十九世纪的末期,英美等发达国家率先开展了环境监测系统的设计,美国是先由 卫生部门、公共卫生协会和工业卫生协会及水污染控制协会等单位牵头[2],指导实施 全国范围内的关于水质、空气、放射性污染物的监测,历经半个多世纪,美国的国家 环保局(EPA)便正式成立了,EPA 成立之后,全美国的环境监测工作便由其统一进行 指导。在二十世纪初,德国的科学家 Marson (马森)和 Kolkwitz (科尔克威茨)提出 了污水生物系统( saprobien ),此系统的原理是通过检测污水中的不同藻类生物 的含量来进行评价水体的污染状况以及自净状况,这一发现为深度发展生态环境监 测系统提供了重要的思路。在 50 年代后期,诸多学者在这一方向进行的深层次的研究[3],从 50 年代后期到 70 年代后期,生态环境监测逐步成为了活跃的科学研究领 域,并且在理论原理和监测方法上获得了更加丰富的成果,使这一研究方向在环境监 测中占据了特殊的地位。
在中国,人们在生态环境状况监测方面的重视程度远不如对环境污染方面的监 测方面,在生态环境监测方面的针对性与规范性都相对不足,而且在生态环境监测 系统硬件技术开发方面的研究不足,监测技术水平也比较低。目前我国还没有彻底 完善对大区域的生态环境的监测工作,仅存在一些特定区域的生态环境监测点。从 整体上来说,我国并没有建立起完整的生态环境状况的监测网络,只建成了一些还 处于初级阶段的小型的生态环境监测网络,没有将生态环境监测站的建设作为重 点。据统计,在 2009 年,发表了大约 277 篇关于环境监测的论文[4],但是其中与生 态环境监测有关的论文少之又少,这也间接的说明了生态环境监测是现阶段很重要 的问题。
2、 虚拟仪器的研究现状
虚拟仪器技术是美国国家仪器 NI(National Instruments)公司提出的虚拟 测量仪器(VI)的概念,该项技术即结合了测试技术又结合了计算机技术,是两门 最新学科技术的完美升华,将仪器理论和技术、测试测量原理、计算机接口技术、高速总线应用技术以及图形软件编程技术融于一体,虚拟仪器的概念使计算机技术 和网络技术充分的应用于仪器领域,和仪器技术相结合,也即其提出的“软件即是 仪器” 的核心思想[5],使传统仪器领域开始了一场重大变革。虚拟仪器是通过结合 硬件和软件在计算机上构成的,他是一种具有可视化界面的新型仪器,这种新型仪 器的出现对传统仪器的冲击巨大。虚拟仪器在设计上不受传统仪器模式的约束,每 个使用者均可根据自己的要求和使用目的用计算机来完成具有不同功能的虚拟仪器 设计,在使用这些虚拟仪器的过程中,可以通过改变不同的虚拟程序中的控件来设 计不同功能的测试,也可以通过修改各控件之间的组合方式来设计不同的测试方 法。在仪器研究方向,虚拟仪器的这种“可开发性”与“可扩展性”使其具备了更 强大的生命力和在发展的道路上的竞争力。
虚拟仪器以 PC 机为平台的开发环境有很多,其中主要有 Visual Basic,Visual C++, HP 公司开发的 VEE 和 NI 公司开发的 Lab Windows/CVI、 LabVIEW 等[6],其中 使用 VB、VC、Lab Windows/CVI 可以进行开发可视化程序,但是它们在开发的过程中 对技术人员的高级编程能力要求很高,并且开发所需要的时间较长;HP 公司开发的 VEE 开发工具是一种使用者众多的采用图形化编程的虚拟仪器平台,使用该平台编写 的相关程序是逐步解释执行的,使得在运行时速度会比较慢。
LabVIEW 软件可以将各种复杂的编程语言转换成简单的(功能)图形控件后使用 线条把各种控件连接起来构成符合自己要求的程序,这就让不是非常熟悉编程的开发 人员也可以按照自己的思路将要求的任务更快速地用这种简单的图形编程方法“画” 出对应的程序面板,这种编程方法不仅可以减少工作量,还可以大幅度提高工作效率, 是极受欢迎的虚拟仪器开发平台。 国内外环境监测技术研究现状:http://www.chuibin.com/yanjiu/lunwen_206540.html

