第一篇：機(jī)載激光雷達(dá)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

機(jī)載激光雷達(dá)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

摘要：機(jī)載激光雷達(dá)是一種應(yīng)用越來越廣泛的對地觀測系統(tǒng)，本文簡要介紹了機(jī)載LIDAR系統(tǒng)及其測量原理，并重點(diǎn)綜述了機(jī)載LIDAR的應(yīng)用現(xiàn)狀最后對其發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵字 ：激光； 激光器 ； 激光技術(shù) ；激光雷達(dá)

一、機(jī)載LIDAR的技術(shù)原理

機(jī)載激光雷達(dá)（Light Detection And Ranging，LIDAR）是將激光用于回波測距和定向，并通過位置、徑向速度計(jì)物體反射特性等信息來識別目標(biāo)。它體現(xiàn)了特殊的發(fā)射、掃描、接收和信號處理技術(shù)。機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)起源于傳統(tǒng)的工程測量中的激光測距技術(shù)，是傳統(tǒng)雷達(dá)技術(shù)與現(xiàn)代激光技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是遙感測量領(lǐng)域的一門新興技術(shù)。

自20世紀(jì)60年代末世界第一部激光雷達(dá)誕生以來，機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)作為一種重要的航空遙感技術(shù)，已經(jīng)被越來越多的學(xué)者所關(guān)注。迄今為止，機(jī)載激光雷達(dá)的研究與應(yīng)用均取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，雖然機(jī)載激光雷達(dá)無法完全取代傳統(tǒng)的航空攝影測量作業(yè)方式，但可以預(yù)見，在未來的航空遙感領(lǐng)域，機(jī)載激光雷達(dá)將成為主流之一。進(jìn)入90年代，機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)入實(shí)用化階段，并成為雷達(dá)遙感發(fā)展的重要方向之一。機(jī)載LIDAR系統(tǒng)是一款高速度、高性能、長距離的航空測量設(shè)備，該系統(tǒng)由激光測高儀、GPS定位裝置、IMU（慣性制導(dǎo)儀）和高分辨率數(shù)碼照相機(jī)組成，實(shí)習(xí)對目標(biāo)的同步測量。測量數(shù)據(jù)通過特定方程解算處理，生成高密度激光點(diǎn)云數(shù)值，為地形信息的提取提供精確的數(shù)據(jù)源。其應(yīng)用已超出傳統(tǒng)測量，遙感，以及近景測量所覆蓋的范圍，成為一種獨(dú)特的數(shù)據(jù)獲取方式。

與普通光波相比，激光具有方向性好、單色性好、相干性好等特點(diǎn)，不易受大氣環(huán)境和太陽光線的影響。使用激光進(jìn)行距離測量可大大提高了數(shù)據(jù)采集的可靠性抗干擾能力。當(dāng)來自激光器的激光射到一個物體的表面時，只要不存在方向反射，總會有一部分光會反射回去，成為回波信號，被系統(tǒng)的接收器所接收，當(dāng)儀器計(jì)算出光由激光器射出返回到接收器的時間為2t后，那么，激光器到反射物體的距離d=光速c×t2。

在機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)中，利用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)獲得飛行過程中的3個方位角（ψωκ），通過全球定位系統(tǒng)（GPS）獲取激光掃描儀中心坐標(biāo)（x y z），最后利用激光掃描儀獲取到激光掃描儀中心至地面點(diǎn)的距離D，由此可以計(jì)算出此刻地面上相應(yīng)激光點(diǎn)（X Y Z）的空間坐標(biāo)。

假設(shè)三維空間中一點(diǎn)的坐標(biāo)已知，求出改點(diǎn)到地面上某一待定點(diǎn)P（XYZ）的向量，則P點(diǎn)的坐標(biāo)就可以由加得到。其中點(diǎn)為遙感器的投影中心，其坐標(biāo)可利用動態(tài)差分GPS求出，向量的模是由激光測距系統(tǒng)測定的機(jī)載激光測距儀的投影中心到地面激光腳點(diǎn)間的距離，姿態(tài)參數(shù)可以利用高精度姿態(tài)測量裝置（INS）進(jìn)行測量獲得的。

利用機(jī)載LIDAR系統(tǒng)進(jìn)行測高作業(yè)，根據(jù)不同的航高作業(yè)，根據(jù)不同的航高，其平面精度可以達(dá)到0.15至1米，高程精度可達(dá)10cm至30cm，地面分辨率甚至可達(dá)到厘米級。可以說，機(jī)載LIDAR系統(tǒng)是為綜合航射影像和空中數(shù)據(jù)定位二設(shè)計(jì)的新技術(shù)手段，它能為測繪工程、數(shù)字地圖和GIS應(yīng)用快速提供精確的空間坐標(biāo)信息和三維模型信息。

二、機(jī)載LIDAR的應(yīng)用現(xiàn)狀

機(jī)載LIDAR 一高精度、高分辨率、高自動化且高效率的優(yōu)勢，已成為世界各國進(jìn)行大面積數(shù)值地表數(shù)據(jù)測制的重要主流與趨勢，其多重反射的特性，可同時獲取地面及其覆蓋物（植被、電力線等）的精確三維坐標(biāo)，而透水激光雷達(dá)系統(tǒng)更可穿透水體而量測水底的地形起伏。其獲取的高精度高分辨率DEM，可作為土地利用、工程建設(shè)規(guī)劃、都市計(jì)劃管理，河海地形、潮間帶、集水區(qū)、山坡檢測，地理信息系統(tǒng)、防災(zāi)、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、公共管理線等方面數(shù)值化、自動化等應(yīng)用基礎(chǔ)。1.數(shù)字城市應(yīng)用

在數(shù)字化程度越來越高的今天，基于二維城市形象系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足形象時代的要求，將三維空間形象完整呈現(xiàn)已經(jīng)成為發(fā)展的必然，也是“數(shù)字地球”的要求。因此，對快速獲取三維空間數(shù)據(jù)，模擬和再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活提出了更高的要求。LIDAR系統(tǒng)在城市中更能體現(xiàn)其不受航高、陰影遮擋等限制的優(yōu)勢，能夠快速采集三維空間數(shù)據(jù)和影像，房屋建模速度快，高程精度高，紋理映射自動化程度高，能夠滿足分析與測量的需求，廣泛用于城市規(guī)劃的大比例尺地形圖獲取。2.工程建筑測量

機(jī)載激光雷達(dá)測量能夠?yàn)榈缆饭こ碳捌渌ㄖ?xiàng)目提供準(zhǔn)確的高程數(shù)據(jù)。機(jī)載激光雷達(dá)生成的DEM結(jié)合GIS及CAD軟件，可以是設(shè)計(jì)人員模擬各種方案以選擇出最佳路線或最好位置。對于施工錢的原始預(yù)測，DEM結(jié)合正射影像可以為工程設(shè)計(jì)人員提供他們所需的大量地形和測量信息。3.電力設(shè)計(jì)勘測選線和線路監(jiān)測應(yīng)用。

在進(jìn)行電力線路設(shè)計(jì)時，通過LIDAR數(shù)據(jù)可以了解整個線路設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)的地形和地物要素的情況。4.災(zāi)害監(jiān)測與環(huán)境監(jiān)測

利用機(jī)載LIDAR產(chǎn)生的DEM，水文學(xué)家可以預(yù)測洪水的范圍，制定災(zāi)難減輕方案以及補(bǔ)救措施。典型的一套機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)可以在四小時內(nèi)用一架固定翼飛機(jī)完成長30km區(qū)域的勘測。其垂直精度和達(dá)15cm，平均點(diǎn)距為1.5m，合計(jì)記錄了153000000個反映詳細(xì)地形和地物的數(shù)據(jù)點(diǎn)。也廣泛應(yīng)用于自然災(zāi)害（如颶風(fēng)、地震、洪水滑坡等）的災(zāi)后評估和響應(yīng)。5.海岸工程

傳統(tǒng)的攝影測量技術(shù)有時不能用于反差小或無明顯特征的地區(qū)，如海岸及海岸地區(qū)。另外海岸地區(qū)的動態(tài)環(huán)境也需要經(jīng)常更新基準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)。機(jī)載LIDAR是一種主動傳感技術(shù)，能以低成本做高動態(tài)環(huán)境下常規(guī)基礎(chǔ)海岸線測量，且具有一定的水下探測能力，可測量近海水深70m內(nèi)水下地形，可用于海岸帶、海邊沙丘、海邊提防和海岸森林的三維測量和動態(tài)監(jiān)測。6.林業(yè)應(yīng)用 機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的最早商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域之一即為森林工業(yè)，森林業(yè)者和國土管理者需要森林及樹冠下面的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)技術(shù)下，樹高與樹的密度很難獲取的信息。在數(shù)據(jù)的后處理中，獨(dú)立的激光返回值可分為植被返回值和地面返回值，根據(jù)LIDAR數(shù)據(jù)，分析森林樹木的覆蓋率和覆蓋面積，了解樹木的疏密程度，年長樹木的覆蓋面積和年幼樹木的覆蓋面積。通過LIDAR數(shù)據(jù)可以概算出森林占地面積和樹木的平均高度，及木材量的多少，便于相關(guān)部門進(jìn)行宏觀調(diào)控。7.文化遺產(chǎn)保護(hù)

大型的文物古跡和室外的不可以移動文物，需要測量其三維數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行修復(fù)和保護(hù)。對于出于惡劣測量環(huán)境下或不可直接觸摸的文物，LIDAR技術(shù)就成為了一種直接獲取三維數(shù)據(jù)的很好的解決方案。8.油氣勘探

石油及天然氣工業(yè)的勘測程序常常需要在短時間內(nèi)快速傳送與地形數(shù)據(jù)XYZ為準(zhǔn)相關(guān)的數(shù)據(jù)。雖然有多種方法處理收集位置數(shù)據(jù)，但機(jī)載激光雷達(dá)測量是一種高速且不接觸地面的數(shù)據(jù)獲取方法，大多數(shù)情況下，從勘探開始到最終數(shù)據(jù)發(fā)送只需要幾周的時間。在一些復(fù)雜的環(huán)境地區(qū)勘測，砍伐樹木的費(fèi)用要幾千美元一公頃。如用機(jī)載激光雷達(dá)進(jìn)行勘測，最多只需要砍伐幾行樹，這樣可以節(jié)省大量的經(jīng)費(fèi)且減少對環(huán)境的影響。

三維激光雷達(dá)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)空間三維坐標(biāo)和影像數(shù)據(jù)同步、快速、高精度獲取的國際領(lǐng)先看空間技術(shù)，在采集地表數(shù)據(jù)方面具有傳統(tǒng)航空攝影測量所無法比擬的巨大優(yōu)勢，三維激光雷達(dá)技術(shù)是即GPS以來測繪領(lǐng)域的又一場技術(shù)革新，是高精度逆向三維建模及重構(gòu)技術(shù)的革命，是進(jìn)行大區(qū)域空間探測的利器，是數(shù)字中國及各行業(yè)數(shù)字化的必由之路，將對電網(wǎng)、水利、交通、規(guī)劃、國土、礦山、海洋、氣象、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、古跡保護(hù)等各個領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

二、機(jī)載LIDAR的發(fā)展趨勢

近幾年，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展，歐美等發(fā)達(dá)國家許多公司和科研機(jī)構(gòu)投入了的大量的人力物力和財(cái)力進(jìn)行相關(guān)技術(shù)和系統(tǒng)的研究，并先后研制出多種機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)，相繼投入商業(yè)運(yùn)作。記載激光雷達(dá)在測繪市場所占的份額不斷擴(kuò)大，其應(yīng)用的領(lǐng)域和深度也日益拓寬和加深。我國的學(xué)者也投入道路激光雷達(dá)技術(shù)的研究中，也有一些公司從國外引進(jìn)了機(jī)載激光雷達(dá)設(shè)備用于商業(yè)運(yùn)作。但總體而言，我國在機(jī)載激光雷達(dá)的硬件研制及理論研究和實(shí)踐應(yīng)用方面都落后與發(fā)達(dá)國家，為使這項(xiàng)高新技術(shù)能夠在我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮其應(yīng)有的作用，開展記載激光雷達(dá)技術(shù)的理論和應(yīng)用研究具有非常重要的理論價值和現(xiàn)實(shí)意義。雖然目前已有多種激光雷達(dá)系統(tǒng)在使用，但激光雷達(dá)仍是一項(xiàng)處在不斷發(fā)展中的高新技術(shù)，許多新體制激光雷達(dá)仍在研制或探索之中。在今后的一段時期內(nèi)，激光雷達(dá)的研究工作將主要集中在不斷開發(fā)新的激光輻射源、多傳感器系統(tǒng)集成和不斷探索新的工作體制和用途方面。

1.開發(fā)新型激光輻射源 目前，在中遠(yuǎn)距離應(yīng)用中，波長為1.06μm的Nd：YAG激光器和波長為10.6μm的CO2激光器仍是激光雷達(dá)的主導(dǎo)輻射源。近年來隨著大功率半導(dǎo)體激光二極管技術(shù)的不斷完善，在近距離應(yīng)用條件下半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用也日益廣泛。在未來若干年內(nèi)，二極管泵浦的固體激光器技術(shù)和光參量振蕩器技術(shù)將是新型激光源的關(guān)鍵技術(shù)。

利用光學(xué)參量振蕩器可獲得寬帶可調(diào)諧、高相干的輻射光源，在激光測距、光電對抗光學(xué)信號處理等領(lǐng)域以顯示出廣泛的應(yīng)用前景。光學(xué)參量振蕩器的理論最早在1962年由Kroll提出，1965年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室首先在脈沖激光器上實(shí)現(xiàn)光學(xué)參量震蕩，國際上在70年代建立了完善的參量互作用理論，并在80年代后，隨著一些性能優(yōu)良的非線性晶體的出現(xiàn)，使得OPO技術(shù)的研究取得重大突破，OPO技術(shù)進(jìn)入了實(shí)用階段。近年來，隨著二極管泵浦的固體激光技術(shù)的發(fā)展，全固化寬調(diào)諧OPO技術(shù)得以迅速發(fā)展，它具有高效率、長壽命、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重 量輕、可高重復(fù)頻率工作等特點(diǎn)。美國直升機(jī)防撞激光成像雷達(dá)和預(yù)警機(jī)載“門警”系統(tǒng)激光雷達(dá)，英國的查分吸收光雷達(dá)都是采用OPO做輻射源?？深A(yù)計(jì)，未來將會有更多的OPO激光雷達(dá)問世。2..多傳感器集成和數(shù)據(jù)融合

激光雷達(dá)的另一個發(fā)展方向是成像應(yīng)用。激光雷達(dá)成像具有優(yōu)越的三維成像能力，其數(shù)據(jù)處理算法相對簡單，不需要多批次圖像融合即可得到偵查區(qū)域多層次的三維圖，與其他成像偵查手段相比，在實(shí)效性方面具有不可比擬的優(yōu)勢。與光學(xué)和微波成像相比，激光雷達(dá)成像在獲得偵查區(qū)域目標(biāo)的同時能快速獲得目標(biāo)高程數(shù)據(jù)，提高對戰(zhàn)場的探測能力。激光雷達(dá)成像所獲得的是目標(biāo)距離和強(qiáng)度數(shù)據(jù)，激光雷達(dá)數(shù)據(jù)圖像與可見光數(shù)據(jù)圖像、紅外電視數(shù)據(jù)圖像等其他數(shù)據(jù)圖像的融合在目標(biāo)物特征提取、識別等方面具有重要的作用。激光雷達(dá)數(shù)據(jù)圖像包含目標(biāo)的位置、體積、形狀等三維立體信息，充分反映目標(biāo)的幾何信息。但激光雷達(dá)數(shù)據(jù)由于激光譜線成像，光譜信息單一，不能充分反映目標(biāo)物的物理屬性信息。而可見光數(shù)據(jù)圖像、紅外電視數(shù)據(jù)圖像包含豐富的目標(biāo)光譜信息，但目標(biāo)的幾何信息只有二維的平面位置信息。將激光雷達(dá)數(shù)據(jù)圖像與可見光數(shù)據(jù)圖像、紅外電視圖像相融合，實(shí)現(xiàn)多傳感器集成，可發(fā)揮出各自的優(yōu)勢。2.不斷探索激光雷達(dá)新體制

多年來，對激光雷達(dá)新體制的探索工作一直在進(jìn)行，尤其最近幾年研究工作比較活躍，包括激光相控陣?yán)走_(dá)、激光合成孔徑雷達(dá)、非掃描成像激光雷達(dá)等。相控陣激光雷達(dá)是通過對一組激光束的相位分別進(jìn)行控制和波束合成，實(shí)現(xiàn)波束功率增強(qiáng)和電掃描的一種體制。美國自70年代初開始研究激光相控陣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一維光相控陣以來，先后研制出多種二維移相器陣列并制成以液晶為基礎(chǔ)的二維光學(xué)相控陣樣機(jī)。

合成孔徑雷達(dá)是利用與目標(biāo)做相對運(yùn)動和小孔徑天線并采用信號處理方法，獲得高方位分辨力的相干成像雷達(dá)。利用激光器做輻射源的激光合成孔徑雷達(dá)，由于 頻率遠(yuǎn)高于微波，對于同樣相對運(yùn)動速度的目標(biāo)可產(chǎn)生大得多的多普勒頻移，因此，很像距離分辨率也高得多，而且利用單個脈沖可瞬時測得多普勒頻移，無需高重頻發(fā)射脈沖。正因?yàn)槿绱?，基于距離多普勒成像的激光合成孔徑雷達(dá)的研究工作受到重視。美國自80年代開始開展了激光合成孔徑雷達(dá)的概念研究，并進(jìn)行了原理實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)研究采用重復(fù)頻率為100Hz的TEA CO2相干脈沖激光器，脈寬為150ns，峰值功率為100kw，以單縱橫工作，而且頻率可調(diào)。盡管迄今尚未見到成功的報道，但仍不失為激光雷達(dá)的一個發(fā)展方向。自90年代初以來，美國Sandia國家實(shí)驗(yàn)室一直致力于發(fā)展一種新體制激光成像激光雷達(dá)不需要機(jī)械掃描，而是利用高頻強(qiáng)度調(diào)制的激光器照射目標(biāo)，用帶向增強(qiáng)器的CCD攝像機(jī)接收回波，經(jīng)過數(shù)字信號處理依次提取每個光點(diǎn)的距離信息，形成目標(biāo)的強(qiáng)度距離三維圖像。其特點(diǎn)是簡單、可行、體積小、重量輕、可得到高分辨率圖像。因而防撞、自主導(dǎo)航、目標(biāo)識別、自動檢驗(yàn)、視景、警戒、監(jiān)視和地形測繪等軍事和民用方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

第二篇：RFID應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢

幾年前，人們還只是從供應(yīng)鏈的意義上來考慮RFID技術(shù)的應(yīng)用——如沃爾瑪式的應(yīng)用。但是今天，RFID技術(shù)應(yīng)用的方式正趨多樣化?，F(xiàn)在的RFID閱讀器也變得更小、更便攜、讀取率更高；RFID標(biāo)簽不僅能應(yīng)用于液體、金屬等環(huán)境，甚至可以集成到溫度傳感器中。而這些技術(shù)上的進(jìn)步也說明，RFID技術(shù)的應(yīng)用層面總是會超出人們的想象，總是會不斷地發(fā)展變化。

中國創(chuàng)羿RFID資產(chǎn)追蹤和營銷經(jīng)理周經(jīng)理曾經(jīng)說過，“企業(yè)應(yīng)該認(rèn)識到RFID技術(shù)在供應(yīng)鏈以外，對整個公司的業(yè)務(wù)流程所帶來的價值和效益。所以，研究和你類似的企業(yè)使用RFID技術(shù)的成功案例對企業(yè)自身的發(fā)展是一個非常好的策略?！?/p>

RFID閉環(huán)應(yīng)用將成主流摩托羅拉RFID產(chǎn)品營銷部主任Chris Schaefer告訴記者，“

四、五年前開環(huán)供應(yīng)鏈應(yīng)用的風(fēng)潮使大家對RFID技術(shù)刮目相看?，F(xiàn)在，越來越多的公司開始考慮如何將RFID用于閉環(huán)應(yīng)用?！蹦壳暗腎T資產(chǎn)管理就是一種公司將RFID技術(shù)用于閉環(huán)的應(yīng)用。一些資產(chǎn)，諸如公司的筆記本電腦和儲存磁帶不僅昂貴而且多含有一些敏感信息，所以公司需要特別保護(hù)。保護(hù)的方法不是用電子表格或用戶登錄，而是通過部署RFID系統(tǒng)來跟蹤這些資產(chǎn)設(shè)備。使用RFID可以更安全地追蹤到設(shè)備的位置及使用者的身份，這樣就能避免因設(shè)備丟失造成的損失并能保持敏感數(shù)據(jù)的安全性。

WinWare總裁Larry Harper則將庫存控制列為閉環(huán)RFID應(yīng)用的另一領(lǐng)域。據(jù)了解，閉環(huán)RFID應(yīng)用是WinWare唯一的關(guān)注點(diǎn)，目前行業(yè)內(nèi)這種類型的應(yīng)用一直在不斷地增長。RFID技術(shù)可用于跟蹤生產(chǎn)環(huán)境中的工具和用品，使用RFID跟蹤有助于確保員工使用正確的物料數(shù)量，并有助于庫存補(bǔ)貨流程的自動化。RFID技術(shù)還可以用來追蹤工廠內(nèi)的消耗物品，因此，如果有人從指定區(qū)域取走一件物品，系統(tǒng)會自動要求收取費(fèi)用。

RFID用于庫存跟蹤的另一個例子就是，惠普在包裝車間內(nèi)使用RFID追蹤電腦資產(chǎn)。電腦準(zhǔn)備發(fā)運(yùn)時，RFID可以用來確保正確的配件被包裝，并用來確保保修單和用戶手冊等語言的正確性。

RFID讀寫器及標(biāo)簽更趨小型化

那么，到底還有什么推動了RFID技術(shù)在新的市場和領(lǐng)域的應(yīng)用？為此，Denk評價說：“讀寫器和標(biāo)簽尺寸的縮小使得RFID比以往任何時候的應(yīng)用都廣泛?！爆F(xiàn)在的技術(shù)越來越先進(jìn)，RFID可以很容易地集成到現(xiàn)有的設(shè)備中，這些在以前都是不可能實(shí)現(xiàn)的。Schaefer則指出，便攜式RFID閱讀器的出現(xiàn)是RFID技術(shù)應(yīng)用在新市場的動因之一。公司都希望采用的RFID方案能夠適用于目前的業(yè)務(wù)流程，而便攜式讀寫器恰好能做到這一點(diǎn)。讀寫器的日趨小型化，使得操作更加便捷。舉例來說，RFID日前被RecycleBank用來激勵消費(fèi)者對廢品進(jìn)行回收再利用。他們在垃圾車上安裝了便攜式RFID閱讀器，在垃圾箱上粘貼了RFID標(biāo)簽，用來驗(yàn)證每戶的姓名和地址并對回收的垃圾稱重。回收的數(shù)量越多，轉(zhuǎn)換成RecycleBank的紅利積分也就越多。這些積分可以用來購買產(chǎn)品和享受社區(qū)優(yōu)惠。此外，便攜式RFID讀寫器還常常用于倉庫庫存管理的叉車上。

另一個典型的例子就是德克薩斯州如何使用手持RFID閱讀器幫助災(zāi)民撤離颶風(fēng)。人們在手腕和財(cái)物上貼上RFID標(biāo)簽，就可以被時刻追蹤，這樣災(zāi)民的位置信息會不斷更新，方便親人找尋。

在接受采訪時，Harpe指出：RFID標(biāo)簽?zāi)壳耙苍诔⌒突l(fā)展，以前的RFID標(biāo)簽不能用于金屬環(huán)境，而今天的RFID標(biāo)簽不僅可以用于金屬環(huán)境，還可水洗并能承受極端溫度。所有這些技術(shù)上的進(jìn)步都在不同程度上促進(jìn)了RFID的廣泛應(yīng)用。一些RFID標(biāo)簽同傳感器集成后，可以用來監(jiān)測記錄溫度。目前，這類傳感器標(biāo)簽冷鏈/食物鏈行業(yè)中應(yīng)用廣泛且效果突出。在食物鏈上，RFID可以實(shí)現(xiàn)從田間到飯桌的全程化跟蹤。特別是自去年的食品安全事件爆發(fā)以來，RFID在食品安全追溯中的作用日益突出。

這些例子僅僅是目前RFID應(yīng)用新領(lǐng)域的開始，許多公司還在探索其他的應(yīng)用方式。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，RFID的應(yīng)用將進(jìn)一步推廣。據(jù)ABI Research預(yù)測，2012年RFID產(chǎn)業(yè)將增長21％。

第三篇：我國ERP應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

浙江萬里學(xué)院現(xiàn)代物流學(xué)院

(2013-2014學(xué)年第二學(xué)期)

《企業(yè)資源規(guī)劃ERP》

第一次課程作業(yè)

姓 名：

班 級：信息管理與信息系統(tǒng)111班

日 期：2014/3/10

我國ERP應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

信息技術(shù)的迅速發(fā)展大大加快了制造企業(yè)的現(xiàn)代化與信息化的進(jìn)程。制造業(yè)信息化已成為全球化的發(fā)展趨勢。以企業(yè)資源計(jì)劃ERP（Enterprise Resource Planning）為代表的管理數(shù)字化是制造業(yè)信息化技術(shù)特點(diǎn)的重要體現(xiàn)，也是我國制造業(yè)信息化工程的重要方面。計(jì)算機(jī)技術(shù)與管理科學(xué)的結(jié)合促進(jìn)了現(xiàn)代企業(yè)管理技術(shù)的形成。企業(yè)管理涉及企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略、經(jīng)營目標(biāo)、組織與文化、制造資源、資金與成本、技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃與控制、供應(yīng)鏈與企業(yè)協(xié)同等方面?，F(xiàn)代企業(yè)管理技術(shù)基于現(xiàn)代企業(yè)管理模式，在資源集成、信息集成、功能集成、過程集成和企業(yè)間集成基礎(chǔ)上，通過集成化管理與決策信息系統(tǒng)支持企業(yè)全面、合理、系統(tǒng)地管理生產(chǎn)和經(jīng)營過程，可以最大限度地發(fā)揮企業(yè)內(nèi)外部資源、技術(shù)和人員的作用，大幅度提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和市場競爭力。

一、什么是ERP ERP全稱Enterprise Resource Planning，即企業(yè)資源計(jì)劃，由美國企業(yè)界首先提出并應(yīng)用，其核心內(nèi)容是計(jì)劃(Planning)。美國著名的計(jì)算機(jī)技術(shù)咨詢和評估集團(tuán)Garter Group Inc，對ERP定義如下：ERP是指建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)化的管理思想，為企業(yè)決策層及員工提供決策運(yùn)行手段的管理平臺。ERP管理思想的核心是實(shí)現(xiàn)對整個供應(yīng)鏈和企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)流程的有效管理，主要體現(xiàn)在以下三個方面：對整個供應(yīng)鏈進(jìn)行管理的思想；精益生產(chǎn)、同步工程；敏捷制造的思想；事先計(jì)劃和事中控制的思想。

隨著ERP由概念層次逐漸地被國內(nèi)的軟件廠商通過軟件來實(shí)踐，特別是融入了“管理實(shí)施”概念之后，Garter Group給ERP所下的定義概念在實(shí)際應(yīng)用中被完全更新了：

1）ERP不只是―個軟件系統(tǒng)，而是―個集組織模型、業(yè)務(wù)流程、企業(yè)規(guī)范和信息技術(shù)、實(shí)施方法為―體的綜合管理應(yīng)用體系；

2）ERP使得企業(yè)的管理核心從“在正確的時間制造和銷售正確的產(chǎn)品”轉(zhuǎn)移到了“在最佳的時間和地點(diǎn)，獲得最大利潤”，這種管理方漸段其應(yīng)用范圍也從制造企業(yè)擴(kuò)展至了各個不同行業(yè)的企業(yè)；

3）從軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)而言，現(xiàn)在的ERP必須能夠適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)

用，可以支持跨平臺的多組織的應(yīng)用，并和電子商務(wù)之間的應(yīng)用具有廣泛的數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)邏輯的接口。

二、我國ERP應(yīng)用現(xiàn)狀

從1981年中國引進(jìn)第一套MRPII軟件開始，ERP在我國已經(jīng)應(yīng)用了30多年。進(jìn)入21世紀(jì)，科技部提出的“制造業(yè)信息化工程”行動，帶動和掀起了我國企業(yè)應(yīng)用ERP的高潮。有些早前應(yīng)用MRPII的企業(yè)也正在升級使用ERP，以使其功能更加完整、強(qiáng)大，提高集成化程度。在這一階段，只想能力需求計(jì)劃擴(kuò)展，把生產(chǎn)車間計(jì)劃、銷售、財(cái)務(wù)導(dǎo)入ERP系統(tǒng)，基本形成閉環(huán)MRP，或者已經(jīng)形成MRPII或ERP。隨著國家政策的扶持，我國軟件發(fā)開的迅速發(fā)展和ERP市場的深入開發(fā)，我國已經(jīng)能過自主研發(fā)ERP系統(tǒng)，其中以用友和金蝶為代表的軟件廠商已達(dá)到十多家

（一）ERP市場狀況。目前，國內(nèi)外的ERP系統(tǒng)數(shù)量繁多，國外著名的ERP軟件公司有：SAP、ORACLE、ROSS、People—Soft、SSA、ASW和QAD等，國內(nèi)的有用友、金蝶、金思維、浪潮通軟、深圳天思、神州數(shù)碼、臺灣鼎新電腦等。在中國市場中，國內(nèi)管理軟件銷售收入已經(jīng)超過國外軟件，而且國內(nèi)軟件總收入，尤其是以用友為代表的重點(diǎn)國內(nèi)品牌市場份額都大幅超越國外軟件總體收入和SAP為代表的國外品牌市場份額。

（二）ERP在我國出現(xiàn)的問題。就目前我國所出現(xiàn)的ERP實(shí)施成功率低、ERP市場混亂、缺乏信息技術(shù)應(yīng)用人員、ERP應(yīng)用不成熟、管理咨詢不足、用戶企業(yè)滿意度不高、安全問題突出等諸多問題，不僅需要ERP軟件商進(jìn)行更適合我國國情的ERP軟件的研發(fā)與上線工作，還需要增加管理人員的綜合管理能力和應(yīng)用人員的信息技術(shù)知識。ERP的實(shí)施是一個復(fù)雜的過程，要在很長時間后才能體現(xiàn)ERP的價值。因此實(shí)施ERP項(xiàng)目，企業(yè)應(yīng)當(dāng)做好充分的前期準(zhǔn)備，按照科學(xué)的方法去實(shí)施ERP。首先企業(yè)高層要充分認(rèn)識到ERP的重要性，并從自身做起認(rèn)真學(xué)習(xí)整個系統(tǒng)相關(guān)知識，這樣才能調(diào)動下屬至整個公司的員工積極性，對ERP系統(tǒng)的應(yīng)用其推進(jìn)作用。其次將ERP的實(shí)施與業(yè)務(wù)流程重組結(jié)合起來，使ERP發(fā)揮更大的作用。

三、ERP的發(fā)展趨勢及對策分析

近30年來，ERP在國內(nèi)發(fā)展經(jīng)歷了MRP II的初步應(yīng)用、ERP推廣應(yīng)

用、ERP產(chǎn)業(yè)創(chuàng)始、ERP深入研究、ERP產(chǎn)業(yè)茁壯發(fā)展等幾個階段。隨著信息技術(shù)、管理軟件系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，加之管理技術(shù)與管理思想的進(jìn)—步融合，ERP將會得到進(jìn)一步發(fā)展，未來的ERP將會具有更好的適應(yīng)性、靈活性和開放性以及更強(qiáng)的功能。隨著國家863計(jì)劃對ERP的支持，國內(nèi)ERP發(fā)展逐漸迅速起來，但與國外相比較，還是處于發(fā)展的初期，由于中國國情、管理理念等方面的原因，國內(nèi)ERP發(fā)展將會呈現(xiàn)以下幾個趨勢：

1、本土品牌ERP公司的崛起。從近幾年看，用友、金蝶、浪潮等幾家國內(nèi)較大的ERP公司對國外的SAP、Oracle等形成了較大的競爭壓力，憑借在設(shè)計(jì)上更適合國內(nèi)企業(yè)以及在實(shí)施和服務(wù)方面的優(yōu)勢，用友、浪潮等大的ERP公司迅速占領(lǐng)國內(nèi)一部市場。

2、與SOA的結(jié)合。早在兩年前，用友、浪潮、金蝶等ERP公司都發(fā)布了基于SOA構(gòu)架的ERP產(chǎn)品。在新的構(gòu)架下，業(yè)務(wù)功能、安全性、易用性等方面都得到了很大改進(jìn)。另外一個方面。SOA構(gòu)架能讓用戶的ERP系統(tǒng)更加的靈活，實(shí)施的成本更低。

3、與先進(jìn)的管理思想進(jìn)一步交融，增強(qiáng)其適應(yīng)性。未來的ERP將會在繼承當(dāng)前ERP管理思想的基礎(chǔ)上，不斷吸納最新的先進(jìn)管理思想或模式，如敏捷制造與敏捷虛擬企業(yè)組織管理模式、供應(yīng)鏈環(huán)境下的精良生產(chǎn)管理模式、基于電子商務(wù)的企業(yè)協(xié)同管理模式、跨企業(yè)的協(xié)伺項(xiàng)目管理模式等，并將其管理思想與ERP業(yè)務(wù)處理模式結(jié)合。此外，應(yīng)與不同國情的管理模式相適應(yīng)，例如針對中國這樣未完成工業(yè)化的發(fā)展中國家，應(yīng)當(dāng)采用針對性較強(qiáng)的改進(jìn)型ERP管理模式，如基于主動動態(tài)成本控制的ERP管理模式、基于時間成本雙主線的ERP管理模式、基于資金流模型的ERP管理模式等。

4、運(yùn)用各種前沿技術(shù)，迅速向網(wǎng)絡(luò)化，互聯(lián)網(wǎng)辦公模式靠攏?；贗nternet的ERP將融合最新的企業(yè)管理理念及Internet技術(shù)，在全新的瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)上，基于WEB的以供應(yīng)鏈管理為核心的資源整合、客戶管理、營銷管理、跨企業(yè)物流網(wǎng)絡(luò)管理、代理商和分銷商管理，產(chǎn)品生命周期管理、決策支持系統(tǒng)等，使企業(yè)發(fā)展企業(yè)文化、建立知識管理體系成為可能。此外，JAVA技術(shù)和面向Internet的數(shù)據(jù)庫技術(shù)將使其具有良好的兼容性、安全性和擴(kuò)展性，使企業(yè)的應(yīng)用從原有的辦公室桌面，擴(kuò)展到世界各個角落的計(jì)算機(jī)、終端，甚至移

動電話、PDA、信息家電等新型的終端產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)前端辦公室，商務(wù)智能、電子商務(wù)、辦公自動化系統(tǒng)和供應(yīng)鏈管理的整合應(yīng)用。

四、總結(jié)

ERP已經(jīng)發(fā)展成為當(dāng)今企業(yè)管理方面的主流軟件，它集信息技術(shù)與先進(jìn)的管理思想于一體，能幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)資源的合理調(diào)配，并最大化地創(chuàng)造社會財(cái)富，是企業(yè)在信息化時代生存和發(fā)展的得力工具，同時越來越多的ERP軟件開發(fā)公司和實(shí)施顧問公司的成立，培養(yǎng)了大量的專業(yè)技術(shù)人才和專家級顧問，這些都為ERP在中國的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，縱觀ERP在我國的發(fā)展和應(yīng)用歷程，有喜有憂，但前景樂觀，未來將成為提高我國企業(yè)管理水平和市場競爭力的必要工具。加快企業(yè)體制改革，深化企業(yè)業(yè)務(wù)流程重組，加強(qiáng)職工信息化知識培訓(xùn)，增強(qiáng)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層管理水平和對企業(yè)信息化的重視力度等都是提高ERP在我國企業(yè)推廣成功率的重要因素。

第四篇：園林花卉的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

園林花卉的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

現(xiàn)狀：

花卉有廣義和狹義兩種意義：狹義的花卉是指有觀賞價值的草本植物。如鳳仙、菊花、一串紅、雞冠花等；廣義的花卉除有觀賞價值的草本植物外，還包括草本或木本的地被植物、花灌木、開花喬木以及盆景等，如麥冬類、景天類、叢生福祿考等地被植物；梅花、桃花、月季、山茶等喬木及花灌木等等。

中國種植花卉的優(yōu)勢表現(xiàn)在種質(zhì)資源、氣候資源、勞動力資源、市場優(yōu)勢、花文化優(yōu)勢等幾個方面?！笆濉逼陂g，中國花卉種植面積已達(dá)64萬公頃，比“九五”期末的15萬公頃增長326.7％。其中，種植面積5萬公頃以上的省有河南、江蘇、浙江、廣東四省，2萬公頃以上的有河北、山東、湖南、甘肅等省。中國花卉面積已占世界花卉生產(chǎn)總面積的三分之一。2005年全國有花卉市場2586個，企業(yè)64908個，其中種植面積在3公頃以上或年?duì)I業(yè)額在500萬元以上的大中型企業(yè)8334家，花農(nóng)1251313戶，從業(yè)人員4401095人，專業(yè)技術(shù)人員132318人?！笆濉逼谀┤珖攸c(diǎn)花卉產(chǎn)區(qū)初步形成，品種結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化。區(qū)域化產(chǎn)業(yè)形成了以云南、四川、江蘇、浙江、海南為重點(diǎn)的南方熱帶、亞熱帶花卉產(chǎn)區(qū)；以廣東、福建為重點(diǎn)的南方熱帶觀葉植物產(chǎn)區(qū)；以浙江、四川、河南、河北為重點(diǎn)的觀賞苗木產(chǎn)區(qū)；以北京、山東、河北為主的北方花卉產(chǎn)區(qū)；以遼寧為中心的東北花卉產(chǎn)區(qū)。

2006年至今，中國花卉業(yè)借鑒荷蘭、美國等花卉大國的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合中國的實(shí)際情況，花卉業(yè)取得很好的發(fā)展，然而，中國花卉業(yè)發(fā)展起步晚，在發(fā)展的過程中存在很大的問題與困難。如：生產(chǎn)面積增加過快、品種結(jié)構(gòu)不合理、市場體系建設(shè)不完善、花卉研發(fā)嚴(yán)重滯后、專業(yè)人才奇缺、病蟲害種類多發(fā)生嚴(yán)重、花卉質(zhì)量普遍較低等都制約中國花卉業(yè)的發(fā)展。對此，花卉業(yè)界采取了一些措施，如：加大資金投入改善花卉發(fā)展、運(yùn)用科技發(fā)展花卉、聘請花卉專家、因地制宜發(fā)揮地方特色花卉等，取得不少成果。

2008年中國云南花卉上半年產(chǎn)量達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的35.5億枝，但云南玫瑰出口價格最高僅為0.8元，出口到香港市場之后的零售價格可達(dá)20港元，價差高達(dá)25倍。趨勢：

隨著人們生活水平的提高，花卉對生活環(huán)境的改善的作用越來越明顯，越來越多的人開始關(guān)注花卉，2008年奧運(yùn)會，也無疑給中國花卉業(yè)的發(fā)展帶來巨大的發(fā)展機(jī)遇，可以預(yù)見，花卉業(yè)將來有著巨大的發(fā)展空間。

中投顧問2009-2012年中國花卉市場投資分析及前景預(yù)測報告

本文轉(zhuǎn)自：園林吧

第五篇：環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

摘要：在環(huán)境問題日益嚴(yán)峻和環(huán)境保護(hù)工作不斷深入的今天，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)成為了影響環(huán)保工作開展的重要因素。利用現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測技術(shù)對污染物進(jìn)行準(zhǔn)確、及時的監(jiān)測和分析，對實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染的預(yù)防和控制具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文通過對現(xiàn)有研究結(jié)果的分析，總結(jié)了環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，3S技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)、物理化學(xué)科學(xué)技術(shù)在水、大氣、土壤等環(huán)境介質(zhì)的污染物監(jiān)測中應(yīng)用廣泛。同時，本文對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討，將向著以有機(jī)污染物作為監(jiān)測的主要目標(biāo)、監(jiān)控介質(zhì)范圍擴(kuò)大、監(jiān)測分析精度痕量化、分析技術(shù)快速化、實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)應(yīng)用廣泛化的方向發(fā)展。關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測；環(huán)境保護(hù)；技術(shù)；污染

Application Status and Development Trends of Environmental

Monitoring Technology Abstract：Today, environmental problems are increasingly serious and environmental protection workis deepening, and environmental monitoring technology has become an important factor affecting the environmental work to carry out.Using modern environmental monitoring technology to monitor and analyze the pollutants accurately and timely has important practical significanceto prevent and control the environmental pollution.By analyzing the results of existing studies, this paper summarizes the application status of the environmental monitoring technology.3S technology, biotechnology, information technology, physical and chemical science and technology are widely used in the monitoring of contaminants in water, air, soil and other environmental media.At the same time, this paper discusses the development trends of environmental monitoring technology, it will be toward to regard the organic pollutants as the main monitoring targets, expand the scope of monitoring media, analyze to achieve mark quantization, analyze fast, and use the laboratory management system widely in the direction of development.Key words： Environmental monitoring；Environmental protection；Technology；Pollution 引言

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，環(huán)境問題和人民生產(chǎn)生活息息相關(guān)，保護(hù)環(huán)境刻不容緩。環(huán)境監(jiān)測不僅是加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)督與管理的重要手段，也是保護(hù)環(huán)境的前提和基礎(chǔ)。隨著環(huán)境問題的不斷凸顯，政府及社會各界不斷地提高環(huán)境保護(hù)意識，從而對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)提出了更高的要求。因此，分析總 結(jié)當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀并在此基礎(chǔ)上探討其未來的發(fā)展趨勢是十分必要的，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和重大的戰(zhàn)略意義。

本文簡要介紹了環(huán)境監(jiān)測的內(nèi)涵、作用及發(fā)展歷史，總結(jié)分析了環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀并對其發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討，為今后環(huán)境監(jiān)測工作的開展提供了更多的分析資料，促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的開發(fā)與完善，對實(shí)現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。環(huán)境監(jiān)測概述

2.1 環(huán)境監(jiān)測的內(nèi)涵及作用

環(huán)境監(jiān)測(Environmental Monitoring)是環(huán)境科學(xué)和環(huán)境工程的重要組成部分，是在環(huán)境分析的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門學(xué)科。它是指運(yùn)用各種分析、測試手段，對影響環(huán)境質(zhì)量因素的代表值進(jìn)行測定，確定環(huán)境質(zhì)量(或污染程度)及其變化趨勢，從而為開展環(huán)境工作提供服務(wù)的活動。

環(huán)境監(jiān)測的目的是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)方法，對人類賴以生存的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行定量描述，用監(jiān)測數(shù)據(jù)來表示環(huán)境質(zhì)量受損程度，準(zhǔn)確、及時、全面地反映環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為環(huán)境管理、污染源控制、環(huán)境規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)，進(jìn)而保護(hù)人類正常生存與發(fā)展。具體有以下幾個方面[1]：對污染物及其濃度(強(qiáng)度)作時間和空間方面的追蹤，掌握污染物的來源、擴(kuò)散、遷移、反應(yīng)、轉(zhuǎn)化，了解污染物對環(huán)境質(zhì)量的影響程度，并在此基礎(chǔ)上對環(huán)境污染作出預(yù)測、預(yù)報和預(yù)防；了解和評價環(huán)境質(zhì)量的過去、現(xiàn)在和將來，掌握其變化規(guī)律；收集環(huán)境背景數(shù)據(jù)、積累長期監(jiān)測資料，為制訂和修訂各類環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)施總量控制、目標(biāo)管理提供依據(jù)；實(shí)施準(zhǔn)確可靠的污染監(jiān)測，為環(huán)境執(zhí)法部門提供執(zhí)法依據(jù)；在深入廣泛開展環(huán)境監(jiān)測的同時，結(jié)合環(huán)境狀況的改變和監(jiān)測理論及技術(shù)的發(fā)展，不斷改革和更新監(jiān)測方法與手段，為實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供可靠的技術(shù)保障。

環(huán)境監(jiān)測在人類防治環(huán)境污染，解決現(xiàn)存的或潛在的環(huán)境問題，改善生活環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，協(xié)調(diào)人類和環(huán)境的關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展的活動中，起著舉足輕重的作用。

環(huán)境監(jiān)測的對象大致分為以下兩種：一種是自然環(huán)境，包括水源、大氣、土 壤等；另一種是人文環(huán)境，包括固體廢棄物、環(huán)境生物、噪音、放射性物質(zhì)等。環(huán)境監(jiān)測通常包括背景調(diào)查、確定方案、優(yōu)化布點(diǎn)、現(xiàn)場采樣、樣品運(yùn)送、實(shí)驗(yàn)分析、數(shù)據(jù)收集、分析綜合等過程。

2.2 環(huán)境監(jiān)測的發(fā)展歷史

20世紀(jì)50年代，針對發(fā)達(dá)國家不斷發(fā)生的化學(xué)毒物造成的嚴(yán)重環(huán)境污染事故，對環(huán)境樣品進(jìn)行化學(xué)分析以確定其組成和含量的環(huán)境分析便成為這個階段環(huán)境監(jiān)測的主要特征。自20世紀(jì)60年代末開始，環(huán)境監(jiān)測逐漸引入物理的、生物的手段，這一時期的監(jiān)測工作以對污染源的監(jiān)督性監(jiān)測為主要特征。自20世紀(jì)70年代中期以來，發(fā)達(dá)國家把環(huán)境監(jiān)測焦點(diǎn)從對污染源監(jiān)控轉(zhuǎn)移到環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控上來，使環(huán)境監(jiān)測范圍發(fā)展到面源污染及區(qū)域性環(huán)境質(zhì)量方面。20世紀(jì)80年代初，發(fā)達(dá)國家相繼建立了自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)和宏觀生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，并借助地理信息系統(tǒng)技術(shù)、遙感技術(shù)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)，連續(xù)觀察空氣、水體污染狀況變化及生態(tài)環(huán)境變化，預(yù)測預(yù)報未來環(huán)境質(zhì)量，擴(kuò)大了環(huán)境監(jiān)測范圍，提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取、處理、傳輸、應(yīng)用的能力，為環(huán)境監(jiān)測動態(tài)監(jiān)控區(qū)域環(huán)境質(zhì)量乃至全球生態(tài)環(huán)境質(zhì)量提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障，極大促進(jìn)了環(huán)境監(jiān)測的現(xiàn)代化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測的實(shí)時性、連續(xù)性和完整性。

我國環(huán)境監(jiān)測起步較晚，經(jīng)過30多年的發(fā)展，現(xiàn)已發(fā)展到物理監(jiān)測、生物監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測、遙感、衛(wèi)星監(jiān)測，從間斷性監(jiān)測逐步過渡到自動連續(xù)監(jiān)測。監(jiān)測范圍從一個斷面發(fā)展到一個城市、一個區(qū)域乃至全國。一個以環(huán)境分析為基礎(chǔ)，以物理測定為主導(dǎo)，以生物監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測為補(bǔ)充的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)體系已初步形成[2]。環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

3S技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)、物理化學(xué)科學(xué)等現(xiàn)代化監(jiān)測技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于大氣環(huán)境監(jiān)測、水資源調(diào)查評價等監(jiān)測工作。3.1 3S技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

3S技術(shù)是以遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)為基礎(chǔ)，將這三種獨(dú)立技術(shù)與其他高新技術(shù)有機(jī)地構(gòu)成一個整體而形成的一項(xiàng)新的綜合技術(shù)，它集信息的獲取、處理和應(yīng)用于一身，凸顯信息獲取與處理的高速、實(shí)時與應(yīng)用中的高精產(chǎn)度、可定量化等方面的優(yōu)點(diǎn)[3]。3.1.1 3S技術(shù)在水資源管理中的應(yīng)用

當(dāng)前國內(nèi)外3S的技術(shù)在水資源的調(diào)查與評價上的應(yīng)用是非常廣泛的。其主要應(yīng)用在流域水文模擬、水資源評價、生態(tài)環(huán)境變遷分析、生態(tài)耗水變遷分析、監(jiān)測水體沼澤、監(jiān)測水體富營養(yǎng)化等等[4]。在水質(zhì)遙感監(jiān)測方面，近幾年來，對構(gòu)成水的質(zhì)量的一些要素進(jìn)行定量監(jiān)測的研究有了一定的進(jìn)步，這些要素包括渾濁度、總懸移質(zhì)泥沙含量、pH值、總含氮量等等。

衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于海洋環(huán)境監(jiān)測，并取得良好成效。一般陸地衛(wèi)星的多光譜掃描儀是用于沿海懸浮泥沙含量和其擴(kuò)散狀態(tài)的監(jiān)測；用于工業(yè)排污與生活污水的監(jiān)測。在1972—1977年間出現(xiàn)了3次大范圍海上溢油問題，采用海洋水色成像儀與沿岸帶水色掃描儀用于懸浮物濃度或者海域葉綠素的分析，實(shí)現(xiàn)全天24小時的海洋油污實(shí)時監(jiān)測，具體監(jiān)測溢油的分布范圍、油膜厚度、移動擴(kuò)散狀況和溢油量等。3.1.2 3S技術(shù)在濕地研究中的應(yīng)用

(1)3S技術(shù)在濕地資源動態(tài)變化監(jiān)測中的應(yīng)用。

運(yùn)用多時相、多平臺的遙感動態(tài)變化監(jiān)測技術(shù)及時獲取濕地的動態(tài)信息，通過地理信息系統(tǒng)技術(shù)的空間分析功能和數(shù)據(jù)管理功能對遙感技術(shù)獲取的濕地信息進(jìn)行實(shí)時更新，可以獲得濕地的動態(tài)變化情況[5]。

(2)3S技術(shù)在濕地制圖中的應(yīng)用。

迄今，中國、加拿大和愛沙尼亞等國已經(jīng)出版了國家沼澤濕地圖。中國運(yùn)用3S技術(shù)還編制了不同比例尺的濕地景觀生態(tài)圖[6]；完成了黃河三角洲1：5萬和1：10萬地圖的編制[7]等。3.1.3 3S技術(shù)在土壤環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

過土壤波譜分析，應(yīng)用高光譜遙感數(shù)據(jù)能較好地探測土壤表層或淺表層的性狀，并且結(jié)合相應(yīng)的野外采樣測量或?qū)嵉赜^察建立起各種不同類型的分析模型，對土壤機(jī)械組成、酸堿度、水、養(yǎng)分含量、礦物質(zhì)等參量、土肥狀況等實(shí)現(xiàn)定量觀測[8]。自2003年起，中國科學(xué)院在高光譜遙感技術(shù)的支持下對青藏高原地區(qū)2003—2010年表層土壤水分進(jìn)行了成功反演[9]，從而為脆弱生態(tài)區(qū)土壤環(huán)境的監(jiān)測奠定了基礎(chǔ)。

為了保護(hù)土壤，防止土壤侵蝕面積不斷擴(kuò)大，美國農(nóng)業(yè)部自然資源保護(hù)局運(yùn)用3S技術(shù)開展全國土壤資源調(diào)查，并且進(jìn)行小流域調(diào)查與制圖。在此基礎(chǔ)上，美國國家土壤侵蝕研究實(shí)驗(yàn)室建立了諸如土壤侵蝕方程、評價土壤侵蝕模型、水蝕預(yù)報模型、風(fēng)蝕預(yù)報系統(tǒng)等[10]，從而為各種情況下土壤侵蝕預(yù)測和評價提供技術(shù)和方法支持。

此外，在草地、森林等生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)領(lǐng)域的環(huán)境監(jiān)測中，3S技術(shù)都在發(fā)揮著重要的作用。

3.2 生物技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

隨著生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，以現(xiàn)代生物技術(shù)為代表的高新技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代生物技術(shù)是以DNA重組技術(shù)的建立為標(biāo)志的多學(xué)科交叉的新興綜合性技術(shù)體系，它以分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)等學(xué)科為支撐，與化學(xué)、化工、計(jì)算機(jī)、微電子和環(huán)境工程等學(xué)科緊密結(jié)合和相互滲透，極大地豐富了各學(xué)科的內(nèi)涵，推動了科學(xué)理論和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。

現(xiàn)代生物技術(shù)正被利用或嫁接到環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，構(gòu)成了現(xiàn)代生物監(jiān)測技術(shù)。目前，在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，應(yīng)用比較廣泛的有生物大分子標(biāo)記物檢測技術(shù)和PCR(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)，此外，當(dāng)今研究和應(yīng)用比較廣泛的生物技術(shù)還有單細(xì)胞凝膠電泳、生物傳感器、酶聯(lián)免疫技術(shù)等。3.2.1 生物大分子標(biāo)記物檢測技術(shù)

生物大分子標(biāo)記物監(jiān)測技術(shù)可以在分子水平闡述分子適應(yīng)等生態(tài)問題的機(jī)制，具有預(yù)警性和廣泛實(shí)用性的特點(diǎn)，有助于更好地揭示生物與環(huán)境之間的相互作用機(jī)制，為污染環(huán)境的生物修復(fù)提供理論依據(jù)。主要的生物大分子標(biāo)記物及其檢測技術(shù)有核酸分子損傷檢測技術(shù)、報告基因標(biāo)記技術(shù)、DNA芯片技術(shù)、酶分子標(biāo)記物檢測、金屬硫蛋白的檢測、抗氧化劑防御系統(tǒng)的檢測等。3.2.2 PCR技術(shù)

多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(簡稱PCR)技術(shù)是在體外合成特異性DNA片段的方法，其原理類似于生物體內(nèi)DNA的復(fù)制。通過選擇生物的一段特異性基因進(jìn)行體外擴(kuò)增，再由凝膠電泳等DNA分析技術(shù)確定其種類及含量。近年來，依據(jù)PCR分析突變的相關(guān)技術(shù)進(jìn)展很快，主要有[3]：寡核苷酸探針雜交；DNA直接測序；限制性內(nèi)切酶圖譜；變性梯度凝膠電泳等。

作為最現(xiàn)代的生物技術(shù)之一的PCR技術(shù)，具有快速、靈敏、準(zhǔn)確、簡便、特異性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以針對某種或某幾種致病微生物作出檢測判斷，因此在水環(huán)境微生物檢測中應(yīng)用越來越廣泛。

Tay等[11]利用特異性16S rDNA 引物擴(kuò)增兩種甲苯降解菌。熒光定量PCR 結(jié)果顯示：自養(yǎng)黃色桿菌和分枝桿菌在甲苯污染地區(qū)的數(shù)量比非污染地區(qū)的高，這與先前調(diào)查結(jié)果一致。但自養(yǎng)黃色桿菌只在污染地區(qū)夏季有相對短暫的繁盛，而分枝桿菌超過5個月時數(shù)量仍很高，表明了分枝桿菌在甲苯降解方面比想象的更為重要[12]。

Cummings等[13]通過熒光定量 PCR 技術(shù)監(jiān)測了沿湖泊重金屬污染濃度梯度中還原鐵離子泥土桿菌家族的豐度與分布。結(jié)果表明其分布相對均勻，泥土桿菌家族的分布不受重金屬離子濃度的影響。

何閃英等[14]為建立快速、準(zhǔn)確鑒定和定量檢測赤潮生物的方法，以圓海鏈藻為例，以其中18S rDNA序列為尋找種特異性引物的靶區(qū)域，通過分析 18S rDNA 序列，設(shè)計(jì)出適合用于熒光定量PCR的引物與探針，并通過常規(guī)PCR驗(yàn)證確定其特異性，進(jìn)而以圓海鏈藻熒光定量PCR的引物和探針，建立了定量檢測圓海鏈藻的實(shí)時熒光定量PCR檢測方法。與傳統(tǒng)的顯微鏡計(jì)數(shù)方法比較，兩 者所獲結(jié)果無顯著性差異，證明了本方法的可行性，從而為我國沿海水域赤潮問題的研究提供了良好的技術(shù)檢測途徑。

變性梯度凝膠電泳(DGGE)技術(shù)在微生物群落多樣性和種群動態(tài)監(jiān)測中得到廣泛使用[15]。趙興青[16]等從玄武湖、莫愁湖和太湖沉積物中直接提取微生物總 DNA，然后通過 DGGE技術(shù)指紋圖譜來分析湖泊表層沉積物中微生物群落結(jié)構(gòu)的差異性，結(jié)合條帶回收、擴(kuò)增、序列測定，從而了解不同湖泊和相同湖泊不同位點(diǎn)的微生物群落結(jié)構(gòu)的多樣性。3.2.3 其他生物技術(shù)

單細(xì)胞凝膠電泳(SCGE)，即彗星試驗(yàn)是一種通過檢測DNA鏈損傷來判別遺傳毒性的技術(shù)。環(huán)境中的遺傳毒物濃度一般很低，而彗星試驗(yàn)檢測低濃度遺傳毒物具有高度靈敏性，所研究的細(xì)胞不需要處于有絲分裂期。同時，這種技術(shù)只需要少量細(xì)胞[17]。Mirjana Pavlica等[18]用暴露在五氯苯酚(PCP)中的淡水蚌類血細(xì)胞進(jìn)行彗星試驗(yàn)，觀察血細(xì)胞中DNA損傷程度。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和原位實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)高濃度的 PCP(80g/L)會引起血細(xì)胞中DNA斷裂，表明用彗星試驗(yàn)檢測DNA損傷能夠監(jiān)測水體中的PCP污染。

生物傳感器[19]是將生物學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)融為一體的一種新裝置，可以根據(jù)生物的酶、亞細(xì)胞器以及細(xì)胞或組織對污染的反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)換為電信號，通過放大系統(tǒng)顯示，再用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理檢測信號，實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān)測。目前，這種生物傳感器技術(shù)可以對水質(zhì)的BOD進(jìn)行快速監(jiān)測。

3.3 信息技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代信息技術(shù)在各領(lǐng)域應(yīng)用的不斷深入，信息技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測中。3.3.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)屬于層次型的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最底層為部署在實(shí)際監(jiān)測環(huán)境中的傳感器節(jié)點(diǎn)。向上層依次為傳輸網(wǎng)絡(luò)、基站，最終連接到網(wǎng)絡(luò)。通過該技術(shù)能夠?qū)⒈O(jiān)測的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)處理中心，監(jiān)護(hù)人員(或用戶)可以 通過任意一臺連入網(wǎng)絡(luò)的終端訪問數(shù)據(jù)中心，或者向基站發(fā)出命令。

許妍等[20]研究的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的農(nóng)田灌溉系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對農(nóng)田土壤的濕度、溫度等參數(shù)的在線監(jiān)測和實(shí)時控制，從而提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。3.3.2 PLC技術(shù)

可編程邏輯控制器(PLC)是集自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)于一體的新一代工業(yè)控制裝置，在結(jié)構(gòu)上對耐熱、防塵、防潮、抗震等都有精確考慮，在硬件上采用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施，非常適用于條件惡劣的戶外及工業(yè)現(xiàn)場[21]。此外，可以用于雨水的遠(yuǎn)程監(jiān)測，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及防洪抗旱有著積極的意義，還可以對河水水位、流速、水質(zhì)的測量實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視。

3.4 物理化學(xué)科學(xué)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

近年來，由于高分子化學(xué)、分析化學(xué)、物理科學(xué)等科學(xué)的不斷發(fā)展與完善，物理化學(xué)科學(xué)在環(huán)境監(jiān)測中有了較為廣泛的應(yīng)用。3.4.1 動態(tài)膜壓法監(jiān)測技術(shù)

動態(tài)膜壓法的理論基礎(chǔ)是Gibss用熱力學(xué)的方法推導(dǎo)出的吸附公式，該方法不需要對水樣進(jìn)行預(yù)處理，不同性質(zhì)、不同濃度的有機(jī)成膜分子可以得到不同的動態(tài)膜壓圖譜，有效地將成膜分子的狀態(tài)、結(jié)構(gòu)及分子間的相互作用等反應(yīng)出來。并且不需要添加任何化學(xué)試劑，無二次污染，外界干擾因素小，測定速度快，靈敏度高。用此法可對受污染水體以及其他未知天然水系的微表層進(jìn)行研究[22]。3.4.2 DOAS技術(shù)

差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)(DOAS)的工作原理是利用分子的窄帶吸收光譜來辨別氣體的成分，通過其吸收譜的強(qiáng)度推導(dǎo)被測氣體的濃度，其理論基礎(chǔ)是朗伯比爾定律。DOAS系統(tǒng)通過一系列優(yōu)化的數(shù)據(jù)處理流程和環(huán)節(jié)，可以成功地監(jiān)測大氣中多種氣體成分的濃度。此外，物理化學(xué)方法如電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP—MS)法、激光熔蝕法(LA)、氫化物發(fā)生法(HG)、偏振能量色散X射線熒光光譜法等在土壤樣品分析，尤其是痕量元素的測定及分析中得到較廣泛的應(yīng)用[23]。環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢

環(huán)境監(jiān)測技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在實(shí)踐中發(fā)揮著重要的作用。隨著社會的發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)也在進(jìn)一步的發(fā)展，從目前環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展來看，未來的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾方面。

4.1 以有機(jī)污染物作為在線監(jiān)測的主要目標(biāo)

通過對大量的研究數(shù)據(jù)和結(jié)果的分析可以了解到，目前有機(jī)污染物的污染十分嚴(yán)峻，而且這些有機(jī)污染物都有毒有害。因此，對有機(jī)污染物進(jìn)行監(jiān)測已經(jīng)成了當(dāng)前的一項(xiàng)重要任務(wù)。所以，今后需要適時的、全面的、系統(tǒng)的開展有機(jī)污染物的監(jiān)測工作，及時有效地將環(huán)境中的有機(jī)污染物監(jiān)測出來。

4.2 擴(kuò)展監(jiān)控介質(zhì)范圍，對有毒有害物質(zhì)進(jìn)行全面監(jiān)控

多環(huán)芳烴類、多氯聯(lián)苯類以及某些重金屬有毒污染物會在一定的外界條件影響下，在不同的環(huán)境介質(zhì)如大氣、水、沉積物中遷移、轉(zhuǎn)化和積累，因此，需要對多種環(huán)境介質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對有毒有害物質(zhì)的全面監(jiān)測，保證人類健康和環(huán)境安全。

4.3 運(yùn)用痕量分析，提高監(jiān)測分析精度

環(huán)境中的許多有毒有害物質(zhì)，盡管其濃度很低，但是會對人體造成巨大的傷害。因此，有必要發(fā)展和使用痕量和超痕量分析技術(shù)，進(jìn)一步提高監(jiān)測的精度，全面掌握受污染的狀況，以便采取有效措施，預(yù)防和控制污染物對人體和環(huán)境的危害。4.4 監(jiān)測分析器小型化，現(xiàn)場快速分析技術(shù)得到普及

在環(huán)境管理的實(shí)踐中，往往需要對一些污染事故的現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)測，包括污染物排放源和現(xiàn)場污染情況等，這就需要對污染進(jìn)行定性和分析，及時分析出某種污染物的類別、構(gòu)成或濃度，因此，有必要發(fā)展和使用現(xiàn)場快速分析技術(shù)，以便能夠更加有效的對現(xiàn)場污染進(jìn)行監(jiān)測，而監(jiān)測儀器的小型化也為其提供了物質(zhì)保障。

4.5 實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)將得到廣泛應(yīng)用

使用實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)(LIMS)，能夠進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)室的管理水平，提高實(shí)驗(yàn)室采集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)的自動化程度，減少人為因素的干預(yù)，進(jìn)一步確保數(shù)據(jù)的原始性和準(zhǔn)確性。從而達(dá)到降低成本，規(guī)范數(shù)據(jù)分析的目的，促進(jìn)數(shù)據(jù)分析工作的流程化。還可以加深管理人員對實(shí)驗(yàn)室基本情況的認(rèn)識和了解，及時發(fā)現(xiàn)不符合規(guī)定的管理行為，并積極采取措施加以改進(jìn)，從而規(guī)范實(shí)驗(yàn)流程，提高數(shù)據(jù)的可靠性，降低實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行成本，提高工作效率。小結(jié)

環(huán)境監(jiān)測技術(shù)能夠?yàn)榄h(huán)境保護(hù)提供科學(xué)合理的依據(jù)，對防治環(huán)境污染，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展不是一朝一夕的事情，需要一代人甚至幾代人的不斷努力。只有了解環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀，堅(jiān)持不懈地完善環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，才能保證環(huán)境監(jiān)測的可靠性。在今后的工作實(shí)踐中，我們需要重視環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的運(yùn)用，加大資金投入，進(jìn)一步規(guī)范環(huán)境監(jiān)測的各項(xiàng)工作，提升監(jiān)測技術(shù)、更新監(jiān)測設(shè)備、提高監(jiān)測人員的綜合素質(zhì)，建立健全完善的環(huán)境監(jiān)測體系，推動環(huán)境監(jiān)測工作的進(jìn)一步發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展。參考文獻(xiàn)

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