對(duì)環(huán)境信息資源規(guī)劃與大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用系統(tǒng)的研究

羅秋萍 李雅箐 歐月娥

摘要：環(huán)境信息資源規(guī)劃和大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)新政府監(jiān)管理念和服務(wù)方式，以保障決策科學(xué)化、監(jiān)管精細(xì)化、公共服務(wù)便民化的建設(shè)目標(biāo)，是貫徹十九大生態(tài)文明建設(shè)理念的最佳實(shí)踐。本文從環(huán)境信息資源的特點(diǎn)出發(fā)，在國(guó)際、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了環(huán)境信息資源規(guī)劃與大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用系統(tǒng)可行的技術(shù)路線，并對(duì)具體的實(shí)施方式進(jìn)行了案例分析和闡述。

Abstract： Environmental information resource planning and big data analysis application system use big data technology to innovate government supervision concepts and service methods， so as to ensure the goal of scientific decision-making， fine-tuning supervision and public service convenience， which is the best practices for implementing the ecological civilization construction ideas of the 19th National Congress. Based on the characteristics of environmental information resources， this paper designs a feasible technical route for environmental information resource planning and big data analysis application system based on international and national standards， and analyzes and expounds the specific implementation methods.

關(guān)鍵詞：信息資源規(guī)劃;大數(shù)據(jù);環(huán)境

Key words： information resource planning;big data;environment

中圖分類號(hào)：G203 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）30-0241-02

0 ?引言

環(huán)境信息資源具有多維度，體量大的特點(diǎn)。國(guó)家為了加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)工作，克服環(huán)境保護(hù)工作中信息搜集和分析的難題，于2019年3月14日，生態(tài)環(huán)境部網(wǎng)絡(luò)安全和信息化領(lǐng)導(dǎo)小組召開(kāi)2019年第1次全體會(huì)議。會(huì)議強(qiáng)調(diào)要深入貫徹習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)的重要思想，推動(dòng)生態(tài)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)安全和信息化工作更好更快發(fā)展，為打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)、推進(jìn)生態(tài)環(huán)保事業(yè)發(fā)展提供有力支撐，積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，加強(qiáng)我國(guó)的環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目建設(shè)。本文研究、設(shè)計(jì)了一種針對(duì)環(huán)境資源信息的規(guī)劃與分析系統(tǒng)。

1 ?項(xiàng)目總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

環(huán)境信息資源規(guī)劃總體設(shè)計(jì)方法主要采用信息資源規(guī)劃（IRP）理論方法，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)、軟件平臺(tái)對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、整合、分析、共享等，針對(duì)環(huán)境信息資源規(guī)劃和大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用系統(tǒng)項(xiàng)目緊密圍繞環(huán)境各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息化、深入挖掘環(huán)境信息資源并合理開(kāi)發(fā)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)工作的科學(xué)化、規(guī)范化、智能化、精細(xì)化管理目標(biāo)，充分考慮生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)特征及其發(fā)展變化規(guī)律，緊密結(jié)合大數(shù)據(jù)及云計(jì)算應(yīng)用基礎(chǔ)建設(shè)成果，采用更加貼近環(huán)保、管理、決策及綜合服務(wù)需要的技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行搭建。

整體框架結(jié)構(gòu)圖如圖1。

如圖1所示，環(huán)境信息資源規(guī)劃，對(duì)環(huán)境保護(hù)的各類環(huán)境數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、平臺(tái)管理建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建立信息資源目錄。大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用系統(tǒng)貫穿于整個(gè)業(yè)務(wù)流程中，為生態(tài)環(huán)境保護(hù)部門提供全面的業(yè)務(wù)管理和信息服務(wù)功能，主要包括大數(shù)據(jù)管理中心，企業(yè)環(huán)境信用平臺(tái)系統(tǒng)，環(huán)境質(zhì)量分析系統(tǒng)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)評(píng)估及預(yù)警，土壤環(huán)境質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境大數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用和土壤環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)布等。

2 ?技術(shù)路線設(shè)計(jì)

針對(duì)生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析過(guò)程中涉及大量計(jì)算，必須在環(huán)境大數(shù)據(jù)融合平臺(tái)底層服務(wù)或數(shù)據(jù)庫(kù)層面完成，并且數(shù)據(jù)具有計(jì)算量大、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)。為了滿足這類的統(tǒng)計(jì)分析和實(shí)時(shí)計(jì)算功能，結(jié)合項(xiàng)目特征，基于云平臺(tái)環(huán)境構(gòu)建實(shí)時(shí)分布式計(jì)算框架，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的分布式統(tǒng)計(jì)和實(shí)時(shí)計(jì)算。

系統(tǒng)建設(shè)遵循集成性、完整性、一致性、可擴(kuò)展性、安全性、組件化、標(biāo)準(zhǔn)化等設(shè)計(jì)原則。在技術(shù)路線選擇上，采用開(kāi)放、先進(jìn)的成熟技術(shù)，優(yōu)選業(yè)界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用SOA技術(shù)，使新建系統(tǒng)與已建信息系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，形成整體。在基于SOA理念的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，SOA采用“松散耦合”應(yīng)用程序組件的面向服務(wù)架構(gòu)，支持任務(wù)集成和數(shù)據(jù)鏈接服務(wù)。將環(huán)境信息資源功能模塊封裝成服務(wù)，并轉(zhuǎn)換為服務(wù)接口。將所封裝的各個(gè)服務(wù)注冊(cè)到系統(tǒng)總服務(wù)總線，方便接口服務(wù)調(diào)用和管理。實(shí)現(xiàn)高內(nèi)聚低耦合，同時(shí)對(duì)新功能需求進(jìn)行服務(wù)擴(kuò)展。通過(guò)局域網(wǎng)或電子政務(wù)內(nèi)網(wǎng)訪問(wèn)集成任務(wù)或數(shù)據(jù)鏈接服務(wù)，將服務(wù)進(jìn)行組合展現(xiàn)，給用戶帶來(lái)良好的用戶體驗(yàn)。完成設(shè)計(jì)后采用JAVA技術(shù)開(kāi)發(fā)體對(duì)平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并結(jié)合SiteMesh前端開(kāi)發(fā)技術(shù)對(duì)前端進(jìn)行開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)編碼規(guī)范化，前后交互標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)能管理模塊之間的依賴性，便于代碼的編寫和維護(hù)。

平臺(tái)基于Portal技術(shù)進(jìn)行單次登錄，只需登錄Portal服務(wù)器一次就可以訪問(wèn)所有其他應(yīng)用，并可結(jié)合實(shí)際對(duì)應(yīng)用的屬性進(jìn)行編輯。利用工作流程技術(shù)定義規(guī)范的流程，以xml格式存儲(chǔ)流程定義文檔。利用JMS和MQ技術(shù)，在不同系統(tǒng)之間精確交換信息和格式化數(shù)據(jù)方面取得一致。利用WEBGIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、污染源分布數(shù)據(jù)等地理空間數(shù)據(jù)的管理、維護(hù)、顯示、操作、分析和建模等。基于WEBGIS平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)的環(huán)境地理信息系統(tǒng)，是管理空間數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)圖文一體化展示的基礎(chǔ)平臺(tái)。利用SSO技術(shù)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部系統(tǒng)統(tǒng)一的登錄驗(yàn)證機(jī)制，不僅在于解決在統(tǒng)一驗(yàn)證系統(tǒng)架構(gòu)下開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序的單點(diǎn)登錄問(wèn)題，還能夠兼容現(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)登錄。采用ETL工具對(duì)環(huán)境信息數(shù)據(jù)資源進(jìn)行采集、清洗和加工，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)清理、異構(gòu)數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)和數(shù)據(jù)定期刷新的全過(guò)程。

3 ?基于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的項(xiàng)目質(zhì)量監(jiān)控

在參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，采用直接引用和自行制定相結(jié)合的辦法提供一套可供信息資源整合服務(wù)平臺(tái)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和切實(shí)可行的管理辦法，用以保障平臺(tái)順利建設(shè)和平臺(tái)運(yùn)行環(huán)境的形成。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系主要包括數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)及管理標(biāo)準(zhǔn)等三大類，主要用于規(guī)范系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中的技術(shù)要求和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，屏蔽各部門、各系統(tǒng)、各業(yè)務(wù)之間的差異性，按需、有序、及時(shí)、有效的共享信息。具體建設(shè)內(nèi)容如圖2所示。

4 ?案例實(shí)施與分析

4.1 資源規(guī)劃與大數(shù)據(jù)管理

通過(guò)用戶視圖分析、數(shù)據(jù)流分析和數(shù)據(jù)元素提取等信息資源規(guī)劃方法識(shí)別環(huán)境信息資源與生態(tài)環(huán)境管理業(yè)務(wù)之間的共生關(guān)系及業(yè)務(wù)與業(yè)務(wù)之間的數(shù)據(jù)交互關(guān)系，理清數(shù)據(jù)元素的種類、來(lái)源和流向，并通過(guò)系統(tǒng)性地分類編碼完成數(shù)據(jù)元素在環(huán)境信息資源中的定位。整體環(huán)境信息資源規(guī)劃化工作實(shí)現(xiàn)從宏觀（職能域）到微觀（數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)編碼）的規(guī)劃過(guò)程，并通過(guò)微觀的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)編碼反饋到宏觀的信息化建設(shè)活動(dòng)中，最終實(shí)現(xiàn)規(guī)范環(huán)境信息資源開(kāi)發(fā)利用的目標(biāo)。

通過(guò)全域數(shù)據(jù)元素提煉結(jié)果，結(jié)合業(yè)務(wù)間的數(shù)據(jù)關(guān)系和信息化建設(shè)的技術(shù)特點(diǎn)，以國(guó)家、行業(yè)相關(guān)關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為基礎(chǔ)，完成信息資源規(guī)劃范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)管理，包括環(huán)境基礎(chǔ)信息、環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理、環(huán)境信息共享交換、環(huán)境信息接口管理、環(huán)境信息元數(shù)據(jù)管理和環(huán)境信息資源目錄管理等。

4.2 環(huán)境大數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用

通過(guò)專題專欄、GIS地圖、圖形、數(shù)據(jù)表等形式展示不同維度的環(huán)境質(zhì)量情況。建設(shè)包括大氣環(huán)境、地表水環(huán)境、飲用水環(huán)境、污染源在線、一企一檔、監(jiān)管執(zhí)法及企業(yè)環(huán)境信用評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

例舉其中一個(gè)案例：大氣環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控，在地圖上展示氣站點(diǎn)分布情況，點(diǎn)擊站點(diǎn)可查看大氣最新污染物變化趨勢(shì)情況。以打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)為目標(biāo)建立大氣環(huán)境決策分析專題，管控全區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量考核指標(biāo)，分析空氣防控工作，輔助空氣質(zhì)量指揮調(diào)度。

5 ?結(jié)語(yǔ)

通過(guò)環(huán)境信息資源規(guī)劃與大數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值，應(yīng)用多維度數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析、關(guān)聯(lián)分析，建設(shè)完善數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，使數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范更加貼實(shí)際使用場(chǎng)景，為后續(xù)環(huán)境保護(hù)決策提供更強(qiáng)有力的支撐。

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