實用型環境質量監測數據綜合分析系統的應用

吳旻妍，薛媛媛，王亞超，王雅玲，吳福全

（江蘇省蘇州市環境監測中心站，江蘇 蘇州215004）

1 引言

在環境保護事業飛速發展的新局面下，環境監測部門對各類監測數據的綜合分析和對環境形勢有效預判的能力提升顯得尤為重要。隨著環境監測業務不斷增加，各類監測數據日益增多，特別是對數據庫的各種分類統計及評價形式日漸豐富，如何利用有限的人力資源應對龐大的數據庫統計分析工作以及如何發揮監測部門花大量人力物力獲取的數據的有效作用一直是環境監測管理部門重視和探討的問題。盡管日新月異的科技信息手段已經為環境業務管理提供了開闊的思路和極大的便利，但是現有的應用分析軟件對于各類數據的自動分析處理功能還不夠全面，功能設置沒有針對環保部門的特殊需求，因此，設計開發一種實用性監測數據綜合分析的軟件顯得十分有必要。

蘇州市環境監測中心站開發應用的“環境質量監測數據綜合管理平臺”，在監測業務需求分析的基礎上，采用B／S應用模式，基于.Net多層體系結構的開發框架，運用了報表服務和報表展現技術，并采用SQL Server 2008數據存儲管理技術配置了綜合分析功能，可供靈活選擇各類評價方式和監測數據，操作簡單，內容實用，有效挖掘數據價值，讓綜合分析人員把更多地精力用在發現和總結環境質量變化規律上，很好地滿足了環境監測業務部門目前對數據綜合分析的需求。

2 綜合分析系統應用

為了滿足綜合分析部門隨時隨地調用數據的工作特性，系統人性化地開發成網頁模式，只需設置賬號密碼即可安全登錄使用。系統充分考慮到日常工作中常用的報告類型和評價方式，設置了地表水統計分析、空氣環境質量分析、降水酸雨離子組分分析、各類噪聲統計分析、地下水和底泥、農村地表水等模塊（圖1），覆蓋面較廣，應用靈活性高。特別是運用該系統對點位和監測因子均較多的地表水環境質量進行分析時，體現出靈活選擇數據、多種形式評價水質的優勢。

圖1 綜合分析系統統計評價內容示意圖

2.1 細化統計分析類別

現有的綜合評價地表水水質的方法和文件要求很多，特別是綜合評價現代化考核斷面、生態文明考核斷面、功能區普查斷面、國控斷面、省控斷面等各類考核斷面時，需要選用不同時間的監測數據及不同的考核因子，工作量巨大且極易出錯，統計任務繁重，而依靠現有的評價軟件分析測點信息內容單一，不能夠按各種需求靈活的選擇信息進行直觀的評價。

使用該平臺的綜合分析系統對地表水斷面測點的逐年數據匯總后，按照水域功能和斷面考核方案分為河流、湖泊、飲用水源地和地表水四種類型識別，可單個選取監測點位數據評價，也可逐一選取多個點位數據分別評價；充分考慮到例行監測點位和評價項目的相對固定性，系統增設測點分組管理，將河流、湖泊、飲用水和地表水數據分別建立分組，每項分組中再按照各類考核斷面、分析指標或用戶自行需要統計分類，如圖2所示，湖庫測點分組清單中，按照富營養化指數評價方法將陽澄湖富營養指數分析的7個測點單獨建立分組；按照“十二五”國控、省控要求對湖泊點位單獨建立分組。與逐個選擇點位進行對比分析相比，一方面節省了大量的重復調用數據時間，另一方面避免了因考核指標混淆而出現的選取數據差錯。

2.2 靈活選擇評價項目

以地表水環境質量綜合分析為例，對于單個測點既可以按照時間段和監測項目等任意選擇查看該斷面歷史統計的各項數據，并評價測點濃度的平均值、最大值、最小值，測點污染指數、單因子水質類別，測點達標情況等，還可以與其余單個測點之間進行各項污染因子的連續對比分析；多個測點同時比較時，可以看出各斷面水質類別的分布區間（圖3），基本滿足了點位之間的靈活比對分析要求。

圖2 地表水測點分組統計分析清單示例

圖3 地表水統計分析模塊查詢內容示意圖

以“十一五期間”陽澄湖富營養化指數統計分析為例，以往需要將陽澄湖東湖、西湖和中湖共7個測點五項評價指標的五年數據分類匯總，再運用公式計算出富營養化指數值，并通過Excel作圖分析湖體水質富營養化趨勢。而運用平臺分組統計分析時，只需選擇監測點位和時段（圖4）以及達標評價方式，即可獲取十一五期間陽澄湖各測點的原始數據。

圖4 綜合分析系統中原始數據選取界面示例

對分組測點各項指標的濃度平均值計算就可以查看各測點的富營養化指數（圖5），同時對于測點的單項污染指數和綜合污染指數、測點單因子水質類別、測點水質達標情況以及城市達標率等均可以直接查看。

同時在高級報表分析功能中，評價角度多樣化，表達形式也較為豐富，可以直接生成各類圖、表來描述十一五期間陽澄湖湖體水質類別逐年分布情況，每年相同監測指標各測點之間的濃度值變化比較，各測點同一監測指標多年的濃度變化趨勢以及同一測點多年間不同監測指標的變化趨勢和濃度值變化比較等（圖6）。完全擯棄傳統的Excel報表的分類匯總、計算及作圖的繁瑣模式，操作更加簡單實用。

圖6 數據評價的表達形式示例

2.3 可擴展的評價模式

綜合分析系統根據監測數據分析評價的常用類型設計了七大類幾十種統計性評價模式，除地表水分析模塊中的測點污染指數、富營養化指數、測點達標評價指標外，還包含對單側點或地區的空氣API、AQI的綜合評價模式，各類噪聲的聲源構成比例、評價等級以及點次達標率等，并可根據各類技術規范和各種考核的需求拓展評價方法，實現了各類環境質量監測數據的分類查詢、統計、分析以及報告展現等功能。同時融入靈活的環境監測點位管理與調度思想，結合全面科學的評價方法、靈活的參數定制手段、豐富的信息表征方式，實現對大氣、水、聲環境質量全方位、多角度、深入的綜合分析。同時在環境質量監測數據的分析處理過程中，能夠精確篩選監測數據，明確計算步驟，確保計算結果準確無誤，更多地支撐了綜合分析報告的實際編寫工作。

圖7 領導決策系統主界面

3 領導決策支持系統應用

監測數據綜合評價的目的是為決策者提供數據支撐和方法依據。通常水、氣、聲等各類環境質量狀況是通過各類月報、季報、快報等以電子郵件或書面形式呈閱領導，每一份報告的內容僅僅反映的是水環境、大氣環境和噪聲狀況中的某一項，往往不能夠綜合全面的展示環境質量的全貌，不利于決策者及時、準確、直觀地了解最新匯總數據反映的環境質量狀況。因此，平臺在綜合分析系統基礎上，單獨設計開放了供領導瀏覽參閱的決策版塊（圖7），將綜合分析中飲用水、重點流域、大氣灰霾、各類噪聲、藍藻預警等高度關注的評價項目和考核達標情況整合到決策版模塊中，并將原始數據用簡潔、直觀的圖、表展示，更加有利于決策者在線實時查看環境質量概況和各類考核指標，極大地提高了數據和報告的時效性，更有利于決策者對環境形勢的掌控和分析。

4 結語

網頁版環境質量監測數據綜合管理平臺綜合分析功能的開發與應用，緊密結合環境監測部門業務需求，利用信息技術有效減輕了監測數據分析評價不斷增長的工作量，同時提供領導決策模板，更及時、全面地傳遞監測信息，使傳統的環境監測數據統計分析工作朝著網絡化、便捷化、精細化方向發展。

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