基于信息資源規(guī)劃的湖南省環(huán)境信息資源中心設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

鐘 進(jìn) 劉艷順 劉術(shù)軍 康 慶

(1.湖南省環(huán)境信息中心，長(zhǎng)沙 410014；2.深圳市博安達(dá)軟件開發(fā)有限公司，深圳 518057)

基于信息資源規(guī)劃的湖南省環(huán)境信息資源中心設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

鐘 進(jìn)1劉艷順1劉術(shù)軍2康 慶2

(1.湖南省環(huán)境信息中心，長(zhǎng)沙 410014；2.深圳市博安達(dá)軟件開發(fā)有限公司，深圳 518057)

本文從分析環(huán)境信息化建設(shè)中“信息孤島”和“信息煙囪”問題入手，以湖南省環(huán)境信息資源中心建設(shè)為例，提出了環(huán)境信息資源中心建設(shè)的總體框架設(shè)計(jì)、信息資源規(guī)劃、多層次挖掘模型和GIS應(yīng)用的建設(shè)思路，著重討論了分析環(huán)境管理對(duì)象與手段的分析方法，實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息資源管理規(guī)范、互通共享、合理利用。

環(huán)境信息化；信息資源規(guī)劃；GIS

前言

隨著信息化技術(shù)的深入應(yīng)用，環(huán)保系統(tǒng)的各單位、各部門建設(shè)了相應(yīng)的信息系統(tǒng)以滿足自身業(yè)務(wù)管理的需要。然而各信息系統(tǒng)是各部門分別牽頭在不同時(shí)期建立的，缺少總體規(guī)劃和協(xié)調(diào)，在資源共享和整合應(yīng)用方面存在困難，各自掌握的信息資源不能及時(shí)有效的提供給需要該信息資源的其他相關(guān)部門，形成了“信息孤島”和“信息煙囪”。同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和人民群眾對(duì)生態(tài)環(huán)境改善需求的不斷提升，環(huán)境管理的任務(wù)越來越艱巨，現(xiàn)有孤立的信息系統(tǒng)已不能滿足環(huán)境保護(hù)綜合管理和為決策支持提供技術(shù)支撐的需要。因此，研究建設(shè)一個(gè)跨系統(tǒng)，集數(shù)據(jù)抽取、協(xié)同處理、交換共享和綜合分析應(yīng)用為一體的環(huán)境信息資源中心已成為現(xiàn)階段環(huán)境信息化工作的重要任務(wù)[1,2]。

環(huán)境信息資源中心的建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的、綜合性的系統(tǒng)工程。本文以湖南省環(huán)境信息資源中心建設(shè)為例，統(tǒng)籌規(guī)劃，提出了環(huán)境信息資源中心建設(shè)的總體框架設(shè)計(jì)、信息資源規(guī)劃、多層次挖掘模型和GIS應(yīng)用的建設(shè)思路，著重討論了環(huán)境管理對(duì)象與手段的分析方法，實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息資源管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、交換互通共享、應(yīng)用合理高效。

2．總體框架設(shè)計(jì)

湖南省環(huán)境信息資源中心建設(shè)，一是進(jìn)行環(huán)境信息資源規(guī)劃的頂層設(shè)計(jì)，全面梳理環(huán)境管理業(yè)務(wù)，以現(xiàn)行國(guó)家環(huán)境信息化標(biāo)準(zhǔn)[3]為依據(jù)，設(shè)計(jì)環(huán)境信息資源中心的基礎(chǔ)框架，建立科學(xué)的環(huán)境信息資源目錄、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃、交換接口規(guī)范和共享服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)以組織機(jī)構(gòu)代碼為軸心的污染源信息共享機(jī)制。二是整合和共享環(huán)境信息資源，整合現(xiàn)有信息系統(tǒng)，新建業(yè)務(wù)系統(tǒng)協(xié)同處理，實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息資源大集中大共享，包括污染源、環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境、固體廢物和核輻射等信息資源。三是應(yīng)用和挖掘環(huán)境信息資源，采用多角度、多層次分析挖掘模型，建立污染源、環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、機(jī)動(dòng)車管理、固體廢物、核輻射管理的主題數(shù)據(jù)庫，結(jié)合全省大比例尺、高分辨率基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)，建立環(huán)境信息資源共享服務(wù)平臺(tái)，形成全省環(huán)境地理信息服務(wù)“一張圖”。

2.1 總體框架

湖南省環(huán)境信息資源中心由“四庫一體系兩服務(wù)”構(gòu)成，見圖1。四庫指業(yè)務(wù)庫、緩沖庫、中央數(shù)據(jù)庫及主題庫；一體系指環(huán)境信息資源中心支撐體系；兩服務(wù)指信息資源目錄服務(wù)和信息資源產(chǎn)品服務(wù)。

2.2 緩沖庫

緩沖庫是業(yè)務(wù)庫與中央數(shù)據(jù)之間的交換紐帶與屏障。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)處理，在數(shù)據(jù)采集監(jiān)視器監(jiān)控?zé)o異常的情況下，采集進(jìn)緩沖庫，完成從業(yè)務(wù)庫到緩沖庫的數(shù)據(jù)采集交換；緩沖庫裝載數(shù)據(jù)有更新后，在數(shù)據(jù)采集監(jiān)視器監(jiān)控?zé)o異常的情況下，系統(tǒng)自動(dòng)將數(shù)據(jù)以增量的方式向中央數(shù)據(jù)庫交換，完成從緩沖庫向中央數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交換；數(shù)據(jù)采集交換入中央數(shù)據(jù)庫后，向現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)或待建業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供只讀的數(shù)據(jù)查詢共享服務(wù)。采用緩沖庫技術(shù)，保障了信息資源的完整性、唯一性、可用性。

3．信息資源規(guī)劃

3.1 規(guī)劃理論

3.1.1 定義[2,4]

信息資源規(guī)劃是對(duì)信息資源的采集、處理、傳輸、利用的全面規(guī)劃，是側(cè)重?cái)?shù)據(jù)流分析，為消除“信息孤島”，實(shí)現(xiàn)信息資源整合與應(yīng)用系統(tǒng)集成的總體規(guī)劃。

①點(diǎn)主要是民居的庭院，在其中要?jiǎng)?chuàng)建相應(yīng)的綠化，民居自身要展現(xiàn)出特色，擁有良好的視覺效果，并展現(xiàn)出高質(zhì)量的環(huán)境效果。②線主要是農(nóng)村內(nèi)部的街道。農(nóng)村內(nèi)部空間不僅是要和居民的視覺生活相吻合，還應(yīng)該擁有相應(yīng)的綠色線路，展現(xiàn)出完善的景觀廊道，并關(guān)注其和外部之間存在的關(guān)系。比如，農(nóng)村內(nèi)部的廣場(chǎng)應(yīng)該和街道之間形成聯(lián)系，讓居民交往變得更加通暢。③環(huán)就是農(nóng)業(yè)地區(qū)的景觀林帶。企業(yè)和民居所處區(qū)域之間要形成隔離帶，這主要是讓生活和工作相互分離，讓經(jīng)濟(jì)和環(huán)境之間協(xié)調(diào)發(fā)展和運(yùn)行。

信息資源規(guī)劃工作以系統(tǒng)工程的思想方法為指導(dǎo)，綜合運(yùn)用多種信息技術(shù)，尤其是運(yùn)用信息組織技術(shù)，建立信息資源管理基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)明、科學(xué)地進(jìn)行實(shí)體關(guān)系分析并建立規(guī)范化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

3.1.2 工程化方法

信息資源規(guī)劃的工程化方法主要包括:

（1）2個(gè)階段。需求分析、系統(tǒng)建模。

（2）3個(gè)模型。功能模型、數(shù)據(jù)模型、結(jié)構(gòu)模型。

（3）基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)元、信息分類編碼、用戶視圖、概念、邏輯數(shù)據(jù)庫。

3.2 對(duì)象與手段分析法

信息資源規(guī)劃主要是對(duì)業(yè)務(wù)需求分析定義的職能域進(jìn)行具體的用戶視圖分析和數(shù)據(jù)流分析，形成各職能域的數(shù)據(jù)元素集;在此基礎(chǔ)上，結(jié)合環(huán)境信息分類與代碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行具體的數(shù)據(jù)體系設(shè)計(jì)，分別設(shè)計(jì)不同的數(shù)據(jù)庫，主要包括元數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫兩大類。結(jié)合環(huán)境管理工作的特點(diǎn)，采用基于環(huán)境管理對(duì)象與手段分析法，較好地建立環(huán)境管理業(yè)務(wù)職能域，進(jìn)行用戶視圖分析和數(shù)據(jù)流分析。

環(huán)境管理的對(duì)象是人類的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，包括個(gè)人、企業(yè)和政府三個(gè)方面，但其直接的表現(xiàn)為影響環(huán)境質(zhì)量的水、氣、聲、土壤的機(jī)動(dòng)尾氣、污染源、風(fēng)險(xiǎn)源、自然保護(hù)區(qū)、化學(xué)品、危險(xiǎn)廢物、固體廢物、核與輻射和放射源等。

3.2.2 環(huán)境管理手段

環(huán)境管理是人類有意識(shí)的自我約束，通過行政、法律、經(jīng)濟(jì)、宣傳、教育、科學(xué)技術(shù)等手段來進(jìn)行，是人類社會(huì)發(fā)展的根本保障和基本內(nèi)容，其具體包括規(guī)劃環(huán)評(píng)、建設(shè)項(xiàng)目審批、環(huán)境信用評(píng)價(jià)、污染防治、環(huán)境執(zhí)法、應(yīng)急處理、排污收費(fèi)、排污權(quán)交易、固廢管理、核輻射管理等手段。

3.2.3 應(yīng)用分析

通過對(duì)環(huán)境管理手段與對(duì)象的分析，建立了行政許可與審批、污染防治、環(huán)境執(zhí)法、應(yīng)急處理、污染源監(jiān)測(cè)、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)、固廢管理、核與輻射管理、排污權(quán)交易、排污收費(fèi)、企業(yè)環(huán)境信用信訪投訴、統(tǒng)計(jì)上報(bào)等環(huán)境管理職能域，進(jìn)行數(shù)據(jù)流分析，建立數(shù)據(jù)元素集，依據(jù)環(huán)境信息化建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

4．?dāng)?shù)據(jù)分析與挖掘等應(yīng)用

4.1 多層次、多角度數(shù)據(jù)分析與挖掘

4.1.1 基層應(yīng)用層

基層管理人員在某項(xiàng)職能域內(nèi)對(duì)單個(gè)特定管理對(duì)象構(gòu)建環(huán)境管理業(yè)務(wù)和環(huán)境管理對(duì)象的分析挖掘模型，實(shí)現(xiàn)以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，查詢條件多元化、輸出信息可靈活配置、查詢結(jié)果可保存的分類型、流域、區(qū)域、時(shí)間段的綜合查詢、統(tǒng)計(jì)、分析。

4.1.2 中層管理層

中層管理領(lǐng)導(dǎo)人員從某項(xiàng)職能域全局的管理角度，構(gòu)建環(huán)境管理業(yè)務(wù)與環(huán)境管理對(duì)象靈活的分析挖掘模型，建立主題數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行指定環(huán)境管理業(yè)務(wù)的分流域、區(qū)域、時(shí)間段綜合查詢、統(tǒng)計(jì)、分析。

4.1.3 領(lǐng)導(dǎo)決策層

領(lǐng)導(dǎo)決策人員從環(huán)境管理全局的角度，構(gòu)建多職能域、多對(duì)象的分析挖掘模型，建立主題數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行分指標(biāo)、類型、流域、區(qū)域、時(shí)間段的綜合查詢、統(tǒng)計(jì)、分析，為環(huán)境管理決策提供技術(shù)支撐。

4.2 基于環(huán)境信息資源中心的GIS應(yīng)用

基于環(huán)境信息資源中心的GIS應(yīng)用，將水、氣、污染源、風(fēng)險(xiǎn)源、自然保護(hù)區(qū)等各類環(huán)境管理對(duì)象數(shù)據(jù)進(jìn)行空間化，在全省大比例尺、高分辨率地圖之上，實(shí)現(xiàn)從面到點(diǎn)、從區(qū)域環(huán)境質(zhì)量到環(huán)境管理對(duì)象的數(shù)據(jù)挖掘、多維分析和圖數(shù)聯(lián)動(dòng)。

4.3 環(huán)境信息資源共享的應(yīng)用

以來自質(zhì)監(jiān)部門的企業(yè)組織機(jī)構(gòu)代碼為基礎(chǔ)，建立全省重點(diǎn)企業(yè)數(shù)據(jù)庫,發(fā)布《湖南省環(huán)境信息資源中心數(shù)據(jù)共享及對(duì)接規(guī)范》，廳系統(tǒng)、各市州環(huán)保部門以此為標(biāo)準(zhǔn)與環(huán)境信息資源中心實(shí)現(xiàn)了環(huán)境管理對(duì)象和環(huán)境管理手段的信息共享。

5．結(jié)語

以湖南省環(huán)境信息資源中心為例，基于信息資源規(guī)劃的理論與方法，結(jié)合環(huán)境管理對(duì)象與手段分析方法建立信息資源中心，為環(huán)境管理和決策提供技術(shù)支撐，為環(huán)境信息資源管理、應(yīng)用提供設(shè)計(jì)和分析思路，為其他信息資源中心的建立提供了有價(jià)值的參考作用。

[1] 鄒宇,黃霖.貴州省交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心信息資源規(guī)劃與數(shù)據(jù)交換共享平臺(tái)的設(shè)計(jì)研究[J],計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012,14,21-22.

[2] 高復(fù)先.信息資源規(guī)劃[M].北京:清華大學(xué)出版社,2002.

[3] 環(huán)保部信息中心.環(huán)境信息標(biāo)準(zhǔn)匯編.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2012.

[4] 孫強(qiáng)，李順，陸晨，李宏軒.基于信息資源規(guī)劃的流域水環(huán)境數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J],中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2103,29(1),127-131.

[5] 鄔倫,劉瑜,張晶等.地理信息系統(tǒng)原理方法和應(yīng)用[M]．科學(xué)出版社 2001.

Design and Application of Hunan Provincial Environmental Information Resource Center Based on Information Resource Planning

Zhong Jin1Liu Yanshun1Liu Shujun2Kang Qing2
(1.Environmental Information Center of Hunan Province, Changsha 410014 2. ShenZhen POWERDATA software Co.,Ltd，ShenZhen 518057)

The problems of ‘information islands’ and ‘information chimneys' in environmental information construction were analyzed in this paper. The construction ideas of general framework design, information resource planning, multi-level mining models and GIS applications were proposed based on the construction of Environmental Information Resource Center in Hunan Province. The analysis about the objects and Means of Environmental management were discussed. In order to achieve the standardized management, exchange and share, rational use of environmental information resource.

Environmental Information; Information Resource Planning; GIS

X29

A

1674-6252（2014）05-0037-03

科技項(xiàng)目：湖南省環(huán)境保護(hù)廳科技支持項(xiàng)目（HNHB2013）.

鐘進(jìn)（1974—），女，湖南省寧鄉(xiāng)人，碩士，湖南省環(huán)境信息中心主任；劉艷順（1981-），男，湖南省安化人，碩士，系統(tǒng)分析師；劉術(shù)軍（1974-），男，湖南省永州人，學(xué)士，高級(jí)項(xiàng)目經(jīng)理；康慶（1983-），男，湖北省襄陽人，學(xué)士，系統(tǒng)架構(gòu)師.