環(huán)境監(jiān)測點位“組合校驗碼”編碼模型及編碼管理系統(tǒng)設計

倪 永，安國安，周 磊，梁 念

1.中國環(huán)境監(jiān)測總站，國家環(huán)境保護環(huán)境監(jiān)測質量控制重點實驗室，北京 100012 2.中國科學院地理科學與資源研究所，北京 100101 3.河南省環(huán)境監(jiān)測中心，河南 鄭州 450004

環(huán)境監(jiān)測點位是開展環(huán)境監(jiān)測活動的基本單元，是發(fā)揮環(huán)境監(jiān)測為環(huán)境管理服務作用的基礎[1]。環(huán)境監(jiān)測點位編碼是監(jiān)測點位的唯一標識，對于環(huán)境監(jiān)測點位信息的維護、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸與管理、環(huán)境質量綜合評價有重要作用。環(huán)境監(jiān)測工作具有涵蓋環(huán)境要素多、覆蓋國土面積廣、時間跨度久、數(shù)據(jù)量大等特點[2]。隨著環(huán)境保護事業(yè)不斷發(fā)展，環(huán)境管理的精細化、專業(yè)化對數(shù)據(jù)的管理、交換、共享需求越來越高。編碼是進行信息分類、校核、匯總及檢索的鍵。利用鍵來識別每一條記錄，克服被編碼對象參差不齊的特點，優(yōu)秀的編碼能夠顯著提高數(shù)據(jù)檢索和處理速度[3]。不同時期，環(huán)境監(jiān)測任務會隨著環(huán)境管理目標的改變而調整、變化。大數(shù)據(jù)時代已經來臨，數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、云計算等技術發(fā)展如火如荼，人們對環(huán)境問題的關注度越來越高，亟需對生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)展開深入地挖掘分析與應用。科學合理的編碼能夠有效地滿足不同環(huán)境管理專題工作的需要，因此建立健全監(jiān)測點位的編碼信息是一項非常重要的基礎性工作。筆者分析了環(huán)境監(jiān)測點位編碼管理中存在的問題，在此基礎上構建了一種簡單“組合校驗碼”模型，同時基于該模型設計了一套編碼管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能充分覆蓋各層級環(huán)境監(jiān)測機構、各種環(huán)境要素類型，具有適應市場化監(jiān)測服務、滿足不同點位管控類別等特點，作為環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理的基礎，能有效解決環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)集成程度低、共享困難等問題。

1 問題分析

多年來，在中國環(huán)境監(jiān)測領域，環(huán)境監(jiān)測點位編碼管理意識不強、對完善環(huán)境監(jiān)測信息標準化工作重視程度不足[4]以及投入不夠等問題一直存在。總結起來，主要涉及3個方面。

1) 缺乏全國統(tǒng)一的編碼體系。編碼尚未標準化、制度化，編碼規(guī)則不規(guī)范，編碼含義千差萬別。具體表現(xiàn)為各地區(qū)、各機構、各環(huán)境要素之間編碼重復。一套系統(tǒng)一種編碼，編碼規(guī)則制定較隨意，缺乏系統(tǒng)性、持續(xù)性。即使同一單位內部也可能存在多套編碼的情況，不同時期編碼規(guī)則的繼承性較差，“單種業(yè)務可信息化，多種業(yè)務綜合須手工化”現(xiàn)象屢見不鮮。這些問題導致跨地區(qū)、跨部門、跨環(huán)境要素間數(shù)據(jù)難以整合，嚴重阻礙了環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)與其他環(huán)境管理數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、社會經濟數(shù)據(jù)等資源的多元化分析，導致“數(shù)據(jù)閑置”。

2) 編碼攜帶信息量較少。最常見的編碼形式是只記錄行政區(qū)劃、流水號或時間，編碼信息匱乏導致必須輔以其他信息才能準確描述監(jiān)測點位。以土壤或水質野外采集作業(yè)為例，樣品標簽面積小且格式固定，除了編碼信息、樣品類型、采樣時間外，難以有更多空間記錄其他信息，這給野外數(shù)據(jù)采集作業(yè)帶來不少麻煩。

3) 編碼管理較為簡單、粗放。重視程度不夠導致監(jiān)測數(shù)據(jù)編碼信息完整度不高，有些監(jiān)測點位沒有編碼或編碼丟失，甚至不同歷史時期數(shù)據(jù)無法關聯(lián)，影響歷史數(shù)據(jù)的快速統(tǒng)計分析。

導致上述問題的主要原因有3個：①缺乏全國統(tǒng)一的編碼管理規(guī)范和業(yè)務模式；②缺少統(tǒng)一的、專業(yè)的信息化系統(tǒng)支撐，編碼管理的規(guī)則、流程、制度等需要固化到軟件系統(tǒng)中才能被嚴格執(zhí)行；③各地區(qū)信息化建設水平存在差異，各級環(huán)境監(jiān)測機構的信息化管理模式又各不相同，數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)架構、業(yè)務應用、運維模式上的差異也制約著全國范圍內編碼的管理，繼而影響到監(jiān)測數(shù)據(jù)的聯(lián)網整合。

筆者通過設計一種簡單靈活的編碼模型和編碼管理系統(tǒng)來充分展現(xiàn)編碼在環(huán)境監(jiān)測中的基礎作用。

2 點位編碼

環(huán)境監(jiān)測按環(huán)境要素區(qū)分主要包括空氣質量監(jiān)測、水環(huán)境質量監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、土壤監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測、海水質量監(jiān)測等；從監(jiān)測數(shù)據(jù)采集方式上又可分為常規(guī)監(jiān)測、自動站監(jiān)測、應急監(jiān)測、執(zhí)法監(jiān)測等；從數(shù)據(jù)屬性上又分為國控、省控、市控等。其中按環(huán)境要素區(qū)分又可進一步劃分為多個子類型監(jiān)測對象(如水環(huán)境質量監(jiān)測又分為河流監(jiān)測、湖庫監(jiān)測、地表水飲用水源地監(jiān)測、地下水監(jiān)測等)。相應的，環(huán)境監(jiān)測點位根據(jù)監(jiān)測對象、監(jiān)測任務、權屬的不同也有不同劃分辦法。監(jiān)測點位管理離不開編碼管理，編碼管理是規(guī)范和管理環(huán)境監(jiān)測點位的有效手段。監(jiān)測點位的編碼設計應該充分考慮監(jiān)測對象的復雜性和監(jiān)測任務的多樣性。點位的管理要注重編碼和點位屬性信息的耦合：①兩者配合使用才能完整描述點位對象信息；②編碼必須是關鍵性強、信息簡明短小的屬性，信息量大、動態(tài)變化的屬性要放在屬性表進行維護。 點位的編碼管理要充分適應點位生命周期管理的需要。

2.1 編碼的設計原則[5]

1) 科學性。編碼的制定要遵循現(xiàn)有的國家標準或行業(yè)標準。現(xiàn)有標準中沒有明確約定的，要根據(jù)編碼的用途、業(yè)務需求以及相關經驗來科學地制定編碼規(guī)則。

2) 唯一性。一個點位只能有一個編碼，根據(jù)一個編碼能唯一確定一個點位。點位撤銷后相應的編碼也廢止，不得重新賦予其他監(jiān)測點位。

3) 穩(wěn)定性。固定的編碼信息可以方便確定唯一的點位，一經確定，應保持不變，避免引發(fā)管理上的混亂。

4) 簡明性。編碼不宜過長，要方便閱讀和機器識別，允許通過閱讀編碼識別出較多信息，編碼應是最關鍵信息的載體。必須要注意，編碼不可能覆蓋所有信息，編碼以外的信息需要用其他屬性字段來記錄。

5) 規(guī)范性。編碼的類型、結構以及編寫格式應統(tǒng)一。

6) 可擴展性。編碼要留有適當?shù)暮髠淙萘浚赃m應不斷擴充的需要。編碼規(guī)則是可變的，但新規(guī)則要對舊規(guī)則兼容。新規(guī)則實施后應不影響舊規(guī)則制定的原編碼的正常使用。

2.2 編碼模型

根據(jù)編碼的設計原則，筆者設計出一種17位純數(shù)字組合碼結構的編碼模型，即“組合校驗碼”(圖1)，該編碼方式嚴格遵循已頒布的環(huán)境噪聲點位編碼規(guī)則，同時又兼顧到其他環(huán)境要素監(jiān)測點位的需求。“組合校驗碼”一旦生成終身不變，用于唯一確定一個監(jiān)測點位，就像身份證號與人終身相隨一樣，當點位被撤銷后，該點位對應的編碼將不再使用。

圖1 “組合校驗碼”編碼模型Fig.1 Combination-check code model

“組合校驗碼”編碼模型針對監(jiān)測點位的環(huán)境要素類型、控制類別、所在行政區(qū)劃等3個主要特性進行編碼。點位編碼在查詢檢索中不會被作為分類分組依據(jù)，而是作為主鍵唯一區(qū)分監(jiān)測點位實體對象。環(huán)境要素類型用于區(qū)分點位用途和功能定位。控制類別是為了有效區(qū)分點位的管理者，不同控制類別會產生諸如點位監(jiān)測數(shù)據(jù)的審核方式、是否納入考核體系等的不同，如國控地表水水質考核斷面數(shù)據(jù)用于對省級行政區(qū)域內水環(huán)境保護工作的考核評價。行政區(qū)劃信息參與編碼是因為能有效適應當前監(jiān)測點位按行政區(qū)劃管理的實際情況。環(huán)境要素類型又進一步區(qū)分為主類型和子類型2個部分。主類型代表空氣、水、海洋、生態(tài)、噪聲等主要環(huán)境要素；子類型是根據(jù)監(jiān)測對象對環(huán)境要素的細化，是對主類型的細分，也可以指代監(jiān)測項目(如城市空氣質量小時報、空氣質量日報、背景站、區(qū)域站、地表水、飲用水、近岸海域海水質量、城市功能區(qū)噪聲、城市道路噪聲等)。考慮到對環(huán)境噪聲監(jiān)測點位編碼規(guī)則的支持[6]，主類型和子類型所在碼段沒有連接在一起，而是主類型碼段放在最前面，子類型碼段在行政區(qū)劃碼段之后。控制類別碼段用于記錄國控、省控、市控等管控屬性。行政區(qū)劃碼段執(zhí)行現(xiàn)有行政區(qū)劃代碼標準[7]，從省到縣共6位數(shù)字。順序碼碼段用于區(qū)分具體監(jiān)測點位實體對象，順序碼的賦碼方式選擇增量是1的自動遞增賦碼法，順序碼長度為4，能充分滿足行政區(qū)劃內對監(jiān)測點位數(shù)量的要求。自定義區(qū)碼段是允許不同層級的點位編碼管理單位根據(jù)自身業(yè)務將重點信息優(yōu)先寫入編碼，體現(xiàn)了編碼設計的靈活性。對于監(jiān)測點位所在行政區(qū)劃變更的情況，在監(jiān)測點位生命周期內依舊使用原編碼信息，但是在點位屬性表里其所在行政區(qū)劃的內容會發(fā)生變更。校驗碼采用最常用的《信息技術 安全技術 校驗字符系統(tǒng)》(GB/T 17710—2008)中ISO/IEC 7064 MOD 11-2標準[8]，用于防止對點位編碼錄入時出現(xiàn)典型的字符串復制和鍵入錯誤。

以城市空氣質量小時報的自動站監(jiān)測奧體中心點位為例，按照“組合校驗碼”編碼模型的規(guī)定，假定環(huán)境要素主類型1表示空氣，子類型01表示城市空氣質量小時報業(yè)務，奧體中心監(jiān)測點屬于國控點位，控制類別是1，順序碼賦值為0001，奧體中心所在朝陽區(qū)的行政代碼是110105，自定義內容為空(00)，那么它的點位編碼的前16位是1111010501000100。根據(jù)ISO/IEC 7064 MOD 11-2標準，校驗碼為X，最終點位編碼為1111010501000100X。

“組合校驗碼”模型綜合考慮了各類環(huán)境監(jiān)測點位、監(jiān)測樣品等編碼工作的需要，優(yōu)點在于整體上更加適合各類環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、管理、綜合分析與評價，不足之處是對于某些特定類型的環(huán)境對象可能不是最好的(如樣品標識中通常會加入時間信息，地表水水質監(jiān)測采樣中會選擇加入流域信息等)。

總體來說“組合校驗碼”模型編碼具有4個特點:① 普適性強，對所有類別環(huán)境要素具有較為系統(tǒng)性、全面性、普適性編碼能力，是全國環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的“編碼之網”；②簡單易學，非常利于計算機識別、校驗和人工解讀；③關鍵信息突出，充分借鑒了傳統(tǒng)的自然行政區(qū)+順序碼+要素類型的編碼方法，繼承了傳統(tǒng)的地域化編碼思想，考慮了地方自定義需求，隨著監(jiān)測點位越來越多，點位布局也逐漸復雜，尤其是全國范圍內，有成千上萬個點位，對于國家層級、省級以及環(huán)境監(jiān)測市場化之后跨區(qū)域服務的社會監(jiān)測機構工作人員來說很難對每個點位情況了如指掌，此時借助該編碼模型能夠快速識別關鍵信息，提高工作效率，加快信息的共享與互換；④支持建立符合 “自上而下”管理特性的強約束關系，上至中國環(huán)境監(jiān)測總站，下至地方縣級環(huán)境監(jiān)測站，都能夠在統(tǒng)一的點位“碼空間”中擁有自己的編碼子空間，該編碼子空間由上級授予，允許對本級管理的點位進行規(guī)范化、密集化編碼，從而支持各級監(jiān)測站在縱向、橫向2個維度內實現(xiàn)自由、無縫的數(shù)據(jù)交換。

3 編碼管理

監(jiān)測點位編碼的申請、校驗、更新和頒發(fā)工作必須依靠一套完善的編碼管理制度和信息系統(tǒng)來實現(xiàn)。編碼管理要與監(jiān)測點位的生命周期相適應。圖2展示了編碼依托編碼管理系統(tǒng)在監(jiān)測點位生命周期內的定位與交互過程。

圖2 環(huán)境監(jiān)測點位生命周期中的編碼管理Fig.2 Code management in the lifetime of environmental monitoring site

3.1 編碼的申請、管理方式變更和停用

新的環(huán)境監(jiān)測點位在設立時需要被賦予一個新的編碼，實現(xiàn)在計算機中唯一代表該實體對象。點位的生命周期包含5個過程：“設立申請”“信息審核”“申請編碼”“點位使用”和“點位撤銷”。其中，只有“申請編碼”“點位使用”“點位撤銷”3個階段才與編碼管理系統(tǒng)進行通信，分別完成編碼申請、管理方式變更、停用等交互過程。新點位在“申請編碼”階段按照其控制類別向相應層級監(jiān)測站申請頒發(fā)編碼。“點位使用”過程中可能因點位管理需要會變更點位屬性信息“行政區(qū)劃”或“控制類別”，此時點位信息的變更會觸發(fā)編碼管理系統(tǒng)對編碼的管理方式進行強制變更，變更過程中點位的編碼不變。假設由于行政區(qū)劃調整，某點位從A市轉到B市，原來具備該點位編碼管理權的A市環(huán)境監(jiān)測站負責變更點位行政區(qū)劃信息，該類信息變更觸發(fā)編碼管理系統(tǒng)將該點位編碼進入移交業(yè)務流程，轉交給B市環(huán)境監(jiān)測站來審核，由B市環(huán)境監(jiān)測站接受其進入該市點位編碼目錄中(關于編碼目錄的描述可參見3.3節(jié))，此時編碼的管理權由A市環(huán)境監(jiān)測站移交給B市環(huán)境監(jiān)測站。后續(xù)的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)完成將此點位的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)由A市也移交或復制到B市。“點位撤銷”后其相應點位編碼永久存儲在編碼目錄中，狀態(tài)會被標記為停用，不會被刪除，也不會被再度啟用。

3.2 編碼的規(guī)則

編碼管理系統(tǒng)必須嚴格執(zhí)行“組合校驗碼”模型的編碼規(guī)則。編碼規(guī)則允許不同層級環(huán)境監(jiān)測站進行自定義設置，主要表現(xiàn)在自定義區(qū)碼段，自定義區(qū)碼段為2位數(shù)字字符，需要制定者進行合理規(guī)劃。編碼規(guī)則可區(qū)分為總規(guī)則、國家級規(guī)則、省級規(guī)則、地市級規(guī)則等。總規(guī)則即組合校驗碼模型的基本規(guī)則；國家級規(guī)則根據(jù)國家環(huán)境監(jiān)測點位編碼管理需要進行設置，其他各級環(huán)境監(jiān)測站按相應區(qū)域管理情況自行設置，上一級編碼規(guī)則為下一級編碼規(guī)則的設定提供參考依據(jù)，而非強制下一級必須與上級規(guī)則相適應。需要指出的是，各級規(guī)則必須嚴格繼承編碼總規(guī)則的要求。

編碼的環(huán)境要素類型、控制類別的種類由中國環(huán)境監(jiān)測總站按照現(xiàn)有國家標準和工作經驗統(tǒng)一制定。

3.3 編碼的目錄

一個監(jiān)測站管理的所有點位編碼和編碼元信息聚在一起形成一套編碼目錄。編碼元信息包括但不限于“行政區(qū)劃”“控制類別”，用于保證點位編碼的準確使用。 “國家控制或考核”編碼目錄負責記錄“國家控制或考核”的點位編碼信息，相應的，擁有設點權利的不同層級監(jiān)測站均有各自的點位編碼目錄。

不同層級甚至相同層級的環(huán)境監(jiān)測站之間因委托運維、監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳、共享等需求通常要交換編碼目錄。因環(huán)境監(jiān)測管理需要，尤其是在當前地方環(huán)境監(jiān)測事權上收、全國互聯(lián)互通的管理形勢下，中國環(huán)境監(jiān)測總站不僅要掌握國控點位編碼，還要了解非國控點位編碼信息。省級環(huán)境監(jiān)測站要獲取該省的國控點位編碼分目錄，掌握省控點位編碼目錄，向市級環(huán)境監(jiān)測站下發(fā)省控點位分市目錄，查閱其他省級環(huán)境監(jiān)測站點位編碼目錄。其他層級情況類似。編碼目錄的交換原則是上級監(jiān)測站向下級監(jiān)測站分發(fā)上級監(jiān)測站的編碼分目錄，本級監(jiān)測站可對下級監(jiān)測站的訪問授權繼承后并授給上級監(jiān)測站，同級監(jiān)測站可以相互授權訂閱對方編碼目錄。考慮到不同層級編碼目錄維護的復雜情況，約定訂閱的編碼目錄只是目標編碼目錄某個時期的快照，當需要最新的編碼目錄時，需要重新發(fā)出訂閱請求。

4 編碼管理系統(tǒng)設計

系統(tǒng)目標是實現(xiàn)基于“組合校驗碼”模型來支持當前編碼管理的需要,保證編碼使用過程中沒有重復賦碼、隨意編碼的情況。考慮到編碼管理系統(tǒng)建設時的統(tǒng)一性、規(guī)范性以及成本節(jié)約上的要求，環(huán)境監(jiān)測點位編碼管理系統(tǒng)能充分滿足當前國家-省級-地市級-縣級四級管理需要。物理部署上選擇一套軟件多處部署安裝的方式(圖 3)，部署在不同層次環(huán)境監(jiān)測站的軟件間沒有功能和結構上的差異，只是定位有別。部署后各層級應用間采用Web Service方式進行編碼交換和通信，下級監(jiān)測站向上級監(jiān)測站進行注冊后，其編碼管理系統(tǒng)才能正式啟用。

圖3 編碼管理系統(tǒng)部署方式Fig.3 The deployment pattern of the code management system

4.1 編碼辦理的基本業(yè)務流

辦理編碼的基本業(yè)務流如圖4所示。

圖4 編碼管理系統(tǒng)業(yè)務流Fig.4 Workflow of the code management system

系統(tǒng)主要受理3類請求：申請新編碼、申請變更編碼元信息、申請檢測編碼有效性。對于某個層級的所有申請消息統(tǒng)一進入受理申請隊列，由該層級編碼管理系統(tǒng)按照某種高效的消息處理機制對隊列中的申請進行處理。處理結果被送入新的消息隊列，最后由系統(tǒng)按照某種消息處理機制分發(fā)出去。在編碼管理系統(tǒng)之外可能還需要其他功能模塊(考慮系統(tǒng)減負從編碼管理系統(tǒng)中剝離非必要功能)對分發(fā)出去的編碼或編碼的有效性驗證信息按某種另外約定的格式、交換途徑發(fā)給待申請的點位。如果某個申請在原具有管理權的某級環(huán)境監(jiān)測站編碼管理系統(tǒng)內無法解決，此時該申請允許經由上級監(jiān)測站編碼管理系統(tǒng)轉發(fā)或直發(fā)到具有編碼管理權的預期級別監(jiān)測站編碼管理系統(tǒng)來處理，如點位所在行政區(qū)劃信息變更(或控制類別變更)導致編碼管理權轉移，有新的編碼管理權的級別監(jiān)測站同意接收后，該點位編碼進入相應編碼管理系統(tǒng)的編碼目錄中進行維護。

4.2 編碼規(guī)則管理體系

編碼規(guī)則管理體系如圖5所示，完全適應“組合校驗碼”編碼規(guī)則的要求，各層級編碼規(guī)則嚴格繼承編碼總規(guī)則，上一級編碼規(guī)則為下一級編碼規(guī)則提供參考依據(jù)。各層級編碼維護人員依據(jù)編碼規(guī)則更新、維護相應層級的編碼目錄庫。對于擁有監(jiān)測點位所有權的社會化環(huán)境監(jiān)測服務機構，其編碼管理權歸其服務的環(huán)境監(jiān)測站所有，但點位編碼的控制類別字段會有相應體現(xiàn)。不具備監(jiān)測點所有權、只提供點位運維服務的社會化環(huán)境監(jiān)測服務機構的監(jiān)測點位編碼與監(jiān)測站自行運維的點位編碼沒有區(qū)別。點位編碼管理系統(tǒng)保證了編碼信息的豐富、實時、可靠，配合點位管理系統(tǒng)可實現(xiàn)對環(huán)境監(jiān)測點位的科學、高效管理。

圖5 編碼管理系統(tǒng)編碼規(guī)則管理體系Fig.5 the coding rule architecture of the code management system

4.3 編碼管理系統(tǒng)編碼目錄管理架構

編碼目錄管理架構和編碼交換體系如圖6所示。編碼目錄庫是邏輯庫，不是物理數(shù)據(jù)庫。一個物理數(shù)據(jù)庫既可以存儲點位編碼、點位信息，也可以存儲監(jiān)測原始數(shù)據(jù)、評價數(shù)據(jù)等，一個物理數(shù)據(jù)庫中允許多個邏輯庫同時存在。各級點位編碼由相應級別的監(jiān)測站來管理，并由該站的編碼目錄庫來存儲，沒有編碼管理權的監(jiān)測站(包括上級站、同級站和下級站)只能通過訂閱該編碼所在目錄實現(xiàn)單純檢索(允許快照保存)功能。

在編碼管理正式啟動之前，各層級編碼管理系統(tǒng)要預先設置好應用的角色并完成編碼目錄的初始化配置。中國環(huán)境監(jiān)測總站負責管理及分發(fā)環(huán)境要素類型、控制類別等基本元數(shù)據(jù)信息、維護和下發(fā)國家級編碼目錄、接收省級監(jiān)測站編碼目錄，其余各級監(jiān)測站負責維護各自層級的編碼目錄、接受上級站下發(fā)的分目錄和接收下級站編碼目錄(圖7)。國控點位編碼由中國環(huán)境監(jiān)測總站存儲和維護，省控點位編碼由省級監(jiān)測站存儲和維護，各級點位編碼目錄由相應級別的監(jiān)測站來存儲和維護。社會化監(jiān)測機構維護的點位編碼目錄由其面向服務的監(jiān)測站來存儲和維護，比如某社會環(huán)境監(jiān)測服務機構與省級監(jiān)測站簽定服務合同，其必須向該省級監(jiān)測站提供監(jiān)測數(shù)據(jù)，則該服務機構運營的監(jiān)測點位的編碼存在于省級監(jiān)測站編碼目錄庫中，編碼信息由省級監(jiān)測站負責維護，該服務機構本身沒有編碼管理權。

圖6 點位編碼管理架構和編碼交換體系Fig.6 Site code management and transfer architecture

圖7 編碼管理系統(tǒng)信息流交互方式Fig.7 Information flow of the code management system

以全國環(huán)境監(jiān)測點位編碼管理系統(tǒng)為例講述對應層級目錄庫中的內容，該層級系統(tǒng)對應編碼目錄國家?guī)欤搸彀孕泄芾淼摹皣铱刂苹蚩己恕秉c位編碼總目錄以及訂閱的各省級編碼目錄。省級編碼目錄包含相應自行管理的“省級控制或考核”編碼目錄以及省級行政區(qū)訂閱的地市級編碼目錄。地市級編碼目錄包含相應自行管理的“市級控制或考核”編碼目錄以及市級行政區(qū)訂閱的縣級編碼目錄。各層級的監(jiān)測站對相應層級的編碼目錄擁有絕對所有權，只有被授權的訂閱才有效。訂閱授權可以被繼承，得到授權的監(jiān)測站可以繼續(xù)授權給其他監(jiān)測站。編碼的交換體系設計遵循前面提到的編碼目錄的交換原則。

3S、增強現(xiàn)實技術、虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展使得GIS系統(tǒng)被廣泛應用到環(huán)境監(jiān)測領域。點位能被動態(tài)加載到二維、三維、增強現(xiàn)實地圖中，伴隨著全新的人機交互方式實現(xiàn)更加直觀的定位查詢、管理。編碼本身代表著點位，編碼與點位不應該割裂開來，編碼管理與點位管理應該密切配合。編碼管理系統(tǒng)也不是孤立的存在，編碼管理系統(tǒng)必須配合點位管理系統(tǒng)才能發(fā)揮環(huán)境監(jiān)測基礎作用。編碼管理系統(tǒng)在環(huán)境監(jiān)測信息化中的定位如圖 8所示，負責為其他應用提供基礎編碼服務。

圖8 點位編碼管理在環(huán)境監(jiān)測信息化建設中的定位Fig.8 Location of site code management in the information construction of environmental monitoring

5 總結

環(huán)保工作具有很強的綜合性和復雜性特征，每一個時期都會有不同的重點任務，環(huán)境監(jiān)測任務也因此區(qū)分為長期的、應急的、階段性、專題性等不同類型。“組合校驗碼”編碼模型通過提供一種普適性強、簡單易學、關鍵信息突出、強約束性、靈活的編碼方式來適應環(huán)境管理工作的需要。它不嚴格依賴現(xiàn)有國家-省級-地市級-縣級四級監(jiān)測網絡的環(huán)境監(jiān)測工作模式。編碼管理系統(tǒng)可以根據(jù)需要靈活地調整層級數(shù)量，點位管控屬性也能夠自如地發(fā)生變更，在環(huán)境監(jiān)測機構省以下垂直管理改革前、改革中、改革后均都能夠良好的運行，使監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析工作幾乎不受各省市改革進程不同步的影響。總之，通過使用規(guī)范化的編碼模型、編碼規(guī)則及與支撐其應用的編碼管理系統(tǒng)能顯著提高環(huán)境監(jiān)測點位管理效率，豐富監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析方式，有效解決當前面臨的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)集成程度低、共享困難等問題。