智慧環(huán)保數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)分析研究

嚴(yán)興祥

摘 要：按照國(guó)家環(huán)保部辦公廳《生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設(shè)總體方案》、國(guó)家發(fā)改委辦公廳《“互聯(lián)網(wǎng)”+綠色生態(tài)三年行動(dòng)實(shí)施方案》文件要求，要推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與生態(tài)文明建設(shè)深度融合，全面實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通和開放共享。而生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設(shè)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是：生態(tài)環(huán)境綜合、決策科學(xué)化、監(jiān)管精準(zhǔn)化、公共服務(wù)便民化。全面推進(jìn)數(shù)據(jù)中心建設(shè)，加快建成數(shù)據(jù)強(qiáng)國(guó)，已上升到國(guó)家宏觀層面。

關(guān)鍵詞：智慧環(huán)保 數(shù)據(jù)中心 框架 分析 建議

中圖分類號(hào)：X32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）03（c）-0145-02

互聯(lián)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)生成智慧，數(shù)據(jù)是智慧之本，“互聯(lián)網(wǎng)+”向智慧化發(fā)展，數(shù)據(jù)是運(yùn)行基礎(chǔ)，沒有數(shù)據(jù)是無米之炊。有效、可靠的環(huán)保數(shù)據(jù)是環(huán)境管理的基礎(chǔ)和主線，是環(huán)保部門確立環(huán)境管理目標(biāo)、衡量工作進(jìn)展的前提，而將環(huán)境信息數(shù)據(jù)融入環(huán)境管理和信息化建設(shè)，是從數(shù)字化環(huán)保向智慧環(huán)保轉(zhuǎn)變的催化劑，是一切宏觀決策和微觀管理的智囊源，據(jù)此研究人員提出了智慧環(huán)保數(shù)據(jù)中心的概念。

1 數(shù)據(jù)中心的價(jià)值

智慧環(huán)保數(shù)據(jù)中心是智慧環(huán)保建設(shè)的根基，是環(huán)境管理信息化的保證，而數(shù)據(jù)中心來源有三塊：第一是環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)，包含水、氣、聲、土壤、生態(tài)等各類環(huán)境質(zhì)量的自動(dòng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和人工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；第二是涉及到企業(yè)全生命周期成長(zhǎng)的環(huán)境管理數(shù)據(jù)，包含項(xiàng)目審批、環(huán)保驗(yàn)收、自動(dòng)監(jiān)控、排污許可、監(jiān)督監(jiān)測(cè)、移動(dòng)執(zhí)法、排污征收、行政處罰、應(yīng)急預(yù)案、信用評(píng)價(jià)、危廢處置、信訪投訴等方方面面；第三則是環(huán)境管理數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)是環(huán)保部門在日常工作過程中加工、處理后產(chǎn)生的二次數(shù)據(jù)。

2 數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)

根據(jù)環(huán)境信息化建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)要求，建立覆蓋所有環(huán)境管理業(yè)務(wù)的環(huán)境中心數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有環(huán)境信息的分類、有序存儲(chǔ)，按照“一數(shù)一源、一源多用”的原則，確定每類數(shù)據(jù)所包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)內(nèi)容、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)更新方式、與其他數(shù)據(jù)項(xiàng)的關(guān)系等明細(xì)內(nèi)容，建立完整的環(huán)境信息化數(shù)據(jù)資源體系，為后續(xù)的環(huán)境智慧化、智能化建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

研究人員將中心數(shù)據(jù)庫(kù)從邏輯上分為元數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫(kù)5個(gè)部分，如圖1所示。

3 數(shù)據(jù)中心之元數(shù)據(jù)庫(kù)

對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)本身及其運(yùn)行環(huán)境的描述與定義的數(shù)據(jù)，稱之為元數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)是描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，是信息門戶、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、決策支持等應(yīng)用所不可或缺的內(nèi)容。

元數(shù)據(jù)對(duì)于ETL的集中表現(xiàn)為：定義數(shù)據(jù)源的位置及數(shù)據(jù)源的屬性、確定從源數(shù)據(jù)到目標(biāo)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)規(guī)則、確定相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯、在數(shù)據(jù)實(shí)際加載前的其他必要的準(zhǔn)備工作，它一般貫穿整個(gè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)項(xiàng)目。而ETL的所有過程必須最大化地參照元數(shù)據(jù)，這樣才能快速實(shí)現(xiàn)ETL。元數(shù)據(jù)庫(kù)按照統(tǒng)一規(guī)范提取數(shù)據(jù)資源的各項(xiàng)數(shù)據(jù)特征，形成描述信息資源本身特點(diǎn)的元數(shù)據(jù)庫(kù)，存放元數(shù)據(jù)的主要內(nèi)容、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)范圍等特征要素。

3.1 元數(shù)據(jù)信息

包含元數(shù)據(jù)的全部信息。在該元數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄元數(shù)據(jù)的名稱、創(chuàng)建日期、采用的字符編碼標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)名稱、標(biāo)準(zhǔn)版本、使用語(yǔ)言、對(duì)元數(shù)據(jù)信息負(fù)責(zé)任的單位或個(gè)人、數(shù)據(jù)集采用的空間參照系的信息、數(shù)據(jù)集質(zhì)量的總體評(píng)價(jià)信息等9個(gè)實(shí)體。

3.2 標(biāo)識(shí)信息

描述環(huán)境數(shù)據(jù)集的基本信息。通過標(biāo)識(shí)信息，用戶可以對(duì)數(shù)據(jù)集有一個(gè)總體的把握和了解。在該元數(shù)據(jù)庫(kù)中包括的內(nèi)容有：中文名稱、英文名稱、定義、數(shù)據(jù)類型、值域、短名、注解、子元素、擴(kuò)展巴氏范式和示例。

3.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量信息

數(shù)據(jù)質(zhì)量信息是對(duì)數(shù)據(jù)集質(zhì)量進(jìn)行總體評(píng)價(jià)的信息。數(shù)據(jù)集生產(chǎn)者可以通過這部分內(nèi)容對(duì)數(shù)據(jù)集質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法和數(shù)據(jù)集加工生產(chǎn)過程的質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)地描述。而這一部分也是用戶對(duì)數(shù)據(jù)集在數(shù)據(jù)質(zhì)量和精度方面確定是否適合自己使用要求的主要依據(jù)。

3.4 內(nèi)容信息

描述數(shù)據(jù)集的內(nèi)容信息。數(shù)據(jù)集生產(chǎn)者可以通過該部分內(nèi)容詳細(xì)地描述數(shù)據(jù)集中各要素類的名稱、標(biāo)識(shí)碼以及含義等內(nèi)容，從而使用戶可以由此知道該數(shù)據(jù)集要素屬性碼的名稱、含義等信息。包括各類數(shù)據(jù)集名稱、要素類屬性、內(nèi)容描述、屬性結(jié)構(gòu)描述文件4個(gè)實(shí)體。

4 數(shù)據(jù)中心之基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)存放各類基礎(chǔ)信息，包括標(biāo)準(zhǔn)代碼庫(kù)和基礎(chǔ)信息庫(kù)兩個(gè)部分。

標(biāo)準(zhǔn)代碼庫(kù)存放各類基礎(chǔ)編碼信息，如行政區(qū)劃編碼、河流編碼、監(jiān)測(cè)因子編碼、行業(yè)分類編碼等，為整個(gè)數(shù)據(jù)中心設(shè)定各類代碼標(biāo)準(zhǔn)。

基礎(chǔ)信息庫(kù)則存放與系統(tǒng)運(yùn)行管理相關(guān)的一些基礎(chǔ)設(shè)置信息，如部門設(shè)置信息、用戶及權(quán)限信息、操作日志信息等。

5 數(shù)據(jù)中心之業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)存放環(huán)境管理業(yè)務(wù)中的具體信息，在設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)，研究人員將根據(jù)環(huán)境信息分類體系，結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，建立9個(gè)主題數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)的分類集中存儲(chǔ)。這9個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)包括：環(huán)境質(zhì)量信息、生態(tài)環(huán)境信息、污染源信息、環(huán)境管理業(yè)務(wù)信息、環(huán)境科技信息、環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)信息、環(huán)境政務(wù)管理信息、環(huán)境政策法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境保護(hù)相關(guān)信息。

6 數(shù)據(jù)中心之環(huán)境空間數(shù)據(jù)

環(huán)境空間數(shù)據(jù)分為基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和環(huán)境業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)兩個(gè)部分，其中基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)由國(guó)土部門提供，環(huán)境業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)則由環(huán)保部門負(fù)責(zé)在地理數(shù)據(jù)上面進(jìn)行加載。

環(huán)境業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)是環(huán)境管理業(yè)務(wù)中所特有的與空間屬性密切相關(guān)的業(yè)務(wù)對(duì)象數(shù)據(jù)，主要包括環(huán)境管理對(duì)象數(shù)據(jù)和環(huán)境專題統(tǒng)計(jì)圖兩類。而環(huán)境管理對(duì)象包括生態(tài)區(qū)劃、污染源、飲用水源、重點(diǎn)監(jiān)控工況企業(yè)、建設(shè)項(xiàng)目、水監(jiān)測(cè)自動(dòng)站、大氣監(jiān)測(cè)自動(dòng)站、噪聲監(jiān)測(cè)自動(dòng)站、水質(zhì)斷面、排污口設(shè)置等各類環(huán)保相關(guān)的空間數(shù)據(jù)。

7 分析和建議

由于各級(jí)環(huán)保部門信息化建設(shè)或多或少地存在“孤島”現(xiàn)象，環(huán)境信息和資源的碎片化阻礙了整體視角看待環(huán)境管理，需要環(huán)保部門借助于先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，讓各業(yè)務(wù)部門在信息生命周期框架下支撐基于污染源、水、氣、土壤等環(huán)境要素?cái)?shù)據(jù)管理的協(xié)同應(yīng)用。

總之，將數(shù)據(jù)中心建設(shè)作為支撐生態(tài)環(huán)境管理科學(xué)決策的重要手段，實(shí)現(xiàn)“用數(shù)據(jù)說話”“用數(shù)據(jù)決策”“用數(shù)據(jù)調(diào)控”，利用數(shù)據(jù)中心支撐環(huán)境形勢(shì)綜合研判、環(huán)境政策措施制定、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警判斷，開展更深層次的數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)論證，從而有效提高生態(tài)環(huán)境治理科學(xué)化水平，全面提升環(huán)境保護(hù)參與經(jīng)濟(jì)發(fā)展與宏觀調(diào)控的能力。

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