，由測定污染物及其他相關環(huán)境因子的各種裝置構成。主要功能是對各種監(jiān)測的量給予檢測、顯示、報警，以及將一部分檢測計量經(jīng)一次變換，輸入給計算機。 測定裝置的輸出幾乎都是模擬電壓輸出，連接應無電壓降或無電信號損失，傳遞元件的起動電壓為低電壓；信號線、公共線、地線、電源線等應相互屏蔽；測定裝置附帶的記錄儀傳輸系統(tǒng)輸出無誤差。 測定應選用可靠的高性能方法和裝置，便于檢查和維護。適用于大氣環(huán)境和污染源自動監(jiān)測方法列表（見教材294頁）；適用于水和廢水自動監(jiān)測方法列表（見教材295頁） 表10-1用于大氣環(huán)境和污染源的自動連續(xù)監(jiān)測測定方法

3、亡萬2.傳輸系統(tǒng) 傳輸系統(tǒng)是由中央控制裝置和監(jiān)測裝置以及連接兩者的傳送機構組成。傳輸系統(tǒng)必須適于使用的環(huán)境條件，對數(shù)據(jù)的收集具有經(jīng)濟適用、迅速可靠和擴展性能。 (1）信號傳送形態(tài)：可分為模擬方式和數(shù)字方式兩種。其中，模擬方式裝置簡單，但抗干擾能力差，受傳送距離限制大，適用于小規(guī)模、精度要求不高的場合；數(shù)字方式是將模擬量經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置變成脈沖信號進行傳遞，在傳送過程中受噪聲影響小，適于較高精度，遠距離傳遞。 (2）傳送線路：信號線路分有線和無線兩種，一般近距離使用有線，遠距離使用無線。因為除了傳遞信號，還要進行通話，因此傳送中使用的頻率通常是聲頻的一部分，聲頻范圍在400-2800Hz。使用有線

4、時，可借用電話線。無線傳送時使用頻率為400Hz左右。 (3)信號傳送方式：信號傳送方式可采用頻率分割形和時間分割集中形。一般認為選用時間分割集中形數(shù)字傳送方式較適宜，即監(jiān)測中心的信息控制裝置每隔一定時間（如5min,10min.）自動發(fā)出指令，順次傳呼各監(jiān)測子站，各監(jiān)測子站的傳送裝置接到指令后將各種監(jiān)測數(shù)據(jù)順次傳送到監(jiān)測中心。一個子站傳送完畢，另一個子站立即開始同一動作，直至全部子站傳送完畢，經(jīng)一定時間間隔重新開始下一周期。在定時傳呼的間歇時間內(nèi)，還可對某一子站進行隨意傳呼或因延誤傳送再傳呼。由各監(jiān)測子站直接傳送到監(jiān)測中心的傳送方式較為經(jīng)濟，但數(shù)據(jù)傳送要連續(xù)占線，若有故障可能會造成數(shù)據(jù)丟失。

5、隨著信息處理微機的使用，已趨向在監(jiān)測中心與子站之間設立信息處理微機的一級區(qū)域站，區(qū)域站可控制一定數(shù)量的子站，進行數(shù)據(jù)收集和簡化，在短時間內(nèi)或緊急情況下即可將簡化的數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)測中心。區(qū)域站的信息處理微機可以自動方式工作，也可以自主方式工作。當用自動方式工作時，完全由監(jiān)測中心遙控，區(qū)域站只能通過此系統(tǒng)進行對話或打印，存儲各子站的數(shù)據(jù)；當監(jiān)測中心控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，區(qū)域站轉(zhuǎn)為自主方式工作，各子站完全由區(qū)域站控制，由區(qū)域站收集、計算、存儲各子站的數(shù)據(jù)，并向各子站發(fā)出測定指令。3.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行著匯集各子站的實測數(shù)據(jù)，計算出數(shù)據(jù)的時平均值、日平均值、最大及最低值、頻數(shù)分布以及進行數(shù)據(jù)直接

6、顯示、打印制表、繪制污染圖或儲存，并向各子站發(fā)送開機、停機、校正儀器零點、校正測定跨度、詢問數(shù)據(jù)錯誤等各種指令，向各污染源行政管理部門發(fā)出警報。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括軟件和硬件兩部分。軟件 軟件由在線程序、脫線程序、操作人員業(yè)務實用程序及與各程序相聯(lián)系的數(shù)據(jù)外存儲器和控制器構成。在線程序是指按實際時間收集的數(shù)據(jù)周期性地進行運算處理，以時報、日報等方式輸出的程序。脫線程序是指操作人員在任意時間內(nèi)施行的程序，主要進行月報、年報及以各種配置圖的統(tǒng)計處理。軟件應具有如下功能：集合功能：在設定的時間間隔內(nèi)集合各子站監(jiān)測數(shù)據(jù)。校正功能：定時向各子站發(fā)出儀器零點、跨度等校正指令，檢驗傳送數(shù)據(jù)的可靠性。運算功能：對

7、集合的數(shù)據(jù)進行運算，求出各種平均值、最大值。記憶功能：將集合運算的數(shù)據(jù)，永久性地儲存起來，并以各種方式顯示。檢誤功能：系統(tǒng)的關鍵部件出現(xiàn)故障時，能給出指示，以便維修。判斷功能：匯總的數(shù)據(jù)經(jīng)運算后判斷所得數(shù)據(jù)的準確性，對離群值加以統(tǒng)計檢驗。將最后監(jiān)測結果與各種標準對照。當污染物濃度數(shù)值超越標準值時能及時發(fā)出警報。硬件 硬件要保證自動連續(xù)工作系統(tǒng)的可靠性，主要包括以下裝置：中央處理裝置：中央處理裝置即主機，一般用小型電子計算機。輸入輸出控制裝置：它是連接計算機、傳輸系統(tǒng)、時鐘、外圍設備的接口及實現(xiàn)控制機能的裝置。磁盤裝置：它是外部輔助記憶裝置，是用以保存數(shù)據(jù)及各種程序而設置的。輸出打印及繪圖裝置：

8、具有打印、紙帶穿孔、紙帶讀數(shù)、繪制污染物濃度分布等多種圖的功能。磁帶裝置：磁帶記錄密度高，可靠性強，處理速度快，對數(shù)據(jù)的補加、去除、變更比較容易。在數(shù)據(jù)量大或使用頻率高的場合經(jīng)常利用這一裝置。操作臺：操作臺由控制傳輸裝置、表示盤、轉(zhuǎn)換開關、指示燈及表示系統(tǒng)運轉(zhuǎn)狀況顯示燈、蜂鳴器等組成。電子顯像裝置。§2 大氣污染自動監(jiān)測大氣污染自動監(jiān)測能獲得大氣污染物隨時間變化的信息和分布狀況，提供污染物的各類平均值、最大值、頻數(shù)分配等資料，分析氣象因素對大氣擴散的影響，掌握大氣污染變化趨勢，評價大氣質(zhì)量狀況，追溯污染事故原因，為大氣環(huán)境管理和治理提供依據(jù)。大氣污染自動監(jiān)測項目，主要包括：二氧化硫、

9、氮氧化物、一氧化碳、總懸浮顆粒物或飄塵、臭氧、硫化氫、總碳氫化合物、甲烷、非甲烷烴及氣象參數(shù)等。一、環(huán)境空氣質(zhì)量連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的主要用途1.掌握監(jiān)測系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)空氣污染最嚴重的地點和時間區(qū)域內(nèi)人群暴露水平。2.分析污染物排放源對空氣質(zhì)量的影響，評價環(huán)境治理措施的效果，為環(huán)境管理和決策提供支持。 3.積累長期空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，掌握背景水平及其發(fā)展趨勢，為制定和修改環(huán)境標準提供科學依據(jù)。4.為進行空氣污染預測預報工作和污染影響評價、空氣擴散數(shù)學模式等研究工作提供大量的基礎數(shù)據(jù)。二、空氣質(zhì)量連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)構成結合天津市環(huán)境監(jiān)測站空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)，進行現(xiàn)場講解。1 監(jiān)測子站采樣位置設置 ： 根據(jù)國家

10、環(huán)?？偩郑?86 ）環(huán)監(jiān)字 405 號文件關于環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范及國務院 環(huán)委會關于城市環(huán)境綜合防治定量考核實施細則的有關規(guī)定 設立大氣站點，大氣監(jiān) 測點位是在認真優(yōu)化布點的基礎上確立的。大氣監(jiān)測點位確立后一般不應變動。 監(jiān)測點采樣口周圍應該空間開闊，采樣口捕集空間應保證不小于270°，在采樣 口周邊至少有180°弧型范圍的空氣擴散與流動空間，確保采集到的樣品具有代表性。 在監(jiān)測點50m 范圍內(nèi)不能有明顯的污染源，不能靠近爐、窯、鍋爐煙囪。距離主要交通道路大于10米。 采樣管口距地面高度3米-15米，距下墊面（支撐面）大于1米（理想高度 1.5 米,避免風吹楊塵對采樣的影響）

11、。采樣高度的設置是充分考慮此高度對人群活動 和健康的影響。 為保證歷史數(shù)據(jù)的連貫性和可比性，選擇點位合理的地方建立子站。子站應設置在有安全依托的單位或地點，站房建設考慮安全長久。 子站應有長期穩(wěn)定的電源供應建議有條件盡量使用雙電源供電。 子站設計要保證人員上下安全，并便于儀器的搬運和安裝。 子站應防塵、防水、防鼠、防盜、防火、防閑散人員進入和攀登。2空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)建設 子站站房基本有磚結構固定站房或集裝箱式活動板房兩種。子站面積為 10-25平方米，無窗或雙層密封窗結構。帶一小隔間，要求具有保溫、隔熱、隔噪功能，房屋空間高度不易太高，2.5米左右為宜。室內(nèi)溫度在25±5、相對濕度在

12、80%以下，避免陽光直射至儀器，避免日光燈照明對儀器校準的影響 。 站房房頂和周圍應充分考慮大雨的影響而留有疏通雨水的通道，房頂設計應充分考慮泛水坡度。采樣管路、線纜管 路和子站頂接口安裝時要嚴格做好防水、防塵、防滲漏（國內(nèi)、外都有因站房漏水損毀儀器的事件發(fā)生）等措施。 子站和樓板或地面結合處要留 20cm 高的擋水墻，防止雨水進入子站。 標準氣及鋼瓶：儀器標準用標準氣應選用國家或地方用資質(zhì)的生產(chǎn)單位的標準氣。標準氣使用時必須經(jīng)過嚴格試漏檢查，鋼瓶內(nèi)壓力小于0.5Mpa 時應該更換新標準氣。標準氣鋼瓶在子站按裝必須采取固定措施。 空調(diào)性能要求：品牌空調(diào)，冷暖雙功能分體式；電源 220 V /50Hz ；功率 1.5 匹 , 具有斷電復電后自動開機功能、自動調(diào)節(jié)溫度、保持恒溫。除濕 1.2L/H ；噪音 36dB； 室外環(huán)境溫度 在-10 45 能夠