環境影響評價大數據分析支撐系統建設研究

陳海寧，邱大慶，李秀，李楠，侯春梅，王曉爽

（1.北京市環境信息中心，北京 100048；2.北京市環境影響評價評估中心，北京 100161；3.北京思路創新科技有限公司，北京 300384；4.北京恒輝信達技術有限公司，北京 101200）

1 背景

環境影響評價是預防環境污染、推進改善環境質量的重要手段[1]。我國環境影響評價自出現以來，已經成為基本建設工作中不可缺少的組成部分，對于正確處理經濟發展和環境保護之間的關系、強化環境規劃管理具有重要意義。然而，環境影響評價審批是一項密集型工作，需要跨部門審批，涉及的環節多、工作量大、技術性強，審批信息在交換的時效性、完整性和數據質量等方面都存在問題，因此影響了環評審批工作的有效性[2]。并且，在審批過程中，評審會時間通常較短，評審人員需花費較多的時間和精力從環評文件中準確挖掘和總結出更多有用的信息，導致評審效率較低[3]。基于以上問題，現階段急需完善環評監管體系，提升環評管理水平，規范環評行為，提高審批質量，加強智能審批。在大數據時代[4]，環評工作急需大數據技術支撐。生態環境部印發的《生態環境大數據建設總體方案》也明確提出：要充分運用大數據、云計算等現代信息技術手段，通過生態環境大數據發展和應用，推進環境管理轉型，全面提高生態環境保護綜合決策、監管治理和公共服務水平，為實現生態環境質量總體改善目標提供有力支撐。該方案并將環境影響評價大數據列為生態環境大數據應用平臺主要建設內容。

大數據分析和數據挖掘密不可分，數據挖掘是一種新的信息處理技術，對數據庫中的大量數據進行抽取、轉換、分析和其他模型化處理，并從中提取輔助決策的關鍵性、有用的數據[5、6]，廣泛用于政府管理決策、商業經營、科學研究和工業企業決策支持等領域。

本研究針對環評審批中的技術評估和行政審批工作的具體重點，工作量大、技術性強、耗費時間長、成本高等問題，結合大數據和深度挖掘技術進行了以下三方面的建設研究。一是結合GIS地圖，總覽分析近十年的環評總體概況，總結整合出海量環評環保數據有效信息輸出的方向，同時從區域行業宏觀橫向和項目整個生命周期的縱向兩方面綜合設計，通過數據關聯，構建項目全生命周期的可追溯性[7、8]。二是基于各類環評數據，實現智能搜索功能。三是抓取整合環評數據包括結構化數據、半結構化數據和文本等非結構化數據[9]，對建設項目審批關鍵信息直觀展示；運用最前沿的大數據分析技術，從環評基本信息、準入分析、項目比選、環評預測和公眾參與等方面全方位輔助審批，同時結合具體審批工作設定多維度審批規則實現環評智能審批。

本研究在現有環境影響評價工作建設體系下另辟蹊徑創新思路，著力將大數據的應用深耕在提升環境影響評價工作領域，對大數據應用進行實踐，填補了大數據在北京環境影響評價工作應用方面的空白。

2 系統總體設計框架

該系統基于北京市環保局環評數據和其他監管數據，運用大數據分析技術和深度挖掘技術，結合環評管理理念及實際審批工作，構建環評大數據分析支撐系統，結合GIS實現對建設項目環評宏觀信息和項目檔案微觀信息的可視化展現，以及項目信息的快速定位、空間上的統計分析和趨勢分析；同時，將分散的各個孤島信息進行有效的整理提煉，基于大數據技術構建全面完善的環評數據庫，基于環評數據庫實現信息化、準確化的智能統計分析功能，輔助環評審批；系統從項目基本信息、準入條件、項目對比、公眾參與等維度出發構建項目分析預判功能及智能審批功能，對建設項目進行更精細的模擬分析，以大數據和深度學習手段提升環評審批的決策水平。系統主要設計功能包括：環評一覽、一項一檔、智能審批、基本信息審核、準入分析、項目比選、公眾參與、數據庫、智能檢索等。系統設計架構如下圖。

圖1 系統設計構架

3 環評大數據分析支撐系統建設

3.1 環評一覽

系統從多方面多維度出發展現建設項目環境影響評價總覽信息，并結合GIS地圖對建設項目的分布情況提供可視化展現，具體展現內容包括歷史建設項目許可量趨勢及區域差異信息、建設項目性質歷史趨勢及區域信息、審批結果對比分析、環評投資占比概況、各類環評類型許可信息和行業分布排名信息。以上內容形成環評一覽，管理人員通過該模塊可統籌掌握本地區環評總體概要信息。

3.2 基于GIS展示的“一項一檔”

系統集成各類數據建設項目檔案系統，從而實現對建設項目全過程的監管，同時結合GIS地圖多方位展現環評項目信息。系統擬集成的項目檔案信息包括：項目申報信息、行政審批信息、環評技術評估信息、環評預測信息、環評驗收信息、排污許可證信息、證后監管信息七大類。其中，項目申報信息模塊展示建設單位申報建設項目時提交的環評信息、資料附件等；行政審批信息和環評技術評估信息分別展示審批過程中針對該項目所做出的行政審批和技術評估的過程、審批的內容、審批形成的結果以及相關附件等審批信息；環評預測信息展示該項目申報環評時所做的環評預測的相關內容；環評驗收信息展示“三同時”登記表的信息及相關結果附件；排污許可證信息展示該企業許可證證載信息；證后監管信息涵蓋信訪投訴、行政處罰、監督性監測、在線監測等數據。系統對每個建設項目建立檔案信息，最終形成“一項一檔”的建設。一方面可支撐管理人員通過對建設項目全過程信息的分析對比，實現反向復核環評審批結果的準確性，加強對審批關注項的重點把握；另一方面可為環境監管工作提供有力的支撐和輔助。

3.3 智能審批

通過對近十年的環境影響評價審批工作進行數據挖掘分析，研究建設項目環境影響評價中行政審批許可性。依據實際環評管理工作中的審批關注項，結合環境質量監測數據、環境監管數據、環評導則及標準等，運用大數據及深度學習技術對建設項目進行精細化分析和預判，從而實現建設項目的智能審批。

系統設計的智能審批項內容包括：三線一單符合性判定、總量控制紅線判定、環保標準選用合規性判定、監測布點合規性判定、污水處理廠可處理負荷判定、公眾參與情況判定。其中，審批規則中的一些剛性條件，如生態控制紅線、環境質量底線、資源利用上線、總量控制紅線、環境準入負面清單等，系統實施一票否決制，機器根據以上設定的規則進行智能學習，結合在審項目情況對比各審批項逐條研判，最終得出在審建設項目的審批結果，包括共進行了幾項審批，其中有多少項不符合要求等。

3.4 環評預判模型組的建立

建設項目的技術評估和行政審批工作是直接面向環境影響評價的工作，直接面對污染排放、在線監測、政策法規、環評報告、生態紅線、生態敏感區等海量環境數據，工作過程十分復雜繁瑣。為了實現數據整合的價值，提高環評工作的效率、準確率和科學性，本研究對近十年的環境影響評價工作進行了數據挖掘和深分析，從產業標準、環境現狀、歷史項目、環境污染影響等視角，揭示建設項目環境影響評價工作的規則，使分析模型更加貼近環評工作的實際[8]。

以“環評一張圖”的形式直觀展現項目的基本信息、準入分析、項目比選、環境預測、公眾參與等功能模塊，用“環評一張圖”為環評業務提供技術分析和支持手段，最終形成環評預判模型，預測建設項目環境影響評價審批許可性，結合流程梳理和系統整合的功能實現要求，從而有效輔助建設項目環境影響評價工作，減少人為因素導致環境影響評價結果不可靠影響，形成推動環境影響評價工作準確率可持續提升，科學性、可信度同步提高。

3.4.1 基本信息

基本信息是對在審建設項目基本情況的整合，包括建設單位填報的項目基礎信息、項目建設平面圖、生產工藝流程圖、污染物排放量統計、往期工程信息等，通過數據挖掘技術對環境影響評價報告中重要數據的提取，清晰、直觀地在此模塊顯示。

項目基礎信息整合項目組成信息，包括建設內容及建設性質、主要經濟技術指標使環境影響評價中技術評估和行政審批工作人員了解項目總體信息，建立宏觀認識。項目平面圖便于管理人員對項目的位置關系快速掌控，了解項目信息。生產工藝展示項目的工藝流程及產污節點，輔助管理人員快速了解建設項目生產工藝及產污信息。污染物排放量展示項目污染排放信息，包括廢水、廢氣、固體廢物等污染物的現有工程排放量、本工程排放、總體工程排放、區域可用替代量等，使工作人員詳細了解項目具體的污染信息，建立微觀認識。往期工程信息針對改擴建項目展示和在審項目相關的往期項目信息。

3.4.2 準入分析

準入分析是對在審建設項目是否準許建設的全方位分析，包括產業政策符合性分析、規劃符合性分析、區域環境、所屬功能區劃、戰略環評和規劃環評。通過比對建設項目的相關符合性，摸透周邊環境，視察環評內容滿足度，綜合分析建設項目的準入可行性。

（1）產業政策符合性分析：根據建設項目所屬產業結構定位該項目所屬類別，包括淘汰類、限制類和鼓勵類，以便對項目進行產業政策符合性分析，做出準入性判斷。

（2）規劃符合性分析：根據《北京市城市總體規則》和《北京市國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》等規劃政策，分析在審建設項目規劃協調性，對項目的準入性做出判斷。

（3）區域環境：提供建設項目周邊緩沖區域內的自然保護區、居民敏感區、水源保護區、同類型項目、環評審批項目等信息的查詢展示，進而實現對項目外環境對本項目的影響，以及對項目建設可行性進行綜合分析。

（4）所屬功能區劃：定位建設項目所屬環境功能區，劃定評價區與所屬類別，甄別建設項目所在區域環境現狀，分析項目準入性。

（5）戰略環評和規劃環評：對項目的戰略環評和規劃環評相關內容進行提取，審查以上兩個環評要求符合性，分析環評內容是否符合規定，是否予以通過。

3.4.3 項目比選

系統通過大數據技術自動篩選出與在審建設項目相似的同類歷史項目，從中獲取關鍵數據以便輔助環評工作人員進行綜合分析，評估建設項目的環境影響，審定建設項目的行政許可性。

同類項目對比分析，分別從項目工程投資及排放情況、執行標準、環境影響三方面進行。

（1）工程投資及排放情況對比分析

統計同類項目工程中投資、投資占比、耗材量、污染源排放參數等相關數據進行對比分析，分別標明本項目低于同類項目平均值和優于同類項目平均值的數據，用以分析在審項目情況。

（2）執行標準對比分析

統計同類項目工程中在大氣、噪聲、水、土壤四類環境要素中使用的評價標準和出現的次數，用以分析在審建設項目標準選用的適用性和合理性。

（3）環境影響對比分析

1）在大氣環境影響對比分析中，分別統計分析同類建設項目運營期和施工期中各類污染物的排放量，污染物最大落地濃度，評價等級占比等，將統計分析結果與本項目進行對比，分析在審建設項目對大氣環境影響的程度與項目準許度。

2）在地表水環境影響對比分析中，分別統計分析同類建設項目運營期和施工期中廢水及污染物排放量、排放去向、各去向占比等信息輔助管理人員預判在審項目對應信息。若在審項目是排入污水處理廠，則本系統提供該污水處理廠的剩余處理能力，根據在審項目排入量自動判斷是否滿足要求。

3）在噪聲環境影響對比分析中，分別統計分析同類建設項目運營期和施工期中源強范圍、晝夜期間聲源貢獻值、污染防治措施等，將統計分析結果與本項目進行對比，分析在審建設項目噪聲環境影響的程度與項目準許度。

3.4.4 環境影響模型預測

環境影響預測需要科學化的依據，技術評估需要科學的手段。對環境影響預測模型進行研究整合，通過模型可對在審建設項目的施工過程或運營過程中對大氣環境的影響進行預測計算，并結合GIS地圖展示對周邊環境的影響。

大氣環境影響預測模型選用AERMOD模型，基于大數據挖掘技術實現對模型所需參數的自動提取，同時利用前期優化得出的模型參數，進而針對不同大氣污染物對大氣環境影響進行精準預測，預測結果可輸出小時濃度、最大日均濃度等，系統可結合GIS地圖動態展現預測范圍內環境污染程度隨時間和距離的變化情況。

3.4.5 公眾參與

建設項目環境影響評價離不開公眾的參與，公眾的意見直接反映了建設項目對公眾的影響及項目的可行性。因此，建設項目在進行環境影響評價審批前都需對公眾進行調研，派發調查問卷。系統以獨立模塊通過圖表結合的形式展示公眾的參與情況，統計結果包括：參與形式、總個數、支持數、反對數和中立數，清晰直觀地使環境影響評價工作人員了解公眾對建設項目的意見，使公眾參與到環境影響評價中來。

3.5 數據庫

該系統基于北京市環保局現有的數據及其他相關數據，構建環評“支撐數據”“項目數據”兩大庫群。同時，在相關計算機軟硬件的支持下，構建了集海量環境影響評價基礎數據處理、查詢、可視化表達、對比分析與數據挖掘、信息共享等功能于一體，實現環評核心數據資源的整合、集成與統計分析查詢功能。

北京市環保局近10年審批的101,468個建設項目、10萬多份環評報告、評估意見、審批文件，以及從環評文件中提取的數千萬指標項，數十萬條數據構成了該項目數據庫的第一批資源。項目庫展示的信息包括：項目名稱、建設類型、所屬區域、環評文件類型、經緯度、行業、類別、建設內容、環評投資占比、建設單位、環評單位、年份、環評文件、批復文件等。

環評大數據系統可提供詳細全面的支撐類數據信息，為環保工作的審批及其他業務審批信息提供數據支撐，支撐類數據信息包括：污染源清單基礎數據、法律法規庫、規劃庫、敏感區庫、自然背景資料、環境背景資料、產業結構目錄、環評機構信息、專家庫等。

3.6 智能檢索

隨著時間的推移，建設項目相關的信息越來越多，面對海量的信息，用戶迫切地需要能夠快速準確搜索到需要的關鍵內容，而不是打開各個系統、網址、各種文本一一去人工查找，而目前的智能檢索技術即可實現用戶只要一次輸入關鍵詞，就可找出相關的信息以及相關信息所在的分類，減少了用戶搜索的時間，同時也具有較高的搜索精度和準度。該系統針對建設項目相關的信息設計有智能搜索功能，可檢索的信息包括：環評文件（報告書、報告表、登記表）、環評批復、評估報告、法律法規、環評導則、標準規范、環評系統中企業填報的數據、環評管理人員審批信息、產業結構信息等。系統參考百度搜索設計簡單、便捷、人性化的搜索界面，用戶可輸入一個或多個關鍵詞進行信息檢索，如進行環評文件檢索時，系統根據關鍵詞進行搜索，同時對搜索結果進行分類和排序，排序時考慮相關性和重要性，以便提供更高的檢索效率。

4 總結

基于深度學習的環評大數據分析支撐系統，集大數據技術、數據挖掘技術、深度學習理論、智能檢索技術、環評數據庫、環評審批業務于一身，結合GIS地圖從橫向和縱向兩個維度全面展示建設項目相關信息，從項目的基本信息、監管信息、準入信息、項目對比信息、模型預測等方面輔助管理人員進行智能審批，同時通過智能搜索功能實現用戶快速準確地獲取到有價值的信息。

環評大數據系統的建設及應用，不僅可以輔助環境影響評價中技術評估和行政審批工作，提高環評工作效率，提升環評監管精準化水平，同時還有利于推動環境領域的資源共享進程，充分開發和利用數據資源，實現科研成果和業務數據的最大化應用，實現環評數據資源向大數據的轉變，加強管理和應用服務的創新，推動環評管理從粗放化到精細化的轉變，從而更好地服務于環境管理并支撐環境質量管理的目標。