李 敏，孫 陽，曹 汐，周廣柱

(山東科技大學化學與環(huán)境工程學院，山東 青島 266590)

隨著我國經(jīng)濟和社會的發(fā)展,我國土壤污染日益嚴重,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工作迫在眉睫[1-4]?！锻寥牢廴痉乐涡袆佑媱潯?簡稱“土十條”)出臺以來,土壤污染風險評估與修復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)于加強土壤污染防治工作的意見》，2014年頒發(fā)了《污染場地風險評估技術(shù)導則》(HJ25.3-2014)[7]等一系列標準，這為污染場地的評估與修復工作提供了重要的科學依據(jù)，但實際的污染場地風險評估工作需要大量的走訪和實地勘測，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)覆蓋工程的推進使得智能手機的應用范圍越來越廣泛，為污染場地風險評估的野外數(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、免費和開放的平臺，具有以下特點：編程簡單、可移植性強、擴展性好以及易于維護，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 平臺污染場地風險評估輔助辦公軟件，實現(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)器進行交互，以確保數(shù)據(jù)訪問的一致性。

因為該評估系統(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)的維護難度，客戶端和服務(wù)器之間的交互采用HTTP協(xié)議進行，數(shù)據(jù)格式標準采用輕量級數(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，對采樣點進行精確的定位，系統(tǒng)自動儲存采樣點置信息。定位成功后，進入數(shù)據(jù)采集界面，在該界面將現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)輸入并進行保存，并可在該界面進行數(shù)據(jù)的修改與整理，確認數(shù)據(jù)準確無誤后，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)軟件進行評估分析，最終得出評估報告以及污染場地修復方案并建立數(shù)據(jù)庫進行保存。PC端將評估報告以及修復方案上傳至服務(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、對各采樣點準確定位、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客戶端通過輸入正確的身份信息以及密碼，連接遠程服務(wù)器對操作用戶的賬號信息進行驗證，驗證通過即可登錄Android端軟件。

1.3.2 GPS定位模塊

本功能要求用戶在手機的“設(shè)置”中的“位置服務(wù)”中選擇“GPS衛(wèi)星”。用戶在進入數(shù)據(jù)采集界面后，選擇“開始定位”功能時調(diào)用手機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定位功能對正在進行現(xiàn)場勘測的采樣點準確定位，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行相應的藥物處理和施用，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到防治的好效果，玉米喇叭口期用蘇云金桿菌300ml兌水50kg進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)推廣應用的有效輔助手段。

數(shù)據(jù)采集模塊主要實現(xiàn)的功能有獲取采樣點的位置信息，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)果進行查詢、添加、提交、刪除和輸出等操作。用戶確認無誤后，點擊提交將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器端。風險評估模型參數(shù)見表1。

表1 風險評估模型參數(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

手機客戶端采用人性化的圖文引導方式，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，當用戶點擊文本框時，界面顯示詳細的采樣點位置的經(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、獨立性、隔離性和跨平臺等特點。污染場地風險評估采集的數(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)庫表進行存儲，以實現(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)完成了污染場地風險評估輔助辦公軟件的設(shè)計與開發(fā)。該軟件較好的實現(xiàn)了野外調(diào)查的數(shù)據(jù)采集與整理、對各采樣點的準確定位、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，可輔助風險評估野外工作者對采樣點進行精確的定位，便于實現(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。