如何打造環境監測“數據（信息）中心”

成 怡

（湖南省湘潭生態環境監測中心 湖南湘潭 430300）

引言

當前，生態環境監測系統信息化數據基礎薄弱，海量監測數據資源分散，“信息孤島”現象嚴重，數據資源共享與服務不到位。生態環境保護數據分析研判機制不完善，環境監測為地方各級政府和社會公眾提供更多、更好的生態環境產品方面還有較大提升空間。生態環境監測系統急需推進實驗室管理信息系統建設，實現對人、機、物、料、法全方位監督監控，建立健全業務信息和監測過程的追溯機制，優化統籌監測資源，加強數據共享和評價，深入挖掘監測數據價值，生產多元化的監測產品，提升支撐服務保障水平。

1 生態環境監測系統信息化建設存在的問題與短板

1.1 生態環境監測系統信息化數據基礎薄弱

目前，生態環境監測系統信息化數據基礎薄弱，支撐能力不足，還沒有建立統一的“環境質量監測數字環保網絡”。

從省級層面上來看，湖南省生態環境廳的生態環境監測網絡信息化平臺，主要由湖南省生態環境監測中心進行日常應用，由省生態環境事務中心信息服務部負責聯網、數據保存等工作。相關信息化平臺共有18 個，其中生態環境部以及中國環境監測總站下發的國家級信息化平臺9 個，省級自建的信息化平臺6 個，省級擬新建的信息化平臺3 個。18 個信息化平臺中涉及大氣環境監測方面有8 個，水環境監測方面有5 個、土壤環境監測方面3 個，污染源監測方面2 個。

從市級層面上來看，湖南省各個市（州）監測中心實驗室信息化建設普及度不高，尚有11 個市（州）的自建實驗室信息化平臺處于空白期，監測網絡還不夠完善。已建成的3 個市其系統建設運營商也均不相同，并亟需進行系統的升級改造。

在監測任務方面，目前采用傳統手工模式，業務數據仍然沿用傳統的紙質媒介或電子文檔進行保存與傳輸，監測信息很難共享，無法及時掌握監測任務進行情況，在歸檔后的任務信息查詢調用不方便，工作效率較低；在質量管理方面，難以對人、機、料、法、環等質量要素進行及時有效的監控，使質量管理體系總是處于受控狀態，使監測過程可控制，數據可完整性溯源；在數據統計方面，缺乏信息管理系統，大量的監測數據很難被再次利用，需要數據統計人員進行手工統計，統計工作量大且易出錯；在數據分析方面，目前大部分監測中心沒有數據分析軟件，無法對歷史監測數據和質量控制數據進行全面、細致的智能分析、數據鉆取和數據挖掘，無法達到國家生態環境部對環境監測“三個說的清”及數據“真準全”的管理要求。

1.2 “數據孤島”大量存在，尚未實現多源數據的融合和統一

生態環境監測系統歷年來積累了海量數據，但是數據資源分散，結構不同、口徑不一、條塊化分割較為嚴重，沒有進行有效整合、構建更加系統的生態環境監測大數據平臺。水、氣、污染源等監測數據管理系統大多是獨立建設或者采用的國家統一下發的信息系統，在數據共享、業務協同方面缺乏統籌規劃，缺乏數據共享交換規范，“信息孤島”現象較為嚴重，數據資源共享與服務不夠到位。目前湖南省生態環境廳已實現對部分數據資源的集中管理、動態更新和綜合分析展示，并且初步實現了與氣象、工商部門的數據交換。但是各級環保部門與其他各部門之間的數據尚未有效集成、互聯共享，對數據的挖掘能力遠遠不夠，數據的綜合分析、數據深層次應用存在較大差異。

1.3 綜合評價方法單一，尚未建立生態環境綜合評價體系

環境監測數據綜合分析評價要求在第一時間判斷監測數據是否合理，再對監測數據作深層次的分析與挖掘。應結合自然、社會與經濟、人口、城市結構、污染物排放、能源利用、生態環境保護措施等相關因素進行綜合分析，圍繞監測目的，全面分析監測項目統計結果，從時間和空間上分析其分布和變化規律，并運用各種表征形式分析結果。同時，針對存在的生態環境問題，提出切實可行的改善環境質量具體對策與建議等[1]。

目前廣泛使用的評價方法還存在缺陷，環境質量現狀評價還在單要素評價階段，未建立生態環境綜合評價體系。環境監測綜合報告形式、監測服務產品較為單一，各類數據的關聯分析差，生態環境保護數據分析研判機制尚不完善，環境監測為地方各級政府和社會公眾提供更多、更好的生態環境產品方面還有較大提升空間。

2 關于打造“數據（信息）中心”的對策與建議

建設一個覆蓋省、市、縣統一的信息平臺，實現全省監測機構信息與監測過程數據統一歸集管理與分析應用。

依托大數據、云計算、物聯網、GIS 等技術，實現對環境監測數據的有效質量控制，積極推動“生態環境大數據”的發展，通過數據的多元化采集、主體化匯聚和知識化應用，實現各環境要素的監測數據逐級聯網、互聯互通和開放共享、綜合研判、分級分類推送，推進環境監測數據深度開發和可視化應用，為環境質量變化趨勢分析、預警預報、污染應急提供數據支撐，從而更好的服務政府和公眾。

2.1 建設生態環境監測系統大數據平臺

搭建覆蓋全省-市-縣的生態環境監測系統大數據平臺，做到綜合利用、開放共享。生態環境監測大數據平臺可依托目前湖南省生態環境廳在建的生態環境大數據資源中心平臺建設，但同時又保持相對的獨立性。平臺以省中心橫向把控全局，市州中心縱向實際操作的模式，以LIMS 實驗室信息管理系統+全省監測數據庫+標準方法庫+模型庫+專家庫為目標，規劃全省-市統一的生態環境監測基礎數據集及相關標準規范，規范監測數據全方位收集、審核和開發利用，推動每一類監測數據的統一儲存及統一管理[2]。加強生態環境監測數據資源開發與應用，開展大數據關聯分析，強化生態環境基礎數據在日常監督管理和執法、工作考核評價、生態環境保護決策等方面的支撐和運用。

（1）LIMS 實驗室信息管理系統建設

建立一套覆蓋湖南省生態環境監測中心、各駐市生態環境監測中心的實驗室信息管理系統。并根據環境監測的質量管理要求實現LIMS 與環境監測質量控制信息零距離對接，在數據管理的基礎上，強調實驗室整體運行的規范化管理，使實驗室各項工作在滿足質量要求的前提下有效運行。通過將各類監測業務全部納入系統，實現監測業務程序化、流程化、標準化、精細化、無紙化管理。遵從ISO/IEC 17025等標準規范要求，實現與監測質量密切相關的監測中心的人、機、料、法、環的全方位管理，提升綜合管理水平。引入專業智能的統計分析工具，提高當前實驗室信息分析水平；通過系統化的信息整合，一方面做到在宏觀的時空維度上對當前的污染情況進行更深入理解，另一方面做到在微觀維度具有針對性的預測。通過檢驗信息的互聯互通，建設監測業務管理的一體化平臺，實現信息共享，為環境質量監測的數據分析提供更加全面的數據來源，從而為環境預防、保護和治理提供更加精確的數據支撐。

（2）監測數據庫建設

積極構建生態環境監測大數據庫，實現監測數據的全面收集、審核、匯總和動態更新，完成全省生態環境監測數據綜合集成，全面建成“數據（信息）中心”。與國家各類數據平臺進行對接匯聚，整合生態環境監測內部各類水、氣、土、污染源、噪聲、酸雨、降塵、生態等數據，并通過數據交換平臺為各系統提供數據共享服務。

（3）標準方法庫建設

建設全省統一的標準方法以及評價系統，評價體系應涵蓋生態環境監測的所有因素、所有指標及所有過程。促進標準規范的整合統一，提高監測數據可比性。積極關注和吸收國內外環境監測新技術新方法，確保標準體系科學適用、適度超前[1]。

（4）模型庫建設

建設涉及各環境要素的模型庫，如：運用Models-3/CMAQ、CAMx、WRF-Chem 等空氣質量模式進行空氣質量預報；運用水環境數學模型分析斷面水質超標對于下游水質的影響、水質的變化及污染物擴散范圍等；運用水動力、水質模型、水網絡分析模型、大數據挖掘分析模型等對水質進行預報預警、排放影響分析，并且對水質進行預警及應急管控等。

（5）專家庫建設

建立湖南省環保綜合專家庫，涵蓋各要素、各領域，包括應急專家、執法專家、技術評估專家、污染防治專家等，進一步提高我省環境管理和決策的科學化、規范化水平。

2.2 建立生態環境監測數據集成共享體系

通過建立的生態環境監測大數據平臺，實現省、市、縣監測數據全國聯網，推進監測數據及關聯信息跨地域、跨系統、跨業務、跨部門的生態環境質量、污染源、基礎地理信息等數據的互聯互通，提升數據共享、信息交換和業務協同能力。充分推動信息資源的管理、利用，促進環境數據整合和部門間業務協同，通過數據挖掘和機器學習深挖數據潛在價值，實現“數據、資源、資產”的蛻變，輔助政府精細化決策，為改善環境質量提供有效支撐。

（1）建立電力大數據+環境監測系統平臺

通過電力系統的電力傳感技術，實時更新企業的總用電、生產設備、及環保治理設施用電情況，通過關聯分析及停限產分析，及時發現環保治理設施停運及其他異常情況，同時通過數據分析還可以實時監控停產整治及限產企業運行狀態等[3]，便于管理部門開展環保執法。

（2）建立智慧生態環境大數據監管指揮平臺

通過整合空氣質量實時管控平臺、水環境監測預警評估分析平臺、高點視頻天眼監控系統、督察檢查及信訪平臺、VOCs 在線監測平臺、重點污染源實時監管一體化平臺、工地揚塵在線監測系統、污染源自動監測系統、油氣回收在線監測平臺、企業自行監測平臺、環境統計和污染源普查數據應用系統，實現生態環境數據資源的集成、統籌與共享。還可以實時匯總各類平臺數據反饋的生態環境問題，建立問題實時交辦、督辦、反饋、復核等流程，生成問題統計報表，提升問題處理效率和生態環境管理水平。

（3）提升生態環境預警能力

打通橫向聯系渠道，實現多元化數據綜合運用分析。通過大數據分析，使環境變化的整體推演更加符合實際情況，特別是基于大數據技術的精準預報，能夠給大氣污染、水污染防治提供可靠的信息支撐。

2.3 完善生態環境監測綜合評估，強化監測數據評價應用

強化、深入對生態環境質量的分析和評價,在對環境空氣、地表水、土壤環境、地下水、生態環境等環境質量要素評價的基礎上，深入、綜合分析評價,充分發揮環境監測的“支撐、引領、服務”職能。通過排名、通報等政策措施來傳導壓力,監督、促進各級政府依法落實生態環境保護責任。研究構建綜合型生態環境評價系統,綜合考慮產業結構所占比重、社會與經濟的發展、各類環境要素質量狀況、污染物排放總量、當地環境容量、環境承載力、生態系統結構和功能等多種影響因素,建立綜合表征指數,運用各類統計、模型分析預測各級行政區域生態環境狀況,為進一步深化對生態環境質量的考核和監督奠定良好的基礎[2]。

結語

目前湖南省生態環境監測系統初步完成機構調整，還將迎接各種不同的新挑戰?；诤鲜∩鷳B環境監測現狀，在電子政務系統的基礎上，靈活的運用物聯網和大數據技術，打造1+14 數據中心，建設生態環境監測數據庫、評價指標方法庫、模型庫、專家庫,對各種類型的數據資源進行了匯聚、融合、清洗、共享,實現從數據資源到信息資產的轉變。建立健全生態環境監控智慧信息化平臺,切實提升生態環境監控智慧化能力水平,堅持以支撐“三個治污”為核心，“支撐、引領、服務”為定位,維護和確保生態環境監控數據“真、準、全”為根本,進一步加快建立健全科學、獨立、權威、高效的生態環境監測體系為主線,落實“監測先行、監測靈敏、監測準確”要求，加快構建監測“大格局、大平臺、大體系”，全方位推進生態文明建設,為深入打好污染防治攻堅戰、持續改善環境質量提供更堅強有力的支持。