基于智慧城市體系下的生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)研究

摘 要：隨著新的環(huán)境問(wèn)題不斷出現(xiàn)，公眾的環(huán)境訴求不斷提高，對(duì)環(huán)境監(jiān)管部門的要求也越來(lái)越高，環(huán)境監(jiān)管難度和壓力日益增大。因此，環(huán)境管理部門需要借助大數(shù)據(jù)創(chuàng)新監(jiān)管手段，全面提高環(huán)境監(jiān)管能力，服務(wù)于智慧城市的建設(shè)，為全面實(shí)現(xiàn)提高環(huán)境質(zhì)量、改善人居環(huán)境的目標(biāo)提供有力支持。智慧城市建設(shè)應(yīng)該是全面而綜合的，社會(huì)對(duì)智慧城市本質(zhì)及其核心特征的認(rèn)識(shí)亟待深入和挖掘，規(guī)避在實(shí)踐中架構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)體制等方面的偏差，重視信息化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，加強(qiáng)信息資源的整合共享以及智能化輔助決策。

關(guān)鍵詞：智慧城市 生態(tài)環(huán)境 大數(shù)據(jù) 監(jiān)管 決策

中圖分類號(hào)：TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）08（a）-0002-02

1 生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)架構(gòu)

生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)管理工作機(jī)制包括數(shù)據(jù)共享開放、業(yè)務(wù)協(xié)同等工作機(jī)制，以及生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)科學(xué)決策、精準(zhǔn)監(jiān)管和公共服務(wù)等創(chuàng)新應(yīng)用機(jī)制。組織保障和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系為大數(shù)據(jù)建設(shè)提供組織機(jī)構(gòu)、人才資金及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等體制保障；統(tǒng)一運(yùn)維和信息安全體系為大數(shù)據(jù)系統(tǒng)提供穩(wěn)定運(yùn)行與安全可靠等技術(shù)保障。生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)平臺(tái)分為基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)資源層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層。其中，大數(shù)據(jù)環(huán)保云平臺(tái)是集約化建設(shè)的IT基礎(chǔ)設(shè)施層，為大數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用提供統(tǒng)一基礎(chǔ)支撐服務(wù)；大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)是數(shù)據(jù)資源層，為大數(shù)據(jù)應(yīng)用提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集、分析和處理等支撐服務(wù)；大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)是業(yè)務(wù)應(yīng)用層，為大數(shù)據(jù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用提供綜合服務(wù)。

2 生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)物理架構(gòu)及技術(shù)組成

健壯的生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)體系是由覆蓋廣泛的物聯(lián)網(wǎng)，智能的數(shù)據(jù)挖掘能力，校驗(yàn)?zāi)芰ν怀龅拇髷?shù)據(jù)輔助分析決策體系組成。

其目的在于通過(guò)綜合應(yīng)用傳感器、紅外探測(cè)、射頻識(shí)別等裝置技術(shù)，實(shí)時(shí)采集污染源、生態(tài)等信息，構(gòu)建全方位、多層次、全覆蓋的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，從而達(dá)到促進(jìn)污染減排與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范、培育環(huán)保戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)等方面的目的。我國(guó)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域在十幾年的發(fā)展過(guò)程中，廣泛采用傳感器、RFID等物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，具有良好的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作基礎(chǔ)，對(duì)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)保領(lǐng)域的深度運(yùn)用提供了先決條件。

組建高效穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)架構(gòu)分為三大范疇。

2.1 構(gòu)建環(huán)保領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)體系

物聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)系統(tǒng)，與其它網(wǎng)絡(luò)一樣，也有其內(nèi)部特有的架構(gòu)。其結(jié)構(gòu)主要有3層：一是感知層，即通過(guò)RFID技術(shù)、傳感器、二維碼等物聯(lián)網(wǎng)底層傳感技術(shù)，對(duì)物體信息的實(shí)時(shí)獲取，并通過(guò)傳感網(wǎng)絡(luò)。二是網(wǎng)絡(luò)層，即通過(guò)將互聯(lián)網(wǎng)、3G網(wǎng)絡(luò)、短波網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的融合，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將感知層采集的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞至環(huán)保信息中心，并對(duì)數(shù)據(jù)清理、整合、匯總控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，處理各種機(jī)械或人工造成的異常，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)及數(shù)據(jù)融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集信息價(jià)值的深度提煉。三是應(yīng)用層，即把感知層采集的信息，根據(jù)各功能模塊需要進(jìn)行智能化處理，實(shí)現(xiàn)污染的早期預(yù)警、治理的自動(dòng)調(diào)節(jié)、環(huán)保信息的實(shí)時(shí)發(fā)布等環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用功能，并補(bǔ)救各種不穩(wěn)定的技術(shù)結(jié)構(gòu)、程序、硬件和網(wǎng)絡(luò)的錯(cuò)誤，以及調(diào)整數(shù)據(jù)采集傳感器不穩(wěn)定的工作環(huán)境。

2.2 開發(fā)智能化處理功能

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的目的在于，通過(guò)廣泛采集的數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘等智能化技術(shù)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和提煉，為決策層提供安全、可靠、有效的決策依據(jù)。所以，數(shù)據(jù)的智能化處理是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的本質(zhì)特征之一。任何領(lǐng)域?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)的技術(shù)的應(yīng)用，如果缺乏智能化開發(fā)，都不能充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的智能化優(yōu)勢(shì)，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)進(jìn)行智能化處理，將簡(jiǎn)單的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提煉為有價(jià)值的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，至少可以達(dá)到以下兩點(diǎn)目的。一方面控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，延長(zhǎng)污染預(yù)警時(shí)間。另一方面控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，為環(huán)保部門治理環(huán)境污染提供可靠的決策依據(jù)。

2.3 構(gòu)建多平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)模式大數(shù)據(jù)輔助分析

網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)是基礎(chǔ)，缺乏安全穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境，環(huán)保工作中的監(jiān)測(cè)、控制工作則難以實(shí)現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)廣泛散布傳感設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的廣泛采集和實(shí)時(shí)傳輸，并及時(shí)匯總控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，數(shù)據(jù)采集量、傳輸量和處理量較大，對(duì)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的要求較高。 為保證環(huán)保工作中，物聯(lián)網(wǎng)的正常運(yùn)作，需要建立以互聯(lián)網(wǎng)為主體，多網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)共同適用的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)環(huán)境。以互聯(lián)網(wǎng)為主體，原因在于需要環(huán)保工作中，信息采集處理的范圍廣，需要互聯(lián)網(wǎng)作為主要運(yùn)作平臺(tái)，且面對(duì)城市、大型環(huán)保工程等基礎(chǔ)設(shè)施較好的區(qū)域，互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)明顯。多網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)共同適用，原因在于，雖然大部分環(huán)保監(jiān)控區(qū)域是孤立的，但大多數(shù)已具備一定的信息傳輸基礎(chǔ)，如電信3G網(wǎng)絡(luò)，充分利用已有的電視、電話等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，為數(shù)據(jù)傳輸提供硬件基礎(chǔ)，同時(shí)積極開發(fā)小范圍內(nèi)無(wú)線傳感專用網(wǎng)絡(luò)，為實(shí)現(xiàn)環(huán)保監(jiān)控區(qū)域系統(tǒng)化提供條件。

3 生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及管理分析

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)市、省、國(guó)家的逐級(jí)填報(bào)與傳輸，該平臺(tái)采用B/S運(yùn)行模式。建立有效的數(shù)據(jù)匯集機(jī)制，提高數(shù)據(jù)傳輸效率的同時(shí)保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確安全：國(guó)控自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)直接發(fā)送總站，省控、市控自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)分別發(fā)送到相應(yīng)的省站、市站后，由省站統(tǒng)一匯總后上傳總站；手工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在分級(jí)審核匯總后，由省站上傳至總站。

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中采集與傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是各環(huán)境要素的自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和手工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要是省、市、縣各級(jí)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)報(bào)告、各類綜合報(bào)告等。

4 大數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景

包含4項(xiàng)主要內(nèi)容：一是推進(jìn)一批急需使用的大數(shù)據(jù)應(yīng)用項(xiàng)目，并與交通、建設(shè)、水利、國(guó)土、農(nóng)業(yè)、氣象、測(cè)繪等相關(guān)部門進(jìn)行信息共享，形成多元化、多視角、多維立體的大數(shù)據(jù)應(yīng)用格局，今后還將根據(jù)環(huán)保新任務(wù)需求繼續(xù)進(jìn)行應(yīng)用拓展和功能完善，使環(huán)境監(jiān)管大數(shù)據(jù)支撐能力不斷提高。二是建設(shè)“環(huán)保數(shù)據(jù)資源中心市級(jí)分中心”。主要任務(wù)是完成本市環(huán)保業(yè)務(wù)系統(tǒng)與省廳“環(huán)保數(shù)據(jù)資源中心”對(duì)接和數(shù)據(jù)錄入，并組織轄區(qū)內(nèi)縣級(jí)環(huán)保部門承接省、市系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)省、市、縣三級(jí)系統(tǒng)共建、信息共享、運(yùn)維有序。三是建設(shè)企業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)。建設(shè)統(tǒng)一的全省企業(yè)網(wǎng)上在線管理門戶，為企業(yè)提供“一企一戶”式的數(shù)據(jù)申報(bào)查詢、查看辦事流程、關(guān)注信用評(píng)價(jià)、了解政策法規(guī)、跟蹤辦理狀態(tài)等服務(wù)，提高辦事效率，減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)。四是建設(shè)公眾數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)。完善環(huán)保信息公開體系，從數(shù)據(jù)資源中心選取相應(yīng)的待發(fā)布數(shù)據(jù)，如環(huán)境質(zhì)量、預(yù)警預(yù)報(bào)、工作動(dòng)態(tài)等，經(jīng)過(guò)審核后，發(fā)布（推送）至省政府門戶網(wǎng)站、廳門戶網(wǎng)站、環(huán)保官方微信和微博、手機(jī)APP及其他公眾宣傳教育平臺(tái)。

5 價(jià)值效益分析

通過(guò)“環(huán)保云”建設(shè)，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、安全資源的集約化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)互通、集中管理、統(tǒng)一調(diào)度與整體運(yùn)維；通過(guò)大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)建設(shè)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)資源整合集中，推動(dòng)數(shù)據(jù)資源開放共享；通過(guò)大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)，為生態(tài)環(huán)境科學(xué)決策、監(jiān)管、公共服務(wù)提供支撐與保障。項(xiàng)目實(shí)施以后，有助于節(jié)約重復(fù)建設(shè)成本，加快轉(zhuǎn)變政府職能，提高政府決策水平，同時(shí)更便捷地服務(wù)于全國(guó)環(huán)保系統(tǒng)。加快推進(jìn)生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)應(yīng)用，將取得良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

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