淺談電子信息領域在環保方面的應用及影響

(四川大學電子信息工程 四川 成都 610000)

Abstract:with the rapid development of China's economy in recent years,both scientific and technological research and industrial production are consuming a large number of natural resources.The health and stability of our human society is based on natural resources and the environment.With the progress of science and technology,a great challenge we are facing is environmental protection.In addition to the improvement of policies and systems,in the field of electronic information,we can use a variety of technologies to resolve environmental issues,such as water pollution,air pollution,industrial wastes and natural disasters caused by excessive resource exploitation.In addition,this paper will briefly discuss the environmental impact of pollutants caused by the development of the electronics industry.

Keywords:electronic field,the prevention of environmental pollution,digital image processing,3S technology,electronic pollution

一、利用數字圖像處理技術檢測顆粒污染物

數字圖像處理是一種通過計算機實現對圖像進行去除噪聲、增強、復原、提取特征、分割等操作的技術。該技術在環境、軍事、工業和醫學等領域有著十分廣泛的應用需求。

通常我們進行顆粒檢測的傳統方法有沉降法、激光粒度分析法等,這些方法的測量精度受顆粒團聚等因素影響,不僅速度慢且可重復性差。此外還僅能得到當量球徑,難以體現真實的形狀。為了解決這些問題，通過數字圖像檢測的方法可以大幅度提高速度并且增強精度。

顆粒檢測系統的原理是通過數碼相機采集圖像并傳輸至計算機進行圖像預處理(降低圖像質量引起的誤差)；二值化處理(將顆粒物從背景獨立出來)；最后自動檢測出圖像顆粒的個數圖像顆粒的面積、周長、粒徑等參數并同原圖進行比較分析,得到每個顆粒的實際參數指標。

對于數字圖像來說，每幅圖像都是由若干像素點組成的，像素的灰度值在0—255之間。在我們采集到水體樣本或者是空氣樣本的圖像后，我們所需要分析的目標顆粒物與背景最大的區別就是灰度值。此時通過對圖像進行閾值處理，將大于該閾值的目標物灰度值設置為255，小于該閾值的背景灰度值設置為0。該過程就叫做二值化，能夠將目標顆粒物更為直觀的呈現給我們同時方便后續計算機的分析和計算。

除了環境樣本的圖像，數字圖像處理技術同樣還可以用于對衛星圖像進行分析處理，例如對衛星所采集到的水域(河流、海洋等)圖像，我們可以觀察其富營養化(赤潮現象)的程度來判斷其受到各類廢水所污染的程度。赤潮是一種伴隨著浮游生物的驟然大量增殖而產生的現象，具體體現為水面發生大規模變色。這種現象的特征使我們所采集到的數字圖像中受污染的水域與正常水域之間具備灰度值的差異，同樣能夠使用二值化的方法來進行分析處理。

二、通信技術在環境方面的應用

在上一部分中提到了衛星采集圖像，衛星是現代通信技術發展的產物，同樣屬于我們電子信息領域所研究的范疇。這方面的技術在環境方面的應用則體現在了利用3S技術的環境質量評估。3S技術是遙感(RS)、地理信息系統(GIS)、和全球定位系統(GPS)的三者統稱。RS技術是從環境遙感影像數據中提取環境信息，GIS技術通過強大的空間分析功能對環境數據進行分析和處理，GPS技術則提供了精確導航和空間數據。

我國是一個自然災害種類繁多且重大災害頻發的國家，3S技術在森林蟲害、沙漠化、洪澇、干旱、林火等災害監測中應用廣泛，在自然環境災害的檢測與評估中提供了技術支持。3S技術可對水土流失、土地沙化和鹽堿化、森林和草場的退化與消失、海水入侵、河流斷流等進行監測。此外還可以對由于過量開采地下水而導致的地面沉降進行實時監控，檢測赤潮的發生時間與地點并進行實時播報；

環境質量評估本身是一項非常具有意義的科研領域，現目前國內外已經著手進行一些應用3S技術進行環境評估的研究。由于技術體系尚未完善，受到各種條件的限制，3S還未大規模普及，但其發展前景非?？捎^。

三、電子產業所產生的污染

電子信息領域的飛速發展需要大型大量的工業生產，因此電子產業不可避免地會對環境造成一定污染。污染的程度與與電子產業所需的材料以及生產工藝密切相關。比如，平面磨床干磨或拋光金屬零件時產生的大量金屬粉塵；高速切削時產生的油煙；電、氣焊及等離子切割時產生的金屬蒸汽；各種激光操作及外加工時產生的粉塵；印制板生產過程中產生的膠木粉塵；蝕刻機、去膜機、顯影機產生的酸堿蒸汽；黑化設備產生的堿性廢氣以及有機溶劑清洗產生的四氯化碳等有機物廢水等。這些粉塵、廢氣、廢水等工業污染物不僅對人體有害，同時無法被環境所降解，帶來的是持續長久的負面影響。

電子信息領域的蓬勃發展，改變了社會經濟運作模式，帶動了我國高新科技產業的生產，不斷創造著新的社會價值。電子行業與傳統產業的結合，在使電子行業在技術上取得質的飛躍的同時，為傳統產業的發展帶來更為寬闊的空間，向科技化產業轉型。電子產品制造業要實現科技與可持續發展的共存，需要重視生產工序及有效的控制排放。我們需要為電子信息產品制造業的生產和廢物處理制訂專門的技術法規和標準，對電子信息產品制造業全生產過程的環境行為進行有效的規范和管理，減少電子信息產品生產和廢棄物處理過程中對環境的污染和破壞。更重要的是，在將來我們技術崗位在設計產品的同時要敢于創新，從設計層面做到減排和成本節省。