黃山世界遺產監測信息系統建設研究

何 茜

方 媛

陳慧蓮

莊優波*

監測和評估反饋是世界遺產保護管理的重要手段，尤其是可信度建設的重要保障。隨著“系統性監測”需求的提出，以及“年度報告和定期評估機制”的實施，監測工作逐漸受到遺產地的重視[1-2]。中國保護地先后將各類監測和信息系統應用于生物多樣性保護、防災預警、游客服務管理等各個遺產保護管理的環節中，發揮了顯著的效用[3-5]。其中，文化遺產地主要圍繞古建筑、古文物等遺產本體、病害及其他影響因素開展監測管理工作[6]。2014年“中國世界文化遺產監測預警總平臺”的上線運營在國家層面進一步推進了文化遺產地監測工作的全面化和規范化開展，但在數據共享和綜合服務等方面還有待提升[2]。以自然保護區為代表的自然保護地監測工作則側重于自然資源及其影響因素監測[7]，自然資源監測數據具有來源多、類型復雜、數據量龐大的特征，在“空-天-地”多種技術手段發展下，還將產出大量多元異構數據，面臨科學管理與整合利用的難題[8]。尤其是對于涉及多類型資源要素的世界混合遺產地而言，如何從頂層出發更加全面有效地組織監測活動、整合利用多元化數據信息，并建立數據管理制度輔助適應性管理[9]，是當前面臨的重要挑戰。此外，很多保護地除了世界遺產地外還是其他多種遺產名錄保護地，如何協調整合不同遺產名錄的監測目標和管理要求，建立起定期監測報告之間的指標類型和評估方法的對應關系[10]，是當前迫切需要解決的問題。

黃山是世界自然文化雙遺產，監測管理數字化建設起步于2005年，至今已建成了一系列信息系統及相應的數據庫，但同樣面臨著監測信息“整合與共享”的問題[11-12]。立足于監測指標整合和數據共享的需求，對黃山監測信息系統開展研究，重點解決當前協調難度最大的人工錄入監測信息的問題，提出世界混合遺產監測指標體系、監測信息數字系統和監測管理制度的整體建設方案，補充實時監測系統集成的不足，為改進世界遺產監測提供案例參考。

圖1 系統設計思路框架(何茜繪)

圖2 監測指標體系構建流程(何茜繪)

1 監測信息系統建設差距分析

1.1 監測報告撰寫效率低

黃山于1990年被列為世界文化與自然雙遺產，符合世界遺產第ii、vii、x條標準。黃山還兼具多重保護地身份，包括世界地質公園、世界生物圈保護區、世界可持續發展旅游地、國家級風景名勝區等，需定期向對應主管機構提交6類監測報告(表1)。由于各類監測報告提交時間不同、周期長短不一，監測指標既有重合又有區別，導致對應部門在撰寫其報告時，都要重新收集整理對應數據以滿足不同監測報告的要求，存在效率低的問題。

1.2 監測項目不完善

黃山自列入世界遺產名錄以來，已在生態保護、游客管理、自然災害影響等方面實施了一系列的監測管理措施，包括雷電監測預警系統、大氣環境監測系統、防火監控、游客量警戒報警系統等[11]。但監測項目尚不完善，在文化遺產與自然美景方面的監測工作還較為欠缺，生物多樣性監測、社會經濟影響等監測內容還未納入信息化建設中。

1.3 缺乏統一的監測管理制度

黃山監測工作分為監測數據獲取與監測數據整理(報告撰寫)兩部分，這些工作分散在不同的職能部門，缺乏專門的遺產監測管理機構進行統一管理，也缺乏監測數據的常態化更新、共享與維護機制，一定程度上阻礙了監測數據的綜合分析與有效利用。

1.4 缺乏統一的監測數據管理平臺

現有的若干信息化系統規模不等、質量各異，部分專項系統相對獨立封閉且未預留接口，加之職能部門分散分布、溝通成本較高，從而導致各專項系統和各部門之間的數據共享困難，也進一步導致了數據綜合分析利用不足，“重實時，輕分析”“好看但不實用”成了現有監測系統的軟肋，數據成果對保護管理的實效性體現有待提高。因此，黃山需要統籌已有的系統，建設統一的監測數據管理平臺，并對還沒有建立數據系統的部門提出框架性指導，有計劃地進行系統建設工作。

2 監測信息系統設計

根據黃山監測的現狀問題，監測信息系統建設主要有三方面需求：監測指標體系建設、監測數字系統設計和監測管理制度設計。據此提出監測指標體系系統化、數字系統功能復合化、管理機制統一規范化的三大設計理念(圖1)。

2.1 監測指標體系系統化設計

監測指標體系是監測信息系統的基礎，以突出普遍價值為框架，兼并容納6類定期報告的所有指標要求，在2個層次上具有系統化特征。首先是監測指標體系的系統化，指標既能系統地體現黃山世界遺產突出普遍價值，也能反映價值載體影響因素的變化情況和保護管理狀況。其次是黃山多重保護地類型監測指標的系統化，由于黃山不僅是世界遺產，還身兼多重保護地類型，對應的6類監測報告指標要求既有重疊也有差異，研究對所有監測報告的指標要求進行系統化梳理，使得監測指標體系盡可能全面承載監測報告要求的數據信息。監測指標體系的系統化構建可以分為“概念性指標體系建設”和“操作性指標體系落實”2個階段(圖2)。

2.1.1 建立基于突出普遍價值的“概念性監測指標體系”

黃山世界遺產的突出普遍價值即山水審美文化價值、自然美學價值及生物多樣性保護價值。在緊密圍繞突出普遍價值及其保護管理要求的基礎上，建立了由“非生物要素及過程”“生物要素及過程”“文化資源”“自然景觀”“環境安全”和“人類活動及管理”六大類構成的概念性監測指標框架。這一框架兼顧了自然和文化兩方面的遺產價值本底狀態，也涵蓋了基于價值保護的壓力監測和響應機制兩方面內容。在此框架下，梳理6類定期報告的數據指標，將指標框架擴展和補充成6個大類、17個中類、84個小類，共263個指標項的概念性監測指標體系(表2)，能夠較為全面地反映遺產地的整體狀況。

2.1.2 調整建立“操作性監測指標體系”

由于概念性監測指標體系指標數量多、覆蓋范圍大，現有的監測能力無法滿足所有指標要求，且難以在近期全部落地使用，因此需要對指標進行遴選、細化和分類。

指標遴選遵循可落實、指導性、可量化的原則，根據黃山的資源特點和實際情況，優先保留可應用于統計分析的可量化指標，刪除實際工作中不存在、不重要且缺乏指導意義的指標項共77項。

指標項的細化與分類是為了區分每項指標的數據來源、功能用途和監測標準，將其落實于相應的監測報告和職能部門，為數字系統前端設計和應用架構奠定基礎。指標分類方式包含以下幾種類型。

1)根據數據來源，分為“一次指標(輸入型指標)”與“二次指標(計算型指標)”。一次指標是由黃山管委會或其他系統直接錄入的原始數據信息或資料；二次指標是以一次指標數據庫為基礎，由數字系統根據既定函數計算或判斷而來的數據指標。這一分類能夠利用數字計算有效降低人工整理數據和錄入信息的工作量。

2)根據功能用途，分為“報告型”和“量化型”指標。報告型指標是對應于6類定期報告填報要求的指標類型，填報的數據能夠與報告相應內容形成對應鏈接，在監測數據信息錄入完成后可自動生成專項監測報告。量化型指標是指數據可量化、可用于統計計算和可視化分析的指標。2種指標可以重疊。該分類為“報告生成”“數據分析”等功能奠定了基礎。

3)以人工錄入管理為導向，將指標分為“共性指標”和“個性指標”。每個指標的數據錄入工作需要明確對應的職能部門。多部門共同完成數據錄入的，稱為共性指標，如科學研究成果及數量、對外交流次數的統計等。個性指標則是由單一部門單獨負責填報的指標，用以明確責任、避免重復監測和重復錄入，如大氣環境質量監測、物種種類和數量統計等。在此基礎上形成各部門相應的指標清單。

圖3 超級管理員操作界面中的各功能模塊(黃山風景區管理委員會提供)

表1 黃山世界遺產地所需提交監測報告一覽

表2 黃山世界遺產概念性監測指標體系

圖4 游客量相關的復合化分析模塊示例(黃山風景區管理委員會提供)

4)根據監測能力發展階段特征，分為“可提供型指標”和“待發展型指標”。可提供指標是黃山遺產地現有監測工作能夠提供的數據指標；待發展型指標是指目前監測工作有待開展或有待完善的指標，系統為其留出可做調整的余地。待發展型指標為將來監測工作的開展提供了發展方向，明確了完善要求。

經過上述調整，最終形成了“操作性監測指標體系”，包含12個大類、30個中類、78個小類，共184個指標項。每一個操作性監測指標都細化為包含若干錄入項的錄入頁面，并對應了責任部門、功能用途和管理屬性類別，為數字系統的開發奠定了基礎。

2.2 數字系統復合化設計

數字系統是監測信息系統建設的核心，是在監測數據資源集中管理的基礎上，有機綜合各功能模塊不同的層次關系，解決過去數據利用率低、數據共享困難等問題，致力于實現數據信息的有效利用。監測數字系統由功能、共享、銜接3個部分組成，其中，功能部分的復合化設計是實現數據綜合分析利用的依托，也是系統設計的重點；而共享和銜接部分則將系統擴展成為協同作業及成果共享的平臺。

2.2.1 復合化的功能模塊

監測信息系統的基礎功能是數據庫，不僅具備“錄入-存儲-查詢”的基礎功能，還具備“分析預警-報告生成-共享銜接”的復合功能，這些功能之間層層遞進，前者為后者提供基礎。在超級管理員的交互界面上展示為“監測數據錄入”“監測數據查看”“監測數據分析”“監測報告生成”“監測報告公布”“用戶權限管理”和“用戶信息管理”7個模塊(圖3)。

2.2.2 復合化的監測數據分析功能

一般來講，原始監測數據需要進行一系列處理之后，形成若干定量分析指標，才能對實際工作起到指導作用，監測數據分析模塊就具備這樣的功能。針對黃山數據未得到充分綜合分析利用的問題，該功能通過分析模塊復合利用監測指標數據，完成相關重點分析、趨勢分析、疊加分析和預警分析，并將分析結果以可視化的方式顯示(圖4)。

1)重點分析：是對能夠反映黃山重要資源及其關鍵影響因素的可量化指標進行的分析，對管理工作具有重要意義，如物種數量、水環境、降水量、建設控制、游客量等。

2)趨勢分析：基于時間表達數據的變化趨勢，包括大氣污染物濃度、負氧離子濃度、游客量等。

3)疊加分析：可將多種變量放在同類圖表坐標系中進行綜合比較，探求不同指標之間數據變化的相關性。

4)預警分析：預警分析是通過比較監測數據與監測標準值之間的數值關系進行計算判斷，達到觸發閾值時自動進行預警，并以可視化的方式提醒用戶。

監測數據分析功能體現了復合化特征，有利于多角度、多方面地綜合了解保護管理效果。以“游客量”相關指標為例，重點分析能夠結合空間地理信息了解游客量的時空分布情況；趨勢分析可了解游客量數據的變化趨勢；疊加分析可了解游客量數據與大氣污染物(圖4為PM10數據示例)濃度的相關關系；預警分析則警示了將日游客數量控制在其閾值范圍之內的必要性和緊迫性。

2.3 監測管理制度統一規范化設計

監測管理制度是監測工作有效開展的制度保障。建立長期持續的監測管理機制需要統籌整合不同監測部門的職能，制定標準化和規范化的工作制度，具體限定權責的方法如下。

1)統一的監測信息集中管理和協調機構。

針對目前各部門各自為政的問題，設立統一的監測協調機構，即“黃山世界遺產地監測中心”。在數字系統中，該機構以超級管理員的身份出現，負責統籌布局和協調各部門的監測工作，制定并執行統一的年度計劃。

2)統一的“錄入-審核-反饋”機制。

針對監測系統管理工作開展的問題，制定“錄入-審核-反饋”機制，包括監測活動的周期性開展、監測數據匯總、監測數據的審核，以及監測成果的公布和反饋等。錄入工作落實到人，審核工作明確權責，每個部門指定當年度的錄入員，由相應負責領導審核通過后提交，并保留書面記錄備查。反饋方面，規定每年固定的時間發布監測簡報，總結過去一年的監測數據情況并報管委會上級管理決策層，為管理決策提供數據支撐，為適應性管理提供制度保障。

3)規范的監測信息錄入要求。

針對數據的匯總管理問題，建立一套監測數據信息的錄入管理辦法。為保證數據安全和監測信息錄入工作的有效執行，對錄入時間、數據錄入格式、操作痕跡管理等應做較為嚴格的要求。如每年2月確定為統一的人工錄入時間；錄入過程中采用“暫存”功能，待數據確認無誤之后再提交，盡量避免提交后修改；系統中留下操作記錄備查。

4)規范的監測信息共享機制。

針對數據共享和數據安全問題，建立一套權限明確的數據信息共享機制。系統將用戶分為超級管理員、管理人員、報告生成部門、錄入人員、一般工作人員和上級管理部門6種角色，并設定相應的權限(表3)。為保證數據的安全共享，監測信息如需對外公布，需嚴格遵循管委會信息公布相關要求進行申報審批；由于不當操作導致信息泄露的，則需追究泄露者責任。

表3 用戶角色權責劃分

3 結語

本文在世界遺產監測的背景下，以黃山為例，探索了以下三方面的內容：1)監測指標體系，整合了不同類型保護地監測要求和管理需求，探索了一套基于突出普遍價值保護的監測指標體系；2)監測信息數字系統的設計方法，提出監測體系系統化、數字系統功能復合化、管理機制統一規范化的設計理念；3)監測信息管理制度，建立了監測數據定期收集、整理和分析的數字系統，形成了一套有效的監測信息資源集中管理和共享機制。相較于其他風景區常見的實時監控和資源監測系統，本系統在指標體系構建上更為全面，并重點滿足了人工錄入的需求，為只能通過人工途徑收集的數據信息提供了標準化的錄入端口，降低了各部門之間的溝通成本，省去了重復收集數據的時間。此外，還能較好地承載長期數據積累和分析利用的功能，為及時總結黃山世界遺產保護管理工作的成效提供連續、翔實的數據。

黃山世界遺產監測信息系統自2019年初投入試用，截至2020年3月，已錄入了2017—2019年共3年的數據。系統的各項功能已初步發揮了效用，尤其是在數字化呈現黃山保護狀況、為保護管理決策提供數據支撐等方面。例如，據游客安全事件數量統計顯示，2018年游客安全事件數量相比2017年增加了近140起，對此，管委會出臺了相關管理政策，在進一步加強了防火安全宣傳等安全管理措施之后，2019年游客安全事件數量同比下降了44.5%，已遠低于2017年的數量，違章吸煙的游客大量減少，游客管理效果得到顯著提升?？梢?，監測信息系統的使用已經能夠在一定程度上反饋保護管理措施的效用，幫助黃山管委會及時做出適當調整。

本系統目前還處于探索與優化的階段，未來還需緊隨定期報告內容框架，進行不斷優化與調整，保持監測指標體系的動態更新；進一步打通數據通道，深化監測數據分析功能，提升監測報告對保護管理決策的支撐作用；不斷健全遺產監測工作的長效機制，加強各個層級、部門和機構之間的溝通協調?？梢灶A見，隨著監測數據的逐步積累、系統功能的逐步優化與擴展，監測信息系統將能更好地滿足世界遺產定期評估機制的要求，為探索不同資源要素和影響因子之間的耦合關系與發展趨勢提供有力的數據支撐，同時，監測制度的完善也將有效推進監測工作和適應性管理的順利開展。

致謝：感謝黃山風景區管理委員會提供的幫助。