如何打造环境监测“数据（信息）中心”

成 怡

（湖南省湘潭生态环境监测中心 湖南湘潭 430300）

引言

当前，生态环境监测系统信息化数据基础薄弱，海量监测数据资源分散，“信息孤岛”现象严重，数据资源共享与服务不到位。生态环境保护数据分析研判机制不完善，环境监测为地方各级政府和社会公众提供更多、更好的生态环境产品方面还有较大提升空间。生态环境监测系统急需推进实验室管理信息系统建设，实现对人、机、物、料、法全方位监督监控，建立健全业务信息和监测过程的追溯机制，优化统筹监测资源，加强数据共享和评价，深入挖掘监测数据价值，生产多元化的监测产品，提升支撑服务保障水平。

1 生态环境监测系统信息化建设存在的问题与短板

1.1 生态环境监测系统信息化数据基础薄弱

目前，生态环境监测系统信息化数据基础薄弱，支撑能力不足，还没有建立统一的“环境质量监测数字环保网络”。

从省级层面上来看，湖南省生态环境厅的生态环境监测网络信息化平台，主要由湖南省生态环境监测中心进行日常应用，由省生态环境事务中心信息服务部负责联网、数据保存等工作。相关信息化平台共有18 个，其中生态环境部以及中国环境监测总站下发的国家级信息化平台9 个，省级自建的信息化平台6 个，省级拟新建的信息化平台3 个。18 个信息化平台中涉及大气环境监测方面有8 个，水环境监测方面有5 个、土壤环境监测方面3 个，污染源监测方面2 个。

从市级层面上来看，湖南省各个市（州）监测中心实验室信息化建设普及度不高，尚有11 个市（州）的自建实验室信息化平台处于空白期，监测网络还不够完善。已建成的3 个市其系统建设运营商也均不相同，并亟需进行系统的升级改造。

在监测任务方面，目前采用传统手工模式，业务数据仍然沿用传统的纸质媒介或电子文档进行保存与传输，监测信息很难共享，无法及时掌握监测任务进行情况，在归档后的任务信息查询调用不方便，工作效率较低；在质量管理方面，难以对人、机、料、法、环等质量要素进行及时有效的监控，使质量管理体系总是处于受控状态，使监测过程可控制，数据可完整性溯源；在数据统计方面，缺乏信息管理系统，大量的监测数据很难被再次利用，需要数据统计人员进行手工统计，统计工作量大且易出错；在数据分析方面，目前大部分监测中心没有数据分析软件，无法对历史监测数据和质量控制数据进行全面、细致的智能分析、数据钻取和数据挖掘，无法达到国家生态环境部对环境监测“三个说的清”及数据“真准全”的管理要求。

1.2 “数据孤岛”大量存在，尚未实现多源数据的融合和统一

生态环境监测系统历年来积累了海量数据，但是数据资源分散，结构不同、口径不一、条块化分割较为严重，没有进行有效整合、构建更加系统的生态环境监测大数据平台。水、气、污染源等监测数据管理系统大多是独立建设或者采用的国家统一下发的信息系统，在数据共享、业务协同方面缺乏统筹规划，缺乏数据共享交换规范，“信息孤岛”现象较为严重，数据资源共享与服务不够到位。目前湖南省生态环境厅已实现对部分数据资源的集中管理、动态更新和综合分析展示，并且初步实现了与气象、工商部门的数据交换。但是各级环保部门与其他各部门之间的数据尚未有效集成、互联共享，对数据的挖掘能力远远不够，数据的综合分析、数据深层次应用存在较大差异。

1.3 综合评价方法单一，尚未建立生态环境综合评价体系

环境监测数据综合分析评价要求在第一时间判断监测数据是否合理，再对监测数据作深层次的分析与挖掘。应结合自然、社会与经济、人口、城市结构、污染物排放、能源利用、生态环境保护措施等相关因素进行综合分析，围绕监测目的，全面分析监测项目统计结果，从时间和空间上分析其分布和变化规律，并运用各种表征形式分析结果。同时，针对存在的生态环境问题，提出切实可行的改善环境质量具体对策与建议等[1]。

目前广泛使用的评价方法还存在缺陷，环境质量现状评价还在单要素评价阶段，未建立生态环境综合评价体系。环境监测综合报告形式、监测服务产品较为单一，各类数据的关联分析差，生态环境保护数据分析研判机制尚不完善，环境监测为地方各级政府和社会公众提供更多、更好的生态环境产品方面还有较大提升空间。

2 关于打造“数据（信息）中心”的对策与建议

建设一个覆盖省、市、县统一的信息平台，实现全省监测机构信息与监测过程数据统一归集管理与分析应用。

依托大数据、云计算、物联网、GIS 等技术，实现对环境监测数据的有效质量控制，积极推动“生态环境大数据”的发展，通过数据的多元化采集、主体化汇聚和知识化应用，实现各环境要素的监测数据逐级联网、互联互通和开放共享、综合研判、分级分类推送，推进环境监测数据深度开发和可视化应用，为环境质量变化趋势分析、预警预报、污染应急提供数据支撑，从而更好的服务政府和公众。

2.1 建设生态环境监测系统大数据平台

搭建覆盖全省-市-县的生态环境监测系统大数据平台，做到综合利用、开放共享。生态环境监测大数据平台可依托目前湖南省生态环境厅在建的生态环境大数据资源中心平台建设，但同时又保持相对的独立性。平台以省中心横向把控全局，市州中心纵向实际操作的模式，以LIMS 实验室信息管理系统+全省监测数据库+标准方法库+模型库+专家库为目标，规划全省-市统一的生态环境监测基础数据集及相关标准规范，规范监测数据全方位收集、审核和开发利用，推动每一类监测数据的统一储存及统一管理[2]。加强生态环境监测数据资源开发与应用，开展大数据关联分析，强化生态环境基础数据在日常监督管理和执法、工作考核评价、生态环境保护决策等方面的支撑和运用。

（1）LIMS 实验室信息管理系统建设

建立一套覆盖湖南省生态环境监测中心、各驻市生态环境监测中心的实验室信息管理系统。并根据环境监测的质量管理要求实现LIMS 与环境监测质量控制信息零距离对接，在数据管理的基础上，强调实验室整体运行的规范化管理，使实验室各项工作在满足质量要求的前提下有效运行。通过将各类监测业务全部纳入系统，实现监测业务程序化、流程化、标准化、精细化、无纸化管理。遵从ISO/IEC 17025等标准规范要求，实现与监测质量密切相关的监测中心的人、机、料、法、环的全方位管理，提升综合管理水平。引入专业智能的统计分析工具，提高当前实验室信息分析水平；通过系统化的信息整合，一方面做到在宏观的时空维度上对当前的污染情况进行更深入理解，另一方面做到在微观维度具有针对性的预测。通过检验信息的互联互通，建设监测业务管理的一体化平台，实现信息共享，为环境质量监测的数据分析提供更加全面的数据来源，从而为环境预防、保护和治理提供更加精确的数据支撑。

（2）监测数据库建设

积极构建生态环境监测大数据库，实现监测数据的全面收集、审核、汇总和动态更新，完成全省生态环境监测数据综合集成，全面建成“数据（信息）中心”。与国家各类数据平台进行对接汇聚，整合生态环境监测内部各类水、气、土、污染源、噪声、酸雨、降尘、生态等数据，并通过数据交换平台为各系统提供数据共享服务。

（3）标准方法库建设

建设全省统一的标准方法以及评价系统，评价体系应涵盖生态环境监测的所有因素、所有指标及所有过程。促进标准规范的整合统一，提高监测数据可比性。积极关注和吸收国内外环境监测新技术新方法，确保标准体系科学适用、适度超前[1]。

（4）模型库建设

建设涉及各环境要素的模型库，如：运用Models-3/CMAQ、CAMx、WRF-Chem 等空气质量模式进行空气质量预报；运用水环境数学模型分析断面水质超标对于下游水质的影响、水质的变化及污染物扩散范围等；运用水动力、水质模型、水网络分析模型、大数据挖掘分析模型等对水质进行预报预警、排放影响分析，并且对水质进行预警及应急管控等。

（5）专家库建设

建立湖南省环保综合专家库，涵盖各要素、各领域，包括应急专家、执法专家、技术评估专家、污染防治专家等，进一步提高我省环境管理和决策的科学化、规范化水平。

2.2 建立生态环境监测数据集成共享体系

通过建立的生态环境监测大数据平台，实现省、市、县监测数据全国联网，推进监测数据及关联信息跨地域、跨系统、跨业务、跨部门的生态环境质量、污染源、基础地理信息等数据的互联互通，提升数据共享、信息交换和业务协同能力。充分推动信息资源的管理、利用，促进环境数据整合和部门间业务协同，通过数据挖掘和机器学习深挖数据潜在价值，实现“数据、资源、资产”的蜕变，辅助政府精细化决策，为改善环境质量提供有效支撑。

（1）建立电力大数据+环境监测系统平台

通过电力系统的电力传感技术，实时更新企业的总用电、生产设备、及环保治理设施用电情况，通过关联分析及停限产分析，及时发现环保治理设施停运及其他异常情况，同时通过数据分析还可以实时监控停产整治及限产企业运行状态等[3]，便于管理部门开展环保执法。

（2）建立智慧生态环境大数据监管指挥平台

通过整合空气质量实时管控平台、水环境监测预警评估分析平台、高点视频天眼监控系统、督察检查及信访平台、VOCs 在线监测平台、重点污染源实时监管一体化平台、工地扬尘在线监测系统、污染源自动监测系统、油气回收在线监测平台、企业自行监测平台、环境统计和污染源普查数据应用系统，实现生态环境数据资源的集成、统筹与共享。还可以实时汇总各类平台数据反馈的生态环境问题，建立问题实时交办、督办、反馈、复核等流程，生成问题统计报表，提升问题处理效率和生态环境管理水平。

（3）提升生态环境预警能力

打通横向联系渠道，实现多元化数据综合运用分析。通过大数据分析，使环境变化的整体推演更加符合实际情况，特别是基于大数据技术的精准预报，能够给大气污染、水污染防治提供可靠的信息支撑。

2.3 完善生态环境监测综合评估，强化监测数据评价应用

强化、深入对生态环境质量的分析和评价,在对环境空气、地表水、土壤环境、地下水、生态环境等环境质量要素评价的基础上，深入、综合分析评价,充分发挥环境监测的“支撑、引领、服务”职能。通过排名、通报等政策措施来传导压力,监督、促进各级政府依法落实生态环境保护责任。研究构建综合型生态环境评价系统,综合考虑产业结构所占比重、社会与经济的发展、各类环境要素质量状况、污染物排放总量、当地环境容量、环境承载力、生态系统结构和功能等多种影响因素,建立综合表征指数,运用各类统计、模型分析预测各级行政区域生态环境状况,为进一步深化对生态环境质量的考核和监督奠定良好的基础[2]。

结语

目前湖南省生态环境监测系统初步完成机构调整，还将迎接各种不同的新挑战。基于湖南省生态环境监测现状，在电子政务系统的基础上，灵活的运用物联网和大数据技术，打造1+14 数据中心，建设生态环境监测数据库、评价指标方法库、模型库、专家库,对各种类型的数据资源进行了汇聚、融合、清洗、共享,实现从数据资源到信息资产的转变。建立健全生态环境监控智慧信息化平台,切实提升生态环境监控智慧化能力水平,坚持以支撑“三个治污”为核心，“支撑、引领、服务”为定位,维护和确保生态环境监控数据“真、准、全”为根本,进一步加快建立健全科学、独立、权威、高效的生态环境监测体系为主线,落实“监测先行、监测灵敏、监测准确”要求，加快构建监测“大格局、大平台、大体系”，全方位推进生态文明建设,为深入打好污染防治攻坚战、持续改善环境质量提供更坚强有力的支持。