如何打造環(huán)境監(jiān)測“數(shù)據(jù)（信息）中心”

成 怡

（湖南省湘潭生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 湖南湘潭 430300）

引言

當(dāng)前，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)信息化數(shù)據(jù)基礎(chǔ)薄弱，海量監(jiān)測數(shù)據(jù)資源分散，“信息孤島”現(xiàn)象嚴重，數(shù)據(jù)資源共享與服務(wù)不到位。生態(tài)環(huán)境保護數(shù)據(jù)分析研判機制不完善，環(huán)境監(jiān)測為地方各級政府和社會公眾提供更多、更好的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)品方面還有較大提升空間。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)急需推進實驗室管理信息系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)對人、機、物、料、法全方位監(jiān)督監(jiān)控，建立健全業(yè)務(wù)信息和監(jiān)測過程的追溯機制，優(yōu)化統(tǒng)籌監(jiān)測資源，加強數(shù)據(jù)共享和評價，深入挖掘監(jiān)測數(shù)據(jù)價值，生產(chǎn)多元化的監(jiān)測產(chǎn)品，提升支撐服務(wù)保障水平。

1 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)信息化建設(shè)存在的問題與短板

1.1 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)信息化數(shù)據(jù)基礎(chǔ)薄弱

目前，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)信息化數(shù)據(jù)基礎(chǔ)薄弱，支撐能力不足，還沒有建立統(tǒng)一的“環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)字環(huán)保網(wǎng)絡(luò)”。

從省級層面上來看，湖南省生態(tài)環(huán)境廳的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)信息化平臺，主要由湖南省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心進行日常應(yīng)用，由省生態(tài)環(huán)境事務(wù)中心信息服務(wù)部負責(zé)聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)保存等工作。相關(guān)信息化平臺共有18 個，其中生態(tài)環(huán)境部以及中國環(huán)境監(jiān)測總站下發(fā)的國家級信息化平臺9 個，省級自建的信息化平臺6 個，省級擬新建的信息化平臺3 個。18 個信息化平臺中涉及大氣環(huán)境監(jiān)測方面有8 個，水環(huán)境監(jiān)測方面有5 個、土壤環(huán)境監(jiān)測方面3 個，污染源監(jiān)測方面2 個。

從市級層面上來看，湖南省各個市（州）監(jiān)測中心實驗室信息化建設(shè)普及度不高，尚有11 個市（州）的自建實驗室信息化平臺處于空白期，監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)還不夠完善。已建成的3 個市其系統(tǒng)建設(shè)運營商也均不相同，并亟需進行系統(tǒng)的升級改造。

在監(jiān)測任務(wù)方面，目前采用傳統(tǒng)手工模式，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)仍然沿用傳統(tǒng)的紙質(zhì)媒介或電子文檔進行保存與傳輸，監(jiān)測信息很難共享，無法及時掌握監(jiān)測任務(wù)進行情況，在歸檔后的任務(wù)信息查詢調(diào)用不方便，工作效率較低；在質(zhì)量管理方面，難以對人、機、料、法、環(huán)等質(zhì)量要素進行及時有效的監(jiān)控，使質(zhì)量管理體系總是處于受控狀態(tài)，使監(jiān)測過程可控制，數(shù)據(jù)可完整性溯源；在數(shù)據(jù)統(tǒng)計方面，缺乏信息管理系統(tǒng)，大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)很難被再次利用，需要數(shù)據(jù)統(tǒng)計人員進行手工統(tǒng)計，統(tǒng)計工作量大且易出錯；在數(shù)據(jù)分析方面，目前大部分監(jiān)測中心沒有數(shù)據(jù)分析軟件，無法對歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)和質(zhì)量控制數(shù)據(jù)進行全面、細致的智能分析、數(shù)據(jù)鉆取和數(shù)據(jù)挖掘，無法達到國家生態(tài)環(huán)境部對環(huán)境監(jiān)測“三個說的清”及數(shù)據(jù)“真準全”的管理要求。

1.2 “數(shù)據(jù)孤島”大量存在，尚未實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的融合和統(tǒng)一

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)歷年來積累了海量數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)資源分散，結(jié)構(gòu)不同、口徑不一、條塊化分割較為嚴重，沒有進行有效整合、構(gòu)建更加系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺。水、氣、污染源等監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)大多是獨立建設(shè)或者采用的國家統(tǒng)一下發(fā)的信息系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)協(xié)同方面缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，缺乏數(shù)據(jù)共享交換規(guī)范，“信息孤島”現(xiàn)象較為嚴重，數(shù)據(jù)資源共享與服務(wù)不夠到位。目前湖南省生態(tài)環(huán)境廳已實現(xiàn)對部分數(shù)據(jù)資源的集中管理、動態(tài)更新和綜合分析展示，并且初步實現(xiàn)了與氣象、工商部門的數(shù)據(jù)交換。但是各級環(huán)保部門與其他各部門之間的數(shù)據(jù)尚未有效集成、互聯(lián)共享，對數(shù)據(jù)的挖掘能力遠遠不夠，數(shù)據(jù)的綜合分析、數(shù)據(jù)深層次應(yīng)用存在較大差異。

1.3 綜合評價方法單一，尚未建立生態(tài)環(huán)境綜合評價體系

環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合分析評價要求在第一時間判斷監(jiān)測數(shù)據(jù)是否合理，再對監(jiān)測數(shù)據(jù)作深層次的分析與挖掘。應(yīng)結(jié)合自然、社會與經(jīng)濟、人口、城市結(jié)構(gòu)、污染物排放、能源利用、生態(tài)環(huán)境保護措施等相關(guān)因素進行綜合分析，圍繞監(jiān)測目的，全面分析監(jiān)測項目統(tǒng)計結(jié)果，從時間和空間上分析其分布和變化規(guī)律，并運用各種表征形式分析結(jié)果。同時，針對存在的生態(tài)環(huán)境問題，提出切實可行的改善環(huán)境質(zhì)量具體對策與建議等[1]。

目前廣泛使用的評價方法還存在缺陷，環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價還在單要素評價階段，未建立生態(tài)環(huán)境綜合評價體系。環(huán)境監(jiān)測綜合報告形式、監(jiān)測服務(wù)產(chǎn)品較為單一，各類數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析差，生態(tài)環(huán)境保護數(shù)據(jù)分析研判機制尚不完善，環(huán)境監(jiān)測為地方各級政府和社會公眾提供更多、更好的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)品方面還有較大提升空間。

2 關(guān)于打造“數(shù)據(jù)（信息）中心”的對策與建議

建設(shè)一個覆蓋省、市、縣統(tǒng)一的信息平臺，實現(xiàn)全省監(jiān)測機構(gòu)信息與監(jiān)測過程數(shù)據(jù)統(tǒng)一歸集管理與分析應(yīng)用。

依托大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、GIS 等技術(shù)，實現(xiàn)對環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效質(zhì)量控制，積極推動“生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)”的發(fā)展，通過數(shù)據(jù)的多元化采集、主體化匯聚和知識化應(yīng)用，實現(xiàn)各環(huán)境要素的監(jiān)測數(shù)據(jù)逐級聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)互通和開放共享、綜合研判、分級分類推送，推進環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)深度開發(fā)和可視化應(yīng)用，為環(huán)境質(zhì)量變化趨勢分析、預(yù)警預(yù)報、污染應(yīng)急提供數(shù)據(jù)支撐，從而更好的服務(wù)政府和公眾。

2.1 建設(shè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)大數(shù)據(jù)平臺

搭建覆蓋全省-市-縣的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)大數(shù)據(jù)平臺，做到綜合利用、開放共享。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺可依托目前湖南省生態(tài)環(huán)境廳在建的生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)資源中心平臺建設(shè)，但同時又保持相對的獨立性。平臺以省中心橫向把控全局，市州中心縱向?qū)嶋H操作的模式，以LIMS 實驗室信息管理系統(tǒng)+全省監(jiān)測數(shù)據(jù)庫+標準方法庫+模型庫+專家?guī)鞛槟繕耍?guī)劃全省-市統(tǒng)一的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集及相關(guān)標準規(guī)范，規(guī)范監(jiān)測數(shù)據(jù)全方位收集、審核和開發(fā)利用，推動每一類監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一儲存及統(tǒng)一管理[2]。加強生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)資源開發(fā)與應(yīng)用，開展大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，強化生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在日常監(jiān)督管理和執(zhí)法、工作考核評價、生態(tài)環(huán)境保護決策等方面的支撐和運用。

（1）LIMS 實驗室信息管理系統(tǒng)建設(shè)

建立一套覆蓋湖南省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、各駐市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心的實驗室信息管理系統(tǒng)。并根據(jù)環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量管理要求實現(xiàn)LIMS 與環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量控制信息零距離對接，在數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)上，強調(diào)實驗室整體運行的規(guī)范化管理，使實驗室各項工作在滿足質(zhì)量要求的前提下有效運行。通過將各類監(jiān)測業(yè)務(wù)全部納入系統(tǒng)，實現(xiàn)監(jiān)測業(yè)務(wù)程序化、流程化、標準化、精細化、無紙化管理。遵從ISO/IEC 17025等標準規(guī)范要求，實現(xiàn)與監(jiān)測質(zhì)量密切相關(guān)的監(jiān)測中心的人、機、料、法、環(huán)的全方位管理，提升綜合管理水平。引入專業(yè)智能的統(tǒng)計分析工具，提高當(dāng)前實驗室信息分析水平；通過系統(tǒng)化的信息整合，一方面做到在宏觀的時空維度上對當(dāng)前的污染情況進行更深入理解，另一方面做到在微觀維度具有針對性的預(yù)測。通過檢驗信息的互聯(lián)互通，建設(shè)監(jiān)測業(yè)務(wù)管理的一體化平臺，實現(xiàn)信息共享，為環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析提供更加全面的數(shù)據(jù)來源，從而為環(huán)境預(yù)防、保護和治理提供更加精確的數(shù)據(jù)支撐。

（2）監(jiān)測數(shù)據(jù)庫建設(shè)

積極構(gòu)建生態(tài)環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的全面收集、審核、匯總和動態(tài)更新，完成全省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合集成，全面建成“數(shù)據(jù)（信息）中心”。與國家各類數(shù)據(jù)平臺進行對接匯聚，整合生態(tài)環(huán)境監(jiān)測內(nèi)部各類水、氣、土、污染源、噪聲、酸雨、降塵、生態(tài)等數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)交換平臺為各系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)。

（3）標準方法庫建設(shè)

建設(shè)全省統(tǒng)一的標準方法以及評價系統(tǒng)，評價體系應(yīng)涵蓋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的所有因素、所有指標及所有過程。促進標準規(guī)范的整合統(tǒng)一，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)可比性。積極關(guān)注和吸收國內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)新方法，確保標準體系科學(xué)適用、適度超前[1]。

（4）模型庫建設(shè)

建設(shè)涉及各環(huán)境要素的模型庫，如：運用Models-3/CMAQ、CAMx、WRF-Chem 等空氣質(zhì)量模式進行空氣質(zhì)量預(yù)報；運用水環(huán)境數(shù)學(xué)模型分析斷面水質(zhì)超標對于下游水質(zhì)的影響、水質(zhì)的變化及污染物擴散范圍等；運用水動力、水質(zhì)模型、水網(wǎng)絡(luò)分析模型、大數(shù)據(jù)挖掘分析模型等對水質(zhì)進行預(yù)報預(yù)警、排放影響分析，并且對水質(zhì)進行預(yù)警及應(yīng)急管控等。

（5）專家?guī)旖ㄔO(shè)

建立湖南省環(huán)保綜合專家?guī)欤w各要素、各領(lǐng)域，包括應(yīng)急專家、執(zhí)法專家、技術(shù)評估專家、污染防治專家等，進一步提高我省環(huán)境管理和決策的科學(xué)化、規(guī)范化水平。

2.2 建立生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)集成共享體系

通過建立的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)省、市、縣監(jiān)測數(shù)據(jù)全國聯(lián)網(wǎng)，推進監(jiān)測數(shù)據(jù)及關(guān)聯(lián)信息跨地域、跨系統(tǒng)、跨業(yè)務(wù)、跨部門的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、污染源、基礎(chǔ)地理信息等數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，提升數(shù)據(jù)共享、信息交換和業(yè)務(wù)協(xié)同能力。充分推動信息資源的管理、利用，促進環(huán)境數(shù)據(jù)整合和部門間業(yè)務(wù)協(xié)同，通過數(shù)據(jù)挖掘和機器學(xué)習(xí)深挖數(shù)據(jù)潛在價值，實現(xiàn)“數(shù)據(jù)、資源、資產(chǎn)”的蛻變，輔助政府精細化決策，為改善環(huán)境質(zhì)量提供有效支撐。

（1）建立電力大數(shù)據(jù)+環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)平臺

通過電力系統(tǒng)的電力傳感技術(shù)，實時更新企業(yè)的總用電、生產(chǎn)設(shè)備、及環(huán)保治理設(shè)施用電情況，通過關(guān)聯(lián)分析及停限產(chǎn)分析，及時發(fā)現(xiàn)環(huán)保治理設(shè)施停運及其他異常情況，同時通過數(shù)據(jù)分析還可以實時監(jiān)控停產(chǎn)整治及限產(chǎn)企業(yè)運行狀態(tài)等[3]，便于管理部門開展環(huán)保執(zhí)法。

（2）建立智慧生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)監(jiān)管指揮平臺

通過整合空氣質(zhì)量實時管控平臺、水環(huán)境監(jiān)測預(yù)警評估分析平臺、高點視頻天眼監(jiān)控系統(tǒng)、督察檢查及信訪平臺、VOCs 在線監(jiān)測平臺、重點污染源實時監(jiān)管一體化平臺、工地揚塵在線監(jiān)測系統(tǒng)、污染源自動監(jiān)測系統(tǒng)、油氣回收在線監(jiān)測平臺、企業(yè)自行監(jiān)測平臺、環(huán)境統(tǒng)計和污染源普查數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)資源的集成、統(tǒng)籌與共享。還可以實時匯總各類平臺數(shù)據(jù)反饋的生態(tài)環(huán)境問題，建立問題實時交辦、督辦、反饋、復(fù)核等流程，生成問題統(tǒng)計報表，提升問題處理效率和生態(tài)環(huán)境管理水平。

（3）提升生態(tài)環(huán)境預(yù)警能力

打通橫向聯(lián)系渠道，實現(xiàn)多元化數(shù)據(jù)綜合運用分析。通過大數(shù)據(jù)分析，使環(huán)境變化的整體推演更加符合實際情況，特別是基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的精準預(yù)報，能夠給大氣污染、水污染防治提供可靠的信息支撐。

2.3 完善生態(tài)環(huán)境監(jiān)測綜合評估，強化監(jiān)測數(shù)據(jù)評價應(yīng)用

強化、深入對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的分析和評價,在對環(huán)境空氣、地表水、土壤環(huán)境、地下水、生態(tài)環(huán)境等環(huán)境質(zhì)量要素評價的基礎(chǔ)上，深入、綜合分析評價,充分發(fā)揮環(huán)境監(jiān)測的“支撐、引領(lǐng)、服務(wù)”職能。通過排名、通報等政策措施來傳導(dǎo)壓力,監(jiān)督、促進各級政府依法落實生態(tài)環(huán)境保護責(zé)任。研究構(gòu)建綜合型生態(tài)環(huán)境評價系統(tǒng),綜合考慮產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)所占比重、社會與經(jīng)濟的發(fā)展、各類環(huán)境要素質(zhì)量狀況、污染物排放總量、當(dāng)?shù)丨h(huán)境容量、環(huán)境承載力、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能等多種影響因素,建立綜合表征指數(shù),運用各類統(tǒng)計、模型分析預(yù)測各級行政區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況,為進一步深化對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的考核和監(jiān)督奠定良好的基礎(chǔ)[2]。

結(jié)語

目前湖南省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)初步完成機構(gòu)調(diào)整，還將迎接各種不同的新挑戰(zhàn)?；诤鲜∩鷳B(tài)環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)狀，在電子政務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，靈活的運用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，打造1+14 數(shù)據(jù)中心，建設(shè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、評價指標方法庫、模型庫、專家?guī)?對各種類型的數(shù)據(jù)資源進行了匯聚、融合、清洗、共享,實現(xiàn)從數(shù)據(jù)資源到信息資產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。建立健全生態(tài)環(huán)境監(jiān)控智慧信息化平臺,切實提升生態(tài)環(huán)境監(jiān)控智慧化能力水平,堅持以支撐“三個治污”為核心，“支撐、引領(lǐng)、服務(wù)”為定位,維護和確保生態(tài)環(huán)境監(jiān)控數(shù)據(jù)“真、準、全”為根本,進一步加快建立健全科學(xué)、獨立、權(quán)威、高效的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系為主線,落實“監(jiān)測先行、監(jiān)測靈敏、監(jiān)測準確”要求，加快構(gòu)建監(jiān)測“大格局、大平臺、大體系”，全方位推進生態(tài)文明建設(shè),為深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)、持續(xù)改善環(huán)境質(zhì)量提供更堅強有力的支持。