環(huán)境信息技術(shù)是指將在環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域中應(yīng)用的,經(jīng)收集、處理以特定形式存在的環(huán)境知識(shí)迅速進(jìn)行采集、處理、存儲(chǔ)、加工、管理、檢索和傳輸?shù)募夹g(shù)[1 ] 。環(huán)境信息技術(shù)除了具有一般信息技術(shù)的基本屬性(如事實(shí)性、傳輸性、擴(kuò)散性和共享性) 以外,還具有時(shí)空性、綜合性、連續(xù)性、隨機(jī)性、交叉性。

1 　環(huán)境信息技術(shù)及其應(yīng)用

在環(huán)境問(wèn)題日益突出和環(huán)保意識(shí)不斷提高的今天,環(huán)境問(wèn)題更加復(fù)雜,環(huán)境工程技術(shù)不斷涌現(xiàn),迫切需要對(duì)環(huán)境問(wèn)題和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行有效的分析和管理,環(huán)境信息技術(shù)恰好可達(dá)到這種要求。因此,環(huán)境信息技術(shù)已越來(lái)越受到各國(guó)的重視,它的應(yīng)用將是環(huán)境科學(xué)與環(huán)境工程發(fā)展的一個(gè)重要研究方向[2 ] 。目前,環(huán)境信息技術(shù)主要有:“3S”技術(shù)、仿真與控制技術(shù)、專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多媒體與可視化技術(shù)等。

1. 1 　“3S”技術(shù)

“3S”技術(shù)是地理信息系統(tǒng)( GIS) 、全球定位系統(tǒng)(GPS) 和遙感技術(shù)(RS) 的合稱(chēng),它們是構(gòu)成地理信息產(chǎn)業(yè)不可缺少的支柱產(chǎn)品和技術(shù)。GIS 是GPS 與RS的基礎(chǔ)平臺(tái)且能夠促進(jìn)空間數(shù)據(jù)獲取能力的提高,而GPS 與RS 為GIS 提供海量的高質(zhì)量的空間數(shù)據(jù),這三者形成一個(gè)有機(jī)的整體。目前正著力于三者集成的研究開(kāi)發(fā),這將有助于揚(yáng)長(zhǎng)避短,使3S 技術(shù)更好地為環(huán)境保護(hù)服務(wù)。“3S”技術(shù),特別是集成的“3S”技術(shù),在環(huán)保領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。如對(duì)環(huán)境進(jìn)行有效的分析管理、污染源和污染狀況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、環(huán)境問(wèn)題的輔助決策和全球環(huán)境變化的跟蹤分析等方面都顯示了無(wú)法替代的作用[3 ] ,但在煙氣脫硫中的應(yīng)用還未見(jiàn)報(bào)道。隨著環(huán)境質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善,環(huán)保要求更加嚴(yán)格,這就對(duì)環(huán)境信息的精度、速度要求更高,所以集成的“3S”技術(shù)必然成為研究的重點(diǎn)且會(huì)有更好的應(yīng)用前景。

1. 2 　仿真與控制技術(shù)

仿真與控制是計(jì)算機(jī)在環(huán)保領(lǐng)域中應(yīng)用的兩個(gè)重要方面,也是環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)發(fā)展的兩個(gè)重要方向。顧名思義,仿真就是對(duì)真實(shí)的模仿,是在對(duì)研究對(duì)象建立模型的基礎(chǔ)上,利用計(jì)算機(jī)速度快、容量大、精確度高等特點(diǎn),通過(guò)輸入已知信息,求得未知信息的過(guò)程,包括物理仿真和數(shù)字仿真。環(huán)保領(lǐng)域里的控制一般是指自動(dòng)控制,是指在沒(méi)有人直接參與的情況下,利用外加的設(shè)備或裝置,使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。環(huán)保領(lǐng)域中仿真與控制的目的是為了研究反應(yīng)原理、了解污染物處理過(guò)程的機(jī)理、提高污染物的處理效率、降低污染物的處理費(fèi)用,當(dāng)然也可用于復(fù)雜的環(huán)境問(wèn)題研究、環(huán)境工程設(shè)備的工藝開(kāi)發(fā)、工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理中。當(dāng)前的環(huán)保設(shè)備和技術(shù)還缺少仿真與控制技術(shù)的應(yīng)用,因此有很好的市場(chǎng)前景[4 ] 。

仿真與控制技術(shù)主要應(yīng)用在以下方面: ①通過(guò)建立模型來(lái)研究反應(yīng)原理。有些問(wèn)題較復(fù)雜,涉及的因素也較多,而且沒(méi)有成功的實(shí)例,這就需要建立模型, 模擬實(shí)際條件來(lái)開(kāi)展研究。如大氣污染物的擴(kuò)散模型、濕式石灰石—石膏法煙氣脫硫控制系統(tǒng)、物質(zhì)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型、活性污泥過(guò)程模型等都是仿真應(yīng)用的第一步,為進(jìn)一步分析模型,進(jìn)而開(kāi)展試驗(yàn)奠定了理論基礎(chǔ)。②對(duì)工藝條件參數(shù)進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)環(huán)境工程技術(shù)的智能化。環(huán)境工程中的自動(dòng)控制目標(biāo)主要有抑制外部擾動(dòng)對(duì)污染物處理過(guò)程的影響、確保過(guò)程的穩(wěn)定和使工程的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最優(yōu)化,如控制技術(shù)在炭法煙氣脫硫技術(shù)、石灰石—石膏法、電子束氨法中廣泛應(yīng)用[5 ] 。

1. 3 　專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)

專(zhuān)家系統(tǒng)是為了解決具有專(zhuān)家級(jí)的適當(dāng)規(guī)模的問(wèn)題,采取一定的推理控制策略,具有相當(dāng)豐富和權(quán)威的知識(shí),以及學(xué)習(xí)機(jī)制,能對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行修改,以增強(qiáng)解決實(shí)際問(wèn)題能力的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。簡(jiǎn)單地說(shuō),專(zhuān)家系統(tǒng)就是存貯在磁盤(pán)上的專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)。一個(gè)專(zhuān)家系統(tǒng)主要由 4 個(gè)部分組成:待解決的問(wèn)題、推理控制策略、學(xué)習(xí)機(jī)制和知識(shí)庫(kù)。具體地說(shuō),就是知識(shí)工程師通過(guò)知識(shí)獲取手段,將領(lǐng)域?qū)＜医鉀Q特定問(wèn)題的知識(shí),采用某種知識(shí)形式存放在知識(shí)庫(kù)中,然后用戶通過(guò)人機(jī)交互接口輸入信息、數(shù)據(jù)和指令,并借助于數(shù)據(jù)庫(kù)等,運(yùn)用推理機(jī)制控制知識(shí)庫(kù)和整個(gè)系統(tǒng)工作,最終得到問(wèn)題的求解。專(zhuān)家系統(tǒng)最重要的特征是它的研究對(duì)象不是一般的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的智能,而是綜合某個(gè)領(lǐng)域具有技術(shù)特長(zhǎng)的專(zhuān)家以解決專(zhuān)門(mén)問(wèn)題的本領(lǐng)。所以專(zhuān)家系統(tǒng)有以下特點(diǎn):必須實(shí)用,有明確的應(yīng)用目標(biāo);具有解決實(shí)際問(wèn)題的能力,甚至在某方面超過(guò)特定的專(zhuān)家;只能解決某個(gè)領(lǐng)域的特定問(wèn)題;服務(wù)對(duì)象一般是該領(lǐng)域具有一定專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能的人員。專(zhuān)家系統(tǒng)是人工智能的一個(gè)重要研究領(lǐng)域,雖然人工智能已經(jīng)發(fā)展得很成熟完善,但專(zhuān)家系統(tǒng)的研究和應(yīng)用還較少,尤其是在一些特定領(lǐng)域幾乎是空白,如在環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用的專(zhuān)家系統(tǒng)就很少[6 ] 。趙光明、陳金玉和溫敬平等[7 ]對(duì)綜合評(píng)選煙氣脫硫(FGD) 技術(shù)專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行了研究,并將所研究的專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)踐,取得了很好的效果。本文作者對(duì)煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)并開(kāi)發(fā)了專(zhuān)家系統(tǒng)。

1. 4 　互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為家喻戶曉的技術(shù),與人們的工作、生活、學(xué)習(xí)密切相關(guān)�；ヂ�(lián)網(wǎng)技術(shù)大大提高了效率,同時(shí)也節(jié)約了大量的資源和能源,對(duì)保護(hù)環(huán)境起著積極的作用。環(huán)保知識(shí)的宣傳、環(huán)保技術(shù)的推廣、環(huán)境政策法規(guī)的發(fā)布實(shí)施、環(huán)境問(wèn)題的學(xué)習(xí)交流等都離不開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。由于公眾和政府環(huán)保意識(shí)的提高,使環(huán)保事業(yè)得到迅速發(fā)展,環(huán)境領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也相應(yīng)地迅速發(fā)展。基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的軟件平臺(tái)、數(shù)據(jù)共享和挖掘、環(huán)境數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)管理技術(shù)、環(huán)境管理網(wǎng)上辦公自動(dòng)化系統(tǒng)和環(huán)境信息發(fā)布等都是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用。

環(huán)境網(wǎng)站肩負(fù)了普及環(huán)保知識(shí)、宣傳環(huán)保政策、監(jiān)督環(huán)境污染、實(shí)施環(huán)境管理和加強(qiáng)環(huán)境問(wèn)題、技術(shù)、信息、經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)交流等任務(wù),成為環(huán)保產(chǎn)業(yè)中不可缺少的一個(gè)重要組成部分。與煙氣脫硫技術(shù)相關(guān)的網(wǎng)站較多,如國(guó)家煙氣脫硫工程技術(shù)研究中心網(wǎng)站(中國(guó)煙氣脫硫脫硝信息網(wǎng)) ,更是承擔(dān)了為我國(guó)煙氣脫硫脫硝技術(shù)及相關(guān)環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、人才培訓(xùn)、國(guó)內(nèi)外合作交流等提供全方位服務(wù)的重任。目前,中國(guó)國(guó)內(nèi)的環(huán)境類(lèi)網(wǎng)站大致可以分為6 類(lèi):專(zhuān)業(yè)環(huán)保網(wǎng)站、環(huán)保部門(mén)網(wǎng)站、環(huán)保研究機(jī)構(gòu)網(wǎng)站、環(huán)保企業(yè)網(wǎng)站、環(huán)保組織網(wǎng)站、環(huán)保新聞與信息網(wǎng)站。

1. 5 　多媒體與可視化技術(shù)

多媒體與可視化技術(shù)是一種新型的具有很大市場(chǎng)潛力的計(jì)算機(jī)技術(shù),它集文字、聲音、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、視頻為一體,以最直觀的方式表達(dá)和感知信息,以形象化的、可觸式的甚至語(yǔ)音方式的人機(jī)界面來(lái)進(jìn)行信息加工和處理,為決策者和用戶提供幫助和支持。多媒體與可視化技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用范圍正在加大,特別是與其它環(huán)境信息技術(shù)相結(jié)合。如單純的地理信息系統(tǒng)以前只能傳輸和處理文字、圖片、數(shù)字等,方式單一,大大降低了GIS 的效果。多媒體與可視化技術(shù)和 GIS 相結(jié)合就成為必然,這將極大地增強(qiáng)GIS 的可視化與形象化,有效地推動(dòng)GIS 的應(yīng)用向更深更廣的程度發(fā)展,同時(shí)也將有力地推動(dòng)數(shù)字地球與虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展[8 ] 。

除了上述5 種應(yīng)用較多的環(huán)境信息技術(shù)外,還有很多技術(shù)也在研究開(kāi)發(fā),如環(huán)境決策支持系統(tǒng)技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、模糊控制技術(shù)等,它們也有著廣闊的應(yīng)用空間和開(kāi)發(fā)前景[9 ] 。

2 　環(huán)境信息技術(shù)的應(yīng)用展望

未來(lái),環(huán)境信息技術(shù)主要應(yīng)用于: ①以GIS 為主的 “3S”技術(shù),給環(huán)境污染控制、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)、環(huán)境信息的收集等提供了很好的技術(shù)平臺(tái)支持。尤其是“3S”技術(shù)和其它環(huán)境信息技術(shù)的結(jié)合,更具有廣闊的前景。應(yīng)用到煙氣脫硫的監(jiān)測(cè)、SO2 總量排放的控制等方面, 將對(duì)我國(guó)減排SO2 起著極大的作用。②仿真與控制技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)、工藝開(kāi)發(fā)和運(yùn)行管理中還沒(méi)有得到普遍應(yīng)用,因此仿真與控制技術(shù)有很大的市場(chǎng)潛力,開(kāi)發(fā)這個(gè)市場(chǎng)具有很重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。應(yīng)用到煙氣脫硫技術(shù)與設(shè)備的研究、開(kāi)發(fā)和工程中,會(huì)更好更快地促進(jìn)煙氣脫硫技術(shù)與設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。③專(zhuān)家系統(tǒng)是人工智能的一種,在環(huán)保領(lǐng)域中正日益受到重視,它是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)人的智能。隨著人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)的大量普及,對(duì)專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的要求也會(huì)越來(lái)越高。特別是目前煙氣脫硫技術(shù)綜合評(píng)價(jià)專(zhuān)家系統(tǒng)的研究,對(duì)選擇高效實(shí)用的煙氣脫硫技術(shù)與設(shè)備有著極高的社會(huì)價(jià)值。④網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展、環(huán)境問(wèn)題的惡化和數(shù)字地球的出現(xiàn)使與環(huán)保相關(guān)聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到快速發(fā)展,大大推動(dòng)了環(huán)保產(chǎn)業(yè)的升級(jí),同時(shí)也會(huì)積極推動(dòng)我國(guó)煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。⑤城市寬帶的普及、數(shù)字傳輸技術(shù)的發(fā)展以及人們對(duì)信息可視化、形象化要求的加大,大大地促進(jìn)了多媒體與可視化技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)煙氣脫硫技術(shù)信息交流與合作有著積極作用。

總之,隨著人類(lèi)社會(huì)的不斷進(jìn)步,人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求會(huì)越來(lái)越高。一方面,必然會(huì)加大對(duì)環(huán)境污染的治理、生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和環(huán)境問(wèn)題的研究;另一方面,必然會(huì)加大對(duì)環(huán)境信息技術(shù)的研究、投入,以便能更好地解決環(huán)境問(wèn)題和更好地管理環(huán)境。

3 　結(jié)語(yǔ)經(jīng)過(guò)近三十年的發(fā)展,中國(guó)的環(huán)保事業(yè)取得了可喜的成就,特別在污染防治技術(shù)、環(huán)境管理、環(huán)境工程與設(shè)備等方面,這是全體環(huán)保工作者、全社會(huì)共同努力的結(jié)果,值得繼承和發(fā)揚(yáng)。環(huán)境信息技術(shù)與煙氣脫硫技術(shù)也有了很大發(fā)展,但是如何更好地將環(huán)境信息技術(shù)和煙氣脫硫技術(shù)有機(jī)結(jié)合,還有許多工作要做。

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