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大气网格化监测的实践与思考南京云创大数据科技股份有限公司南京云创大数据科技股份有限公司自2011年成立以来，始终致力于寻找控制雾霾等环境污染的方法。
云创一直认为，控制雾霾，最重要的是需要做好两件事：一是随时要知道谁在污染；二是要严肃执法。
所以，从2011年开始，云创大数据就提出了网格化监测的做法（云创大数据CEO刘鹏教授曾任全军军事网格技术中心主任、获全军十大学习成才标兵称号）。
为此，这些年云创做了以下探索：一、云创对环境污染防治的尝试（一）PM2.5云监测平台对于PM2.5问题，目前环保部门一般通过建设大气监测站进行管控，虽然数值准确，但成本高，难以大规模部署监测站点，使得国控、省控等各级监测点位数量有限，由此成为了传统监测方法的一大挑战。
基于此，云创大数据在2011年研发了PM2.5云监测平台，通过广泛布设监测节点，用精度较高的进口传感器采集数据，并上传到后台的数据处理平台进行分析与展示，动态跟踪、定位环境污染源及其污染过程，彻底改变了我们在大气监测中的被动局面。
12图1 PM2.5云监测平台值得一提的是，在达到预期监测效果的同时，各个监测节点部署方便，只要往挂路灯、电线杆上一挂即可完成部署，同时与国内外动辄几十万的监测系统相比，性价比高，适合大规模网格化部署。
目前，云创在全国部署的PM2.5云监测节点已经达到5309个。
（二）昆山千灯化工园区环保空气在线监测平台此外，云创大数据被江苏省环保厅选中，为昆山千灯镇设计了环保空气在线监测平台，通过在园区布设了80个监测点（每个节点可监测4种主要污染指标，每个节点监测指标不尽相同），实时监控工业区内各企业的HCL 、SO2、环氧氯丙烷、TVOC 、甲醇、丙酮、NH3等有害物质含量。
迄今，该平台投入使用已经超过6年，在管理部门的有效指导与管理之下，工业园区以及昆山的空气污染得到了显著控制。
图2 昆山千灯环保空气在线监测平台（三）徐州工业园区空气质量预警监控平台为了改善工业园区日渐突出的污水排放、废气排放等环境问题，云创大数据为徐州工业园区设计了集雨水、污水、空气检测预警于一体的专有监测预警云平台，通过高精度的空气监测仪广泛采集PM2.5、H2S、NH3、NO2、SO2等空气质量数据，进行数据统计与趋势分析，整体把控环境污染情况，实时监测工业区的污染过程并追溯污染源头，同时结合监测点附近的监控摄像头实时跟踪企业管道废水排放情况，大大地方便了徐州工业园区的环境监测和治理。
城市网格化大气环境监测系统介绍环境监测是环境治理的基础，日益受到人们的关注和国家的政策支持。
传统的高成本、低密度的环境监测站已不能满足现今的监测需求。
采用新技术的低成本、高密度的环境监测系统才能发挥高效的监测效益,并已成为环境监测的主流发展趋势。
网格化大气环境监测系统采用最新的传感技术，有效降低了环境监测成本。
通过大范围部署监测点，实现对区域环境的高密度监测，形成网格化监测体系，打通了在线监测与政府监管之间的通道，为科学治霾、精准治污提供决策支撑。
有利于环境监测的实时性、精准性和环境治理的科学性。
1.对PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3等多个大气环境参数进行监测；2.24小时在线连续监测，全天候提供监测地点的空气质量数据；3.基于监测数据和GIS技术的环境地图，支持以时间和空间为条件的数据回放和统计排名，使人员可直观、全局地掌握环境情况，为环境治理提供决策依据和技术支持；4.依托环境地图的直观表现和数据回放，可以直观的追寻到污染产生的源头，并监视其扩散和消散的轨迹，对于精准防霾，提供数据依据，保证数据可追溯；5.提供柱状图、折线图等多种形式的统计，并可导出Excel、XML、TXT、SQL、CSV、JSON 等多种报表；6.系统采用一体化工业设计，安装简单方便，外表美观大方，为市容增光增色；7.自动报警、提前预警，及时预防和治理污染。
网格化大气环境监测管理平台可通过手机APP和WEB端实现GIS地图展示、历史数据查询、参数对比、时段分析、数据报表、站点排名、空间分布、分类统计等功能。
城市环境网格化在线监测系统，微型空气质量自动监测站，大气网格化监测设备产品特点1、结构设计合理，可同时监测气体参数和可吸入颗粒物、气象参数等，标配监测参数为PM2.5、PM10、NO2、SO2、O3、CO六项，俗称“两尘四气”。
2、气体、颗粒物分两路采样，气体又单独分路进气，避免互相干扰，气体采样内置微型。
大气环境监测与预警系统建设随着城市化进程的加快和工业化水平的提高，大气污染问题在世界范围内引起了广泛关注。
空气质量直接关系到人们的健康和生活质量，因此，大气环境监测与预警系统的建设变得越来越重要。
本文将探讨大气环境监测与预警系统的建设和发展，以及它的意义和挑战。
一、大气环境监测系统的建设大气环境监测系统是通过收集、传输和分析大气污染相关数据，来评估和监测大气环境质量的一种技术体系。
这个系统通常包括空气质量监测站、气象监测站、排放源监测设备、数据传输设备等。
首先，空气质量监测站是大气环境监测系统的核心组成部分。
监测站具有多种传感器和仪器，能够实时监测空气中的污染物浓度，如二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物等。
这些数据不仅能够帮助评估空气质量，还可以为后续预警系统提供数据支持。
其次，气象监测站对于大气环境监测也非常重要。
通过收集气象数据，例如风速、风向、湿度等，可以帮助分析和预测大气污染的扩散和传播路径。
这对于预警系统的建设至关重要。
此外，排放源监测设备也是大气环境监测系统中的关键组成部分。
这些设备可以实时监测工业企业、发电厂、车辆尾气等排放源的污染物排放情况。
通过对这些数据的分析，可以更加准确地评估大气环境质量，并及时采取相应的控制措施。
二、大气环境预警系统的建设大气环境预警系统是在大气环境监测系统基础上发展而来的一种预测和预警机制。
它通过分析监测数据、建立模型和算法，来预测和预警大气污染事件，为决策者提供更及时和有效的控制措施。
预警系统的建设离不开人工智能和大数据分析的支持。
通过收集和整合大量的气象、环境、社会经济等数据，预警系统可以建立模型，并通过算法分析来帮助预测污染事件的发生概率和程度。
这些预测和预警结果可以有效指导政府和相关部门在污染事件发生之前采取应对措施，以减少人员伤害和环境破坏。
三、大气环境监测与预警系统的意义和挑战大气环境监测与预警系统的建设对于改善空气质量、保护公众健康至关重要。
大气网格化环境监测系统
空气质量与人的日常生活相关，近年来，随着经济的高速发展，污染也逐渐增加，根据十九大报告中提出的“保护生态环境就是保护生产力”、“青山绿水就是金山银山”，我们要切实做好环境监测与治理。
大气网格化环境监测系统是一种集数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的环境监测系统。
大气网格化环境监测系统采用单元网格布点管理的方式，可按照城市区域功能区、产业布局等形式将监测终端进行网格化部署，对城市大气环境进行实时监测监控。
监测终端根据需要监测的参数因子，在城市的各个角落分布，可监测PM2.5、PM10、噪声、气象五参数、SO2、CO2、NO2、O3等等多种监测因子，根据道路环境的不同，厂区的不同、污染源的不同选择性布点监测，监测设备与物联网大数据的结合相当于“千里眼”和“顺风耳”的有效组合，可以实现环境监管从“人防”到“技防”的转变，提升环境治理的智能化、精准化监管。
系统具有部署快速、方便灵活等特点，实时监测并发布监测数据，将传统的静态记录以多样化的形式展现，实现了数据可视化。
系统还具有超标预警、超标报警、执法调度等多种功能，可在移动端、WEB端以及大屏端实时查看和远程监管。
为预测预警，溯源及治理等环保决策提供数据支持。
科技成果——天地一体化大气环境监测与预警系统适用范围该技术主要应用为大气污染防治领域，技术服务过程中设备监测点应位于城市的污染物输送通道上，能兼顾不同区域的分布及输送观测，周围不应有明显污染源，监测站点应尽量位于已有站点，方便数据对比及设备安装且附近无强大的电磁干扰，周围有稳定可靠的电力供应。
成果简介以卫星遥感技术、先进激光雷达监测技术和地面网格化监测技术为核心，采用多层次、多尺度组网监测方案，建立天地一体化大气环境立体监测体系和智能网格化巡查管理平台。
从而全面掌控监测区域的空气污染情况，助力环境管理者科学管理、综合施策。
本技术初步建立了一个“三层次大气污染天地一体化监测体系”。
该体系首先基于卫星遥感和大气模式监测手段，在较大尺度上实现对区域大气污染物时空分布及其总体趋势的监测，并初步判断该区大气污染成因（本地排放或者外源输入），并对污染传输过程进行预测；其次，建立激光雷达大气立体监测（水平扫描+垂直观测）系统，实现对重点监控区——大气污染物三维分布与传输过程的有效追踪，并识别目标区域的主要大气污染源；最后，通过激光雷达扫描结果建立地面监测网格站点，实现对重点区域大气污染源的精确分析，精准治理。
知识产权情况一种基于空天地一体化的大气环境智能化管理系统，201811035270.0。
技术效果该技术实现对区域大气污染物时空分布及其总体趋势的监测，并初步判断该区域大气污染成因，并对污染传输过程进行预测，其次对重点监控区大气污染物三维分布与传输过程的有效追踪，并识别目标区域的主要大气污染源。
最后通过激光雷达扫描结果建立地面监测网格站点，实现对重点区域大气污染源实时监测，发现污染源平台及时发布，网格员现场踏勤确认污染源并将现场情况反馈平台，平台主动通知责任部门开展精准治理，提高环境治理规划、污染物减排目标及最优路线图制定的决策水平，改善环境的同时，降低相应经济成本。
本技术通过卫星数据采用多信息融合技术和嵌套混合模型，得到实时高覆盖PM2.5时空分布，空间覆盖率提高了30%，时间分辨从天提升到小时。
大气污染网格化监测预警平台建设解决方案1概述（一）面临的问题目前，秸秆焚烧已经成为我国农业地区大气环境污染的重要污染源之一，秸秆的露天焚烧属于低温焚烧，不完全燃烧，其烟气中含有大量的一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、光化学氧化剂和悬浮颗粒物等造成了严重的大气污染破坏，且会在一定程度上加重雾霾的发生，不仅如此，各地区每到收获的季节因为焚烧秸秆而引发火灾的事情时有发生，给大气质量、生态环境、交通安全和火灾防护都造成了极大的危害。
（二）秸秆焚烧监管难的原因政府管理部门虽然对秸秆焚烧管理极为重视，每年都会投入大量人力物力监控秸秆焚烧的情况，但秸秆焚烧现象仍然屡禁不止，每年仍有大量秸秆被当作废弃物直接焚烧，究其原因主要是以下几点：➢点多面广，监管人员匮乏，监管力不从心农田分布广泛，面对季节性的秸秆焚烧问题，相对少量的监管人员，仅靠人力无法管理如此大的范围。
➢监测手段单一，监测效率低下部分地区依靠监管人员巡查或视频监控巡查等方式，无法第一时间自动监测到秸秆焚烧事件，使得监管人员无法快速响应，很难在第一时间赶往现场。
➢缺乏自动预警机制，信息获取滞后过多的依靠人力去完成监管，缺乏自动化的预警机制，监测信息获取滞后。
（三）解决办法针对上述问题，云创大数据汲取全国两百多个城市大气污染管理的经验，通过结合物联网、云计算及人工智能技术总结出解决我国农业地区秸秆焚烧问题的解决办法如下：➢网格化的监测模式利用高性价比的新型前端监测设备，在重点秸秆焚烧区域内实现高密度的网格化采样布点，实现“区域全覆盖，管理无死角”以较小的经济代价解决监管范围大、监管人力不足的问题。
➢自动化在线监测采用微型在线监测前端监测空气质量六因子（SO2、CO、O3、NO2、PM2.5、PM10），同时结合高空瞭望视频监控，从空气指标及视频图像两方面进行秸秆焚烧监测，全面感知区域内大气环境质量，从而提高大气环境监管水平。
➢人工智能自动识别+自动定位运用人工智能技术，基于高空瞭望视频，自动分析识别出秸秆焚烧事件，并进行定位，然后向相关人员发出预警，监管人员接到预警后迅速出动前往现场解决事件。
濮阳市大气污染防治网格化精准监控及决策支持系统项目项目技术、服务标准和需求招标内容濮阳市大气污染防治网格化精准监控及决策支持系统项目项目技术、服务标准和需求建设概述濮阳市大气污染防治网格化精准监控及决策支持系统项目的建设包括敏感点监控网格、环境空气质量监控网格，重点污染源监控网格和移动监测车监控网格等。
其中，环境空气质量监控网格包含城市、乡镇、农村、背景区域、城乡结合部、传输通道等空气质量监控网格；重点污染源监控网格可以根据监控对象的不同，分为工地扬尘、企业、矿山、工业园区、道路交通、生活餐饮、汽车喷漆等监控网格。
技术要求2.1六参数空气质量微型站设备用途六参数空气质量微型站能在线监测大气环境中PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3、CO、温度、湿度等的微型化仪器。
仪器采用灵活的取电方式，使用电化学、光学等多种高精度传感器，检出限低、出数准确、时间分辨率高，具有体积小巧、价格低廉等特点，适合网格化、密集化布点。
设备基于无线通讯技术，大量的微型站可与服务器之间保密安全的通讯，将监测数据汇集到“云平台”。
通过大量网格化高密度布点，配合气象参数，结合云计算平台，可实时掌握区域内污染物的时空分布，发现重点污染源，找到合理的减排点，从而可有针对性的降低重点地区污染物的排放情况，达到改善整个区域的环境质量的目的。
设备参数六参数微型站技术参数技术指标六参数微型站技术指标2.2颗粒物微型站设备用途颗粒物微型站适用于道路扬尘、建筑工地、商混企业等地区的颗粒物/扬尘监测。
设备参数颗粒物设备参数技术指标颗粒物微型站的技术指标2.3 TVOC微型站设备用途TVOC微型站能专业化在线监测大气环境中TVOC(总的挥发性有机物)、温度、湿度等参数的微型化仪器。
设备采用灵活的取电方式，可选择市政供电和/或太阳能供电，同时采用了超低功耗设计，单独使用太阳能供电时，持续工作时间可以达到1个月，大幅度提升了仪器野外工作范围。
仪器采用PID传感器与金属氧化物传感器相结合的方式，测量准确性高，检出限低至1ppb，时间分辨率高，使用寿命长。
网格化环境监测系统配置操作手册目录一、系统介绍 (4)1.1系统概述 (4)1.2 系统特点及优势 (4)1.3 系统架构 (5)1.4 系统拓扑图 (6)1.5产品清单 (7)1.6 产品实物 (8)1.7 系统配置及参数 (9)二、系统组成 (10)2.1 综合监测单元 (10)2.2 风象监测单元 (11)2.3 数据采集处理单元 (12)三、系统组成 (13)3.1 安装须知 (13)3.2安装零部件 (13)3.3安装接线 (14)四、软件配置 (16)4.1 初次登录 (16)4.1.1数据上报设置 (16)4.1.2传感器选择 (17)4.1.3云平台核实 (19)五、数据展示平台 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。
一、系统介绍1.1系统概述网格化环境监测体系的标准监测终端系统，是一种集气象数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的环境采集系统。
该系统采用单元网格布点管理的方式，按照“网定格、格定责、责定人”的理念，建立“横向到边、纵向到底”的区域网格化监控平台，应用、整合多项智慧环保技术，在全面掌握、分析污染源排放、气象因素的基础之上，采用因地制宜的灵活设点方法进行部署。
实时统计各街道、监测点的监测设备数据，并根据各监测点的环境条件及其污染情况，来分析与推测区域内整体的排放情况。
实现对热点排放区域整体监控，污染物扩散趋势推算，排放源解析等功能，同时结合物联网、智能采集系统、地理信息系统、动态图表系统等先进技术，整合、共享、开发，建立全面化、精细化、信息化、智能化的区域在线监测平台，实现对控制污染源无组织排放，减少大气污染等综合管理，为制定节能减排方案提供可靠的数据信息和科学的辅助管理决策。
46中国环保产业2016年第6期研究与探讨Research & Discussion陈 红1,2（1.河北省环境保护开发总公司，石家庄 050000；2.河北省环境保护产业协会，石家庄 050000）摘 要：综述了实现大气污染防治网格化监控系统的目的、意义、主要功能和应用实例，提出网格化监测系统对准确查找污染源、实时掌握整个区域大气质量变化情况，提升大气污染防治的监管能力和水平起到了重要作用。
关键词：网格化；监测系统；大气污染防治中图分类号：X831 文献标志码：A 文章编号：1006-5377（2016）06-0046-03大气环境网格化精准监测系统概述前言“十三五”期间，国家对以大气、水质、土壤为基础的生态环境监控进一步完善，以互联网+、大数据、智慧环保为基础的环境网格化监控和管理是重要发展方向之一。
大气污染防治网格化监控预警及决策支持系统，主要针对敏感区域、重点工业企业和建筑工地、道路交通等多种环境监测对象，通过大密度监测网格布点，实时监控区域内主要污染物动态变化，快速捕捉污染源的异常排放行为，做到实时预警，为精准治霾提供科学的大数据评估，以提升大气污染防治的监管能力和水平。
1 实现网格化监控系统的目的网格化监控技术是一项严谨、科学的综合监测技术，对覆盖整个区域的网格化监控系统所生成的海量数据，通过大数据批量甄别、处理并进行综合分析、应用，最终起到“精准监测”“实时源分析”“及时管理”“靶向治理”“预警预报”“减排评估”等作用。
只有突破原有监测系统的技术瓶颈，实现真正意义上的网格化监控，才能成为政府大气污染治理的有力抓手。
网格化监控预警及决策支持系统的建设和运行，为大气污染防治提供了有力的科技支撑，可促进治理大气污染由凭经验、凭感觉、粗放式管理向网格化、实时化、精准化管理转变，减少工作的盲目性，大幅提升治霾的工作效能；通过科学先进的管理方法，实现网格化监控系统监控，在微观上，可实时反映局部区域的污染物排放及扩散状况，在宏观上，可反映出整个区域的空气质量，进而推动区域空气质量持续改善。
大气环境监测大数据平台项目实施方案项目概述大气环境监测大数据平台项目旨在建立一个集数据采集、存储、处理和分析于一体的大气环境监测系统。
通过采集大量的大气环境数据，并对这些数据进行分析和挖掘，实现对大气环境状况的实时监测和预测，为环境保护和城市规划提供科学依据。
本文将介绍该项目的实施方案。
项目目标•建立一个大气环境监测大数据平台，用于集中存储和管理大气环境数据。
•开发出一套完善的数据采集系统，实现对大气环境数据的实时采集。
•建立数据处理和分析模块，实现对大气环境数据的清洗、分析和挖掘。
•提供可视化界面，为用户展示大气环境数据的实时状况和趋势预测。
项目实施方案数据采集系统1.选择合适的传感器设备，并与各监测点进行布置。
2.配置数据采集设备，确保数据的准确采集和传输。
3.开发数据采集系统，实现对传感器数据的实时读取和传输。
4.设计数据传输协议，确保数据的安全传输和存储。
数据存储和管理1.利用云存储技术搭建数据存储平台，确保数据的安全存储和可靠性。
2.设计数据库架构，建立合适的数据表结构，用于存储和管理大气环境数据。
3.开发数据管理系统，实现对数据库的访问和维护。
数据处理和分析1.设计数据预处理算法，对原始数据进行清洗和去噪。
2.利用机器学习和数据挖掘算法，对清洗后的数据进行分析和挖掘。
3.开发数据分析模块，实现对大气环境数据的统计分析和趋势预测。
可视化展示1.设计用户界面，实现大气环境数据的可视化展示。
2.开发前端页面，通过数据可视化技术将大气环境数据以图表或地图等形式展示给用户。
3.设置数据更新频率，确保用户界面显示的数据是实时的。
项目进度和交付根据上述实施方案，我们将按以下步骤进行项目实施和交付：1.项目启动和需求分析：确定项目需求，了解用户需求和期望，制定项目计划。
2.数据采集系统搭建：采购传感器设备并进行布置，配置和测试数据采集设备。
3.数据存储和管理平台搭建：选择云存储服务提供商，搭建数据存储平台，设计数据库架构。
