济南市环境数据中心系统建设研究

尹衍鹏　王茂森　刘科

【摘 要】环境数据中心系统研发主要目的包括：通过对各类环境信息的统一管理，实现环境信息的共享、交互；通过对环境信息的整合、开发和利用，发挥信息资源的效益，更好的为环境管理服务。系统的研发，对于全面提升济南市环境信息化管理能力具有重要的意义，同时为我国城市级环境数据中心系统建立起到良好的示范作用。

【关键词】济南市；环境；数据中心；信息技术

1 建设的必要性

目前，在环境管理、业务运行过程中逐渐建立了一系列的信息业务系统，同时也积累了大量环境数据、文字视频资料和各种尺度的资源环境空间数据，这些信息业务系统和数据信息为环境管理和各项业务的顺利开展起着重要的作用。但这些业务系统彼此相对孤立，表现出的最大问题是信息交互不畅通，信息资源利用价值低，对环境管理的综合决策支持力度远远不足。在目前形势下建设环境数据中心其必要性主要体现在以下三个方面：

1.1 建立起数据信息共享的机制和平台，畅通信息渠道

目前，建立的信息系统只能从各个侧面记录和分析同一污染源的状况，从单一的局部记录分析环境状况，而从环境管理的要求来说，无论污染源和环境状况都需要一个统一的整体来管理和分析，也就是越到管理的高层，越需要在各个环境要素上统一了解和规划管理。

建立数据中心，通过标准的数据格式、数据规范建立数据库，整合数据形成数据仓库，一方面，可以逐步形成一个整体反应济南市环境要素的完整数据信息系统；另一方面，各方面数据的整合可以使管理人员具备一个一站式服务的信息中心，方便工作，同时也可以免去各个系统间数据上的矛盾，确立数据的使用规范，对目前的各个子系统也是一种全面的规范。

1.2 整合和挖掘数据信息资源，为环境管理综合决策提供强有力的支持

目前，各个业务系统，积累了大量的历史数据，但由于系统建设的局部性限制，使这些历史数据缺少数据挖掘需要的其他数据要素。建立数据中心就是要将这些相对独立的数据进行收集、汇总并将这些数据进行统一的整理和整合，组成一个庞大的数据仓库达到可以进行数据挖掘的层次。利用这些大量历史数据的无声价值，进行数据挖掘和分析工作对我们的环境管理起到推动作用。

1.3 异地备份各业务系统的关键数据，保障信息数据安全

现用各业务系统往往仅有一套数据库系统，或仅安装在某一台微机中使用，这样就存在由于数据库系统损坏或微机操作系统崩溃而导致的数据丢失，而这种问题又是不可避免的。通过数据中心的建立，使各其他系统的关键数据都被整合存储起来，相当于在异地做了数据安全备份。这也就是对关键业务建立容灾体系。

2 系统建设原则、目标、主要内容

2.1 建设原则

实用性：是指数据中心建设要面向环境管理，紧紧围绕管理需求进行建设，环境管理需要什么就开发什么，起到真正意义上的数据的中心。

规范性：是指数据中心的硬件部署、软件框架和环境的搭建、基础数据库的设计和开发，均按照环境信息化建设标准和规范进行建设。

安全性：安全性分为数据应用安全和数据存储安全。数据应用安全是指数据中心的数据分安全等级，各级使用者均由访问权限进行划分，同时数据的对内、对外公开也明确区分。数据的存储安全是指数据中心存储和备份其他各业务系统的关键数据，为各业务系统起到异地备份的作用。

可扩展性：是指数据中心的基础硬件和软件开发要留有可扩展功能，为将来数据中心的二次建设和开发留有接口。

易操作性：指数据中心的应用部分有较直观可视化界面，各级使用者能轻松掌握数据使用方式方法，无繁琐和复杂的操作，功能模块一目了然。

2.2 建设目标与内容

环境数据中心系统的建设目标是：通过对各类环境信息的统一管理，实现环境信息的共享、交互；通过对环境信息的整合、开发和利用，发挥信息资源的效益，更好的为环境管理服务。

环境数据中心系统的建设内容包括：数据中心硬件建设和数据中心软件建设两部分内容。

环境数据中心硬件建设：搭建服务器机群，连接光纤交换机和网络设备，组成数据中心内部高速传输网络。部署备份机和磁盘阵列进行数据备份，部署网管机进行网络监控。

环境数据中心软件建设：

数据标准和规范：以国家环境保护部发布的最新信息化标准、规范为基础，在无标准和规范可依托的情况下以国内外相关业务系统较为成熟的格式为参考，建立一套《济南市环境信息数据标准和规范》。环境数据中心的基础数据库和将来其他环境信息系统所需数据库，均按此标准规范进行建设和开发。

济南市环境数据中心基础数据库：根据环境信息类别、应用的不同，严格按照济南市环境信息数据标准，建立一系列标准的基础数据库。数据库包括环境状况数据库、经济和资源状况数据库、污染源状况数据库、GIS管理数据库等。

开发数据中心基础数据库与各业务信息系统的数据接口，将各业务信息系统的关键数据导入数据中心基础数据库，并按一定的周期进行数据更新和数据备份。

建立数据共享机制：根据数据的类别不同或应用不同，建立一套数据共享机制。根据此机制，将数据分级别，每个用户只可上传、更新、查询和下载自己权限内的数据，不能越权访问。同时将数据分为对内公开、对外公开、长期公开、临时公开等多种安全级别。

根据环境管理需求进行数据的综合应用：只有针对环境管理提出的需求，数据分析和计算结果才有实际意义。根据需求对标准数据库的数据进行整合、处理形成数据仓库，并对数据仓库的数据进行发布和共享，将环境管理所需查询的结果明确无误的展示出来。

例如，建立以时间、污染物、功能区、行业、流域为序列的通用查询统计，利用各业务数据实现关联组合，进行统计查询。

1）污染源分布、能耗及排污量变化；

2）环境质量变化，历史数据与不同城市对比；

3）河流水系分布及各监测断面环境质量；

4）建设项目周边污染源、环境质量、功能区划、用地状况组合查询。

统计指标自定义，根据统计要求，系统可以自定义和添加统计指标，在查询统计、数据分析中使用。根据各因素的选择可以灵活排队，报告可以显示在GIS上。通过组合查询可以实现各业务数据的数据关联，为环境管理提供更加系统的管理信息。

深度开发：通过OLAP或者空间分析的数据库加工手段，制作一系列环境数据产品为管理和决策提供有效的支持。其中可以通过数据中心的报表、图表、数据分析、数据查询、污染总量控制等实现决策支持；另外，也可以利用空间分析的手段进行专题地图、空间缓冲分析等辅助决策产品制作。例如：

1）废气污染源与大气环境质量之间的关系分析；

2）借助空气扩散模型可以模拟出重点废气污染源、机动车尾气排放、建筑工地等对大气空气质量的贡献；

3）济南市河流水系、废水污染源与水环境质量之间的关系分析；

4）以流域为单元，分析流域内污染源（工业和生活污染源）对各河流水体水环境质量的污染贡献；

5）城市基础设施（污水管网、集中供热、道路修建等）的动态变化。

3 功能总结

通过环境数据中心的建设，现将主要功能总结如下：

实现数据的共享。建设数据中心应用平台，将各信息系统关键数据整合到数据中心，实现数据的集成共享。各级用户可通过应用平台上传、存储本地数据，也可查询、下载所需的其他环境管理数据。

实现数据的安全。在与各信息系统建立接口的同时，必然会有大量数据录入或导入数据中心，保障各种数据安全、高效的存储，实现对各信息系统关键数据的异地备份为数据中心最基本的功能。

实现数据的综合管理。根据环境状况数据、经济和资源状况数据、污染源状况数据、GIS管理数据等数据边界分类管理数据中心的大量数据。同时将两类或多类数据同时调用对比。以达到综合、交叉使用各类数据的功能。

辅助决策。数据的分类和交叉使用仅仅是起到了查询和统计的功能，为了更深层次的开发和利用现有数据的价值而进行数据挖掘和模拟运算就成为了数据中心最终功能，也是对环境管理决策最有效的支持。

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[责任编辑：王楠]