基于智慧城市體系下的生態環境大數據研究

摘 要：隨著新的環境問題不斷出現，公眾的環境訴求不斷提高，對環境監管部門的要求也越來越高，環境監管難度和壓力日益增大。因此，環境管理部門需要借助大數據創新監管手段，全面提高環境監管能力，服務于智慧城市的建設，為全面實現提高環境質量、改善人居環境的目標提供有力支持。智慧城市建設應該是全面而綜合的，社會對智慧城市本質及其核心特征的認識亟待深入和挖掘，規避在實踐中架構設計和運營體制等方面的偏差，重視信息化基礎設施的建設，加強信息資源的整合共享以及智能化輔助決策。

關鍵詞：智慧城市 生態環境 大數據 監管 決策

中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）08（a）-0002-02

1 生態環境大數據架構

生態環境大數據管理工作機制包括數據共享開放、業務協同等工作機制，以及生態環境大數據科學決策、精準監管和公共服務等創新應用機制。組織保障和標準規范體系為大數據建設提供組織機構、人才資金及標準規范等體制保障；統一運維和信息安全體系為大數據系統提供穩定運行與安全可靠等技術保障。生態環境大數據平臺分為基礎設施層、數據資源層和業務應用層。其中，大數據環保云平臺是集約化建設的IT基礎設施層，為大數據處理和應用提供統一基礎支撐服務；大數據管理平臺是數據資源層，為大數據應用提供統一數據采集、分析和處理等支撐服務；大數據應用平臺是業務應用層，為大數據在各領域的應用提供綜合服務。

2 生態環境大數據物理架構及技術組成

健壯的生態環境大數據體系是由覆蓋廣泛的物聯網，智能的數據挖掘能力，校驗能力突出的大數據輔助分析決策體系組成。

其目的在于通過綜合應用傳感器、紅外探測、射頻識別等裝置技術，實時采集污染源、生態等信息，構建全方位、多層次、全覆蓋的生態環境監測網絡，從而達到促進污染減排與環境風險防范、培育環保戰略性新型產業等方面的目的。我國環境保護領域在十幾年的發展過程中，廣泛采用傳感器、RFID等物聯網相關技術，具有良好的物聯網運作基礎，對實現物聯網在環保領域的深度運用提供了先決條件。

組建高效穩定的生態環境大數據架構分為三大范疇。

2.1 構建環保領域物聯網體系

物聯網作為一個系統，與其它網絡一樣，也有其內部特有的架構。其結構主要有3層：一是感知層，即通過RFID技術、傳感器、二維碼等物聯網底層傳感技術，對物體信息的實時獲取，并通過傳感網絡。二是網絡層，即通過將互聯網、3G網絡、短波網等多種網絡平臺的融合，構建物聯網網絡平臺，將感知層采集的信息實時準確地傳遞至環保信息中心，并對數據清理、整合、匯總控制工程網版權所有，處理各種機械或人工造成的異常，通過數據挖掘技術及數據融合技術實現對采集信息價值的深度提煉。三是應用層，即把感知層采集的信息，根據各功能模塊需要進行智能化處理，實現污染的早期預警、治理的自動調節、環保信息的實時發布等環保物聯網應用功能，并補救各種不穩定的技術結構、程序、硬件和網絡的錯誤，以及調整數據采集傳感器不穩定的工作環境。

2.2 開發智能化處理功能

物聯網技術應用的目的在于，通過廣泛采集的數據，運用數據挖掘等智能化技術，對采集的數據進行篩選和提煉，為決策層提供安全、可靠、有效的決策依據。所以，數據的智能化處理是物聯網技術應用的本質特征之一。任何領域對物聯網的技術的應用，如果缺乏智能化開發，都不能充分發揮物聯網的技術優勢。充分發揮物聯網的智能化優勢，對環境監測進行智能化處理，將簡單的環境監測數據提煉為有價值的統計數據，至少可以達到以下兩點目的。一方面控制工程網版權所有，延長污染預警時間。另一方面控制工程網版權所有，為環保部門治理環境污染提供可靠的決策依據。

2.3 構建多平臺網絡模式大數據輔助分析

網絡平臺是基礎，缺乏安全穩定的網絡傳輸環境，環保工作中的監測、控制工作則難以實現。物聯網通過廣泛散布傳感設備，實現對數據的廣泛采集和實時傳輸，并及時匯總控制工程網版權所有，數據采集量、傳輸量和處理量較大，對網絡平臺的要求較高。 為保證環保工作中，物聯網的正常運作，需要建立以互聯網為主體，多網絡平臺共同適用的網絡平臺環境。以互聯網為主體，原因在于需要環保工作中，信息采集處理的范圍廣，需要互聯網作為主要運作平臺，且面對城市、大型環保工程等基礎設施較好的區域，互聯網平臺優勢明顯。多網絡平臺共同適用，原因在于，雖然大部分環保監控區域是孤立的，但大多數已具備一定的信息傳輸基礎，如電信3G網絡，充分利用已有的電視、電話等網絡平臺，為數據傳輸提供硬件基礎，同時積極開發小范圍內無線傳感專用網絡，為實現環保監控區域系統化提供條件。

3 生態環境大數據監測及管理分析

環境監測數據管理系統主要實現環境監測數據市、省、國家的逐級填報與傳輸，該平臺采用B/S運行模式。建立有效的數據匯集機制，提高數據傳輸效率的同時保證數據的準確安全：國控自動監測站點的數據直接發送總站，省控、市控自動監測站點數據分別發送到相應的省站、市站后，由省站統一匯總后上傳總站；手工監測數據在分級審核匯總后，由省站上傳至總站。

環境監測數據管理系統中采集與傳輸的數據包括結構化和非結構化數據，結構化數據是各環境要素的自動監測數據和手工監測數據；非結構化數據主要是省、市、縣各級環境質量評價報告、各類綜合報告等。

4 大數據應用場景

包含4項主要內容：一是推進一批急需使用的大數據應用項目，并與交通、建設、水利、國土、農業、氣象、測繪等相關部門進行信息共享，形成多元化、多視角、多維立體的大數據應用格局，今后還將根據環保新任務需求繼續進行應用拓展和功能完善，使環境監管大數據支撐能力不斷提高。二是建設“環保數據資源中心市級分中心”。主要任務是完成本市環保業務系統與省廳“環保數據資源中心”對接和數據錄入，并組織轄區內縣級環保部門承接省、市系統，實現省、市、縣三級系統共建、信息共享、運維有序。三是建設企業數據服務平臺。建設統一的全省企業網上在線管理門戶，為企業提供“一企一戶”式的數據申報查詢、查看辦事流程、關注信用評價、了解政策法規、跟蹤辦理狀態等服務，提高辦事效率，減輕企業負擔。四是建設公眾數據服務平臺。完善環保信息公開體系，從數據資源中心選取相應的待發布數據，如環境質量、預警預報、工作動態等，經過審核后，發布（推送）至省政府門戶網站、廳門戶網站、環保官方微信和微博、手機APP及其他公眾宣傳教育平臺。

5 價值效益分析

通過“環保云”建設，加強網絡資源、計算資源、存儲資源、安全資源的集約化建設，實現大數據基礎設施的互聯互通、集中管理、統一調度與整體運維；通過大數據管理平臺建設，加強數據資源整合集中，推動數據資源開放共享；通過大數據應用平臺建設，為生態環境科學決策、監管、公共服務提供支撐與保障。項目實施以后，有助于節約重復建設成本，加快轉變政府職能，提高政府決策水平，同時更便捷地服務于全國環保系統。加快推進生態環境大數據應用，將取得良好的經濟與社會效益。

參考文獻

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