彭燕青　赵雅妮　江媚　余飞亚　曹红进

摘   要：近年来，随着三维可视化技术的快速发展，其技术已经应用到各行各业，尤其是环境监测领域，而将三维可视化技术与环境环境监测领域相结合，可更好地对环境数据进行监测，从而更好地对环境进行保护。本文就环境监测的发展现状、三维可视化技术的构建和三维可视化技术在环境监测中的应用和发展进行分析，旨在为今后的环境监测等方面的发展和建设提供参考。

关键词：环境监测  三维可视化  实时监测  三维模型

中图分类号：X83                                    文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）10（c）-0098-02

随着社会经济的发展，人们在生活水平提高的同时对环境的要求也越来越高，因此在信息技术高速发展的时代，将三维可视化技术与环境监测领域相结合，以三维空间模型为基础，运用互联网技术实现环境信息自动采集、处理、传输等，将环境保护的重心转移到环境监测上，从而对环境进行实时监测和预防、分析、预警等，推动环境信息向可视化、智能化方向發展，促进环境与经济可持续发展，有利于更好地预防环境进一步恶化，从而更好地对环境进行保护。

1  环境监测的发展现状

环境监测即是利用科学有效的方法对反映环境质量的指标进行监视和测定。我国在70年代开始就对环保事业高度重视，不仅在技术、人才队伍等方面得到迅速发展，还初步形成具有本国特色的环境监测和管理体系[1]，为我国的生态环境可持续发展奠定了基础。

现阶段，我国在环境监测方面也取得了不错的成绩，其监测能力不断提升、监测网络日益完善，据不完全统计，截止到2017年底，我国已经设置了国家、省、市、县四个层级的5000余个监测站点，其中1436个国控监测站远程质控系统，部分监测站在监测的同时还采用自动化技术对监测区域进行科学管控，而且在监测点数量不断增加的同时，其监测能力也在不断提升。目前市场上对于环境监测的技术也层出不穷，其中最有代表性的就是环境监测中的3S技术，将卫星定位系统、地理信息系统以及遥感技术系统三者有机结合，在水资源和湿地环境监测上得到了广泛应用。但是目前市场上监测设备在获取数据还存在一定的问题，如无法实时进行数据采集、传输、显示等，从而无法实现信息数据向智能化、可视化方向发展。

2  三维可视化技术的构建

三维可视化技术主要就是以三维空间模型为基础、互联网作为传输纽带、信息数据采集作为工具、web网页为显示方式，实现信息数据实时采集、显示，从而实现可视化，而且这样可还原真实场景。运用这种技术在环境监测过程中有着极大的帮助。

2.1 三维场景构建

三维场景构建是三维可视化平台的关键，主要利用三维激光扫描仪对实景进行扫描，从而获得实景点云数据，但进行扫描时，因机器误差、环境、天气、物体结构等因素，会导致获取的点云数据存在一些噪点、空洞等，将会严重影响点云数据的拼接精度，因此将扫描获得的点云数据先进行预处理，从而提高点云数据精度，使得数据拼接的误差更小。对点云数据预处理之后，将处理后的点云导入scene（Focus3D  X330激光扫描仪配套点云数据处理软件）软件中，提取标靶点，利用标靶拼接原理，以其特征为基础，进行定位管理，最后进行模型细节处理，从而拼接合并为完整的三维场景，从而构建完整的三维可视化平台，在进行环境治理时，可更快的找到污染源头，进行定位监测。

2.2 信息采集与传输

信息数据的采集主要利用各种传感器进行数据采集。主要传感器有PM2.5、PM10、温湿度、PH、TOC、电导率、ORP等传感器，对环境相关数据进行采集。将传感器采集上来的数据通过无线网络传输进入数据处理终端与计算机存储器中，经过A/D处理后，传输进入协调器，再进入网络基站，基站以TCP/IP的处理方式发送给网关，网关再发送到后台三维可视化系统中，从而实现三维信息数据的采集与传输。

2.3 信息智能化

三维可视化平台以三维空间模型为基础，信息数据为纽带，用PHP技术调用数据库文件，将分布在空间的各种信息数据进行统一管理，使其可以能随时对数据进行调用。推动空间数据向着集成化、动态化、智能化发展。同时利用各种大数据分析挖掘技术架构，对相关数据进行深度的分析与挖掘，实现动态预警、查询等，达到真正意义的可视化、智能化。

3  三维可视化技术在环境污染防治中的具体应用

环境监测是多层面的，不仅有水质监测、空气检测、生态监测等，通过传感器对环境情况进行实时采集、传输、分析，从而对环境情况进行分析处理。

3.1 水质监测中的应用

对于环境监测中水质监测是非常重要的，而三维可视化技术推动了水质监测的进一步发展。水质检测主要是利用和中传感器设备或视频监测系统，对水质情况进行监测，而传感器的置放位置对于污染源的确定极其重要，且不同污染源会因为密度的不一样，对水体也会产生不一样的污染情况。因此利用三维可视化平台，将水体情况形成三维空间可视化，传感器对水质情况全方位实时监测，并进行实时定位，最快帮助工作人员确定污染源头，且在进行数据采集时，可方便工作人员作出正确的处理方式。

3.2 大气监测中的应用

在社会经济发展中，大气污染是城市快速发展所带来的后果，因此对大气污染进行监测对于我们的生活至关重要，将三维可视化技术应用于大气空气监测中，对大气污染的监测水平可进一步提升。通过布设多个自动监测站点，以三维可视化技术，对相应区域实现三维场景构建，针对三维真实场景的实际情况，进行网格化布局，布设传感器监测设备，保证对大气污染的监测区域与效率达到最大。并通过传感器对空气质量进行采集，传输进入后台管理系统，方便监测人员更好的对空气质量进行监测。

3.3 生态与其他环境监测的应用

三维可视化技术在生态和其他环境监测的应用中都发挥着很多的优势，通过三维激光扫描进行三维模型构建，并在指定地点安装各种传感器，进行空间定位、实时监控，数据实时采集，并根据获得的数据进行分析，实现环境监测的动态化，让数据智能化、可视化，为环境污染情况等监测、预警、预测提供依据，实现环境自动监测。

4  三维可视化技术在环境监测方面的发展措施

4.1 加强环境监测技术人员的培训

三维可视化技术中环境监测技术人员的工作质量、准确效率等直接影响环境监测的效率，因此对环境监测技术人员的专业技术、实际操作能力等具有较高的要求。由于我国对环境监测投入的时间较短，部分地区对环境监测概念等认识不够深入，导致环境监测数据缺乏真实性、准确性和可靠性，进而影响污染治理等正确性。因此在实际环境监测过程中，通过提高监测技术人员水平、素质，加大培养力度，完善相关人员的质量控制准则，制定三维可视化平台的操作指引等，确保相关员工科学合理使用三维可视化技术，从而不断提升环境监测质量，以保证数据的科学合理与真实，为环境保护提供数据支持。同时大力引进专业的技术人才，推进环境监测技术的进一步发展。

4.2 全面提升环境监测技术的发展

随着我国信息时代的发展，我国环境监测技术也正在逐渐发展，虽然我国的环境监测系统初步形成，但由于环境监测的投入巨大，投资资金不足，导致环境监测相关配套设施无法得到落实。因此应该进行技术创新，研发新型技术，提高环境质量，满足社会环保诉求。同时利用多样化的环境监测设备，以三维可视化平台为基础，融入自适应环保大数据共享、处理平台[2]，对环境情况进行实时监控的同时，对相关监测设备进行全方位监管，提高各项数据的处理效率与效果，从而更好的为监测技术人员提供数据支撑，提高数据精准度，充分发挥其优势，更好的寻找污染物，为环境监测部门提供可靠数据。

4.3 加大政府投资力度

在环境监测工作中，政府应该加大资金投入力度，提高监测设备的装备水平、加大技术人员的培养投入与监测站的建设力度、引进先进的技术和设备，从而提升环境监测水平的水平[3]。同时加大与民营企业的合作，壮大环境监测队伍。

4.4 完善环境监测监督机制

环境监测在技术不断更新的同时更需要进一步加强管理，但目前环境监测管理体制存在很大的问题，缺乏对各种环境监测的约束与监督，甚至部分机构为了个人利益篡改数据、售卖数据等，严重影响环境监测等发展。因此需完善环境监测等监督机制，建立三维可视化平台规章制度，在一定程度下提高环境监测的透明度，完善环境监测质量的相关标准，科学监管各类设备，保证设备质量达标;根据各地区特点，简化工作管理体制，保证环境监测质量管理体系科学性和有序性;完善各地区环境保护体系，明确地区环保部门体系要求，对环境监测管理、保护工作进行有效执行[4]。从本质上解决环境保护问题;使环保监测机制的作用在工作中充分发挥优势。

5  结语

综上所述，随着我国的发展，我国环境问题也越来越严重，空气污染、水质污染等问题逐渐凸显出来，进行环境监测也就显得越来越重要。因此三维可视化技术的出现，在环境监测方面不仅可提高环境监测水平，还可提高数据采集的准确性、科学性和精确性等。希望能为我国的环境监测工作有一定的指导作用，促进环境监测事业的发展。

参考文献

[1] 闫鹏. 浅谈我国环保环境监测管理体系[J]. 资源节约与环保， 2014（2）：67.

[2] 詹志明， 尹文君. 環保大数据及其在环境污染防治管理创新中的应用[J]. 环境保护， 2016， 44（6）：44-48.

[3] 欧阳金浩. 浅谈环境监测在生态环保中的作用及发展措施[J]. 资源节约与环保， 2018，200（7）：75-76.

[4] 安子琴，马文亮.环境监测工作在环境保护中的重要性[J].资源与环境，2019，45（7）：81-82.