對開展數(shù)字環(huán)保系統(tǒng)的設(shè)計與研究課題的幾點想法

胡蔚藍，劉莉平

1.湖南常德工業(yè)學校，湖南常德 415000 2.中南大學軟件學院，湖南長沙 410075

對開展數(shù)字環(huán)保系統(tǒng)的設(shè)計與研究課題的幾點想法

胡蔚藍1，劉莉平2

1.湖南常德工業(yè)學校，湖南常德 415000 2.中南大學軟件學院，湖南長沙 410075

目前，我國大部分城市的環(huán)保部門收集和分析處理環(huán)境信息的手段比較落后，這既不能滿足各城市環(huán)保部門環(huán)境管理與決策的需要，同時也影響國家和各城市環(huán)境管理和決策工作的開展。事實上，各數(shù)字環(huán)保化建設(shè)將直接關(guān)系到整個國家和各省環(huán)境信息系統(tǒng)的成敗。

數(shù)字環(huán)保系統(tǒng)；設(shè)計；研究課題

1 課題來源

眾所周知，中國的經(jīng)濟在飛速發(fā)展，GDP高速增長，但環(huán)境污染問題也不容樂觀。據(jù)來自2006年9月《新京報》的報道：“歷時2年半，中國首份經(jīng)環(huán)境污染調(diào)整的GDP核算報告終于出爐。國家環(huán)保總局和國家統(tǒng)計局向媒體聯(lián)合發(fā)布的《中國綠色GDP核算報告2004》表明，僅核算環(huán)境污染治理成本方面，2004年的原有GDP就將扣減1.8%。”，“2004年，全國環(huán)境退化成本（即因環(huán)境污染造成的經(jīng)濟損失）為5 118億元，占GDP3.05%。其中，水污染的環(huán)境成本為2 862.8億元，占總成本的55.9%；大氣污染的環(huán)境成本為2 198.0億元，占總成本的42.9%；污染事故造成的直接經(jīng)濟損失50.9億元，占總成本的1.1%。”

環(huán)境保護成為與經(jīng)濟發(fā)展同等重要的問題擺在了各級政府面前，如何提高監(jiān)管效率，從而有效控制環(huán)境污染，成為環(huán)境管理部門面臨的最嚴峻的挑戰(zhàn)。

各地環(huán)境保護管理部門擔負著環(huán)境保護和環(huán)境污染防治的責任，許多環(huán)境管理工作直接面向環(huán)境信息源。數(shù)字環(huán)保系統(tǒng)不但是國家和各省環(huán)境信息系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，也是國家和各省環(huán)境信息系統(tǒng)的主要信息來源。實施城市環(huán)境保護管理工作需要大量各類宏觀和微觀環(huán)境信息支持，其中包括環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、環(huán)境污染源監(jiān)測、環(huán)境統(tǒng)計、排污申報、排污收費、“城考”等各類環(huán)境信息。

目前，我國大部分城市的環(huán)保部門收集和分析處理環(huán)境信息的手段比較落后，這既不能滿足各城市環(huán)保部門環(huán)境管理與決策的需要，同時也影響國家和各城市環(huán)境管理和決策工作的開展。事實上，各數(shù)字環(huán)?；ㄔO(shè)將直接關(guān)系到整個國家和各省環(huán)境信息系統(tǒng)的成敗。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和水平

2.1 國外環(huán)境信息化概況

以日本、美國為代表的工業(yè)發(fā)達國家的環(huán)境監(jiān)測信息化建設(shè)已有半個多世紀的歷史，它們在環(huán)境監(jiān)測方面呈現(xiàn)如下特點：1）多方面的環(huán)境因子監(jiān)測，主要包括：大氣、地表水、噪聲、生態(tài)、固體廢棄物、土壤、放射性、振動、電磁波、地面沉降、惡臭等；2）環(huán)境監(jiān)測手段方面具有兩個特征：一是儀器先進；二是自動化程度高，由于自動化技術(shù)的迅速發(fā)展和遙感技術(shù)的應用，使“在線監(jiān)測系統(tǒng)”和“GIS子系統(tǒng)”已經(jīng)發(fā)展到了相當?shù)乃絒12-17]，從而對大區(qū)域環(huán)境質(zhì)量系統(tǒng)監(jiān)測成為現(xiàn)實。日本已經(jīng)在全國各地建立了包括水質(zhì)、大氣、噪音、振動、地表沉降等項目的自動觀測網(wǎng)絡(luò)。以日本仙臺市為例，在全市范圍內(nèi)，設(shè)立一般環(huán)境大氣自動觀測站10個、在主要交通干道設(shè)立汽車尾氣監(jiān)測站6個、在3條主要河流建立了3個水質(zhì)自動監(jiān)測裝置，在各種觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上建立了基于GIS的環(huán)境監(jiān)測信息系統(tǒng)，從而完成各種監(jiān)測統(tǒng)計表格、監(jiān)測統(tǒng)計圖形及污染源分布圖的輸出，同時還具有環(huán)境預測和管理決策的各種功能；3）目前研究的重點領(lǐng)域已從污染源排放變化規(guī)律和環(huán)境質(zhì)量變化規(guī)律轉(zhuǎn)向以污染物對人體危害的機制、“三致”（即：致癌、致突變和致畸）有毒物質(zhì)的痕量、超痕量分析及人體最舒適的環(huán)境質(zhì)量標準等方面。

2.2 國內(nèi)環(huán)境信息化概況

2.2.1 環(huán)保系統(tǒng)信息化技術(shù)水平還處于分散、起步階段

由于各相應軟件的工作平臺、開發(fā)工具、后臺數(shù)據(jù)庫的不盡相同，使得各軟件系統(tǒng)彼此之間的通用性，數(shù)據(jù)共享性很差，或者根本無法交流[24-29]；大量的環(huán)境數(shù)據(jù)只停留在查詢檢索和統(tǒng)計功能上，并未轉(zhuǎn)化為環(huán)保工作人員和管理人員所需要的具有分析和決策幫助功能的數(shù)據(jù)。因此，總體上說來我國環(huán)保系統(tǒng)信息化技術(shù)水平還處于分散、起步階段。

2.2.2 各級環(huán)境信息系統(tǒng)建設(shè)工作已經(jīng)開展多年，但沒有重大突破

由于環(huán)境管理業(yè)務(wù)涉及的數(shù)據(jù)多、范圍廣，為滿足各項業(yè)務(wù)的實際需要，全國各地的環(huán)境信息化工作已經(jīng)不同程度的開展多年；但由于各項工作的管理部門不同，各部門基本上是根據(jù)本部或某一特定業(yè)務(wù)的需要而編制的相應軟件，例如：排污收費、污染源申報登記等，在這些軟件中有的已初步應用了數(shù)據(jù)庫技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)、多媒體技術(shù)。

2.2.3 當前國內(nèi)還沒有一個成熟、完整的綜合環(huán)境信息系統(tǒng)

雖然國內(nèi)對一些構(gòu)建環(huán)境信息系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，如3S（GIS地理信息系統(tǒng)、RS遙感、GPS全球定位系統(tǒng)）技術(shù)等，做了一定程度科研型的開發(fā)和運用，但當前國內(nèi)還沒有一個成熟、完整的綜合環(huán)境信息系統(tǒng)。大型的綜合系統(tǒng)還依賴于國外發(fā)達國家。如：最近國家環(huán)保總局為確保太湖流域水污染防治的總體目標，在浙江省與江蘇省水源交界的嘉興市王江涇鎮(zhèn)設(shè)立的地面水自動監(jiān)測站日前投入運行。在電腦顯示屏上，從江蘇省流入浙江省境內(nèi)的水，水質(zhì)如何清清楚楚，COD（Chemical Oxygen Demand，化學耗氧量）、PH（hydrogen ion concentration，氫離子濃度指數(shù)）、TOC（Total Organic Carbon，總有機碳）等反映水質(zhì)的七種主要指標分別以數(shù)字和圖表曲線的形式表現(xiàn)出來。這個自動監(jiān)測站的設(shè)備是國家環(huán)保總局從德國、日本等國購買的，具備實行全年全天候?qū)崟r監(jiān)測的功能。

2.2.4 信息標準不統(tǒng)一，很難實現(xiàn)信息的共享

雖然國內(nèi)環(huán)境信息化建設(shè)工作已經(jīng)開展多年，但目前全國沒有污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)的統(tǒng)一標準，很多的監(jiān)測系統(tǒng)具有暫時性、地域性、單一性。監(jiān)測系統(tǒng)與環(huán)保系統(tǒng)中的各個管理部門的數(shù)據(jù)格式不同，特別是由于工作平臺、開發(fā)工具以及后臺數(shù)據(jù)庫的不同，使得各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通用性、連接性和共享性很差。

3 研究意義、目的

社會經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展是以擁有良好的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)為前提的，生態(tài)環(huán)境是人類社會生存和經(jīng)濟可持續(xù)性發(fā)展的基礎(chǔ)，但以佛山市南海區(qū)城市環(huán)保局目前現(xiàn)有的資源利用率和污染控制水平，與現(xiàn)實可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略的需求相比較，尚有較大的差距。本課題將利用信息化手段整合佛山市南海區(qū)環(huán)保局政務(wù)資源，提升佛山市南海區(qū)環(huán)境保護水平和環(huán)境監(jiān)測能力，加強佛山市南海區(qū)環(huán)保局環(huán)境監(jiān)管和執(zhí)法力度，提高佛山市南海區(qū)環(huán)保局環(huán)境應急處理能力。從而改變傳統(tǒng)的環(huán)境管理思路和方法，對佛山市南海區(qū)的環(huán)境實行標準化、實時化、直觀化、精細化和數(shù)字化的管理，改變過去被動和應付式的尷尬局面。

本課題的具體目標是將先進的計算機技術(shù)與佛山市南海區(qū)環(huán)保局具體業(yè)務(wù)流程相結(jié)合，以國內(nèi)外最新發(fā)展的3S（GIS地理信息系統(tǒng)、RS遙感、GPS全球定位系統(tǒng)）技術(shù)為依托，以日常業(yè)務(wù)案件經(jīng)辦流程為引導，以監(jiān)測采集的環(huán)境數(shù)據(jù)和日常業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為主要信息來源，以環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫為核心，結(jié)合社會經(jīng)濟信息數(shù)據(jù)庫，研究設(shè)計具有一定圖形處理功能的MIS（Management Information System，管理信息系統(tǒng)）、3S一體化數(shù)字環(huán)保綜合信息系統(tǒng)。

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A

1674-6708（2011）36-0044-02