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1、試論環(huán)境監(jiān)測管理信息系統(tǒng)設(shè)計 摘要：本論文結(jié)合本人的專業(yè)和課程內(nèi)容，從環(huán)境監(jiān)測管理的信息化建設(shè)入手，針對國 內(nèi)外環(huán)境管理的信息化建設(shè)現(xiàn)狀及存在的問題，論證了環(huán)境管理系統(tǒng)建設(shè)的意義。嘗試 使用所學(xué)知識對該系統(tǒng)的設(shè)計進行探討。 關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測 信息系統(tǒng) 正文 一、 論文背景 環(huán)境的日益惡化已越來越受到人類的關(guān)注。尤其是近幾十年以來，全球正面臨著一 系列復(fù)雜多變的生態(tài)環(huán)境問題，人類生存的環(huán)境不但沒有得到有效的改善，而且全球大 多數(shù)國家的自然生活居住環(huán)境還在持續(xù)不斷地惡化之中。環(huán)境的持續(xù)惡化已成為全球共 同面臨的難題，并嚴重威脅到了許多國家人民的正常工作、學(xué)習(xí)與生活。為此，如何利 用現(xiàn)代計

2、算機軟硬件信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建有效的環(huán)保體系，便是本文所要重點研究 的問題。 二、 國內(nèi)外環(huán)境管理信息化建設(shè)現(xiàn)狀 隨著環(huán)境科學(xué)的深入研究和通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，信息化技術(shù)開始在 環(huán)境資源和環(huán)境信息科學(xué)管理中發(fā)揮著越來越重要的作用。到目前為止，我國已經(jīng)在北 京、廣州、上海等主要城市建立了空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)；在重點流域和大型排污企業(yè) 建立了水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)。例如為提高環(huán)境監(jiān)測管理和環(huán)境決策的水平，加強對環(huán)境質(zhì) 量和污染源的監(jiān)控。廣州市從1996 年到現(xiàn)在投入1.39 億元，相繼建成了廣州市環(huán)境空 氣質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)、水環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、重點煙氣污染源監(jiān)控系統(tǒng)、重點廢水污染源監(jiān)控系 統(tǒng)和機

3、動車排放監(jiān)控系統(tǒng)。隨著環(huán)境監(jiān)測管理體制的逐步完善，國家環(huán)保局也審查和推 廣了一系列環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用軟件，如重點工業(yè)污染源動態(tài)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù) 傳輸軟件、環(huán)境信息統(tǒng)計系統(tǒng)等，這些對我國的環(huán)境保護工作和環(huán)境信息管理無論在理 論研究還是技術(shù)實現(xiàn)上都是很有益的探索。隨著國家、各省市陸續(xù)建立起各種環(huán)境信息 管理系統(tǒng)，EIMS已經(jīng)在環(huán)境科學(xué)研究、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境評價、災(zāi)害預(yù)測和規(guī)劃決策等 各個領(lǐng)域發(fā)揮著主要作用。 由于國外發(fā)達國家經(jīng)濟發(fā)展起步較早，因而也較早的意識到隨之而來的環(huán)境問題，制定 了各種標準和一系列的環(huán)保法規(guī)與政策。早在 1975 年，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署就與各國政 府合作，建立了全球第一個開

4、放性的環(huán)境信息系統(tǒng)——全球環(huán)境信息源查詢系統(tǒng) （UNEP），用于促進各國之間環(huán)境信息的交換。后來聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署又組織開發(fā)了地 球資源信息數(shù)據(jù)庫（GRID），用于想全世界的環(huán)境研究工作者和決策者提供有關(guān)環(huán)境方 面的綜合數(shù)據(jù)。此外，還有全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)（GEMS）、國際潛在有毒化學(xué)品登記管理 系統(tǒng)等。美國的環(huán)境信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包括了大氣、突發(fā)事件響應(yīng)、有害廢物/固體廢物、 物理化學(xué)特性、訂約人、設(shè)施、綜合環(huán)境響應(yīng)、水、處理、有毒物質(zhì)控制法、實驗室質(zhì) 量保證/質(zhì)量檢查、毒性12個方面，并且建立了計算機輔助突發(fā)事件操作管理（Cameo II）、環(huán)境影響計算機系統(tǒng)（EICS）、計算機輔助立法數(shù)據(jù)系統(tǒng)（

5、CELDS）、化學(xué)公害響應(yīng) 信息系統(tǒng)（EIFS）、危害評價計算機系統(tǒng)（HACS）等覆蓋各領(lǐng)域的應(yīng)用系統(tǒng)。 三、 環(huán)境監(jiān)測信息化存在的問題 1) 數(shù)據(jù)信息缺乏標準化約束：在信息分類、環(huán)境指標體系、甚至數(shù)據(jù)格式方面缺乏一 致性和規(guī)范性，為數(shù)據(jù)信息直接共享帶來一定障礙； 2) 缺乏環(huán)境管理各部門之間業(yè)務(wù)橫向聯(lián)系，影響系統(tǒng)的一體化管理功能。目前開發(fā)的 很多環(huán)境管理系統(tǒng)都專門針對某一領(lǐng)域或某一項環(huán)境管理服務(wù)，用途較為單一，由于缺 乏完成環(huán)境管理各部門之間關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)的統(tǒng)一規(guī)劃和集成，使得各部門之間各自開發(fā)自己 的應(yīng)用軟件，于是形成了一條條縱向的平行線，造成了信息壁壘的存在； 3) 系統(tǒng)開發(fā)缺乏繼承性

6、和兼容性，系統(tǒng)建設(shè)時應(yīng)考慮到對已經(jīng)使用的信息系統(tǒng)的繼承 以及各系統(tǒng)之間的兼容性，減少重復(fù)建設(shè)。 四、系統(tǒng)需求分析 1、系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求分析： 上級單位 污染潭.監(jiān)測叛培匕報 數(shù)據(jù)上報 使用單位 企業(yè)污染數(shù)據(jù)上報 污染源在踐楡測 管理與服務(wù) 常東憂盥◎許仲忻 Kifeis威審柏您 書抿曲験和師工扯11「枝 河按砂排換棚鐵口說音折 污染源數(shù)據(jù)采集 耳境監(jiān)測 敬搖庫時 ”、里師** .—u.t -_^- ㈱聲朽煤數(shù)擁采 * ^2——- =卜：11片堆散JB :芒“I： 污寰源綜合數(shù)據(jù)分析 通過構(gòu)建環(huán)境監(jiān)測管理綜合信息系統(tǒng)解決方案對控制污染源及污染企業(yè)能夠全

7、面的 進行監(jiān)控。目前國內(nèi)部分城市已經(jīng)實現(xiàn)對控制污染源在線實時視頻監(jiān)控，但是對污染數(shù) 據(jù)的采集還不夠健全。通過此方案能夠完成對環(huán)保部門管轄區(qū)域內(nèi)的污染源進行實時在 線監(jiān)控，監(jiān)管人員通過網(wǎng)絡(luò)就能夠了解污染源當時的監(jiān)測數(shù)據(jù)。同時根據(jù)國家標準能夠 對管轄區(qū)域內(nèi)的排放進行智能化監(jiān)控，當企業(yè)排放不符合國家標準系統(tǒng)能夠進行報警， 并通過短信、語音電話等方式通知環(huán)保監(jiān)管人員和企業(yè)排放負責人。通過智能化的污染 源排放檔案功能，對不符合國家排放的每次情況進行全面記錄，包括視頻、采集數(shù)據(jù)， 使保障環(huán)保監(jiān)管部門處罰得到有效數(shù)據(jù)支撐。 環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測管理業(yè)務(wù)流程如下： 1-J'J-. - ? 山戰(zhàn)抿警閱示 鬲竦采

8、農(nóng)到按警仁息 環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測管理是面向環(huán)境保護部門的各級工作人員，其用戶群為環(huán)保部門的監(jiān) 測管理用戶。該模塊的主要業(yè)務(wù)需求是，由于環(huán)境保護需要實時地進行監(jiān)控與監(jiān)測，故 需要環(huán)境監(jiān)測管理人員通過該系統(tǒng)進行實時的環(huán)境監(jiān)測查看。只有通過對環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng) 的在線監(jiān)測與瀏覽，才能進行有效地監(jiān)測，以便對所發(fā)生的環(huán)境污染進行及時的上報與 處理。 2、易用性需求 1) 用戶界面友好、美觀，只要用戶有相應(yīng)的專業(yè)知識，并能熟練使用計算機，根據(jù)系 統(tǒng)相關(guān)提示以及用戶手冊便能正確使用該軟件。 2) 人機界面，采用全可視化圖形界面，對于密集信息錄入界面，要求能實現(xiàn)支持完全 鍵盤操作。

9、3) 對主要操作給予提示信息，對易曲解操作，給予選擇性提示； 4) 系統(tǒng)提供上下文提示幫助及專門的幫助界面； 5) 系統(tǒng)信息錄入應(yīng)盡可能的實現(xiàn)缺省值配置和下拉選擇，提供各種智能化輸入支持， 盡量減少操作員手工輸入信息的工作量； 6) 出錯提示消息必須準確(如解釋錯誤產(chǎn)生的原因和糾正的詳細信息等)； 7) 系統(tǒng)應(yīng)以易觀察易讀的形式向用戶提供信息(如：確認、程序詢問、警告、出錯消 息等)； 8) 屏幕輸入格式，報表和其他輸入、輸出設(shè)計清晰和易于瀏覽； 9) 對具有嚴重后果的功能執(zhí)行是可逆的，或者系統(tǒng)給出該后果的明顯警告，并且在執(zhí) 行該命令前要求確認。 3、安全性需求 1) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

10、提供鏈路層安全通道； 2) 用戶接入時，要求進行用戶的身份認證； 3) 用戶執(zhí)行業(yè)務(wù)功能時，進行權(quán)限的檢查和控制； 4) 根據(jù)環(huán)境管理系統(tǒng)用戶的數(shù)據(jù)單位屬性，限制用戶能夠訪問的數(shù)據(jù)范圍； 5) 采用嚴格和合理的管理制度。 五、系統(tǒng)設(shè)計原則 1) 先進性原則：由于環(huán)境監(jiān)測所涉及的技術(shù)體系較為廣泛，硬件體系涉及到先進的環(huán)境監(jiān)測設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集與智能感知設(shè)備，軟件體系則涉及到與監(jiān)測環(huán)境的硬件 體系的嵌入式接口的交互，為保障環(huán)境監(jiān)測的準確性與實時性，故所采用的環(huán)境監(jiān)測體 系的軟硬件應(yīng)較為先進。 2） 實用性原則：充分考慮環(huán)境監(jiān)測管理部門各類使用人員特別是終端設(shè)備用戶繁雜的 諸多因素

11、，將對系統(tǒng)產(chǎn)生的綜合影響，故環(huán)境監(jiān)測管理系統(tǒng)的人機界面應(yīng)友好，可操作 性強，同時兼顧終端用戶層次跨度大的特點，設(shè)計出簡單實用的系統(tǒng)，以方便環(huán)境監(jiān)測 人員監(jiān)測環(huán)境信息。 3） 開放性原則：考慮到環(huán)境監(jiān)測與保護管理體系將來發(fā)展需要及擴充性能要求，在設(shè) 備選擇及聯(lián)網(wǎng)方案上，要堅持開放性原則，在應(yīng)用平臺和系統(tǒng)設(shè)計時，支持跨平臺和開 放數(shù)據(jù)接口，保證每個獨立系統(tǒng)的設(shè)計要求，并充分考慮到環(huán)境監(jiān)測管理系統(tǒng)各子系統(tǒng) 互連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、交換和應(yīng)用集成等服務(wù)。 4） 可擴展性原則：由于環(huán)境監(jiān)測管理體制本身在不斷的變化，因此，在實施后期必然 將有新的需求產(chǎn)生，因此環(huán)境監(jiān)測管理系統(tǒng)在建設(shè)前期就應(yīng)做好總體規(guī)劃，保

12、證、應(yīng)用 平臺和終端設(shè)備不僅能夠滿足現(xiàn)在的要求，而且可以方便地擴展環(huán)境保護局將來的業(yè)務(wù) 變更需求，在環(huán)境監(jiān)測管理系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計時，應(yīng)保證環(huán)境監(jiān)測管理系統(tǒng)具有滿足用戶自 擴充的需求。 六、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測管理設(shè)計 環(huán)境監(jiān)測需要間斷或連續(xù)地測定環(huán)境中污染物的性質(zhì)、濃度、觀察、分析其變化對 環(huán)境影響的過程。按監(jiān)測的目的來說分為監(jiān)測性監(jiān)測（環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、污染源監(jiān)測）； 特定監(jiān)測（污染事故監(jiān)測、仲裁監(jiān)測、考核驗證監(jiān)測、咨詢服務(wù)監(jiān)測）兩部分。環(huán)境質(zhì) 量監(jiān)測子系統(tǒng)主要從監(jiān)視性監(jiān)測和特定監(jiān)測為主要出發(fā)點，主要實現(xiàn)包括空氣質(zhì)量監(jiān)測 水質(zhì)監(jiān)測、噪聲監(jiān)測等的環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)、重點污染源數(shù)據(jù)的管理、查詢統(tǒng)計分析，以及 環(huán)境

13、質(zhì)量制圖分析。 環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測管理 特 性 監(jiān) 測 宇氣質(zhì)屆監(jiān)測 水質(zhì)壞境監(jiān)測 吸?.!='質(zhì)斤監(jiān)測 廢養(yǎng)物監(jiān)測 宇氣質(zhì)吊陀測 水質(zhì)壞塩監(jiān)測 噪；Is1質(zhì)K監(jiān)測 廢齊物監(jiān)測 七、總結(jié) 本文通過對目前環(huán)境管理的背景入手，在詳細分析了環(huán)境管理現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，指出了當 前我國在環(huán)境管理中存在的問題，引出了環(huán)境管理信息化建設(shè)的意義。通過對本專業(yè)知 識和本課程學(xué)習(xí)的知識的運用和各大數(shù)據(jù)庫資源的引用，對環(huán)境監(jiān)測管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù) 庫設(shè)計進行了一次不成熟的嘗試。但此論文也展示了我對本次課程學(xué)習(xí)的收獲。 因本人知識水平鄙陋，論文之中多有片面和錯繆之處，望老師海涵。 參考文獻 1 劉騰紅 向卓元 管理信息系統(tǒng) 清華大學(xué)出版社 2010.3 2 戚本超, 周達 . 美國的城市環(huán)境監(jiān)測管理及對北京的啟示. 2009, 3 賈志軍 環(huán)境監(jiān)測管理信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 電子科技大學(xué) 2012 4 周勁風 . 我國環(huán)境信息系統(tǒng)研究進展. 環(huán)境科學(xué)動態(tài), 2002,(01):11~12