虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境工作中的應(yīng)用研究

韓小錚

（河北環(huán)境工程學(xué)院 河北秦皇島 066004）

引言

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）技術(shù)也被稱為“沉浸式多媒體”或“計(jì)算機(jī)模擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)[1]，是綜合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口、人工智能等多方面內(nèi)容的新技術(shù)，可以讓用戶利用計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備就可以達(dá)到接近實(shí)際的真實(shí)體驗(yàn)效果。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷完善，其已被廣泛的應(yīng)用在教育、管理、經(jīng)濟(jì)等方面的工作之中。環(huán)境工作涉及到了大量的空間、地表和地下的數(shù)據(jù)及模型，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以模擬實(shí)地場(chǎng)景的特征與環(huán)境工作的內(nèi)容相契合，因此虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境工作中有著廣泛的應(yīng)用前景。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境工作中，可以將以往傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)和平面資料立體化、直觀化，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以精準(zhǔn)的還原數(shù)據(jù)，當(dāng)其與數(shù)據(jù)模型、規(guī)劃評(píng)價(jià)等技術(shù)結(jié)合時(shí)，就可以為環(huán)境規(guī)劃和預(yù)測(cè)等工作服務(wù)[2]，提高這些工作的準(zhǔn)確性、真實(shí)性和可靠性。但由于技術(shù)條件等原因，目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境工作中的應(yīng)用還處于摸索階段，現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可在環(huán)境工作中的如下幾個(gè)方面進(jìn)行應(yīng)用。

1 環(huán)境教育方面的應(yīng)用

在我國(guó)目前的環(huán)境教育工作中，由于學(xué)生人數(shù)過(guò)多或考慮學(xué)生人身安全、經(jīng)濟(jì)等方面的問(wèn)題，對(duì)于一些環(huán)保設(shè)施設(shè)備的參觀實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)無(wú)法正常開(kāi)展，從而影響了教學(xué)質(zhì)量。而利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容中的設(shè)施設(shè)備制作成虛擬現(xiàn)實(shí)軟件，不僅可以讓學(xué)生足不出戶實(shí)現(xiàn)對(duì)于設(shè)施設(shè)備的全方位瀏覽，達(dá)到身臨其境的效果，還可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于設(shè)施設(shè)備結(jié)構(gòu)、原理的展示，從而起到提高教學(xué)質(zhì)量的作用。

2 環(huán)境執(zhí)法輔助工作中的應(yīng)用

我國(guó)目前的環(huán)境執(zhí)法工作任務(wù)繁重，由于工業(yè)行業(yè)類型眾多、生產(chǎn)工藝復(fù)雜，造成了環(huán)境執(zhí)法工作人員在現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)面臨很多難題。重污染行業(yè)的生產(chǎn)工藝非常龐雜、排污節(jié)點(diǎn)眾多，污染治理設(shè)施運(yùn)行情況難于掌握，帶來(lái)的問(wèn)題是執(zhí)法人員無(wú)法全面的掌握檢查要點(diǎn)，有可能在環(huán)境執(zhí)法工作中遺漏排污者的違法行為，影響執(zhí)法的效果，因此環(huán)境執(zhí)法人員急需對(duì)于重污染行業(yè)的環(huán)境執(zhí)法技術(shù)支持。目前雖有一些針對(duì)重污染行業(yè)的環(huán)境執(zhí)法指南文檔，但由于均為文字性內(nèi)容，執(zhí)法人員無(wú)法對(duì)排污節(jié)點(diǎn)、污染治理設(shè)施等執(zhí)法要點(diǎn)有直觀的認(rèn)識(shí)，而利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將重污染行業(yè)的生產(chǎn)工藝進(jìn)行仿真虛擬，并將執(zhí)法要點(diǎn)制作于軟件之中，執(zhí)法人員通過(guò)使用軟件，即可對(duì)于相關(guān)行業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)情況有實(shí)物化的認(rèn)知，從而提升執(zhí)法人員的執(zhí)法能力。

3 環(huán)境數(shù)據(jù)展示方面的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)技術(shù)目前已在環(huán)境工作中逐步推進(jìn)使用，隨著環(huán)境數(shù)據(jù)的積累，如何將數(shù)據(jù)直觀的展現(xiàn)給環(huán)境工作人員是當(dāng)前環(huán)境大數(shù)據(jù)技術(shù)研究中的關(guān)鍵內(nèi)容。通過(guò)使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將目前環(huán)境工作中的環(huán)境污染監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、污染治理設(shè)施在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、環(huán)境行政處罰數(shù)據(jù)等進(jìn)行整合，可以構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)展示平臺(tái)，將所有的數(shù)據(jù)在虛擬場(chǎng)景中展現(xiàn)出來(lái)，使用戶可以直觀、實(shí)物化的了解環(huán)境數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的價(jià)值。

4 環(huán)境規(guī)劃、預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以結(jié)合GIS等環(huán)境數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于相關(guān)數(shù)據(jù)的交互、三維可視化的展示，并可利用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件的仿真性進(jìn)行環(huán)境規(guī)劃工作。相對(duì)于傳統(tǒng)的環(huán)境規(guī)劃軟件的工作模式，基于虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境規(guī)劃軟件在工作時(shí)更為直觀，結(jié)果更為可靠。同時(shí)，利用目前的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于污染物擴(kuò)散的預(yù)測(cè)等工作，相較于傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)工具軟件，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的環(huán)境預(yù)測(cè)軟件的結(jié)果更為直觀，結(jié)果也更為準(zhǔn)確。

5 環(huán)境應(yīng)急方面的應(yīng)用

我國(guó)目前環(huán)境安全與應(yīng)急工作強(qiáng)調(diào)的是全過(guò)程管理，包括了事前準(zhǔn)備、事中應(yīng)對(duì)、事后恢復(fù)等方面的內(nèi)容，環(huán)境安全與應(yīng)急的很多工作中存在著一定危險(xiǎn)性，實(shí)際開(kāi)展時(shí)風(fēng)險(xiǎn)較高，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正好可以在這些方面發(fā)揮一定的作用。如在應(yīng)急演練工作中，可以使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同類型污染事故的模擬，實(shí)景模擬污染事故現(xiàn)場(chǎng)，供用戶演練使用，提高用戶的應(yīng)急演練水平。在污染事故發(fā)生時(shí)，可以使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合污染物擴(kuò)散模型進(jìn)行污染物擴(kuò)散的趨勢(shì)分析，相對(duì)于目前的軟件，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行污染物擴(kuò)散的趨勢(shì)分析，結(jié)果更為直觀和準(zhǔn)確。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，可以看出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一項(xiàng)新興的技術(shù)，利用其仿真性、沉浸性等特征，可以為環(huán)境相關(guān)工作服務(wù)，提高環(huán)境工作的效率。在進(jìn)一步的研究中，可以將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)等與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，提升相關(guān)環(huán)境工作的水平，更好的為我國(guó)環(huán)保事業(yè)服務(wù)。