空間定位技術(shù)和地理信息技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)外業(yè)數(shù)據(jù)采集中的運(yùn)用
環(huán)境監(jiān)測(cè)外業(yè)數(shù)據(jù)采集是監(jiān)測(cè)工作的重要組成部分。因此，提高數(shù)據(jù)采集效率，降低人力成本，提升環(huán)境監(jiān)測(cè)管理水平，一直是環(huán)境監(jiān)測(cè)工作者研究、探索和努力的方向。將全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，建成一個(gè)全球定位系統(tǒng)（GPS）/地理信息系統(tǒng)（GIS）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，利用掌上電腦（PDA）小巧靈便、易于攜帶、又能及時(shí)地收集數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，解決了監(jiān)測(cè)中的方便性、靈活性、及時(shí)性、準(zhǔn)確性的問題，是高新技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用，具有很高的實(shí)用價(jià)值，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的信息化管理具有重要作用，同時(shí)也為環(huán)境決策和環(huán)境管理提供了新的有效手段。
1 系統(tǒng)介紹
1.1 系統(tǒng)配置
（1）硬件：基于WINCE.NET操作系統(tǒng)的GPS/GIS數(shù)據(jù)采集設(shè)備；掌上電腦或筆記本電腦。
（2）軟件：環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集軟件GIS(包括電子地圖)。
根據(jù)具體需求，硬件系統(tǒng)可以擴(kuò)展到GPRS，可實(shí)現(xiàn)手機(jī)通話、訪問互聯(lián)網(wǎng)、實(shí)現(xiàn)時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)回傳、監(jiān)控等功能，也可外接攝相頭等外設(shè)。從而為環(huán)境保護(hù)部門進(jìn)行宏觀決策、野外實(shí)地工作提供多要素、多層次、多功能的空間型地理信息綜合服務(wù)。
1.2 技術(shù)特點(diǎn)
系統(tǒng)整合性好，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，容易攜帶，可采用車載充電器供電，可車載、可手持。PDA操作系統(tǒng)Windows CE開放、穩(wěn)定，其擴(kuò)充空間存儲(chǔ)功能為數(shù)據(jù)庫(kù)再開發(fā)和大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供可靠硬件支持。GIS應(yīng)用程序具有執(zhí)行效率高、占用系統(tǒng)空間小的特點(diǎn)。高精度的定位能力（后處理精度可達(dá)到亞米級(jí)）使實(shí)際工作有的放矢，提高工作效率，真正作到“一步到位”[1]。系統(tǒng)提供手寫數(shù)據(jù)錄入，便于用戶操作。對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)管理來說，便攜的環(huán)境監(jiān)測(cè)GPS/GIS系統(tǒng)信息含量大，結(jié)合詳盡的地圖信息，輔助以相關(guān)管理軟件，使使用者能夠及時(shí)掌握工作的進(jìn)展情況。采用通用性極強(qiáng)的GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，對(duì)每種類型的設(shè)施進(jìn)行規(guī)范化，每種類型的設(shè)施具有固定的數(shù)據(jù)采集方式，因此很容易將系統(tǒng)移植到其他數(shù)據(jù)采集應(yīng)用上。
2 GPS/GIS在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
2.1 系統(tǒng)使用方法
利用GPS/GIS系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)人員帶上裝有污染源分布地圖的設(shè)備，通過GPS定位功能，把使用者的位置信息對(duì)應(yīng)顯示在地圖上，根據(jù)此信息對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)先存儲(chǔ)的污染源的經(jīng)緯度，找出接近的污染源，提示現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)人員進(jìn)行每個(gè)項(xiàng)目的檢查，并把行駛的軌跡保存在電子地圖上[2]。所有數(shù)據(jù)采集工作完成后，可以將設(shè)備中的數(shù)據(jù)自動(dòng)同步到桌面電腦，供管理者管理和日后的分析使用。
2.2 系統(tǒng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中的應(yīng)用
環(huán)境監(jiān)測(cè)除必備一些常規(guī)監(jiān)測(cè)設(shè)備外，還要派出監(jiān)測(cè)人員定期到每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)污染源及周邊環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣、調(diào)查，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的管理資料（污染情況資料、動(dòng)態(tài)變化信息等）進(jìn)行更新、存儲(chǔ)、分析，并且為環(huán)境行政主管部門提供數(shù)據(jù)分析以提高管理質(zhì)量。GPS/GIS系統(tǒng)的功能是配合環(huán)境信息后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)和周邊環(huán)境等的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的采集，建立和完善環(huán)境監(jiān)測(cè)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)和管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)（MIS），掌握最新監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，從掌握全局的管理高度出發(fā)，配備人力和物力資源，有針對(duì)性地開展監(jiān)測(cè)工作。運(yùn)用GPS/GIS采集系統(tǒng)在讀取GPS的空間數(shù)據(jù)同時(shí)，再利用設(shè)備的PDA功能，輸入屬性數(shù)據(jù)，并保存到數(shù)據(jù)庫(kù)里，完成數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的更新。為了保證數(shù)據(jù)安全不丟失，原有數(shù)據(jù)能通過PDA傳到GPS系統(tǒng)或PC中，同時(shí)也能從GPS系統(tǒng)中把最新采集的詳細(xì)數(shù)據(jù)原樣上傳到PC中。這樣，通過PC與設(shè)備直接通信，提高了效率。
2.3 系統(tǒng)的功能擴(kuò)展
在GPS/GIS采集系統(tǒng)中，用戶可以自己定義并填充背景電子地圖，用以導(dǎo)航、定位和配合電子地圖直接對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的信息進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采集等，并把采集的最新信息發(fā)送到控制中心，控制中心再根據(jù)情況做出工作計(jì)劃、安排[3]。
3 系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值
3.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)工作實(shí)現(xiàn)規(guī)范化
針對(duì)監(jiān)測(cè)人員在監(jiān)測(cè)過程中經(jīng)常有漏測(cè)、甚至是不測(cè)的情況，使用GPS進(jìn)行設(shè)施位置的識(shí)別。這樣監(jiān)測(cè)人員只有到現(xiàn)場(chǎng)使用設(shè)備才能開展環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。同時(shí)，掌上電腦的監(jiān)測(cè)程序也提供了未測(cè)污染源的查詢，使監(jiān)測(cè)人員方便的查找到?jīng)]有監(jiān)測(cè)的污染源，避免漏檢的情況。在設(shè)備通過GPS功能得到的位置信息確定了待測(cè)污染源之后，掌上電腦功能會(huì)顯示相應(yīng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，監(jiān)測(cè)人員根據(jù)掌上電腦的提示進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這相當(dāng)于對(duì)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)范化，每個(gè)待測(cè)污染源的監(jiān)測(cè)內(nèi)容，全部預(yù)先進(jìn)行了計(jì)劃設(shè)計(jì)。
3.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果的管理實(shí)現(xiàn)規(guī)范化
對(duì)于監(jiān)測(cè)結(jié)果的保存，原來的工作方法是使用紙記錄，不便于查找，而且保存也是一個(gè)大問題，每次的監(jiān)測(cè)都會(huì)產(chǎn)生很多的記錄表，不便保存，時(shí)問一長(zhǎng)，有些監(jiān)測(cè)結(jié)果也就不知所終了。而利用計(jì)算機(jī)的大容量存儲(chǔ)和快速的檢索，該問題迎刃而解。
3.3 環(huán)境監(jiān)測(cè)管理實(shí)現(xiàn)規(guī)范化
管理者通過桌面電腦的管理程序很容易對(duì)污染源的情況進(jìn)行管理，監(jiān)測(cè)工作的質(zhì)量得以提高。臺(tái)式電腦的管理程序提供了強(qiáng)大的查詢功能，使用者可以通過指定污染源、日期、監(jiān)測(cè)人員等很方便地查詢到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
4 結(jié) 論
運(yùn)用GPS、GIS與計(jì)算機(jī)技術(shù)建成的GPS/GIS系統(tǒng)，是環(huán)境監(jiān)測(cè)外業(yè)數(shù)據(jù)采集的新模式，有利于降低環(huán)境監(jiān)測(cè)成本，提高數(shù)據(jù)采集效率，同時(shí)具有很高的使用價(jià)值，易于構(gòu)建，值得在環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中推廣使用。
參考文獻(xiàn)
[1] 李莉，張維志，陳文英.GIS技術(shù)及其在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)動(dòng)態(tài)，2003（1）：11-13.
[2] 鄔倫.地理信息系統(tǒng)：原理、方法與應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2001.
[3] 陸守一，唐小明，王國(guó)勝.地理信息系統(tǒng)實(shí)用教程[M].2版.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2000.
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