智慧環(huán)保資源中心設(shè)計(jì)思路初探

陳元元

摘要：新時(shí)期下的城鎮(zhèn)化更加側(cè)重綠色、智能和人文的城市理念，伴隨智慧城市的推進(jìn)，智慧環(huán)保的實(shí)現(xiàn)需融合多源物聯(lián)傳感、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)，其中綜合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是智慧環(huán)保的基礎(chǔ)，本研究以廈門(mén)為例，提出環(huán)境資源中心的建設(shè)思路，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)、數(shù)據(jù)分類(lèi)存儲(chǔ)與管理、服務(wù)共享交互、數(shù)據(jù)分析展示等模塊，滿(mǎn)足環(huán)保數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集成管理與共享分析應(yīng)用；以期為生態(tài)保護(hù)部的多部門(mén)數(shù)據(jù)管理、全國(guó)第二次污染源調(diào)查等提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：智慧環(huán)保；數(shù)據(jù)中心；物聯(lián)網(wǎng)；污染源普查

中圖分類(lèi)號(hào)：X322 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2018）025-0350-02

一、引言

2014年，中共中央和國(guó)務(wù)院頒布了《國(guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014-2020年）》的頂層設(shè)計(jì)，對(duì)現(xiàn)代城市建設(shè)提出了“加快綠色城市建設(shè)、推進(jìn)智慧城市建設(shè)和注重人文智慧城市建設(shè)”的三大理念。當(dāng)今，我國(guó)城市污染問(wèn)題嚴(yán)峻，嚴(yán)重制約生態(tài)文明建設(shè)，以智慧環(huán)保帶動(dòng)管理決策科學(xué)化，提升城市治理水平和改善居民生活具有顯著的效能潛力。智慧環(huán)保作為數(shù)字環(huán)保的延伸和拓展，依托物聯(lián)傳感進(jìn)行環(huán)保數(shù)據(jù)的探測(cè)、借助大數(shù)據(jù)和云計(jì)算引導(dǎo)智能分析與決策，其中環(huán)保有關(guān)數(shù)據(jù)的集中管理是智慧環(huán)保體系的基礎(chǔ)。本文以廈門(mén)市環(huán)境資源中心的構(gòu)建為例，綜合考量環(huán)保已有信息系統(tǒng)及業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，提出盤(pán)活多源環(huán)保數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)與空間數(shù)據(jù)融合、環(huán)保數(shù)據(jù)共享交換的資源中心建設(shè)思路。

二、環(huán)保資源中心的構(gòu)建

資源中心的搭建重在數(shù)據(jù)的梳理、查清數(shù)據(jù)源及流轉(zhuǎn)過(guò)程，經(jīng)需求調(diào)研，廈門(mén)市環(huán)保局通過(guò)國(guó)家下發(fā)、省廳下發(fā)、自行建設(shè)等方式，已建成了排污收費(fèi)、實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和污染源監(jiān)控等30余套應(yīng)用系統(tǒng)，涵蓋了大部分在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、日常業(yè)務(wù)和行政辦公等業(yè)務(wù)。在這些應(yīng)用系統(tǒng)中積累了大量的環(huán)境信息資源，包括企業(yè)基本信息，生產(chǎn)情況、污染物排放情況、污染治理設(shè)施基本情況、行政處罰數(shù)據(jù)等。系統(tǒng)的建設(shè)時(shí)間差異及應(yīng)用側(cè)重點(diǎn)不同，造成了數(shù)據(jù)孤立重復(fù)的存在于各自系統(tǒng)中，資源中心需以全局角度構(gòu)建統(tǒng)一數(shù)據(jù)視圖。要達(dá)到整合環(huán)境數(shù)據(jù)資源的目的，建設(shè)的思路包括以下三點(diǎn)：①通過(guò)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)整合環(huán)境數(shù)據(jù)資源；②將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)高度集成；③開(kāi)放式體系架構(gòu)，滿(mǎn)足后續(xù)自然資源部新增的系統(tǒng)集成要求。環(huán)境資源中心的主要作用在于對(duì)各類(lèi)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行清理、標(biāo)準(zhǔn)化和匯總，為環(huán)境保護(hù)的相關(guān)業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供完整統(tǒng)一的數(shù)據(jù)視圖，為基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的決策分析應(yīng)用提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。為避免多源數(shù)據(jù)格式不一，需統(tǒng)一規(guī)范、制定環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了信息資源、感知、傳輸、應(yīng)用支撐等層面，包括對(duì)元數(shù)據(jù)、信息分類(lèi)編碼、傳感設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸、信息交換、服務(wù)目錄等層面。在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系下，資源中心的構(gòu)建包含7個(gè)部分，按照業(yè)務(wù)場(chǎng)景及使用范圍劃分庫(kù)體及規(guī)劃系統(tǒng)，具體為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、環(huán)境主題數(shù)據(jù)庫(kù)、環(huán)境信息資源目錄、空間數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)管理與監(jiān)控、數(shù)據(jù)服務(wù)接口以及數(shù)據(jù)分析與展示（見(jiàn)下圖）。

第一，基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)主要存儲(chǔ)從廈門(mén)市在用的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)抽取和清理過(guò)的基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，包括污染源手工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、污染源在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（小時(shí)數(shù)據(jù)）、排污申報(bào)數(shù)據(jù)、排污收費(fèi)數(shù)據(jù)、環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、建設(shè)項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)、環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、信息分類(lèi)及標(biāo)準(zhǔn)代碼庫(kù)等。由于不同的環(huán)境數(shù)據(jù)分散于各部門(mén)，大多以原始數(shù)據(jù)的方式存在，基礎(chǔ)庫(kù)通過(guò)ETL等工具，對(duì)排污申報(bào)、環(huán)境統(tǒng)計(jì)、污染源普查、污染源自動(dòng)監(jiān)控、空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)控、實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)等的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、自動(dòng)化地比對(duì)、檢查、清洗轉(zhuǎn)換并將其載人數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，形成污染源一企一檔、環(huán)境質(zhì)量一點(diǎn)一檔、機(jī)動(dòng)車(chē)一車(chē)一檔、以及行政事務(wù)一事一檔，并通過(guò)人工審核和相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的使用，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性。第二，為便于環(huán)保業(yè)務(wù)分析，在基礎(chǔ)業(yè)務(wù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，按照環(huán)境管理決策所關(guān)心的不同主題，通過(guò)多維分析的方法抽取、重組成多維的主題數(shù)據(jù)庫(kù)。如按照行政區(qū)劃、年度、所屬行業(yè)等主題對(duì)排污申報(bào)數(shù)據(jù)、行政處罰數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度分析，為管理決策提供高質(zhì)量的綜合數(shù)據(jù)支持。第三，為滿(mǎn)足地理信息集成，空間數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)接廈門(mén)市地理信息公共平臺(tái)和廈門(mén)市環(huán)保局基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)，以圖層服務(wù)的方式引入兩類(lèi)圖層，并融合疊加，形成環(huán)境資源中心的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)需求，形成企業(yè)管理、生態(tài)管理、流域管理、大氣環(huán)境、水環(huán)境等一系列的GIS展示圖層。第四，為便于數(shù)據(jù)資源的定位及查找，環(huán)境信息資源目錄體系以環(huán)境信息資源分類(lèi)為基礎(chǔ)，采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)環(huán)境信息資源進(jìn)行描述，將信息按一定的原則和方法進(jìn)行區(qū)分和歸類(lèi)，并建立起一定的分類(lèi)系統(tǒng)和排列順序，為環(huán)保業(yè)務(wù)部門(mén)和社會(huì)公眾提供環(huán)境信息資源發(fā)現(xiàn)、定位功能以及相關(guān)應(yīng)用。第五，數(shù)據(jù)服務(wù)是環(huán)境資源中心為市政府其他部門(mén)、省環(huán)保廳以及環(huán)保部提供數(shù)據(jù)交換的門(mén)戶(hù)，尤其面向2018年機(jī)構(gòu)改革后，生態(tài)環(huán)境部融合的其余部門(mén)；同時(shí)，也通過(guò)數(shù)據(jù)服務(wù)所提供數(shù)據(jù)共享接口訪問(wèn)基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)和主題數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外部數(shù)據(jù)服務(wù)共享，極大提升了新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)效率及數(shù)據(jù)復(fù)用的能力。第六，數(shù)據(jù)管理與監(jiān)控是保證數(shù)據(jù)申請(qǐng)無(wú)誤、調(diào)用正常的保障，資源中心在環(huán)保局原有辦公自動(dòng)化的用戶(hù)管理基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展為多業(yè)務(wù)系統(tǒng)的統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)，基于相關(guān)行業(yè)規(guī)范實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的統(tǒng)一身份認(rèn)證和權(quán)限管理，將用戶(hù)賬號(hào)的創(chuàng)建及權(quán)限分配設(shè)置于辦公流程化軟件中。最后，數(shù)據(jù)分析和展示作為環(huán)境資源中心的訪問(wèn)入口，提供基于基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、主題數(shù)據(jù)庫(kù)以及空間數(shù)據(jù)庫(kù)的進(jìn)行綜合查詢(xún)、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、多維數(shù)據(jù)分析、關(guān)鍵指標(biāo)（KPI）計(jì)算、專(zhuān)題圖分析以及空間模型分析等服務(wù)。

環(huán)境資源中心建成后，主要解決了環(huán)保相關(guān)部門(mén)間，信息未共享、業(yè)務(wù)協(xié)同工作流不協(xié)調(diào)、資源利用不高等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了面向決策的統(tǒng)計(jì)和分析需求。資源中心目前覆蓋了環(huán)保各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，從底層實(shí)現(xiàn)環(huán)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等的共享，完善元數(shù)據(jù)管理，形成全局的數(shù)據(jù)字典、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)規(guī)范和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼，能夠靈活的獲取環(huán)保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的單一視圖，保證數(shù)據(jù)的一致性、完整性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性，并提供各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成和功能復(fù)用的手段。最終，從宏觀層面為環(huán)境管理提供必要的技術(shù)支撐，從而更好的為環(huán)境保護(hù)科學(xué)高效管理提供有力的技術(shù)支撐。

三、結(jié)語(yǔ)

根據(jù)新一輪《國(guó)務(wù)院機(jī)構(gòu)改革方案》，新組建的生態(tài)環(huán)境部，在環(huán)保部的基礎(chǔ)上，將多項(xiàng)散落在其它部門(mén)的環(huán)保職責(zé)整合在一起，如發(fā)改委的應(yīng)對(duì)氣候變化和減排職責(zé)、國(guó)土資源部的監(jiān)督防止地下水污染職責(zé)、水利部的編制水功能區(qū)劃職責(zé)、農(nóng)業(yè)部的監(jiān)督指導(dǎo)農(nóng)業(yè)面源污染治理職責(zé)等。隨著生態(tài)環(huán)境部的內(nèi)涵更寬、發(fā)言權(quán)更大，部門(mén)統(tǒng)籌可改變監(jiān)管職能分散、資源浪費(fèi)的局面，但同時(shí)也對(duì)部門(mén)間的數(shù)據(jù)集成提出更高挑戰(zhàn)，智慧環(huán)保的資源中心構(gòu)建思路可延伸至生態(tài)環(huán)境資源中心的建設(shè)中。此外，本系統(tǒng)的建設(shè)有助于配合每十年的污染源普查工作，對(duì)于已入庫(kù)的污染源數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取管理、指標(biāo)更新，對(duì)于新增污染源進(jìn)行采集入庫(kù)，數(shù)據(jù)分析和展示可保障環(huán)境統(tǒng)計(jì)工作的順利展開(kāi)，有效推進(jìn)政府管理，滿(mǎn)足新時(shí)期城鎮(zhèn)化建設(shè)要求。