实用型环境质量监测数据综合分析系统的应用

2013-11-17吴旻妍薛媛媛王亚超王雅玲吴福全

绿色科技 2013年1期

吴旻妍，薛媛媛，王亚超，王雅玲，吴福全

（江苏省苏州市环境监测中心站，江苏苏州215004）

1 引言

在环境保护事业飞速发展的新局面下，环境监测部门对各类监测数据的综合分析和对环境形势有效预判的能力提升显得尤为重要。随着环境监测业务不断增加，各类监测数据日益增多，特别是对数据库的各种分类统计及评价形式日渐丰富，如何利用有限的人力资源应对庞大的数据库统计分析工作以及如何发挥监测部门花大量人力物力获取的数据的有效作用一直是环境监测管理部门重视和探讨的问题。尽管日新月异的科技信息手段已经为环境业务管理提供了开阔的思路和极大的便利，但是现有的应用分析软件对于各类数据的自动分析处理功能还不够全面，功能设置没有针对环保部门的特殊需求，因此，设计开发一种实用性监测数据综合分析的软件显得十分有必要。

苏州市环境监测中心站开发应用的“环境质量监测数据综合管理平台”，在监测业务需求分析的基础上，采用B／S应用模式，基于.Net多层体系结构的开发框架，运用了报表服务和报表展现技术，并采用SQL Server 2008数据存储管理技术配置了综合分析功能，可供灵活选择各类评价方式和监测数据，操作简单，内容实用，有效挖掘数据价值，让综合分析人员把更多地精力用在发现和总结环境质量变化规律上，很好地满足了环境监测业务部门目前对数据综合分析的需求。

2 综合分析系统应用

为了满足综合分析部门随时随地调用数据的工作特性，系统人性化地开发成网页模式，只需设置账号密码即可安全登录使用。系统充分考虑到日常工作中常用的报告类型和评价方式，设置了地表水统计分析、空气环境质量分析、降水酸雨离子组分分析、各类噪声统计分析、地下水和底泥、农村地表水等模块（图1），覆盖面较广，应用灵活性高。特别是运用该系统对点位和监测因子均较多的地表水环境质量进行分析时，体现出灵活选择数据、多种形式评价水质的优势。

图1 综合分析系统统计评价内容示意图

2.1 细化统计分析类别

现有的综合评价地表水水质的方法和文件要求很多，特别是综合评价现代化考核断面、生态文明考核断面、功能区普查断面、国控断面、省控断面等各类考核断面时，需要选用不同时间的监测数据及不同的考核因子，工作量巨大且极易出错，统计任务繁重，而依靠现有的评价软件分析测点信息内容单一，不能够按各种需求灵活的选择信息进行直观的评价。

使用该平台的综合分析系统对地表水断面测点的逐年数据汇总后，按照水域功能和断面考核方案分为河流、湖泊、饮用水源地和地表水四种类型识别，可单个选取监测点位数据评价，也可逐一选取多个点位数据分别评价；充分考虑到例行监测点位和评价项目的相对固定性，系统增设测点分组管理，将河流、湖泊、饮用水和地表水数据分别建立分组，每项分组中再按照各类考核断面、分析指标或用户自行需要统计分类，如图2所示，湖库测点分组清单中，按照富营养化指数评价方法将阳澄湖富营养指数分析的7个测点单独建立分组；按照“十二五”国控、省控要求对湖泊点位单独建立分组。与逐个选择点位进行对比分析相比，一方面节省了大量的重复调用数据时间，另一方面避免了因考核指标混淆而出现的选取数据差错。

2.2 灵活选择评价项目

以地表水环境质量综合分析为例，对于单个测点既可以按照时间段和监测项目等任意选择查看该断面历史统计的各项数据，并评价测点浓度的平均值、最大值、最小值，测点污染指数、单因子水质类别，测点达标情况等，还可以与其余单个测点之间进行各项污染因子的连续对比分析；多个测点同时比较时，可以看出各断面水质类别的分布区间（图3），基本满足了点位之间的灵活比对分析要求。

图2 地表水测点分组统计分析清单示例

图3 地表水统计分析模块查询内容示意图

以“十一五期间”阳澄湖富营养化指数统计分析为例，以往需要将阳澄湖东湖、西湖和中湖共7个测点五项评价指标的五年数据分类汇总，再运用公式计算出富营养化指数值，并通过Excel作图分析湖体水质富营养化趋势。而运用平台分组统计分析时，只需选择监测点位和时段（图4）以及达标评价方式，即可获取十一五期间阳澄湖各测点的原始数据。

图4 综合分析系统中原始数据选取界面示例

对分组测点各项指标的浓度平均值计算就可以查看各测点的富营养化指数（图5），同时对于测点的单项污染指数和综合污染指数、测点单因子水质类别、测点水质达标情况以及城市达标率等均可以直接查看。

同时在高级报表分析功能中，评价角度多样化，表达形式也较为丰富，可以直接生成各类图、表来描述十一五期间阳澄湖湖体水质类别逐年分布情况，每年相同监测指标各测点之间的浓度值变化比较，各测点同一监测指标多年的浓度变化趋势以及同一测点多年间不同监测指标的变化趋势和浓度值变化比较等（图6）。完全摈弃传统的Excel报表的分类汇总、计算及作图的繁琐模式，操作更加简单实用。

图6 数据评价的表达形式示例

2.3 可扩展的评价模式

综合分析系统根据监测数据分析评价的常用类型设计了七大类几十种统计性评价模式，除地表水分析模块中的测点污染指数、富营养化指数、测点达标评价指标外，还包含对单侧点或地区的空气API、AQI的综合评价模式，各类噪声的声源构成比例、评价等级以及点次达标率等，并可根据各类技术规范和各种考核的需求拓展评价方法，实现了各类环境质量监测数据的分类查询、统计、分析以及报告展现等功能。同时融入灵活的环境监测点位管理与调度思想，结合全面科学的评价方法、灵活的参数定制手段、丰富的信息表征方式，实现对大气、水、声环境质量全方位、多角度、深入的综合分析。同时在环境质量监测数据的分析处理过程中，能够精确筛选监测数据，明确计算步骤，确保计算结果准确无误，更多地支撑了综合分析报告的实际编写工作。

图7 领导决策系统主界面

3 领导决策支持系统应用

监测数据综合评价的目的是为决策者提供数据支撑和方法依据。通常水、气、声等各类环境质量状况是通过各类月报、季报、快报等以电子邮件或书面形式呈阅领导，每一份报告的内容仅仅反映的是水环境、大气环境和噪声状况中的某一项，往往不能够综合全面的展示环境质量的全貌，不利于决策者及时、准确、直观地了解最新汇总数据反映的环境质量状况。因此，平台在综合分析系统基础上，单独设计开放了供领导浏览参阅的决策版块（图7），将综合分析中饮用水、重点流域、大气灰霾、各类噪声、蓝藻预警等高度关注的评价项目和考核达标情况整合到决策版模块中，并将原始数据用简洁、直观的图、表展示，更加有利于决策者在线实时查看环境质量概况和各类考核指标，极大地提高了数据和报告的时效性，更有利于决策者对环境形势的掌控和分析。