濟南市環境數據中心系統建設研究

尹衍鵬　王茂森　劉科

【摘 要】環境數據中心系統研發主要目的包括：通過對各類環境信息的統一管理，實現環境信息的共享、交互；通過對環境信息的整合、開發和利用，發揮信息資源的效益，更好的為環境管理服務。系統的研發，對于全面提升濟南市環境信息化管理能力具有重要的意義，同時為我國城市級環境數據中心系統建立起到良好的示范作用。

【關鍵詞】濟南市；環境；數據中心；信息技術

1 建設的必要性

目前，在環境管理、業務運行過程中逐漸建立了一系列的信息業務系統，同時也積累了大量環境數據、文字視頻資料和各種尺度的資源環境空間數據，這些信息業務系統和數據信息為環境管理和各項業務的順利開展起著重要的作用。但這些業務系統彼此相對孤立，表現出的最大問題是信息交互不暢通，信息資源利用價值低，對環境管理的綜合決策支持力度遠遠不足。在目前形勢下建設環境數據中心其必要性主要體現在以下三個方面：

1.1 建立起數據信息共享的機制和平臺，暢通信息渠道

目前，建立的信息系統只能從各個側面記錄和分析同一污染源的狀況，從單一的局部記錄分析環境狀況，而從環境管理的要求來說，無論污染源和環境狀況都需要一個統一的整體來管理和分析，也就是越到管理的高層，越需要在各個環境要素上統一了解和規劃管理。

建立數據中心，通過標準的數據格式、數據規范建立數據庫，整合數據形成數據倉庫，一方面，可以逐步形成一個整體反應濟南市環境要素的完整數據信息系統；另一方面，各方面數據的整合可以使管理人員具備一個一站式服務的信息中心，方便工作，同時也可以免去各個系統間數據上的矛盾，確立數據的使用規范，對目前的各個子系統也是一種全面的規范。

1.2 整合和挖掘數據信息資源，為環境管理綜合決策提供強有力的支持

目前，各個業務系統，積累了大量的歷史數據，但由于系統建設的局部性限制，使這些歷史數據缺少數據挖掘需要的其他數據要素。建立數據中心就是要將這些相對獨立的數據進行收集、匯總并將這些數據進行統一的整理和整合，組成一個龐大的數據倉庫達到可以進行數據挖掘的層次。利用這些大量歷史數據的無聲價值，進行數據挖掘和分析工作對我們的環境管理起到推動作用。

1.3 異地備份各業務系統的關鍵數據，保障信息數據安全

現用各業務系統往往僅有一套數據庫系統，或僅安裝在某一臺微機中使用，這樣就存在由于數據庫系統損壞或微機操作系統崩潰而導致的數據丟失，而這種問題又是不可避免的。通過數據中心的建立，使各其他系統的關鍵數據都被整合存儲起來，相當于在異地做了數據安全備份。這也就是對關鍵業務建立容災體系。

2 系統建設原則、目標、主要內容

2.1 建設原則

實用性：是指數據中心建設要面向環境管理，緊緊圍繞管理需求進行建設，環境管理需要什么就開發什么，起到真正意義上的數據的中心。

規范性：是指數據中心的硬件部署、軟件框架和環境的搭建、基礎數據庫的設計和開發，均按照環境信息化建設標準和規范進行建設。

安全性：安全性分為數據應用安全和數據存儲安全。數據應用安全是指數據中心的數據分安全等級，各級使用者均由訪問權限進行劃分，同時數據的對內、對外公開也明確區分。數據的存儲安全是指數據中心存儲和備份其他各業務系統的關鍵數據，為各業務系統起到異地備份的作用。

可擴展性：是指數據中心的基礎硬件和軟件開發要留有可擴展功能，為將來數據中心的二次建設和開發留有接口。

易操作性：指數據中心的應用部分有較直觀可視化界面，各級使用者能輕松掌握數據使用方式方法，無繁瑣和復雜的操作，功能模塊一目了然。

2.2 建設目標與內容

環境數據中心系統的建設目標是：通過對各類環境信息的統一管理，實現環境信息的共享、交互；通過對環境信息的整合、開發和利用，發揮信息資源的效益，更好的為環境管理服務。

環境數據中心系統的建設內容包括：數據中心硬件建設和數據中心軟件建設兩部分內容。

環境數據中心硬件建設：搭建服務器機群，連接光纖交換機和網絡設備，組成數據中心內部高速傳輸網絡。部署備份機和磁盤陣列進行數據備份，部署網管機進行網絡監控。

環境數據中心軟件建設：

數據標準和規范：以國家環境保護部發布的最新信息化標準、規范為基礎，在無標準和規范可依托的情況下以國內外相關業務系統較為成熟的格式為參考，建立一套《濟南市環境信息數據標準和規范》。環境數據中心的基礎數據庫和將來其他環境信息系統所需數據庫，均按此標準規范進行建設和開發。

濟南市環境數據中心基礎數據庫：根據環境信息類別、應用的不同，嚴格按照濟南市環境信息數據標準，建立一系列標準的基礎數據庫。數據庫包括環境狀況數據庫、經濟和資源狀況數據庫、污染源狀況數據庫、GIS管理數據庫等。

開發數據中心基礎數據庫與各業務信息系統的數據接口，將各業務信息系統的關鍵數據導入數據中心基礎數據庫，并按一定的周期進行數據更新和數據備份。

建立數據共享機制：根據數據的類別不同或應用不同，建立一套數據共享機制。根據此機制，將數據分級別，每個用戶只可上傳、更新、查詢和下載自己權限內的數據，不能越權訪問。同時將數據分為對內公開、對外公開、長期公開、臨時公開等多種安全級別。

根據環境管理需求進行數據的綜合應用：只有針對環境管理提出的需求，數據分析和計算結果才有實際意義。根據需求對標準數據庫的數據進行整合、處理形成數據倉庫，并對數據倉庫的數據進行發布和共享，將環境管理所需查詢的結果明確無誤的展示出來。

例如，建立以時間、污染物、功能區、行業、流域為序列的通用查詢統計，利用各業務數據實現關聯組合，進行統計查詢。

1）污染源分布、能耗及排污量變化；

2）環境質量變化，歷史數據與不同城市對比；

3）河流水系分布及各監測斷面環境質量；

4）建設項目周邊污染源、環境質量、功能區劃、用地狀況組合查詢。

統計指標自定義，根據統計要求，系統可以自定義和添加統計指標，在查詢統計、數據分析中使用。根據各因素的選擇可以靈活排隊，報告可以顯示在GIS上。通過組合查詢可以實現各業務數據的數據關聯，為環境管理提供更加系統的管理信息。

深度開發：通過OLAP或者空間分析的數據庫加工手段，制作一系列環境數據產品為管理和決策提供有效的支持。其中可以通過數據中心的報表、圖表、數據分析、數據查詢、污染總量控制等實現決策支持；另外，也可以利用空間分析的手段進行專題地圖、空間緩沖分析等輔助決策產品制作。例如：

1）廢氣污染源與大氣環境質量之間的關系分析；

2）借助空氣擴散模型可以模擬出重點廢氣污染源、機動車尾氣排放、建筑工地等對大氣空氣質量的貢獻；

3）濟南市河流水系、廢水污染源與水環境質量之間的關系分析；

4）以流域為單元，分析流域內污染源（工業和生活污染源）對各河流水體水環境質量的污染貢獻；

5）城市基礎設施（污水管網、集中供熱、道路修建等）的動態變化。

3 功能總結

通過環境數據中心的建設，現將主要功能總結如下：

實現數據的共享。建設數據中心應用平臺，將各信息系統關鍵數據整合到數據中心，實現數據的集成共享。各級用戶可通過應用平臺上傳、存儲本地數據，也可查詢、下載所需的其他環境管理數據。

實現數據的安全。在與各信息系統建立接口的同時，必然會有大量數據錄入或導入數據中心，保障各種數據安全、高效的存儲，實現對各信息系統關鍵數據的異地備份為數據中心最基本的功能。

實現數據的綜合管理。根據環境狀況數據、經濟和資源狀況數據、污染源狀況數據、GIS管理數據等數據邊界分類管理數據中心的大量數據。同時將兩類或多類數據同時調用對比。以達到綜合、交叉使用各類數據的功能。

輔助決策。數據的分類和交叉使用僅僅是起到了查詢和統計的功能，為了更深層次的開發和利用現有數據的價值而進行數據挖掘和模擬運算就成為了數據中心最終功能，也是對環境管理決策最有效的支持。

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[責任編輯：王楠]