關于省級環境信息系統研發的思考

白愛民

摘要：環境監測信息化建設直接關系著政府的決策。我國環境信息化成就可喜，但與國外信息化進程的差距還很大。本文列舉了目前環境信息系統應用的問題，闡述了信息系統研發擬采用的原則、架構與技術，提出了系統生命力的概念，對提高環保事業科學管理水平有現實意義。

關鍵詞：環境監測；信息系統；生命力

1 現狀

隨著現代計算機技術的發展和互聯網技術的應用，信息化建設逐步加強，信息集成己經是一個不可逆轉的發展方向。環境監測部門的主要職責之一是為各級政府及時、準確的掌握環境質量狀況提供基礎信息，為政府決策提供依據。先進科技信息技術的應用，對環境信息化建設具有特殊意義。

國外許多先進國家己經建立了一整套完備的環境監測系統，建立建全了環境信息公開制度。經多年努力，我國的環境信息化工作成就可喜，但與國外信息化和管理理念相比，差距還很大。環境信息的獲取和處理水平還比較低，環境管理應用軟件[1]的開發使用缺乏理論指導和技術規范。

《全國環境監測報告制度》規定，縣或州市級監測站負責轄區范圍內環境質量（地表水、空氣、噪聲、……等環境要素）數據的監測、相應環境資料收集、編制完成環境報表、報告和年鑒等，并逐級上報至省級環境監測中心。省中心站負責數據質量的把關、整理、匯總和統計分析，并編制出省級環境質量報告書、環境質量年鑒、月報等。

為完成國家要求的任務，我省及各州市的環境監測信息系統（下稱信息系統）研究和開發已經多年，但是，至今仍未對環境質量信息進行有效管理。主要不足之處具體表現在以下幾個方面：

信息難于共享 目前使用的信息系統有的是國家下發，有的是委托軟件公司開發，還有的是自己開發。信息系統開發工具可有不同，前臺界面各異，后臺數據庫結構也大相庭徑。信息系統獨立運行，各業務模塊構成了多個信息孤島，相互之間缺少必要的信息紐帶，難以實現彼此之間的信息共享人力與物力資源浪費 信息系統通常是為完成某項具體任務研發的，都要求錄入特定范圍的數據。通過監測或項目獲得的環境信息分散存儲，最終呈現于紙質報表和報告。應上級部門的特殊要求，各級監測站還需組織人力，重復錄入，反復校對，造成人力與物力的浪費。

計算機使用水平低 計算機的使用雖已普遍，并都接入互聯網，仍使用“電子郵件＋傳真＋手工”的辦公模式，無法適應信息管理需求。

數據不易提取 數據格式各異，存儲分散，且大量歷史數據以紙質介質保存，很難查閱或提取數據。

系統生命力弱 信息系統不能滿足基層監測站的例行工作需求，反而增加工作量，相關人員參與性不強，積極性不高，數據質量和時效性無法保證。

架構不合理 簡單客戶機/服務器構架在發展過程中的一些不足逐漸呈現出來，用戶界面交互性弱，數據呈現能力差，系統使用的限制多，維護工作量大。

安全性不足 系統多未充分考慮系統穩定性和數據安全性。

為了解決上述問題，有必要以先進成熟的計算機和通信技術為主要手段，建成一個覆蓋全省二、三監測站的信息系統。

2 系統設計原則

我們的目標是建立一個實用性強、用戶界面友好、易于擴展的信息系統。系統包括地表水、大氣、噪音、輻射等環境質量數據，能及時提取所需信息。為此，制定了下列系統設計原則：

先進性原則：使用成熟技術，考慮系統的先進性，采用先進的設計思想、先進的硬件設備和先進的開發工具。

實用性原則：我省環境監測系統分支機構眾多，監測要素和頻次可有不同，計算機水平參差不齊，系統研發須堅持“以基礎監測站工作為導向”，堅持與人為本。

系統性原則：信息系統涉及多個子系統，分別處理水、氣、聲、生物等。子系統各自獨立又相互關聯，須保持良好協調性和整體功能性。

可擴展原則：信息系統采用模塊化設計，有良好的擴展性，支持業務規模和種類的擴展，具備開放的接口，可對業務規則定制和修改。

發展性原則：總體規劃，分步實施，方案有前瞻性。除考慮目前的環境監測和環境管理工作外，還應考慮今后數據的空間代表性、數據挖掘和對環境質量變化規律研究的需求。

易維護性原則：根據軟件工程的理論，系統維護在整個軟件的生命周期中所占的比重是最大的(占60%-70%)。提高系統的可維護性是很重要的。

規范設計原則：環境信息涉及面廣、數據類別復雜、監測要素繁多，有必要建立規范的數據字典和詳細的說明。此外，還要注重項目管理，資料的收集及建檔。

安全性原則：合理設置訪問權限，確保數據安全，嚴格數據管理制度，防止數據外泄、數據遺失和隨意竄改，并考慮數據網絡傳輸的安全性。

3 采用的技術

擬建的信息系統須滿足現今網絡交換和海量數據操作等要求，必須采用先進成熟的技術，并在系統的實用性、安全性、功能性等方面下功夫。在采用技術方面考慮如下：

3.1按照三層架構開發。將系統的整個業務應用劃分為表示層——業務邏輯層——數據訪問層，有利于系統的開發、維護、部署和擴展。

3.2 系統對DBMS的性能要求較高，本著簡單、實用、易用、穩定性好等要求，選用了Microsoft SQL Server2005（下稱SQLS）作為數據庫系統的解決方案。

SQLS的優勢主要有以下幾個方面:

易于開發和管理：動態的自我管理和豐富的管理工具，數據庫管理員可以設置多服務器配置，將某臺服務器作為主服務器，向網絡中的目標服務器傳送和分發作業、警報和事件。

具有伸縮性和高可靠性：SQLS數據引擎可在各種操作系統上運行，數據庫引擎是一個精力充沛的服務器，可以管理上千個用戶訪問的龐大數據庫，同時SQLS具有自我動態調節的特性。

系統集成：與所選的前端應用程序工具Windows安全集成，當用戶連接網絡時，Windows驗證用戶的有效性，當與SQLS連接時，SQLS客戶端軟件請求一個信任連接，只有它們被Windows驗證合格后才可以被授權，這樣SQLS就不必分別驗證用戶，用戶也不必對他們連接的每個SQLS系統有單獨的注冊和口令。

完全支持SQL語言：SQLS提供了與其它數據的轉化接口和圖形化工具，能夠快速實現不同數據庫之間的數據轉換。從Web應用服務來考慮，采用SQLS是比較好的選擇。

3.3 系統體系結構模型的選擇

B/S結構是隨著Internet技術的興起，對C/S結構的一種變化或者改進的結構。在這種結構下，用戶界面完全通過www瀏覽器實現，一部分事務邏輯在前端實現，但是主要事務邏輯在服務器端實現。B/S結構是一種全新的軟件系統構造技術，代表了最新的技術潮流，也是當今應用軟件的首選體系結構。

經過調研與分析，我省信息系統擬使用ASP.NET、Delphi或Visual C#語言結合SQLS數據庫，采用B/S結構進行了系統設計和開發。數據通過VPN傳輸。

4 結語

信息系統主要是為管理服務，信息系統應能通過網絡完成大部分基層環境監測站的各類報表編制與上報。信息系統的生命力在于是否用戶愿意使用它，喜歡使用它。有生命力的信息系統不僅簡單實用，且能為基層監測站解決工作問題。要建立一個充滿生命力的信息系統，除了要認清問題，找準目標，選用成熟可靠的技術外，用戶的認可、資金的支持、領導的重視和科學的管理等都是十分關鍵的。有了充滿生命力的信息系統支持，能提高環保事業科學管理水平，使各級政府能全面、及時、準確的掌握各種環境信息。

參考文獻

[1]萬曉榆，萬敏. Web技術在下一代網絡中的應用研究[J].四川:計算機應用 研 究 ，2004.2