基于环境互联网数据的气候监测系统

基于环境互联网数据的气候监测系统

李震王彦明

（辽宁科技学院，辽宁本溪117004）

摘要：从气候监测诊断、气候评估与灾害风险管理、气候系统模式、气候变化平台以及我国现代气候业务发展现状。提出了以环境互联网为基础的气候监测系统，以便于改善气候服务体制，风险评估和应对气候变化的能力，并且系统地分析了国际气候发展趋势和我国气候业务间的差距，明确了如何进一步改进气候监测系统模式的分辨率，研发新一代的高技术水平气候监测系统，发展气象灾害评估技术，建立基于中国环境互联网的气候服务系统等任务。

关键词：监测诊断；气候服务；环境互联网；风险评估

1、引言

我国地处东亚季风区，幅员辽阔，自然条件复杂，是世界上自然灾害最严重的国家之一，其中气象灾害占我国自然灾害的70%以上。在全球气候变暖背景下，气象灾害的时空分布特征发生了很大变化，高温、干旱、强降水、台风等极端天气气候事件频繁发生。[1]美国国家研究委员会（NationalResearchCouncil）2008[2]和2010年[3]的两份报告分别强调了城市大气边界层廓线观测和城市气象科学试验基地建设的重要性。2008年，世界气象组织为城市地面观测网的设计和站点的选址编制了指南[4]。随着我国现代化进程的蓬勃发展和人民生活水平的逐步改善，人们对美好生活环境的向往，也随之对生态环境密切关注。因此，对环境因子的实时监测，成为了各级环保部门工作的重中之重。以往对环境因子的监测，通常采用的是专用仪器在各个监测点进行实时监测，但是大部分数据需要及时回送环境监测中心进行后期的数据分析和处理，为环境质量的综合评估提供了前提基础，传统的传送方式既浪费时间又存在着不菲的花销。因此利用移动互联网的技术，采用分布式环境监测系统实现实时的数据传输，进而推进中国环境监测领域的新篇章。

2、规划

基于环境互联网的气候监测系统的规划目标是：使全国人民能够享受世界先进水平的气候服务系统，基于这个目标，该系统的发展要突出气候监测的改进及升级。时刻坚持绿色发展的理念和以人为本的思想观念。

坚持绿色发展。围绕国家创新型城市建设和低碳绿色发展的总体思路，围绕城市气候服务体系建设的需求，构建城市气候综合监测网；在气候变化敏感区、生态气候功能区、气候背景参考区、水源保护区、气候资源利用区、人居密集区、自然保护区、校园等地区建设城市气候观测站点；通过实时监测城市各生态区的气候特征，为全市应对气候变化、气候资源开发利用等提供基础性、权威性、标准性的科学实时数据支撑。

坚持以人为本。气候监测是保障人民的生活质量稳中有升，至关重要的是满足广大人民对气候信息广范化的需求度。将人口分布情况纳入气候监测指标，围绕人民的穿衣着装、医疗保健、饮食健康、出行交通、旅游观光、空气质量、文化娱乐、等开展相关监测；强调对城市气候系统能量平衡的监测，开展以城市区域及边界层为重点的大气物理、大气化学、生物气候学方向的综合监测。

3、系统总体架构

图1环境气候监测系统

基于环境互联网气候监测系统的设计采用的是客户端／服务器结构（C/S结构）。无线监测设备作为客户端，集成了环境气候数据采集模块，GPS定位数据接收模块和无线数据通信模块。该设备放置于小型无人机的底座托盘上，通过各种传感器将无人直升机在悬停点采集到的湿度、温度、风速等数据和GPS实时定位信息参数进行保存及封装，利用无线通信模块将数据经4G网络发送至部署有接收服务端程序的计算机上，服务端将接收到的数据进行解析，然后通过ＡＤＯ数据库操作技术，将数据存入SQLServer数据库中，方便用户查询[5]。该系统主要使用了5个模块：带有无线通信模块的终端模块、环境气候传感器模块、电源模块、GPS定位数据接收模块和信号变换模块。终端模块是核心模块，其带有的无线通信模块负责接收来自环境气候传感器模块、GPS定位数据接收模块和信号变换模块的信号，并将其中的环境气候信息和GPS定位数据信息发送至服务器端[6]。

图2系统模块

4、展望

基于环境互联网数据的气候监测系统将在不断优化、完善现有设备的基础上，构建“大数据时代”的气候监测信息共享平台。努力实现从“硬件设施”建设管理向“数据挖掘”集成创新方向转型；发展的源动力要从“业务应用”切换到“社会共享”。要以城市管理服务人口为对象，按照公共气象服务均等化的要求，围绕以人为本的核心理念，围绕政府的人文关怀和精细服务的服务型主题，通过统一数据标准、制定数据共享政策、完善流程、强化质量、多源融合数据、增加服务产品、拓宽服务领域、改善服务手段等措施，开拓并建立公平公正、惠及全民、水平适度、可持续发展的普惠型、均等化气候监测信息服务体系。

参考文献

[1]第二次气候变化国家评估委员会第二次气候变化国家评估报告北京：科学出版社，2011.

[2]NRS.ObservingWeatherandClimatefromtheGroundUp:ANationwideNetworkofNetworks.Washington，DC:NationalAcademiesPress，2008.

[3]NRS.WhenWeatherMatters:ScienceandServicestoMeetCriticalSocietalNeeds.Washington，DC:NationalAcademiesPress，2010.

[4]WorldMeteorologicalOrganization.UrbanObservations.In:GuidetoMeteorologicalInstrumentsandMethodsofObservation，WMONo-8.Geneva:WMO，2008.

[5]SongDongdong,RenZhenhui,LiDongming.Desingnandim-plementofsafeproductmonitoringandmeasuringsystemofminebasedonC#[C]//ProceedingsofInternationalSympo-siumonComputerScienceandTechnology,2007.

[6]陈立定，冯景辉.基于PLC和GPRS的远程环境监测系统设计[J],2010

[7]陈立定，冯景辉，胥布工．远程环境在线监测系统的设计[J].同济大学学报（自然科学版）,2011.

作者简介：李震，辽宁科技学院，曙光大数据学院，本科在读，大三学生；

王彦明，辽宁科技学院，曙光大数据学院，工学硕士，讲师。