城市环境风险监控预警系统的构建及应用探讨

摘 要：科学技术的进步为人们日常生产生活带来极大便利，但也导致城市环境污染更为严重，极大威胁着社会稳定和人们的正常生活。现代化高新技术的应用与发展，可形成系统科学的环境风险监控预警系统，使传统的“被动应对”变为“主动防御”，有效掌握风险的信息及动向，减少环境危害产生的负面影响，保证人民群众的安定生活。本文就对城市环境风险监控预警系统的构建及应用进行分析和探讨。

关键词：城市环境风险；监控预警系统；构建；应用

中图分类号：X84 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）05-0003-01

随着城市化进程的加快，人类活动对城市环境系统所产生的影响不断扩大，继而引发了城市环境问题，威胁到人类的生存和发展[1]。在数据库技术、计算机网络技术和GPS技术等快速发展的背景下，国内外学者开始积极研究相关的环境预警系统，提出城市环境风险监控预警系统的构建架构，以此优化其性能，提高预警的准确性与及时性，保障环境的稳定和人们群众的健康。

1 城市环境风险监控预警系统的构建

1.1 构建基础

城市环境风险监控预警系统的构建基础体现为三个方面：一是环境质量监测系统。在监测环境质量的过程中，通过监测体系的构建，借助传感器监测的准确、快速和灵敏等特征，基本形成一套可靠性能、高效率、快速传输信息的噪声、大气、水质实时监控网络，继而远程监控设备实际运行情况，远程实时传输环境质量状况，全面管理环境质量。通常该系统可分为人工和自动监测，其中人工监测包括交通噪声、降尘降雨、地表水等监测；自动监测则涵盖噪声自动监测站、水站等，及时分析环境质量数据，并将其与污染源的排放数据适当关联。二是监控指挥中心。该中心配置优异性能和种类齐全的机房系统、安全系统、服务器等[2]。三是污染源业务处理系统。城市构建的环保业务处理系统都会设计基本涵盖污染源的全生命周期，其涉及应急管理、环境监测、行政处罚等，形成统一的污染源台账，实现信息的高效利用。

1.2 构建目标

对于城市环境风险监控预警而言，其是在一定时空范围内，通过在线监控、监察执法等方式分析评价城市环境对象的实际情况，3S技术分析环境变化，预测未来发展情况，确定这些变化的速度、趋势和状况等，继而预报危害的程度及时空范围，结合相关警戒信息，增强应急处理和预警能力，为环境监控提供强有力的决策支持。该系统通常以信息技术为基础，综合利用物联网和3S技术等动态监测城市环境对象，在统一的监控预警平台中集成多源异构数据，综合监控预警城市风险。一般情况下，城市环境风险监控预警系统的构建目标有：①环境预测模拟：结合异常情况和自动监测数据，利用相应的预测模式来预测周边环境受体，提供事故管理决策。②基础信息库构建：构建城市基础数据库，按照不同类型的数据更新周期，开展城市环境风险管理。③环境风险实时预警和监控：以采集数据库为依据，当指标超过或接近预警线时，根据预警规则提前预警报告，然后分级预警。④智能化采集环境风险：主要是管理和采集日常监管的类别信息，可利用终端采集的方式对环境风险信息自动采集，结合采集的环境风险信息构建审核机制。⑤警情快速处理与流转：发生异常情况后，在处理人员中快速流转，并将其报告至相应责任人，以便后续跟踪处理与预警消除。

2 城市环境风险监控预警系统的关键技术和应用实现

2.1 关键技术

（1）风险信息采集。风险信息采集可分为人工采集和自动采集两类，其中自动采集信息的过程如下：以设定的采集频率为依据，大气、水质自动化监测仪器采集设备终端运行状态或相关污染指耸据，通过无线或有线的方式，将其传输至预警系统服务器；然后结合监测数据力度，对日均值数据和小时均值加以计算，利用人工审核的形式将这些数据存入审核库中，自动预警的预警限制[3]。

（2）基于GIS的可视化表达和环境预警模式。环境模型可准确描述各种环境过程和环境问题，有十分明显的空间特性，如大气扩散模型、水质模型等，但这些模型较难实现空间数据操作结果。而GIS有空间数据管理和空间分析的优点，可为环境模型提供空间操作规范，通过水和大气环境的污染机理，将GID和模拟数学模型集成，形成模拟的空间决策模型。可全面准确理解城市环境的实际变化情况，对环境污染变化进行动态监视，采取切实可行的措施来保护环境，促进环境质量的提高。

（3）预警流程。预警的流程包括采集信息、自动预警、人工审核确认等。通过人为方式判断风险信息，如工作人员在预警系统中直接输入日常监测和执行中出现的风险信息，然后通知相关领导，进入预警处理阶段。若采用自动监测数据，可将实际监测的污染指标数据和预警限值对比，若实际数据满足预警条件，可利用可视化方式自动提醒人员[4]。通常预警处理能通过短信或平台提醒等方式提交相关预警等级和信息，相关部门领导可进行后续跟踪处理报告。

2.2 应用实现

结合上文所述的城市环境风险监控预警系统的构建，环境科学研究院以常州市为例研制应用系统，并取得良好的应用效果，城市环境风险监控预警系统各模块的应用界面包括以下几方面：①日常监控预警界面，以各项预警指标信息为基础，展示预警级别，如果点击某预警位置，则能对某地所发生的预警信息进行查看。②环境风险预警模块界面，表示的是环境风险预警处理模式，多是提供自动和人工监测预警的查询、初报、续报、审核等功能。下图即高邮市水质污染矿山的模拟示意图，通过环境风险预警模块来提供以GIS为基础的可视化表达与环境预警模拟（图1）。

3 结语

城市环境的安全直接影响到人们的稳定生活和国家的长治久安，因此政府部门必须要高度重视城市的环境安全问题，科学处理好城市环境和城市经济发展的关系。经济的发展往往会污染环境，但不能以牺牲环境为代价，而是要通过科学技术的进步和发展来解决环境问题，通过高新科技来构建城市环境风险监控预警系统，降低城市环境的风险，提高风险信息监控的全面性和风险信息采集的有效性，全流程化处理风险预警，增强警情处理的时效性，实现城市的可持续发展。

参考文献

[1]范秀娟，吉东旭，邓文英.城市环境风险监控预警系统的构建与应用研究[J].环境科学与管理，2014，03：8-12.

[2]孙佳，杨紫旭.城市环境风险监控预警系统的构建及应用探讨[J].内蒙古科技与经济，2015，17：49+51.

[3]黄健，杨柳忠，黄金桃，袁媛，张晓亮，刘伟明.城市水环境系统设施监控预警管理信息平台数据交换研究[J].建设科技，2013，Z1：179-181.

[4]龚岳松，吕文斌，高芳琴，潘崇伦.上海城市水环境系统设施监控预警数据交换标准化设计[J].建设科技，2012，12：76-78.