空氣質(zhì)量是影響人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境的重要因素，隨著工業(yè)化和城市化的發(fā)展，空氣污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，對(duì)人類(lèi)的生命安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了巨大的威脅。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的報(bào)告，全球每年有約700萬(wàn)人死于與空氣污染相關(guān)的疾病，其中90%發(fā)生在低收入和中等收入國(guó)家。因此，及時(shí)、準(zhǔn)確、全面地監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量，對(duì)于制定有效的環(huán)境保護(hù)政策，預(yù)警和應(yīng)對(duì)空氣污染事件，提高公眾的環(huán)境意識(shí)和參與度，具有重要的意義。

傳統(tǒng)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要依靠固定的、分布稀疏的、成本高昂的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，通過(guò)專(zhuān)業(yè)的儀器設(shè)備，對(duì)空氣中的主要污染物進(jìn)行定點(diǎn)、定時(shí)、定量的采樣和分析。這種方式雖然可以提供較高的數(shù)據(jù)精度和可靠性，但也存在以下幾個(gè)方面的局限性：

空間覆蓋不足：由于監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)量有限，往往只能覆蓋部分城市區(qū)域或重點(diǎn)區(qū)域，無(wú)法反映城市內(nèi)部或區(qū)域之間的空氣質(zhì)量差異和變化趨勢(shì)。例如，根據(jù)中國(guó)環(huán)境保護(hù)部（MEP）發(fā)布的《2017年中國(guó)城市環(huán)境狀況公報(bào)》，全國(guó)共有338個(gè)地級(jí)及以上城市建立了國(guó)家控制站點(diǎn)共1436個(gè)，平均每個(gè)城市只有4.2個(gè)站點(diǎn)。

時(shí)間延遲較大：由于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)采樣、傳輸、處理、審核等多個(gè)環(huán)節(jié)，往往需要數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天才能向公眾發(fā)布，無(wú)法實(shí)時(shí)反映空氣質(zhì)量狀況和變化。例如，根據(jù)中國(guó)環(huán)境保護(hù)部（MEP）發(fā)布的《2017年中國(guó)城市環(huán)境狀況公報(bào)》，全國(guó)338個(gè)地級(jí)及以上城市中只有153個(gè)城市實(shí)現(xiàn)了小時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)布。

數(shù)據(jù)共享不充分：由于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)涉及多個(gè)部門(mén)和機(jī)構(gòu)的利益和責(zé)任，往往存在數(shù)據(jù)孤島、數(shù)據(jù)壁壘、數(shù)據(jù)不透明等問(wèn)題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)利用效率低下，無(wú)法形成有效的數(shù)據(jù)協(xié)同和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。例如，根據(jù)中國(guó)科學(xué)院（CAS）發(fā)布的《中國(guó)空氣質(zhì)量科學(xué)評(píng)估報(bào)告》，全國(guó)共有約1.5萬(wàn)個(gè)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，但只有約10%的數(shù)據(jù)向社會(huì)公開(kāi)。

公眾參與不夠：由于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)缺乏個(gè)性化、互動(dòng)性和可視化等特點(diǎn)，往往難以引起公眾的關(guān)注和興趣，無(wú)法滿(mǎn)足公眾對(duì)空氣質(zhì)量信息的多樣化需求，也無(wú)法激發(fā)公眾參與環(huán)境保護(hù)的積極性。例如，根據(jù)中國(guó)社會(huì)科學(xué)院（CASS）發(fā)布的《2017年中國(guó)城市藍(lán)皮書(shū)》，全國(guó)城市居民對(duì)空氣質(zhì)量的滿(mǎn)意度只有49.3%，而對(duì)空氣質(zhì)量信息的獲取方式的滿(mǎn)意度只有38.6%。

為了克服傳統(tǒng)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的局限性，提高空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的效率和效果，近年來(lái)出現(xiàn)了一種新型的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)——網(wǎng)格化空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

網(wǎng)格化空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指利用大量分布廣泛、成本低廉、功能多樣的移動(dòng)或固定式傳感器設(shè)備（如智能手機(jī)、車(chē)載設(shè)備、無(wú)人機(jī)、路燈等），通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)，將空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到云端平臺(tái)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，對(duì)空氣質(zhì)量進(jìn)行高分辨率、高頻率、高維度的監(jiān)測(cè)和評(píng)估，形成網(wǎng)格化的空氣質(zhì)量分布圖和預(yù)測(cè)模型，并通過(guò)多種渠道和形式，向公眾和決策者提供空氣質(zhì)量信息和服務(wù)。

網(wǎng)格化空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

空間覆蓋廣泛：由于傳感器設(shè)備數(shù)量眾多，可以覆蓋城市的各個(gè)角落，甚至是農(nóng)村、山區(qū)等偏遠(yuǎn)地區(qū)，可以反映空氣質(zhì)量的細(xì)微差異和變化趨勢(shì)，提高空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的精度和靈敏度。例如，北京市利用約1.2萬(wàn)個(gè)路燈桿上安裝的傳感器設(shè)備，構(gòu)建了一個(gè)覆蓋全市范圍的網(wǎng)格化空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了每平方公里一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每15分鐘更新一次數(shù)據(jù)。

時(shí)間響應(yīng)及時(shí)：由于傳感器設(shè)備可以實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)，無(wú)需經(jīng)過(guò)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和審核環(huán)節(jié)，可以實(shí)時(shí)反映空氣質(zhì)量狀況和變化，提高空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的時(shí)效性和實(shí)用性。例如，上海市利用約3萬(wàn)輛出租車(chē)上安裝的傳感器設(shè)備，構(gòu)建了一個(gè)覆蓋全市范圍的網(wǎng)格化空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了每平方公里約10個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每5分鐘更新一次數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)共享充分：由于傳感器設(shè)備可以采用開(kāi)放式的數(shù)據(jù)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通和互操作，打破數(shù)據(jù)孤島和壁壘，提高數(shù)據(jù)的透明度和可信度，促進(jìn)數(shù)據(jù)的協(xié)同和驅(qū)動(dòng)。例如，美國(guó)加州利用約1.2萬(wàn)個(gè)由公眾自發(fā)購(gòu)買(mǎi)并安裝在家庭或辦公場(chǎng)所的傳感器設(shè)備（PurpleAir），構(gòu)建了一個(gè)覆蓋全州范圍的網(wǎng)格化空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了每平方公里約1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每10分鐘更新一次數(shù)據(jù)，形成了加州網(wǎng)格化空氣質(zhì)量分布圖，并通過(guò)手機(jī)APP、微信小程序、網(wǎng)站等渠道向公眾提供空氣質(zhì)量信息和服務(wù)。

公眾參與積極：由于傳感器設(shè)備可以提供個(gè)性化、互動(dòng)性和可視化等特點(diǎn)，可以吸引公眾的關(guān)注和興趣，滿(mǎn)足公眾對(duì)空氣質(zhì)量信息的多樣化需求，激發(fā)公眾參與環(huán)境保護(hù)的積極性。例如，北京市利用手機(jī)APP、微信小程序、網(wǎng)站等渠道向公眾提供空氣質(zhì)量信息和服務(wù)，同時(shí)還開(kāi)放了空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)的API接口，鼓勵(lì)公眾開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用程序和產(chǎn)品，如空氣質(zhì)量地圖、空氣質(zhì)量日歷、空氣質(zhì)量鬧鐘等。

可以看出，網(wǎng)格化空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種創(chuàng)新的、高效的、智能的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)方式，它克服了傳統(tǒng)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的局限性，提高了空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的精度、時(shí)效性、透明度和公眾參與度，為環(huán)境保護(hù)和治理提供了有力的數(shù)據(jù)支撐和服務(wù)。網(wǎng)格化空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅可以提升城市的環(huán)境管理水平，也可以增強(qiáng)公眾的環(huán)境意識(shí)和責(zé)任感，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展。網(wǎng)格化空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還有著廣闊的發(fā)展前景和挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和安全，加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用，擴(kuò)大數(shù)據(jù)共享和協(xié)作，增加數(shù)據(jù)價(jià)值和效益。