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關鍵詞:環境監測 質量保證工作 對策
中圖分類號:X32 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)09(a)-0093-02
在環境監測過程中,環境監測質量發揮著極為重要的作用,是監測質量管理得以有效進行的重要保障。其中,環境監測質量直接關系到監測數據的準確性及整體監測活動的有效性。環境監測質量保證工作需完成的主要任務有:在有限期間內制定最有效的監測方案;結合環境特征與監測需求分析其成本投入以經濟效益,明確環境監測質量標準、要求;建立合理的分析測量系統等等。此外,還涉及到環境監測采用方法、樣品處置、實驗室管理、監測設備、試劑、質量監控流程、監測數據歸納、文件撰寫等,工作任務量較大,且內容較為復雜,牽涉面廣,因而必須認真對待,確保質量保證中各項任務得到有效落實。現階段,我國環境監測保證工作中仍存在較多問題,雖然加強了對實驗室質量的控制,但在采樣階段工作較為薄弱,并且難以有效控制污染源監測的質量。
1 新時期環境監測質量要求
新時期,為了實現對環境監測質量的有效控制,要求監測數據必須準確、完整,具備較強的完整性、準確性、可比性、代表性及精密性,不僅能充分反映出真實的環境狀況,還能有效預測其污染發展趨勢。
(1)完整性。要求環境監測保證工作必須做好質量控制的整體規劃,并按照計劃,預期獲取連續性的高質樣品。
(2)準確性。要求樣品的準確值符合規定標準。通常情況下,通過加標回收樣、明碼平行樣等的測定,完成其監測分析工作,并確保其符合國家標準規定的10%質控樣。
(3)可比性。根據國家所頒發的分析標準,采用多種測量方法,開展測定工作,對采樣、監測、數據處理的全過程作出詳細的可比性分析。
(4)代表性。要求所取樣品具備較強的代表性,能有效反映出所監測地區的環境質量。當前,環保要求企業廢水排放口需按規定設置,并只能設置一個排放口,因而企業的排出口必須設置得合理、科學。取樣人員在進行取樣時,也需全面考察企業的排污狀況,考慮到各個細節問題,確保取樣的準確、有效。
(5)精密性。精密性主要體現在重復性、平行性以及再現性上,要求監測實驗室必須做好相關準備工作,妥善處理好標準樣品。
2 計量認證的要求
在環境監測中,要求各項工作認真開展,監測人員需秉持公正、嚴明的工作態度,以服務社會公眾為主要目的,不受各種利益的影響,并確保監測工作符合相關法律法規規定,具備較強的法律效應,且監測數據可靠、準確。因此,環境監測計量認證的要求,通過總結歸納為以下幾點。
(1)監測環境與設備必須符合監測標準。由于監測要求的不同,所設置的監測環境及監測計劃也需進行相應調整,以達到相關標準規定。尤其是在一些特殊工作區域,必須嚴格遵照相應標準,進行監測環境設置與設施配置,并在此基礎上開展監測工作。
(2)在環境監測中,采樣是極為重要的一環節,要求采樣必須科學、準確。監測室需結合檢驗目的及相關因素,在遵循國家標準的前提下,采取最佳采用方法,或制定合理的采用方案,并按規定程序提出申請,在獲得許可后,由采樣人員按照采樣方法或方案正式開展采樣工作。其中,對于初次使用的監測方法,需通過《新監測項目評審程序》,實施審評。當監測方法超出使用標準范圍時,應與相關部門及客戶進行商議,在獲得一致認可的情況下,由技術負責人組組織確認,再投入使用。
(3)為保障監測結果的無偏差,環境監測所應用到的設備與相關儀器均需符合國家標準,并按照規定期限組織核查工作。其中,對于軟件、硬件設備、器具等影響因素,需加強管理,完善設備名稱、編號、負責人員等相關信息,并采用“三色識別”方式,準確顯示設備及儀器的校準、使用狀態,同時附帶校準日期、有效期、校準人員等信息。
(4)現場采樣人員在進行采樣之前,必須出示相應的資格證件,并且人員在兩人以上。在采樣過程中,嚴格遵照采樣規定,進行樣品采集、貼簽、登記。而實驗室也需做好銜接工作,詳細記錄下取樣數據及操作流程,包括取樣人員、取樣方式、取樣環境、取樣地點等等。如有必要,還需將取樣中涉及的統計方法記錄下來,以便于后期查看。檢測結果直接受檢測樣品的影響,因而,必須嚴格控制樣品采集、接收、流轉、貯存等各個實施環節的質量,以此來保障保檢測樣品的完整性與有效性。
監控技術必須科學、有效,主要包括:規定期限實施內部質量控制;進行實驗室能力測定;采取多種有效方法反復驗證檢測結果;重復檢測保留樣品;對樣品各特性結果進行相關性分析;采用其他符合標準的技術核查方法。
3 新時期環境監測質量控制工作中存在的主要問題
(1)環保意識不強。隨著我國經濟水平的不斷提升,社會公眾越來越意識到環境保護的人類生存與發展的重要性。但在實際中,仍然有許多企業與個人因眼前利益的驅使,違背環境保護原則,大肆制造污染,破壞生態環境,環境污染問題并未得到根本解決,而環境監測質量保證工作的難度卻在不斷加大。
(2)重結果、輕過程。在環境監測質量保證工作中,許多工作人員仍存在著結果重于過程的思想,在日常工作中,將主要精力集中于實驗室樣品數據匯總及結果分析,而忽視了前期的樣品采集、運輸、數據分析等各個環節,在樣品采集與處理工作中,缺乏有效質量控制手段,進而影響到后期的監測數據,降低了環境監測數據的準確性。
(3)經驗缺乏,方法單一。現階段,國內的環境監測工作已經歷了較長一段時間的探索,總結出了較多實用的經驗,工作方式相比于最初有了較大的改進,但受多方因素限制,環境監測質量保證工作的工作經驗仍較為缺乏,且工作方法單一,難以充分滿足新時期的環境監測需求。
4 提高環境監測質量保證工作的對策
4.1 提高監測人員對質量保證工作的認識
環境監測質量保證工作,從實質上講為管理工作,以提升監測分析質量、保證監測結果準確為管理控制目標,是環境監測中占據著極為重要的地位。但是,當前許多監測人員還未認識到其工作的重要性,將其作為形式工作,致使質保工作的作用難以發揮。因此,要提高環境監測質量保證工作的整體水平,首先必須轉變監測人員的思想觀念,提高其對質保工作的認知,清楚質保工作的重要性,增強自身工作責任感,進而在工作中不斷改進自身工作態度與工作方式,以確保環境監測質量保證工作的有效落實。
4.2 加強人員管理,是質量保證的基礎工作
既要轉變監測人員的認知觀念,也要加強人員管理。對人員的管理,不僅包括監測人員,還包括管理人員,這些人員工作積極性,在很大程度上也影響到質保工作的質量。因此,必須采取有效措施,在規范人員工作行為的基礎上,充分調動他們的工作積極性,引導其自覺將質量保證工作有效落實到實際監測工作中來,提高監測人員與管理人員整體素質。
提高監測人員責任感。在環境監測工作中,還存在部分監測人員責任意識淡薄的問題。雖然在監測上配備了較為精密的儀器與設備,但一些監測人員在監測中,未能嚴格按照相關規定進行操作,導致監測數據及結果發生偏差,進而造成監測質量的提升困難。因此,為了強化監測人員的責任意識,提升其工作素養,可組織工作交流活動或思想講座,提升人員的思想水平,并營造良好的學習氛圍,鼓勵員工積極學習新理論、新技術,并將員工學習納入考核體系內,以此來全面提升監測人員的綜合素養。
(2)增強管理人員的積極性。在環境監測實驗室內,不同類型管理人員較多,既有質量監督員、質量負責人,也有技術負責人及相關內審人員,這些管理人員均在環境監測質量保證工作起到不同的作用。因此,要求管理人員必須具備一定的專業管理能力,并了解監測領域內所在崗位的管理需求,能高效完成各項管理事務。相關監測部門可結合不同職位的管理需求,制定相應的管理標準,以規范管理人員的管理行為,并對管理人員的管理狀況進行考核,以確保管理人在日常工作中秉持公正、嚴明的工作態度,積極完成各項管理任務,進而為環境監測質量保證工作提供有力的管理支持。
4.3 正確采樣是環境監測質量保證的關鍵
進行樣品的采集,是進行樣品檢測的前提,因而必須確保樣品采集的代表性與準確性。通過上文分析所得,在當前環境監測質量保證工作中,監測人員過于強調監測的結果,而忽視了樣品采集、處理等前期工作,對采樣環節的質量控制較為松懈。為此,必須加強采樣環節的質量監控。而通過實際調研及數據統計得出,當前環境監測工作的采樣環節主要存在樣品代表性差、可比性低的問題。在樣品采集次數上,以瞬時采樣為主,難以全面地反映出企業的排污狀況;在采樣位置設定上,未能綜合考慮排污類別及周邊影響因素,往往將樣品采集點設置在排污口,并沒有標識具置,導致樣品的監測數據結果出現較大波動。為此,監測部門及相關人員需要從以下幾點,做好采樣階段的質量保證工作。
4.3.1 建立采樣人員崗位責任制
結合監測質量保證工作需求,制定合理的業務技術培訓方案,定期組織對現場采樣人員的技能培訓及專業講座,以提升采樣人員的整體水平。規定采樣人員必須持證上崗,以確保人員具備采樣資質。此外,根據現場采樣特點,建立相應的崗位責任體系,將采樣中的各項責任落實到具體的崗位及個人,同時按照企業類型,委任資質較高、專業素養較強的采樣人員擔任所在區域監督監測組織管理工作。通過這種方式,驅使現場采樣人員認真做好對相應企業的基礎調查工作,在對企業生產特征及排污狀況綜合分析的基礎上,采集具備較強代表性的樣品。
4.3.2 制定完整的采樣實施方案
采樣方案的科學性直接關系到樣品采集過程的順利與否及樣品的完整性,也是環境監測質量保證工作中的關鍵環節,因而必須確保采樣實施方案科學、可行。在采樣實施方案中,必須涵蓋采樣目的、采樣設備、樣品采集點等內容。同時,還需將采樣過程中涉及到的設備種類、設備類型、容器容量及標簽、樣品內保護劑、現場記錄、處理方法等歸納進實施方案內。必要時,將其他一些相關信息表現在內,如最低檢出限、精密度限值、分析偏差限值等,以確保采樣實施方案能兼顧到各個細節問題,幫助采樣人員在特殊情況下,做出最佳選擇。
4.3.3 建立完整的采樣原始記錄
采樣人員在樣品采集過程中,既要規范樣品交接行為,還需詳細記錄下采樣信息,包括采樣點、采樣環境、采集方法、現場特征、樣品特性、樣品添加劑等內容,以便后期進行樣品檢驗及監測數據分析時,能提供參考依據,選擇最適宜的分析方法,進而確保環境監測結果的有效、準確。
4.3.4 建立采樣工作質量監督制度
為確保采樣環節的工作質量,還可建立相應的采樣工作質量監督機制,明確采樣項目負責人的主要職責,并要求各科室配置質量監督員,以主要負責監督各項工作落實程度及完成質量。在這個過程中,質量監督人員需配合項目負責人完成對采樣全過程的監督,通過將實驗室的質量控制數據及時反饋給負責人,讓其更高效地進行采樣監管。同時,環境監測質量管理人員也需加強對采樣階段的質量控制,不定期組織對采樣工作的抽查,掌握采樣工作狀況,并將檢查分析結果記錄下來,編寫相關的質量保證工作報告。
4.4 加強實驗室質量控制
加強實驗室質量控制,重點在于控制其內部質量及能力驗證。其中,在實驗室內部質量控制方面,可采取平行樣分析、標準物質對比分析、加標回收率分析、空白試驗等方法,實現對其有效控制;在實驗室比對及能力驗證方面,可通過與高級別監測機構所組織實驗室進行比對,或直接進行同一級別的實驗室比對,并經計量認證專家進行專業的能力驗證,以此來有效評定實驗室間數據的可比性。
4.5 加強儀器設備管理
加強對監測儀器設備的管理,嚴格按照規定對不同儀器做出溯源、校準等相關信息核對及檢驗,以實現對儀器設備的實施監控。同時,根據不同設備的數據信息,制定相應的設備檔案,將設備的名稱、使用狀況、維護、檢測等資料涵蓋進去。在環境監測中,需要根據監測要求的不同,設置不同的監測環境,因而為保證其監測質量,還應加強對測試環境的控制,并結合檢驗需求,進行實驗室精密儀器、設備的配置,以達到特殊規定要求。此外,環境監測質量保證工作人員還需加強對實驗室的衛生管理,保持實驗室的潔凈與整齊。
4.6 加強監測報告審核工作
在完成實驗室樣品檢驗后,還需對監測數據及監測結果進行嚴格的審核,嚴格把控數據分析、復核、責任審、技術分析審核等各個環節,對于審核中發現的可疑數據及漏洞,應立即采取應對措施,通過技術負責人組織相關人員進行數據查證,切實解決其中存在的疑問。同時,確保監測報告的對外發放符合相關法律法法規,體現其規范性與保密性,并嚴格執行相關程序文件,在沒有經過委托單位批準的情況下,嚴格保密監測報告,進而為監測數據的權威性、公證性及可靠性提供保證。
5 結語
綜上所述,環境監測質量控制人員要高效完成質保任務,必須轉變領導及相關人員觀念,通過領導及所有監測人員的共同配合,才能將質量保障工作真正貫徹到環境監測全過程中去。同時,在環境監測質量保證工作中,為確保環境監測數據及結果具備較強的準確性、完整性、代表性,需加強對采樣階段的質量控制。此外,在質保工作中,監測人員還需強化自身的質量保證意識,并積極學習新知識、新技能,主動參與相關質量保證業務培訓活動,加強與其他監測站的質量保證技術交流,在環境監測實踐中,逐步摸索出最有效的質量保證措施和手段,為環境管理、污染治理、環境執法等提供科學、公正、公平的依據。
參考文獻
[1] 錢冠磊,王琳.環境監測質量保證主要影響因素探析[J].教育教學論壇,2012(31):273-275.
系統設計由氣體濃度信息采集模塊、單片機核心系統、網絡接口模塊、電源模塊、顯示部分組成。環境信息采集模塊采集回的數據經過單片機處理后分別送本地顯示和上傳到網絡,當采集回的信息滿足報警條件時,系統報警,實現對室內多種有害氣體濃度測試、遠程數據傳輸、方便攜帶等功能及特點。
2 硬件設計
硬件設計包括MSP430F149小系統、溫濕度采集、以太網控制器CS8900A為核心的網絡通信模塊的設計、LCD顯示、報警電路等。其中重點在于網絡通信模塊的設計,用以實現與互聯網通信的接口轉換。
2.1 網絡通信模塊
由以太網控制器CS8900A、網絡變壓器20F-01R和RJ45接口組成,設計采用8位I/O口,映射成16個連續的8位I/O空間。CS8900A內部集成了10BASE-T收發器,可以使用一個隔離變壓器與局域網相連。當CS8900A工作在3.3V時,所選用的變壓器對TX和RX的分壓比必須為1:2.5和1:1,否則收發數據會出現漏幀的問題,隔離變壓器外圍的電阻用于阻抗匹配。
2.2 信息采集
前端信息采集需完成氣體濃度到電信號的轉換、信號的濾波和放大處理,使單片機在最合適的電壓范圍內進行采樣以得到最高的精度。針對四類有害氣體CO、室內VOC、煙霧、可燃氣體分別采用了四款傳感器:MS2200、MS1100、MS5100、MC101。
2.3 單片機系統和電源設計
核心控制系統完成數據采樣、處理、嵌入式WEB服務器、本地顯示、鍵盤控制、聲音燈光報警等功能。根據設計需要,選用低功耗LCD液晶顯示屏FM12232F,顯示氣體名稱、濃度、級別,采用并行驅動的方式,相關端口直接與單片機I/O相連接。鍵盤為了方便控制顯示內容切換或鎖定等,使用4×4行列鍵盤。電源管理模塊為整個系統提供所需電壓額供電。該設備共需兩種電壓:3.3V和5V。
3 系統功能測試
3.1 基本功能測試
測試時設定服務器的IP地址為222.196.33.222。作為客戶端的10臺IP地址設定在222.196.33.0~222.196.33.255的PC機、嵌入式服務器,經網絡交換機組成一個局域網。在PC機上打開IE瀏覽器輸入服務器的IP,便可通過網絡訪問WEB網頁界面,實現遠程監測的功能。對溫、濕度的測試采用多用溫、濕度計與傳感器采集的溫、濕度值做對比,實驗結果如表1所示。
系統實現了對環境信息(溫、濕度)的采集、本地和遠程實時顯示功能、網絡數據傳輸功能、環境溫度超過60攝氏度時系統報警的功能。系統服務器可供10臺遠程PC機同時訪問,對兩個點的溫濕度同時監測。系統還具有對歷時數據的掉電存儲功能和對被監測點的環境信息的近1小時、1天、1月和1年平均數據進行統計求平均并在遠程顯示的功能。
3.2 系統擴展功能
擴展功能測試中,IP地址配置和組網方式與基本功能測試一致,當空氣質量情況發生變化時,網頁上的空氣質量信息數據也會更新顯示,從而實現了網頁數據的動態顯示;當任一種氣體含量超標,系統報警,蜂鳴器發出警告聲,對應氣體的指示燈亮起且網頁上能夠明顯顯示報警情況,很好地完成了報警功能。
4 結語
本設計方案容易移植,通過對嵌入式設備的硬件接口改造,同時成功地將精簡TCP/IP協議嵌入MSP430單片機中,嵌入式WEB服務器能夠連接到Internet,實現對空氣質量信息的遠距離監測。經測試,系統具備氣體濃度采集、分析、顯示、超閾值報警、遠程監測等功能。
在公司三個月的實習,已在不知不覺中悄然度過,抽個時間,找份心情,靜靜地體會,認真地總結一下實習心得,是對實習生活的規納,也是以后能更好地開展工作的必要前提。
來到公司的第一個感覺就是有朝氣,接觸的很多都是80后的同一代人,使得企業趨于年輕化,文化氛圍讓人覺得非常舒暢,溝通起來更自然。在現在的社會現實中,只有推陳出新、與時俱進才能在高速發展的市場經濟體制下占得先機,青春永駐,蒸蒸日上。我所學的專業是環境監測與治理,在學校的學業上也積累了很多專業知識,有較好的理性思維方式去思考問題。雖然所學知識在實際中很少能用得上,但在公司的生產活動中也有用得到之處,例如我們公司每天都要向外排水,但目前還沒有真正對廢水水質進行專項分析,臺賬中的COD等數據也是較為粗略的估值。而我在學校學習中甚至是之前的工作中對此有較多的涉及,應該在以后的工作中積極地發揮自己這方面的知識,彌補目前存在的不足,使不良現象得以改善,使公司在這方面的工作做得更好。
作為一名員工,就要有責任心,把公司的事當作自己的事,把公司的職業生涯與自己的職業生涯有機的結合起來。不管是分內分外之事,都應該積極地去參與。在我這方面的工作中有很多是涉及安全方面的,經常接到上級部門下發的文件和任務,因此應該及時著手去做,與同事之間協助工作。在工作當中要靜下心來把工作做好,端正心態,以公司的發展壯大為榮,以公司的落后為恥。一個人的力量是很小的,但只要每個人都能以公司的事業當作自己的事業,公司就會在同行業甚至是其它行業中能的排名不斷向前提升,使公司發展得更大,更強。
我覺得公司的經營管理制度和其它一些大公司相比是有差距的。每年因為管理不善而倒閉破產的企業比比皆是,因此在做好經營管理是企業實現長期良性經營的根本。所以我認為領導層要經常與最基層員工親切接觸交流,了解員工所想所需,實現真正的有效管理,使企業在任何危難時候都能夠能達到一呼百應,令行禁止的效果,使企業成為一個堅強有力的整體。員工是企業生存發展的核心所在,員工的素質高低直接決定了企業的發展潛力,員工的積極性反映著企業的活力。擁有一批高素質的員工隊伍是企業長期生存發展并引領行業的根本。我覺得對員工的管理應當堅持以人為本、獎懲分明、公開透明,充分發揮員工主觀能動性的原則。讓員工有可以傾訴對自己及公司感受的環境。建立起與員工很好的溝通機制,讓員工為企業的發展建言獻策。如辦板報、開論壇BBS等。另外,應當建立必要的休息娛樂場所,豐富員工的業余時間,從而也可以使員工在業余活動中能更好的交流和溝通,使工作輕松輸快的進行,達到事半功倍的效果。
對員工的監管應當以人為本。在員工違規出錯時,應當誠懇地對其進行批評指正,多鼓勵員工,不能見到錯誤,不由分說便拉著員工進行批評,雖然履行了結果,卻忽視了過程,很大程度上損傷甚至斷送了員工的積極性。給員工講話空間,以相互激勵,發揮榜樣作用。
【關鍵詞】“3S”技術 生態規劃 實踐教學 應用
【基金項目】課題名稱:新疆農業大學教學研究項目(200810);自治區土壤學重點學科資助。
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)10-0051-02
一、“3S”技術與生態規劃實踐教學融合的必要性
1.生態規劃實踐教學的重要性
目前,各種環境問題和環境與發展的關系問題正困擾著人類社會。其中最重要的問題是人口增長,這使得地球生命維持系統正承受著越來越大的壓力。與此緊密相關的另一個問題是人類對地球上資源的大量開發和不合理利用致使各種資源不斷減少,生態破壞和環境污染問題日趨嚴重。所幸的是人們已經認識到了環境與發展問題的重要性。因而,通過生態規劃來協調人與自然環境和自然資源之間關系的方式正在日益受到人們的重視并獲得迅速發展[1]。由此可見,生態規劃是一門需要理論和實踐緊密相結合的課程。
2.“3S”系統技術的特點與作用
3S系統是地理信息系統GIS、遙感RS、全球定位系統GPS 3大技術系統的總稱[2]。
遙感(RS)主要指從遠距離高空以及外層空間的各種平臺上利用可見光、紅外、微波等電磁波探測儀器,通過攝影或掃描、信息感應、傳輸和處理,研究地面物體形狀、大小、位置及其環境的相互關系和變化的現代技術科學。它具有宏觀、動態性、信息豐富等特點。遙感技術已經廣泛地應用于各個領域,它能實時動態、周期性地獲得地表的各種信息。為研究者提供價格低廉,更新較快的遙感數字圖像。經過一系列處理后,可以獲取各種地學專題信息,并與GIS相結合,為各種專題圖的制作提供了數據條件。
地理信息系統(GIS)是一種采集、存儲、管理、分析、顯示與應用地理信息的計算機系統,是分析和處理海量地理數據的通用技術。GIS的特點是能夠管理空間位置數據,反映地理分布特征及其之間拓撲關系;它是為解決各種復雜的與空間信息密切相關的規劃與管理問題而設計的,可用于支持對空間相關數據的采集、存儲、管理、操作、分析、模擬和顯示,是一種管理決策支持系統。它以強大的對空間數據的處理和對現實世界的模擬能力,以及在空間要素的疊置過程中產生與這些要素相關的、綜合的新信息的能力,在資源環境管理,環境評價與環境監測等地學領域具有廣闊的應用前景。除此之外,GIS在許多其他領域的應用也已起步,包括商務應用、市政基礎設施管理、公共衛生及安全、油氣及其他礦產資源的勘測、交通管理等,并逐步走向商業化應用。GIS技術在最近30多年內取得了驚人的發展,并廣泛地應用于資源調查、環境評價、區域發展規劃、交通安全等領域,成為一個跨學科、多方向的研究領域。
全球定位系統(GPS)系統是由美國國防部研制,以衛星為基礎的無線電導航定位系統,具有全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續性和實時性的導航、定位和定時的功能。整個系統分為衛星星座、地面控制和監測站、用戶設備三大部分。GPS通過同時對多顆衛星進行偽距離測量來計算接收機的位置,實現全球、全天候、高清晰度的定位,作為一種現代化的技術手段,現已成為全球公用信息資源,得到了廣泛研究和應用。
3S技術的發展,從不同方面改變了人類獲取信息,處理信息的手段。3S的集成,就是有效利用各種技術的優勢改變過去完全依靠人類野外探測、數據采集、圖件清繪、數據加工的歷史,提高信息采集、整理和再加工的自動化程度,逐步實現空間信息獲取—矯正—建庫管理的一體化,節省大量的時間、人力、財力和物力。
3.“3S”技術融合于生態規劃實踐教學過程的必要性
隨著國民經濟的迅速發展,人類對資源和環境的需求越來越高,用高新技術加強資源與環境管理已經成為迫切的需要。“3S”技術是生態規劃領域近年來引入的新技術,它在區域資源開發利用與環境保護中進行區劃、調查、規劃、調整和評價等方面起著重要的作用[3]。融合它于生態規劃實踐教學,既能在一定程度提高了學生參與實踐教學的積極性,從而提高實踐效果,另一方面又能培養學生對“3S”技術的實際應用能力,增強和鞏固基礎知識、提高分析解決問題能力,為生態環境保護事業培養適應新形勢需要的后備人才。
二、“3S”技術融合于生態規劃實踐教學的過程
實踐教學過程以新疆農業大學草業與環境科學學院生態062班為重點,選擇適當的實踐教學環節,確定專題規劃內容,將“3S”技術充分應用到實踐過程中。
1.工作思路
選擇實踐教學環節確定生態規劃專題項目與規劃區域收集RS數據/圖片信息提取分類處理專題制圖3S技術與生態規劃實踐教學的融合方案提議專家咨詢方案確定。
2.實施方案
2.1資源調查與評價
資源的調查與評價是指全面、客觀地調查研究規劃區的地質地貌、氣象氣候、植被土壤、山川河流等空間和屬性的信息, 各種資源的分布現狀、類型、特征、存在的問題、開發潛力、規劃區的環境條件和環境保護狀況, 以及社會經濟概況等信息。為規劃區方案的制定提供科學的依據。對此,必須要有大量的空間數據和屬性數據進行分析, 如果以傳統的手工作業方式來處理,不僅要費大量的人力物力, 而且資源調查與評價的結果也會缺乏客觀性。將“3S”技術運用于資源的調查評價中, 利用GPS 的導航定位功能, 為資源的分布提供了準確的定位。具體方法為:先將樣地西南角點的平面直角坐標輸入GPS,將該點設為終點,進入導航狀態,GPS將顯示距該點的距離和到該點的方向,按照所指示的方向前進,理論上當GPS顯示的距離為“0”時所在的位置即為樣地西南角位置,實際上當距離小于10 m接近0時即可[3]。這種方法可以大大減少勞動強度,提高工作效率,確保定位的準確性。利用遙感影像可以全面地反映規劃區的地理位置和地理環境, 采用高分辨率的遙感影像, 對生態規劃區內的資源狀況分布可謂一覽無遺, 根據遙感影像上的每種色斑的色調、形狀、范圍、紋理等就能清楚地知道該規劃區的資源數量和質量。以GIS 建立規劃區資源調查與評價的空間數據和屬性數據庫, 不僅可以方便查詢、管理和更新這些信息, 創建各類專題圖, 而且還可以借助GIS 的強大的空間分析能力, 方便快捷地完成規劃區資源調查與評價的工作。
2.2生態區劃
應用GPS確定生態區劃小班邊界,利用GPS的精確定位功能,在要區劃的小班界線上測定幾個關鍵定位點的坐標,并將這些關鍵點標示在地形圖上,然后再結合關鍵點勾繪小班界線,這樣可以大大減少小班形狀不準、面積誤差和位置移動超標等情形;GPS與GIS相結合,實現小班調查數據的實時記錄,在實踐教學過程中通過GIS和GPS聯接,手持GPS沿著小班邊界走一圈,GPS所采集的小班邊界數據便傳送到計算機中,并在GIS輸入圖形界面上直接勾繪成相應的小班邊界,使過去先記錄再繪制圖形的工作一步完成,節省了大量時間;以遙感影像作為調繪工作底圖,采用數字圖像處理技術對原始遙感影像數據進行有利于植被信息提取的糾正、增強、變換、圖像分類、異形圖斑去除及矢量線的跟蹤,實現小班界線的計算機自動提取;利用GPS野外現地驗證,對全部判讀因子和圖斑界線的準確性、有否漏判、漏劃、綜合取舍的合理性等現地對照認定,根據驗證結果,對未進行驗證的每個圖斑逐一清理,對取舍不盡合理的進行更正。
2.3區域生態規劃
利用遙感影像圖片作為生態規劃的底圖,這種方式制作的影像地圖可讀性強、立體視覺好, 能直觀地顯示攝影區內的地貌和地物及人文景觀, 比一般紙質地圖的內容豐富, 更新也快。其基本流程:影像圖片的校正處理(包括幾何校正和輻射校正)根據需要提取的地物狀況進行相應的處理(彩色增強提高分辨率,邊緣增強提取地物的邊界,反差增強增加地物的層次,頻率增強突出河流、山脈、裂隙等條狀帶狀地物,比值增強消除同譜異物現象)選用適當的分類方法得到物種種類選取相應的要素判讀制成規劃所用的基礎底圖;利用GIS強大的地理分析能力,將各種地理要素進行有效地綜合與分析, 能迅速得到分析結果,易于更改規劃結果, 實現動態規劃。
2.4制作專題圖
實踐教學中制作資源調查、生態功能區劃及各種規劃措施專題圖是一項費時費力的工作,在過去讓學生手工繪制地圖,準確與美觀很難把握,往往要進行多次的返工,才能制出相對完整的專題地圖。由于GIS具有先進的地圖制作功能,可以接收空間數據建立空間拓撲關系,對不同的信息進行分類處理;將各類信息分別制成相應的圖層,再將屬于同區域范圍的各種圖層按需要疊合在一起,可制成相應的專題圖[4]。 另外GIS還提供了許多地圖制作的輔助功能,諸如邊框的修飾、圖例的制作、公里邊網的設定、標尺的添加等等,將這些功能都運用在制圖中,制好的專題圖會更加美觀完整。
最后組織學生總結寫出實習日記(要求記錄本人在實習過程中完成的主要任務、心得體會等內容)、實習收獲及一份專題實習規劃報告并附圖。
三、融合結果
“3S”技術融合于生態規劃實踐教學過程,一定程度提高了學生參與實踐教學的積極性,也提高實踐教學效果。另一方面又培養了學生對“3S”技術的實際應用能力,增強和鞏固了專業基礎知識。在達到以上教學目的的基礎上,還提出了融合“3S”技術的生態規劃實踐教學內容與大綱,指導學生參與并完成新疆維吾爾自治區近期水土保持重點工程總體實施方案部分專題內容的編寫與制圖。
四、教學效果
1.為長期開設生態規劃實踐教學課打好基礎
脫離生產實踐的學科是沒有生命活力的學科,它對人類生存及發展毫無意義,因此高等學校開設的專業課程必須與生產實踐緊密結合起來。生態規劃課程教學也必須要結合于實踐。“3S”技術作為新的信息獲取手段的巨大優越性,為生態規劃提供了快捷可靠的數據和分析手段,成為必不可少的工具。
2.提高學生學習生態規劃課程的興趣和教學效果
將“3S”技術與生態規劃實踐教學緊密結合,既加深和鞏固了學生對生態規劃課程理論概念的理解,又增強了學生應用生態規劃理論指導實踐的能力。同時還提高了學生應用“3S”技術的能力,促進生態規劃與“3S”技術相關課程的互相滲透,擴大不同課程知識的利用范圍。使生態規劃課程由一門乏味的理論課程逐漸變為一門具有強大生命活力的實用性課程,引起學生極大的學習興趣。通過“3S”技術的實際應用,學生調繪技能得到極大的提高,實踐教學質量較過去明顯改善。在實踐教學結束后,學生們不僅學會了使用新技術,還體會到在生態規劃與資源調查領域,“3S”技術作為新的信息獲取手段的巨大優越性;這對他們以后走上工作崗位,熟練使用新技術盡快適應新形勢大有幫助。
五、結論
學生總結的生態規劃實踐教學心得體會表明,學生在3S技術與生態規劃實踐教學融合的過程中學到了不少新的專業知識,受益匪淺。在聽課過程中,他們不僅對生態規劃課程產生了一定的興趣,而且加深了對3S技術相關課程的理解。不少心得體會中學生寫到,生態規劃和3S技術的有機結合,讓他們更深刻地領會了生態規劃的目的與任務,同時通過3S技術在生態規劃中的實際應用讓他們深深感受到相關課程之間的互補性、互促性和互相服務的關系。總之,學生心得體會明顯表明學生對3S技術與生態規劃實踐教學過程融合的贊成以及在此期間所得到的收獲。
參考文獻:
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[3]李翼.GPS在森林調查中的應用[J].華東森林經理,2002,16(1):60-62.
[4]李芝喜,孫保平.林業GIS[M].北京:中國林業出版社,2000:83-90.