基于Android端的場地風(fēng)險評估系統(tǒng)設(shè)計

李 敏，孫 陽，曹 汐，周廣柱

(山東科技大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，山東 青島 266590)

隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展,我國土壤污染日益嚴(yán)重,全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較嚴(yán)重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量問題堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出,土壤污染的防治與修復(fù)工作迫在眉睫[1-4]。《土壤污染防治行動計劃》(簡稱“土十條”)出臺以來,土壤污染風(fēng)險評估與修復(fù)問題引起了大眾的廣泛關(guān)注[5-6]。我國2004年頒發(fā)了《關(guān)于切實(shí)做好企業(yè)搬遷過程中環(huán)境污染防治工作的通知》，2008年頒發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)土壤污染防治工作的意見》，2014年頒發(fā)了《污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》(HJ25.3-2014)[7]等一系列標(biāo)準(zhǔn)，這為污染場地的評估與修復(fù)工作提供了重要的科學(xué)依據(jù)，但實(shí)際的污染場地風(fēng)險評估工作需要大量的走訪和實(shí)地勘測，這為評估工作者帶來極大的不便。

近年來，隨著移動技術(shù)的發(fā)展，Android 操作系統(tǒng)的發(fā)布和中國網(wǎng)絡(luò)覆蓋工程的推進(jìn)使得智能手機(jī)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，為污染場地風(fēng)險評估的野外數(shù)據(jù)采集工作提供了一種有效途徑。一方面隨著硬件成本的不斷降低，智能手機(jī)已非常普及，為污染場地的數(shù)據(jù)采集工作提供了硬件基礎(chǔ)；另一方面，Android 作為一個完整、免費(fèi)和開放的平臺，具有以下特點(diǎn)：編程簡單、可移植性強(qiáng)、擴(kuò)展性好以及易于維護(hù)，為污染場地的數(shù)據(jù)采集工作提供了有利的軟件環(huán)境[8]。為了使評估工作更加方便快捷，本文提出一種基于 Android 平臺污染場地風(fēng)險評估輔助辦公軟件，實(shí)現(xiàn)了污染場地現(xiàn)場勘測數(shù)據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)通信采集方案。

1 統(tǒng)設(shè)計

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計

基于Android平臺的污染場地數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體架構(gòu)中，工作者可以通過Android設(shè)備運(yùn)行訪問Android客戶端，也可以通過 WEB 瀏覽器訪問系統(tǒng) WEB 客戶端。Android 客戶端主要為用戶提供一個方便操作的采集與儲存數(shù)據(jù)的平臺，而WEB客戶端主要為用戶提供管理和維護(hù)數(shù)據(jù)的平臺，通過WEB服務(wù)器提供不同數(shù)據(jù)訪問接口與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行交互，以確保數(shù)據(jù)訪問的一致性。

因?yàn)樵撛u估系統(tǒng)涉及到Android設(shè)備和WEB瀏覽器這兩個不同的平臺，為了降低系統(tǒng)的維護(hù)難度，客戶端和服務(wù)器之間的交互采用HTTP協(xié)議進(jìn)行，數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)采用輕量級數(shù)據(jù)交互格式JSON。

1.2 軟件整體功能簡介

用戶登錄成功后，對采樣點(diǎn)進(jìn)行精確的定位，系統(tǒng)自動儲存采樣點(diǎn)置信息。定位成功后，進(jìn)入數(shù)據(jù)采集界面，在該界面將現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)輸入并進(jìn)行保存，并可在該界面進(jìn)行數(shù)據(jù)的修改與整理，確認(rèn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤后，將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器端。PC端工作者利用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從服務(wù)器下載所需數(shù)據(jù)利用PC端相關(guān)軟件進(jìn)行評估分析，最終得出評估報告以及污染場地修復(fù)方案并建立數(shù)據(jù)庫進(jìn)行保存。PC端將評估報告以及修復(fù)方案上傳至服務(wù)器，Android端可從服務(wù)器下載原始數(shù)據(jù)以及評估報告和修復(fù)方案并閱讀，為后續(xù)的評估工作提供重要參考。

1.3 功能模塊設(shè)計及界面設(shè)計

Android平臺客戶端的功能設(shè)計包括：用戶登錄、野外調(diào)查數(shù)據(jù)的采集與整理、對各采樣點(diǎn)準(zhǔn)確定位、將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器、資料查閱、軟件使用幫助。

1.3.1 用戶登錄模塊

用戶登錄模塊是用戶在手機(jī)客戶端通過輸入正確的身份信息以及密碼，連接遠(yuǎn)程服務(wù)器對操作用戶的賬號信息進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證通過即可登錄Android端軟件。

1.3.2 GPS定位模塊

本功能要求用戶在手機(jī)的“設(shè)置”中的“位置服務(wù)”中選擇“GPS衛(wèi)星”。用戶在進(jìn)入數(shù)據(jù)采集界面后，選擇“開始定位”功能時調(diào)用手機(jī)此時刻的定位信息并在此界面中顯示此位置信息 ，保存到本地數(shù)據(jù)庫。利用GPS定位功能對正在進(jìn)行現(xiàn)場勘測的采樣點(diǎn)準(zhǔn)確定位，根據(jù)定位信息填寫現(xiàn)場測得的數(shù)據(jù)。

1.3.3 數(shù)據(jù)采集模塊

病蟲害是農(nóng)業(yè)種植中必須注意的部分，也是玉米高產(chǎn)栽培技術(shù)推廣過程中需要進(jìn)行配套推廣的內(nèi)容，推廣工作人員需要針對所選玉米品種進(jìn)行病蟲害防治內(nèi)容的篩選，例如某山區(qū)多發(fā)玉米絲黑穗病和玉米螟，玉米種植過程中需要進(jìn)行相應(yīng)的藥物處理和施用，用粉銹寧、萎銹靈、速保利、氧環(huán)寧緩釋劑、多菌靈可濕性粉劑等對玉米的拌種都可以達(dá)到防治的好效果，玉米喇叭口期用蘇云金桿菌300ml兌水50kg進(jìn)行噴霧可以有效抑制玉米螟，因此玉米病蟲害并不可怕，只要采取了合適的防治手段，就可以得到有效抑制，可以成為玉米高產(chǎn)栽培技術(shù)推廣應(yīng)用的有效輔助手段。

數(shù)據(jù)采集模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能有獲取采樣點(diǎn)的位置信息，數(shù)據(jù)的輸入、分類整理以及儲存和上傳到服務(wù)器等功能，為野外現(xiàn)場調(diào)查的評估工作者提供一個存儲、整理資料的平臺。

完成對采樣點(diǎn)的定位功能后，將輸入到軟件中的土壤調(diào)查信息可直接存儲到本地數(shù)據(jù)庫文件中。完成輸入后，用戶可對現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果進(jìn)行查詢、添加、提交、刪除和輸出等操作。用戶確認(rèn)無誤后，點(diǎn)擊提交將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器端。風(fēng)險評估模型參數(shù)見表1。

表1 風(fēng)險評估模型參數(shù)說明

1.3.4 資料查閱模塊

該功能可查詢詳細(xì)的歷史土壤污染調(diào)查的相關(guān)資料，為現(xiàn)場調(diào)查方法和評估模型的建立提供重要參考。

1.3.5 軟件使用幫助

手機(jī)客戶端采用人性化的圖文引導(dǎo)方式，幫助用戶快速熟悉軟件的操作方法。

1.4 軟件主要界面設(shè)計

1.4.1 登錄界面

1.4.2 GPS定位界面

在界面上使用地圖顯示采樣點(diǎn)位置，并在底部位置設(shè)置一個文本框，文本框顯示開始定位，當(dāng)用戶點(diǎn)擊文本框時，界面顯示詳細(xì)的采樣點(diǎn)位置的經(jīng)緯度。

1.4.3 數(shù)據(jù)采集界面

采用問卷調(diào)查的方式，將現(xiàn)場測得的數(shù)據(jù)輸入，見圖1。

1.4.4 資料查閱界面

采用簡單界面，用戶直接在輸入框中輸入查詢內(nèi)容，在SQlite數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行搜索，搜索成功后界面上顯示用戶查找的內(nèi)容。

1.5 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

系統(tǒng)采用專門為嵌入式設(shè)備設(shè)計的輕量級的數(shù)據(jù)庫SQLite數(shù)據(jù)庫，其具有輕量級、獨(dú)立性、隔離性和跨平臺等特點(diǎn)。污染場地風(fēng)險評估采集的數(shù)據(jù)主要包括日期、經(jīng)緯度、數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)內(nèi)容，可以設(shè)計通用的數(shù)據(jù)庫表進(jìn)行存儲，以實(shí)現(xiàn)所有上報數(shù)據(jù)的存儲，同時滿足后期上報數(shù)據(jù)的擴(kuò)展需求。

在SQLite數(shù)據(jù)庫中，不僅提供了儲存基本數(shù)據(jù)的功能，而且提供了對二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲的能力，這樣可以確保把采集到的污染分布圖像信息存放到數(shù)據(jù)庫中，由數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一操作和管理。

圖1 Android 端數(shù)據(jù)采集界面

2 結(jié)語

本文基于Android端和GPS定位系統(tǒng)完成了污染場地風(fēng)險評估輔助辦公軟件的設(shè)計與開發(fā)。該軟件較好的實(shí)現(xiàn)了野外調(diào)查的數(shù)據(jù)采集與整理、對各采樣點(diǎn)的準(zhǔn)確定位、將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器以及土壤污染資料查詢四大功能，可輔助風(fēng)險評估野外工作者對采樣點(diǎn)進(jìn)行精確的定位，便于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、整理分類以及儲存，并將整理好的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器的功能，為野外評估工作者提供便利，提高工作效率。