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1、基于智慧城市体系下的生态环境大数据研究 摘 要：随着新的环境问题不断出现，公众的环境诉求不断提高，对环境监管部门的要求也越来越高，环境监管难度和压力日益增大。因此，环境管理部门需要借助大数据创新监管手段，全面提高环境监管能力，服务于智慧城市的建设，为全面实现提高环境质量、改善人居环境的目标提供有力支持。智慧城市建设应该是全面而综合的，社会对智慧城市本质及其核心特征的认识亟待深入和挖掘，规避在实践中架构设计和运营体制等方面的偏差，重视信息化基础设施的建设，加强信息资源的整合共享以及智能化辅助决策。 关键词：智慧城市 生态环境 大数据 监管 决策 TU984 A 1672-3791（2016）08
2、（a）-0002-02 1 生态环境大数据架构 生态环境大数据管理工作机制包括数据共享开放、业务协同等工作机制，以及生态环境大数据科学决策、精准监管和公共服务等创新应用机制。组织保障和标准规范体系为大数据建设提供组织机构、人才资金及标准规范等体制保障；统一运维和信息安全体系为大数据系统提供稳定运行与安全可靠等技术保障。生态环境大数据平台分为基础设施层、数据资源层和业务应用层。其中，大数据环保云平台是集约化建设的IT基础设施层，为大数据处理和应用提供统一基础支撑服务；大数据管理平台是数据资源层，为大数据应用提供统一数据采集、分析和处理等支撑服务；大数据应用平台是业务应用层，为大数据在各领域的应用
3、提供综合服务。 2 生态环境大数据物理架构及技术组成 健壮的生态环境大数据体系是由覆盖广泛的物联网，智能的数据挖掘能力，校验能力突出的大数据辅助分析决策体系组成。 其目的在于通过综合应用传感器、红外探测、射频识别等装置技术，实时采集污染源、生态等信息，构建全方位、多层次、全覆盖的生态环境监测网络，从而达到促进污染减排与环境风险防范、培育环保战略性新型产业等方面的目的。我国环境保护领域在十几年的发展过程中，广泛采用传感器、RFID等物联网相关技术，具有良好的物联网运作基础，对实现物联网在环保领域的深度运用提供了先决条件。 组建高效稳定的生态环境大数据架构分为三大范畴。 2.1 构建环保领域物联网
4、体系 物联网作为一个系统，与其它网络一样，也有其内部特有的架构。其结构主要有3层：一是感知层，即通过RFID技术、传感器、二维码等物联网底层传感技术，对物体信息的实时获取，并通过传感网络。二是网络层，即通过将互联网、3G网络、短波网等多种网络平台的融合，构建物联网网络平台，将感知层采集的信息实时准确地传递至环保信息中心，并对数据清理、整合、汇总控制工程网版权所有，处理各种机械或人工造成的异常，通过数据挖掘技术及数据融合技术实现对采集信息价值的深度提炼。三是应用层，即把感知层采集的信息，根据各功能模块需要进行智能化处理，实现污染的早期预警、治理的自动调节、环保信息的实时发布等环保物联网应用功能，
5、并补救各种不稳定的技术结构、程序、硬件和网络的错误，以及调整数据采集传感器不稳定的工作环境。 2.2 开发智能化处理功能 物联网技术应用的目的在于，通过广泛采集的数据，运用数据挖掘等智能化技术，对采集的数据进行筛选和提炼，为决策层提供安全、可靠、有效的决策依据。所以，数据的智能化处理是物联网技术应用的本质特征之一。任何领域对物联网的技术的应用，如果缺乏智能化开发，都不能充分发挥物联网的技术优势。充分发挥物联网的智能化优势，对环境监测进行智能化处理，将简单的环境监测数据提炼为有价值的统计数据，至少可以达到以下两点目的。一方面控制工程网版权所有，延长污染预警时间。另一方面控制工程网版权所有，为环保
6、部门治理环境污染提供可靠的决策依据。 2.3 构建多平台网络模式大数据辅助分析 网络平台是基础，缺乏安全稳定的网络传输环境，环保工作中的监测、控制工作则难以实现。物联网通过广泛散布传感设备，实现对数据的广泛采集和实时传输，并及时汇总控制工程网版权所有，数据采集量、传输量和处理量较大，对网络平台的要求较高。 为保证环保工作中，物联网的正常运作，需要建立以互联网为主体，多网络平台共同适用的网络平台环境。以互联网为主体，原因在于需要环保工作中，信息采集处理的范围广，需要互联网作为主要运作平台，且面对城市、大型环保工程等基础设施较好的区域，互联网平台优势明显。多网络平台共同适用，原因在于，虽然大部分环
7、保监控区域是孤立的，但大多数已具备一定的信息传输基础，如电信3G网络，充分利用已有的电视、电话等网络平台，为数据传输提供硬件基础，同时积极开发小范围内无线传感专用网络，为实现环保监控区域系统化提供条件。 3 生态环境大数据监测及管理分析 环境监测数据管理系统主要实现环境监测数据市、省、国家的逐级填报与传输，该平台采用B/S运行模式。建立有效的数据汇集机制，提高数据传输效率的同时保证数据的准确安全：国控自动监测站点的数据直接发送总站，省控、市控自动监测站点数据分别发送到相应的省站、市站后，由省站统一汇总后上传总站；手工监测数据在分级审核汇总后，由省站上传至总站。 环境监测数据管理系统中采集与传输
8、的数据包括结构化和非结构化数据，结构化数据是各环境要素的自动监测数据和手工监测数据；非结构化数据主要是省、市、县各级环境质量评价报告、各类综合报告等。 4 大数据应用场景 包含4项主要内容：一是推进一批急需使用的大数据应用项目，并与交通、建设、水利、国土、农业、气象、测绘等相关部门进行信息共享，形成多元化、多视角、多维立体的大数据应用格局，今后还将根据环保新任务需求继续进行应用拓展和功能完善，使环境监管大数据支撑能力不断提高。二是建设“环保数据资源中心市级分中心”。主要任务是完成本市环保业务系统与省厅“环保数据资源中心”对接和数据录入，并组织辖区内县级环保部门承接省、市系统，实现省、市、县三级
9、系统共建、信息共享、运维有序。三是建设企业数据服务平台。建设统一的全省企业网上在线管理门户，为企业提供“一企一户”式的数据申报查询、查看办事流程、关注信用评价、了解政策法规、跟踪办理状态等服务，提高办事效率，减轻企业负担。四是建设公众数据服务平台。完善环保信息公开体系，从数据资源中心选取相应的待发布数据，如环境质量、预警预报、工作动态等，经过审核后，发布（推送）至省政府门户网站、厅门户网站、环保官方微信和微博、手机APP及其他公众宣传教育平台。 5 价值效益分析 通过“环保云”建设，加强网络资源、计算资源、存储资源、安全资源的集约化建设，实现大数据基础设施的互联互通、集中管理、统一调度与整体运
10、维；通过大数据管理平台建设，加强数据资源整合集中，推动数据资源开放共享；通过大数据应用平台建设，为生态环境科学决策、监管、公共服务提供支撑与保障。项目实施以后，有助于节约重复建设成本，加快转变政府职能，提高政府决策水平，同时更便捷地服务于全国环保系统。加快推进生态环境大数据应用，将取得良好的经济与社会效益。 参考文献 1 张振刚，张小娟.智慧城市系统构成及其应用研究J.中国科技论坛，2014（7）：88-93. 2 段虹.智慧城市建设及评价体系研究D.上海交通大学，2014. 3 郭芙梅.区域生态环境可持续发展评价研究D.西南大学，2009. 文档资料：基于智慧城市体系下的生态环境大数据研究
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