濟(jì)南市環(huán)境數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)建設(shè)研究

尹衍鵬　王茂森　劉科

【摘 要】環(huán)境數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)研發(fā)主要目的包括：通過(guò)對(duì)各類(lèi)環(huán)境信息的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息的共享、交互；通過(guò)對(duì)環(huán)境信息的整合、開(kāi)發(fā)和利用，發(fā)揮信息資源的效益，更好的為環(huán)境管理服務(wù)。系統(tǒng)的研發(fā)，對(duì)于全面提升濟(jì)南市環(huán)境信息化管理能力具有重要的意義，同時(shí)為我國(guó)城市級(jí)環(huán)境數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)建立起到良好的示范作用。

【關(guān)鍵詞】濟(jì)南市；環(huán)境；數(shù)據(jù)中心；信息技術(shù)

1 建設(shè)的必要性

目前，在環(huán)境管理、業(yè)務(wù)運(yùn)行過(guò)程中逐漸建立了一系列的信息業(yè)務(wù)系統(tǒng)，同時(shí)也積累了大量環(huán)境數(shù)據(jù)、文字視頻資料和各種尺度的資源環(huán)境空間數(shù)據(jù)，這些信息業(yè)務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)信息為環(huán)境管理和各項(xiàng)業(yè)務(wù)的順利開(kāi)展起著重要的作用。但這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)彼此相對(duì)孤立，表現(xiàn)出的最大問(wèn)題是信息交互不暢通，信息資源利用價(jià)值低，對(duì)環(huán)境管理的綜合決策支持力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。在目前形勢(shì)下建設(shè)環(huán)境數(shù)據(jù)中心其必要性主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

1.1 建立起數(shù)據(jù)信息共享的機(jī)制和平臺(tái)，暢通信息渠道

目前，建立的信息系統(tǒng)只能從各個(gè)側(cè)面記錄和分析同一污染源的狀況，從單一的局部記錄分析環(huán)境狀況，而從環(huán)境管理的要求來(lái)說(shuō)，無(wú)論污染源和環(huán)境狀況都需要一個(gè)統(tǒng)一的整體來(lái)管理和分析，也就是越到管理的高層，越需要在各個(gè)環(huán)境要素上統(tǒng)一了解和規(guī)劃管理。

建立數(shù)據(jù)中心，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)規(guī)范建立數(shù)據(jù)庫(kù)，整合數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，一方面，可以逐步形成一個(gè)整體反應(yīng)濟(jì)南市環(huán)境要素的完整數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)；另一方面，各方面數(shù)據(jù)的整合可以使管理人員具備一個(gè)一站式服務(wù)的信息中心，方便工作，同時(shí)也可以免去各個(gè)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)上的矛盾，確立數(shù)據(jù)的使用規(guī)范，對(duì)目前的各個(gè)子系統(tǒng)也是一種全面的規(guī)范。

1.2 整合和挖掘數(shù)據(jù)信息資源，為環(huán)境管理綜合決策提供強(qiáng)有力的支持

目前，各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，積累了大量的歷史數(shù)據(jù)，但由于系統(tǒng)建設(shè)的局部性限制，使這些歷史數(shù)據(jù)缺少數(shù)據(jù)挖掘需要的其他數(shù)據(jù)要素。建立數(shù)據(jù)中心就是要將這些相對(duì)獨(dú)立的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、匯總并將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的整理和整合，組成一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)達(dá)到可以進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的層次。利用這些大量歷史數(shù)據(jù)的無(wú)聲價(jià)值，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析工作對(duì)我們的環(huán)境管理起到推動(dòng)作用。

1.3 異地備份各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，保障信息數(shù)據(jù)安全

現(xiàn)用各業(yè)務(wù)系統(tǒng)往往僅有一套數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，或僅安裝在某一臺(tái)微機(jī)中使用，這樣就存在由于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)損壞或微機(jī)操作系統(tǒng)崩潰而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失，而這種問(wèn)題又是不可避免的。通過(guò)數(shù)據(jù)中心的建立，使各其他系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)都被整合存儲(chǔ)起來(lái)，相當(dāng)于在異地做了數(shù)據(jù)安全備份。這也就是對(duì)關(guān)鍵業(yè)務(wù)建立容災(zāi)體系。

2 系統(tǒng)建設(shè)原則、目標(biāo)、主要內(nèi)容

2.1 建設(shè)原則

實(shí)用性：是指數(shù)據(jù)中心建設(shè)要面向環(huán)境管理，緊緊圍繞管理需求進(jìn)行建設(shè)，環(huán)境管理需要什么就開(kāi)發(fā)什么，起到真正意義上的數(shù)據(jù)的中心。

規(guī)范性：是指數(shù)據(jù)中心的硬件部署、軟件框架和環(huán)境的搭建、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，均按照環(huán)境信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行建設(shè)。

安全性：安全性分為數(shù)據(jù)應(yīng)用安全和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全。數(shù)據(jù)應(yīng)用安全是指數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)分安全等級(jí)，各級(jí)使用者均由訪問(wèn)權(quán)限進(jìn)行劃分，同時(shí)數(shù)據(jù)的對(duì)內(nèi)、對(duì)外公開(kāi)也明確區(qū)分。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)安全是指數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)和備份其他各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為各業(yè)務(wù)系統(tǒng)起到異地備份的作用。

可擴(kuò)展性：是指數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)硬件和軟件開(kāi)發(fā)要留有可擴(kuò)展功能，為將來(lái)數(shù)據(jù)中心的二次建設(shè)和開(kāi)發(fā)留有接口。

易操作性：指數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用部分有較直觀可視化界面，各級(jí)使用者能輕松掌握數(shù)據(jù)使用方式方法，無(wú)繁瑣和復(fù)雜的操作，功能模塊一目了然。

2.2 建設(shè)目標(biāo)與內(nèi)容

環(huán)境數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)是：通過(guò)對(duì)各類(lèi)環(huán)境信息的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息的共享、交互；通過(guò)對(duì)環(huán)境信息的整合、開(kāi)發(fā)和利用，發(fā)揮信息資源的效益，更好的為環(huán)境管理服務(wù)。

環(huán)境數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)中心硬件建設(shè)和數(shù)據(jù)中心軟件建設(shè)兩部分內(nèi)容。

環(huán)境數(shù)據(jù)中心硬件建設(shè)：搭建服務(wù)器機(jī)群，連接光纖交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，組成數(shù)據(jù)中心內(nèi)部高速傳輸網(wǎng)絡(luò)。部署備份機(jī)和磁盤(pán)陣列進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，部署網(wǎng)管機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。

環(huán)境數(shù)據(jù)中心軟件建設(shè)：

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范：以國(guó)家環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的最新信息化標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范為基礎(chǔ)，在無(wú)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范可依托的情況下以國(guó)內(nèi)外相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)較為成熟的格式為參考，建立一套《濟(jì)南市環(huán)境信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范》。環(huán)境數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和將來(lái)其他環(huán)境信息系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)庫(kù)，均按此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行建設(shè)和開(kāi)發(fā)。

濟(jì)南市環(huán)境數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)：根據(jù)環(huán)境信息類(lèi)別、應(yīng)用的不同，嚴(yán)格按照濟(jì)南市環(huán)境信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，建立一系列標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)包括環(huán)境狀況數(shù)據(jù)庫(kù)、經(jīng)濟(jì)和資源狀況數(shù)據(jù)庫(kù)、污染源狀況數(shù)據(jù)庫(kù)、GIS管理數(shù)據(jù)庫(kù)等。

開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)與各業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，將各業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，并按一定的周期進(jìn)行數(shù)據(jù)更新和數(shù)據(jù)備份。

建立數(shù)據(jù)共享機(jī)制：根據(jù)數(shù)據(jù)的類(lèi)別不同或應(yīng)用不同，建立一套數(shù)據(jù)共享機(jī)制。根據(jù)此機(jī)制，將數(shù)據(jù)分級(jí)別，每個(gè)用戶只可上傳、更新、查詢和下載自己權(quán)限內(nèi)的數(shù)據(jù)，不能越權(quán)訪問(wèn)。同時(shí)將數(shù)據(jù)分為對(duì)內(nèi)公開(kāi)、對(duì)外公開(kāi)、長(zhǎng)期公開(kāi)、臨時(shí)公開(kāi)等多種安全級(jí)別。

根據(jù)環(huán)境管理需求進(jìn)行數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用：只有針對(duì)環(huán)境管理提出的需求，數(shù)據(jù)分析和計(jì)算結(jié)果才有實(shí)際意義。根據(jù)需求對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、處理形成數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，并對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)布和共享，將環(huán)境管理所需查詢的結(jié)果明確無(wú)誤的展示出來(lái)。

例如，建立以時(shí)間、污染物、功能區(qū)、行業(yè)、流域?yàn)樾蛄械耐ㄓ貌樵兘y(tǒng)計(jì)，利用各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)組合，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)查詢。

1）污染源分布、能耗及排污量變化；

2）環(huán)境質(zhì)量變化，歷史數(shù)據(jù)與不同城市對(duì)比；

3）河流水系分布及各監(jiān)測(cè)斷面環(huán)境質(zhì)量；

4）建設(shè)項(xiàng)目周邊污染源、環(huán)境質(zhì)量、功能區(qū)劃、用地狀況組合查詢。

統(tǒng)計(jì)指標(biāo)自定義，根據(jù)統(tǒng)計(jì)要求，系統(tǒng)可以自定義和添加統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，在查詢統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析中使用。根據(jù)各因素的選擇可以靈活排隊(duì)，報(bào)告可以顯示在GIS上。通過(guò)組合查詢可以實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，為環(huán)境管理提供更加系統(tǒng)的管理信息。

深度開(kāi)發(fā)：通過(guò)OLAP或者空間分析的數(shù)據(jù)庫(kù)加工手段，制作一系列環(huán)境數(shù)據(jù)產(chǎn)品為管理和決策提供有效的支持。其中可以通過(guò)數(shù)據(jù)中心的報(bào)表、圖表、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)查詢、污染總量控制等實(shí)現(xiàn)決策支持；另外，也可以利用空間分析的手段進(jìn)行專(zhuān)題地圖、空間緩沖分析等輔助決策產(chǎn)品制作。例如：

1）廢氣污染源與大氣環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系分析；

2）借助空氣擴(kuò)散模型可以模擬出重點(diǎn)廢氣污染源、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放、建筑工地等對(duì)大氣空氣質(zhì)量的貢獻(xiàn)；

3）濟(jì)南市河流水系、廢水污染源與水環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系分析；

4）以流域?yàn)閱卧治隽饔騼?nèi)污染源（工業(yè)和生活污染源）對(duì)各河流水體水環(huán)境質(zhì)量的污染貢獻(xiàn)；

5）城市基礎(chǔ)設(shè)施（污水管網(wǎng)、集中供熱、道路修建等）的動(dòng)態(tài)變化。

3 功能總結(jié)

通過(guò)環(huán)境數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，現(xiàn)將主要功能總結(jié)如下：

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。建設(shè)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用平臺(tái)，將各信息系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)整合到數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成共享。各級(jí)用戶可通過(guò)應(yīng)用平臺(tái)上傳、存儲(chǔ)本地?cái)?shù)據(jù)，也可查詢、下載所需的其他環(huán)境管理數(shù)據(jù)。

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全。在與各信息系統(tǒng)建立接口的同時(shí)，必然會(huì)有大量數(shù)據(jù)錄入或?qū)霐?shù)據(jù)中心，保障各種數(shù)據(jù)安全、高效的存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各信息系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的異地備份為數(shù)據(jù)中心最基本的功能。

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合管理。根據(jù)環(huán)境狀況數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)和資源狀況數(shù)據(jù)、污染源狀況數(shù)據(jù)、GIS管理數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)邊界分類(lèi)管理數(shù)據(jù)中心的大量數(shù)據(jù)。同時(shí)將兩類(lèi)或多類(lèi)數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)用對(duì)比。以達(dá)到綜合、交叉使用各類(lèi)數(shù)據(jù)的功能。

輔助決策。數(shù)據(jù)的分類(lèi)和交叉使用僅僅是起到了查詢和統(tǒng)計(jì)的功能，為了更深層次的開(kāi)發(fā)和利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)的價(jià)值而進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和模擬運(yùn)算就成為了數(shù)據(jù)中心最終功能，也是對(duì)環(huán)境管理決策最有效的支持。

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[責(zé)任編輯：王楠]