黄山世界遗产监测信息系统建设研究

何 茜

方 媛

陈慧莲

庄优波*

监测和评估反馈是世界遗产保护管理的重要手段，尤其是可信度建设的重要保障。随着“系统性监测”需求的提出，以及“年度报告和定期评估机制”的实施，监测工作逐渐受到遗产地的重视[1-2]。中国保护地先后将各类监测和信息系统应用于生物多样性保护、防灾预警、游客服务管理等各个遗产保护管理的环节中，发挥了显著的效用[3-5]。其中，文化遗产地主要围绕古建筑、古文物等遗产本体、病害及其他影响因素开展监测管理工作[6]。2014年“中国世界文化遗产监测预警总平台”的上线运营在国家层面进一步推进了文化遗产地监测工作的全面化和规范化开展，但在数据共享和综合服务等方面还有待提升[2]。以自然保护区为代表的自然保护地监测工作则侧重于自然资源及其影响因素监测[7]，自然资源监测数据具有来源多、类型复杂、数据量庞大的特征，在“空-天-地”多种技术手段发展下，还将产出大量多元异构数据，面临科学管理与整合利用的难题[8]。尤其是对于涉及多类型资源要素的世界混合遗产地而言，如何从顶层出发更加全面有效地组织监测活动、整合利用多元化数据信息，并建立数据管理制度辅助适应性管理[9]，是当前面临的重要挑战。此外，很多保护地除了世界遗产地外还是其他多种遗产名录保护地，如何协调整合不同遗产名录的监测目标和管理要求，建立起定期监测报告之间的指标类型和评估方法的对应关系[10]，是当前迫切需要解决的问题。

黄山是世界自然文化双遗产，监测管理数字化建设起步于2005年，至今已建成了一系列信息系统及相应的数据库，但同样面临着监测信息“整合与共享”的问题[11-12]。立足于监测指标整合和数据共享的需求，对黄山监测信息系统开展研究，重点解决当前协调难度最大的人工录入监测信息的问题，提出世界混合遗产监测指标体系、监测信息数字系统和监测管理制度的整体建设方案，补充实时监测系统集成的不足，为改进世界遗产监测提供案例参考。

图1 系统设计思路框架(何茜绘)

图2 监测指标体系构建流程(何茜绘)

1 监测信息系统建设差距分析

1.1 监测报告撰写效率低

黄山于1990年被列为世界文化与自然双遗产，符合世界遗产第ii、vii、x条标准。黄山还兼具多重保护地身份，包括世界地质公园、世界生物圈保护区、世界可持续发展旅游地、国家级风景名胜区等，需定期向对应主管机构提交6类监测报告(表1)。由于各类监测报告提交时间不同、周期长短不一，监测指标既有重合又有区别，导致对应部门在撰写其报告时，都要重新收集整理对应数据以满足不同监测报告的要求，存在效率低的问题。

1.2 监测项目不完善

黄山自列入世界遗产名录以来，已在生态保护、游客管理、自然灾害影响等方面实施了一系列的监测管理措施，包括雷电监测预警系统、大气环境监测系统、防火监控、游客量警戒报警系统等[11]。但监测项目尚不完善，在文化遗产与自然美景方面的监测工作还较为欠缺，生物多样性监测、社会经济影响等监测内容还未纳入信息化建设中。

1.3 缺乏统一的监测管理制度

黄山监测工作分为监测数据获取与监测数据整理(报告撰写)两部分，这些工作分散在不同的职能部门，缺乏专门的遗产监测管理机构进行统一管理，也缺乏监测数据的常态化更新、共享与维护机制，一定程度上阻碍了监测数据的综合分析与有效利用。

1.4 缺乏统一的监测数据管理平台

现有的若干信息化系统规模不等、质量各异，部分专项系统相对独立封闭且未预留接口，加之职能部门分散分布、沟通成本较高，从而导致各专项系统和各部门之间的数据共享困难，也进一步导致了数据综合分析利用不足，“重实时，轻分析”“好看但不实用”成了现有监测系统的软肋，数据成果对保护管理的实效性体现有待提高。因此，黄山需要统筹已有的系统，建设统一的监测数据管理平台，并对还没有建立数据系统的部门提出框架性指导，有计划地进行系统建设工作。

2 监测信息系统设计

根据黄山监测的现状问题，监测信息系统建设主要有三方面需求：监测指标体系建设、监测数字系统设计和监测管理制度设计。据此提出监测指标体系系统化、数字系统功能复合化、管理机制统一规范化的三大设计理念(图1)。

2.1 监测指标体系系统化设计

监测指标体系是监测信息系统的基础，以突出普遍价值为框架，兼并容纳6类定期报告的所有指标要求，在2个层次上具有系统化特征。首先是监测指标体系的系统化，指标既能系统地体现黄山世界遗产突出普遍价值，也能反映价值载体影响因素的变化情况和保护管理状况。其次是黄山多重保护地类型监测指标的系统化，由于黄山不仅是世界遗产，还身兼多重保护地类型，对应的6类监测报告指标要求既有重叠也有差异，研究对所有监测报告的指标要求进行系统化梳理，使得监测指标体系尽可能全面承载监测报告要求的数据信息。监测指标体系的系统化构建可以分为“概念性指标体系建设”和“操作性指标体系落实”2个阶段(图2)。

2.1.1 建立基于突出普遍价值的“概念性监测指标体系”

黄山世界遗产的突出普遍价值即山水审美文化价值、自然美学价值及生物多样性保护价值。在紧密围绕突出普遍价值及其保护管理要求的基础上，建立了由“非生物要素及过程”“生物要素及过程”“文化资源”“自然景观”“环境安全”和“人类活动及管理”六大类构成的概念性监测指标框架。这一框架兼顾了自然和文化两方面的遗产价值本底状态，也涵盖了基于价值保护的压力监测和响应机制两方面内容。在此框架下，梳理6类定期报告的数据指标，将指标框架扩展和补充成6个大类、17个中类、84个小类，共263个指标项的概念性监测指标体系(表2)，能够较为全面地反映遗产地的整体状况。

2.1.2 调整建立“操作性监测指标体系”

由于概念性监测指标体系指标数量多、覆盖范围大，现有的监测能力无法满足所有指标要求，且难以在近期全部落地使用，因此需要对指标进行遴选、细化和分类。

指标遴选遵循可落实、指导性、可量化的原则，根据黄山的资源特点和实际情况，优先保留可应用于统计分析的可量化指标，删除实际工作中不存在、不重要且缺乏指导意义的指标项共77项。

指标项的细化与分类是为了区分每项指标的数据来源、功能用途和监测标准，将其落实于相应的监测报告和职能部门，为数字系统前端设计和应用架构奠定基础。指标分类方式包含以下几种类型。

1)根据数据来源，分为“一次指标(输入型指标)”与“二次指标(计算型指标)”。一次指标是由黄山管委会或其他系统直接录入的原始数据信息或资料；二次指标是以一次指标数据库为基础，由数字系统根据既定函数计算或判断而来的数据指标。这一分类能够利用数字计算有效降低人工整理数据和录入信息的工作量。

2)根据功能用途，分为“报告型”和“量化型”指标。报告型指标是对应于6类定期报告填报要求的指标类型，填报的数据能够与报告相应内容形成对应链接，在监测数据信息录入完成后可自动生成专项监测报告。量化型指标是指数据可量化、可用于统计计算和可视化分析的指标。2种指标可以重叠。该分类为“报告生成”“数据分析”等功能奠定了基础。

3)以人工录入管理为导向，将指标分为“共性指标”和“个性指标”。每个指标的数据录入工作需要明确对应的职能部门。多部门共同完成数据录入的，称为共性指标，如科学研究成果及数量、对外交流次数的统计等。个性指标则是由单一部门单独负责填报的指标，用以明确责任、避免重复监测和重复录入，如大气环境质量监测、物种种类和数量统计等。在此基础上形成各部门相应的指标清单。

图3 超级管理员操作界面中的各功能模块(黄山风景区管理委员会提供)

表1 黄山世界遗产地所需提交监测报告一览

表2 黄山世界遗产概念性监测指标体系

图4 游客量相关的复合化分析模块示例(黄山风景区管理委员会提供)

4)根据监测能力发展阶段特征，分为“可提供型指标”和“待发展型指标”。可提供指标是黄山遗产地现有监测工作能够提供的数据指标；待发展型指标是指目前监测工作有待开展或有待完善的指标，系统为其留出可做调整的余地。待发展型指标为将来监测工作的开展提供了发展方向，明确了完善要求。

经过上述调整，最终形成了“操作性监测指标体系”，包含12个大类、30个中类、78个小类，共184个指标项。每一个操作性监测指标都细化为包含若干录入项的录入页面，并对应了责任部门、功能用途和管理属性类别，为数字系统的开发奠定了基础。

2.2 数字系统复合化设计

数字系统是监测信息系统建设的核心，是在监测数据资源集中管理的基础上，有机综合各功能模块不同的层次关系，解决过去数据利用率低、数据共享困难等问题，致力于实现数据信息的有效利用。监测数字系统由功能、共享、衔接3个部分组成，其中，功能部分的复合化设计是实现数据综合分析利用的依托，也是系统设计的重点；而共享和衔接部分则将系统扩展成为协同作业及成果共享的平台。

2.2.1 复合化的功能模块

监测信息系统的基础功能是数据库，不仅具备“录入-存储-查询”的基础功能，还具备“分析预警-报告生成-共享衔接”的复合功能，这些功能之间层层递进，前者为后者提供基础。在超级管理员的交互界面上展示为“监测数据录入”“监测数据查看”“监测数据分析”“监测报告生成”“监测报告公布”“用户权限管理”和“用户信息管理”7个模块(图3)。

2.2.2 复合化的监测数据分析功能

一般来讲，原始监测数据需要进行一系列处理之后，形成若干定量分析指标，才能对实际工作起到指导作用，监测数据分析模块就具备这样的功能。针对黄山数据未得到充分综合分析利用的问题，该功能通过分析模块复合利用监测指标数据，完成相关重点分析、趋势分析、叠加分析和预警分析，并将分析结果以可视化的方式显示(图4)。

1)重点分析：是对能够反映黄山重要资源及其关键影响因素的可量化指标进行的分析，对管理工作具有重要意义，如物种数量、水环境、降水量、建设控制、游客量等。

2)趋势分析：基于时间表达数据的变化趋势，包括大气污染物浓度、负氧离子浓度、游客量等。

3)叠加分析：可将多种变量放在同类图表坐标系中进行综合比较，探求不同指标之间数据变化的相关性。

4)预警分析：预警分析是通过比较监测数据与监测标准值之间的数值关系进行计算判断，达到触发阈值时自动进行预警，并以可视化的方式提醒用户。

监测数据分析功能体现了复合化特征，有利于多角度、多方面地综合了解保护管理效果。以“游客量”相关指标为例，重点分析能够结合空间地理信息了解游客量的时空分布情况；趋势分析可了解游客量数据的变化趋势；叠加分析可了解游客量数据与大气污染物(图4为PM10数据示例)浓度的相关关系；预警分析则警示了将日游客数量控制在其阈值范围之内的必要性和紧迫性。

2.3 监测管理制度统一规范化设计

监测管理制度是监测工作有效开展的制度保障。建立长期持续的监测管理机制需要统筹整合不同监测部门的职能，制定标准化和规范化的工作制度，具体限定权责的方法如下。

1)统一的监测信息集中管理和协调机构。

针对目前各部门各自为政的问题，设立统一的监测协调机构，即“黄山世界遗产地监测中心”。在数字系统中，该机构以超级管理员的身份出现，负责统筹布局和协调各部门的监测工作，制定并执行统一的年度计划。

2)统一的“录入-审核-反馈”机制。

针对监测系统管理工作开展的问题，制定“录入-审核-反馈”机制，包括监测活动的周期性开展、监测数据汇总、监测数据的审核，以及监测成果的公布和反馈等。录入工作落实到人，审核工作明确权责，每个部门指定当年度的录入员，由相应负责领导审核通过后提交，并保留书面记录备查。反馈方面，规定每年固定的时间发布监测简报，总结过去一年的监测数据情况并报管委会上级管理决策层，为管理决策提供数据支撑，为适应性管理提供制度保障。

3)规范的监测信息录入要求。

针对数据的汇总管理问题，建立一套监测数据信息的录入管理办法。为保证数据安全和监测信息录入工作的有效执行，对录入时间、数据录入格式、操作痕迹管理等应做较为严格的要求。如每年2月确定为统一的人工录入时间；录入过程中采用“暂存”功能，待数据确认无误之后再提交，尽量避免提交后修改；系统中留下操作记录备查。

4)规范的监测信息共享机制。

针对数据共享和数据安全问题，建立一套权限明确的数据信息共享机制。系统将用户分为超级管理员、管理人员、报告生成部门、录入人员、一般工作人员和上级管理部门6种角色，并设定相应的权限(表3)。为保证数据的安全共享，监测信息如需对外公布，需严格遵循管委会信息公布相关要求进行申报审批；由于不当操作导致信息泄露的，则需追究泄露者责任。

表3 用户角色权责划分

3 结语

本文在世界遗产监测的背景下，以黄山为例，探索了以下三方面的内容：1)监测指标体系，整合了不同类型保护地监测要求和管理需求，探索了一套基于突出普遍价值保护的监测指标体系；2)监测信息数字系统的设计方法，提出监测体系系统化、数字系统功能复合化、管理机制统一规范化的设计理念；3)监测信息管理制度，建立了监测数据定期收集、整理和分析的数字系统，形成了一套有效的监测信息资源集中管理和共享机制。相较于其他风景区常见的实时监控和资源监测系统，本系统在指标体系构建上更为全面，并重点满足了人工录入的需求，为只能通过人工途径收集的数据信息提供了标准化的录入端口，降低了各部门之间的沟通成本，省去了重复收集数据的时间。此外，还能较好地承载长期数据积累和分析利用的功能，为及时总结黄山世界遗产保护管理工作的成效提供连续、翔实的数据。

黄山世界遗产监测信息系统自2019年初投入试用，截至2020年3月，已录入了2017—2019年共3年的数据。系统的各项功能已初步发挥了效用，尤其是在数字化呈现黄山保护状况、为保护管理决策提供数据支撑等方面。例如，据游客安全事件数量统计显示，2018年游客安全事件数量相比2017年增加了近140起，对此，管委会出台了相关管理政策，在进一步加强了防火安全宣传等安全管理措施之后，2019年游客安全事件数量同比下降了44.5%，已远低于2017年的数量，违章吸烟的游客大量减少，游客管理效果得到显著提升。可见，监测信息系统的使用已经能够在一定程度上反馈保护管理措施的效用，帮助黄山管委会及时做出适当调整。

本系统目前还处于探索与优化的阶段，未来还需紧随定期报告内容框架，进行不断优化与调整，保持监测指标体系的动态更新；进一步打通数据通道，深化监测数据分析功能，提升监测报告对保护管理决策的支撑作用；不断健全遗产监测工作的长效机制，加强各个层级、部门和机构之间的沟通协调。可以预见，随着监测数据的逐步积累、系统功能的逐步优化与扩展，监测信息系统将能更好地满足世界遗产定期评估机制的要求，为探索不同资源要素和影响因子之间的耦合关系与发展趋势提供有力的数据支撑，同时，监测制度的完善也将有效推进监测工作和适应性管理的顺利开展。

致谢：感谢黄山风景区管理委员会提供的帮助。