環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

福建省環(huán)境監(jiān)測中心站 陳文花

環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

福建省環(huán)境監(jiān)測中心站 陳文花

采用B／S結(jié)構(gòu)軟件體系，建立一套技術(shù)先進(jìn)、實(shí)用性強(qiáng)、運(yùn)行可靠的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，提高了環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的報(bào)送、查詢、統(tǒng)計(jì)等工作效率。

環(huán)境監(jiān)測 數(shù)據(jù)管理 開發(fā)

環(huán)境監(jiān)測是環(huán)保部門的法定職責(zé)，是環(huán)境管理的重要組成部分，是環(huán)境執(zhí)法的基本依據(jù)，是環(huán)境監(jiān)督的重要手段，是履行環(huán)境管理職責(zé)最基礎(chǔ)、最基本的技術(shù)支撐。環(huán)境監(jiān)測必須提供及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，客觀反映環(huán)境質(zhì)量狀況和變化趨勢。福建省環(huán)境監(jiān)測事業(yè)雖然經(jīng)過多年發(fā)展，各級(jí)環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)每年通過監(jiān)測獲得了大量數(shù)據(jù)，為環(huán)境保護(hù)管理部門管理和決策提供了科學(xué)依據(jù)，但數(shù)據(jù)高效及時(shí)傳輸、數(shù)據(jù)挖掘處理、數(shù)據(jù)綜合分析等方面仍然存在許多問題。如目前各級(jí)環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)仍采用excel或dbf填寫監(jiān)測數(shù)據(jù)，再通過 email上報(bào)數(shù)據(jù)的手工傳輸模式，省級(jí)環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)借助 excel數(shù)據(jù)處理功能對(duì)全省監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、審核及評(píng)價(jià)，缺少相應(yīng)的專用數(shù)據(jù)庫。如果單憑手工方法對(duì)如此龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，不僅工作量非常大、時(shí)間相當(dāng)長，而且很難保證評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而影響環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)為環(huán)境管理服務(wù)的效果。因此，建立一套技術(shù)先進(jìn)、實(shí)用性強(qiáng)、運(yùn)行可靠的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，不僅可以大大提高數(shù)據(jù)處理工作效率，還能保證評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，對(duì)于提升全省環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)的整體運(yùn)轉(zhuǎn)效率，提供更準(zhǔn)確快速的數(shù)據(jù)保障，從而圓滿完成各項(xiàng)監(jiān)測任務(wù)，更好地為環(huán)境管理決策服務(wù)，具有十分重要的意義。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 傳輸網(wǎng)絡(luò)

各環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)屬于相對(duì)松散的組織機(jī)構(gòu)，在目前條件下無法實(shí)現(xiàn)專用廣域網(wǎng)絡(luò)的連接，各單位之間的數(shù)據(jù)傳輸只能通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行，本系統(tǒng)采用建立虛擬專網(wǎng)技術(shù)（VPN）通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)。

1.2 結(jié)構(gòu)體系

根據(jù)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和軟件使用、維護(hù)的特殊要求，本系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)軟件體系。B/S結(jié)構(gòu)即Browser/Server(瀏覽器/服務(wù)器)結(jié)構(gòu)，是隨著 Internet技術(shù)的興起，對(duì)C/S結(jié)構(gòu)的一種變化或者改進(jìn)的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，用戶界面完全通過WWW瀏覽器實(shí)現(xiàn)，一部分事務(wù)邏輯在前端實(shí)現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)，形成所謂3-tier結(jié)構(gòu)。B/S結(jié)構(gòu)具有分布性特點(diǎn)，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行查詢、瀏覽等業(yè)務(wù)處理；維護(hù)簡單方便，只需要改變網(wǎng)面，即可實(shí)現(xiàn)所有用戶的同步更新；且共享性強(qiáng)。

1.3 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器選用Windows 2003 Server服務(wù)器加Oracle 10g數(shù)據(jù)庫。

1.4 開發(fā)工具

開發(fā)工具選用Microsoft Visual Studio.NET。

2 系統(tǒng)組成

環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)包括信息管理、系統(tǒng)管理、用戶管理3個(gè)信息管理子系統(tǒng)，以及水環(huán)境、大氣環(huán)境、聲環(huán)境3個(gè)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)。其中，水環(huán)境子系統(tǒng)包括河流、飲用水、湖泊水庫、內(nèi)河、地下水5個(gè)系統(tǒng)；大氣環(huán)境子系統(tǒng)包括城市空氣、降水、降塵、硫酸鹽化速率4個(gè)系統(tǒng)；聲環(huán)境子系統(tǒng)包括功能區(qū)噪聲、區(qū)域噪聲、道路交通噪聲3個(gè)系統(tǒng)。系統(tǒng)組成情況見圖1。

3 系統(tǒng)主要功能模塊

環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是針對(duì)各級(jí)環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)管理需求設(shè)計(jì)的，不僅要滿足地市環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)高效及時(shí)傳輸，還要提高省級(jí)監(jiān)測機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)處理效率，減少工作量的同時(shí)還能保證評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。本系統(tǒng)主要功能包括：信息管理、系統(tǒng)管理、用戶管理、監(jiān)測數(shù)據(jù)錄入、監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢、評(píng)價(jià)結(jié)果表、數(shù)據(jù)上報(bào)情況查詢、數(shù)據(jù)上報(bào)截止、配置管理，其中配置管理包括測點(diǎn)管理、監(jiān)測項(xiàng)目管理、評(píng)價(jià)方法管理和綜合配置管理等模塊。系統(tǒng)主要功能模塊見圖2。

圖1 環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)組成

圖2 環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要功能模塊

3.1 信息管理

信息管理包括公告管理和短信息管理2個(gè)功能。公告管理是省級(jí)用戶發(fā)布各類通知、文件和技術(shù)規(guī)范等信息的平臺(tái)，各級(jí)用戶進(jìn)入系統(tǒng)后均可對(duì)公告管理中的信息進(jìn)行查詢和下載。短消息管理是各用戶之間互發(fā)消息，接受消息的平臺(tái)。

3.2 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理包括測站管理、系統(tǒng)日志和系統(tǒng)安全3個(gè)功能。測站管理是對(duì)各測站進(jìn)行分級(jí)，分成省級(jí)、設(shè)區(qū)市級(jí)、縣級(jí)市級(jí)和縣級(jí)4級(jí)測站。系統(tǒng)日志主要功能是記錄各用戶登錄系統(tǒng)的IP地址、時(shí)間等信息。系統(tǒng)安全是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安全設(shè)置。

3.3 用戶管理

用戶管理是設(shè)置用戶名稱、用戶代碼、用戶密碼、所屬測站級(jí)別等，并對(duì)用戶的使用權(quán)限進(jìn)行設(shè)置。

3.4 監(jiān)測數(shù)據(jù)錄入

監(jiān)測數(shù)據(jù)可以用直接錄入和通過 excel數(shù)據(jù)模板導(dǎo)入兩種方式輸入。這兩種不同方式的組合使數(shù)據(jù)輸入便捷、準(zhǔn)確。數(shù)據(jù)輸入的同時(shí)將該數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，如果超標(biāo)，則給出顏色提示。

3.5 監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢

監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢功能幫助用戶找到所需要的數(shù)據(jù)，從而更好地為環(huán)境管理、環(huán)境預(yù)測和決策等服務(wù)。數(shù)據(jù)查詢方便靈活，用戶可以根據(jù)需要設(shè)置和組合任意查詢條件，如選擇查詢的測站、測點(diǎn)、監(jiān)測時(shí)間、點(diǎn)位類型、點(diǎn)位級(jí)別等，對(duì)查詢的結(jié)果以列表方式顯示并以excel格式導(dǎo)出。

3.6 評(píng)價(jià)結(jié)果表

評(píng)價(jià)結(jié)果表功能是根據(jù)管理的需要，對(duì)輸入到系統(tǒng)中的監(jiān)測數(shù)據(jù)按照相關(guān)評(píng)價(jià)技術(shù)方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)，形成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表。用戶可以根據(jù)需要設(shè)置和組合任意統(tǒng)計(jì)條件，如選擇統(tǒng)計(jì)的測站、測點(diǎn)、監(jiān)測時(shí)間、點(diǎn)位類型、點(diǎn)位級(jí)別、報(bào)表類型、評(píng)價(jià)類型等，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果以列表方式顯示并以excel格式導(dǎo)出。

3.7 數(shù)據(jù)上報(bào)情況查詢

數(shù)據(jù)上報(bào)情況查詢可通過設(shè)置查詢條件，如選擇查詢的測站、點(diǎn)位級(jí)別、上報(bào)情況、監(jiān)測時(shí)間等，快速查詢各測站監(jiān)測數(shù)據(jù)上報(bào)情況。

3.8 數(shù)據(jù)上報(bào)截止

根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)送時(shí)限要求，系統(tǒng)管理員統(tǒng)一設(shè)置截止時(shí)間，超過截止時(shí)間各用戶將不能填報(bào)監(jiān)測數(shù)據(jù)或修改已填報(bào)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

3.9 配置管理

配置管理包括測點(diǎn)管理、監(jiān)測項(xiàng)目管理、評(píng)價(jià)方法管理和綜合配置管理等模塊。

3.9.1 監(jiān)測點(diǎn)位設(shè)置

系統(tǒng)管理員對(duì)監(jiān)測點(diǎn)位的基本信息進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)置，基本信息包括測點(diǎn)名稱、測點(diǎn)編碼、經(jīng)緯度、地理位置等。為保證監(jiān)測點(diǎn)位信息唯一性，各用戶可查看但不能進(jìn)行新增、修改和刪除等操作，

3.9.2 監(jiān)測項(xiàng)目設(shè)置

系統(tǒng)管理員對(duì)監(jiān)測項(xiàng)目的基本信息進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)置，基本信息包括項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目編碼、化學(xué)式、單位、評(píng)價(jià)方式、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值等。各用戶可查看但不能進(jìn)行新增、修改和刪除等操作。

3.9.3 評(píng)價(jià)方法設(shè)置

系統(tǒng)管理員根據(jù)全省監(jiān)測技術(shù)規(guī)定對(duì)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行統(tǒng)一配置，以保證評(píng)價(jià)結(jié)果具有可比性。

3.9.4 綜合配置

系統(tǒng)管理員根據(jù)具體的監(jiān)測頻次、評(píng)價(jià)方法等屬性對(duì)各監(jiān)測點(diǎn)位進(jìn)行逐一綜合配置。只有經(jīng)過綜合配置的點(diǎn)位才處于正式啟用狀態(tài)，才能填報(bào)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)

4.1 形成全省環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)數(shù)據(jù)管理評(píng)價(jià)平臺(tái)，具備先進(jìn)的瀏覽器/服務(wù)器模式的數(shù)據(jù)匯總方式，采用全省集中式數(shù)據(jù)庫方式運(yùn)行，各級(jí)監(jiān)測站通過網(wǎng)絡(luò)直報(bào)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

4.2 系統(tǒng)具備實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)傳輸和評(píng)價(jià)功能，并且具備隨時(shí)根據(jù)環(huán)境管理的需要調(diào)整評(píng)價(jià)方法的靈活性、擴(kuò)展性。

4.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理檢索、計(jì)算引擎較為先進(jìn)，能夠滿足全省各級(jí)監(jiān)測站點(diǎn)并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)、結(jié)果計(jì)算等實(shí)時(shí)的需要。

4.4 對(duì)于需要上傳至上級(jí)監(jiān)測部門的數(shù)據(jù)能提供完善的轉(zhuǎn)換接口，滿足各級(jí)監(jiān)測站匯總數(shù)據(jù)和上報(bào)數(shù)據(jù)的無縫轉(zhuǎn)換。

5 結(jié)論

本系統(tǒng)采用 B／S結(jié)構(gòu)軟件體系，建立一套技術(shù)先進(jìn)、實(shí)用性強(qiáng)、運(yùn)行可靠的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，解決環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的報(bào)送、查詢、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、管理等問題，使工作人員從繁雜的手工勞動(dòng)中解脫出來，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享及數(shù)據(jù)管理的系統(tǒng)化、科學(xué)化和現(xiàn)代化，為環(huán)保部門管理監(jiān)測數(shù)據(jù)提供了嶄新的平臺(tái)，也為今后軟件功能的擴(kuò)充提供了穩(wěn)定的、符合信息技術(shù)主流趨勢的開發(fā)平臺(tái)。目前，本系統(tǒng)已在福建省各級(jí)環(huán)境監(jiān)測部門使用，用戶只需要打開瀏覽器，就可以填報(bào)、查詢和分析數(shù)據(jù)，選擇豐富多樣的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式，充分體現(xiàn)了環(huán)保信息化的特點(diǎn)。

[1] 張亦含,李旭文等.網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理平臺(tái)設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù),2005,17(4):16-18.

[2] 熊果,桂柏林.環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的開發(fā)研究[J].冶金環(huán)境保護(hù),2003,(4):58-60.

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