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1、国家环境数据中心建设研究李顺1,2 王利强2 张波1 孙强2 吴班2 虞朝晖1（1北京师范大学资源学院 北京 100875；2国家环保总局信息中心，北京 100029）摘 要：结合我国环境数据共享现状，对国家环境数据中心的建设思路、目标、总体结构、主要建设内容等进行了研究和探讨。国家环境数据中心依托电子政务内外网、Internet建设，主要为各级环境管理人员、科技工作者、公众等提供数据共享服务。其建设内容主要包括基础软硬件环境建设、共享技术保障体系建设、数据资源建设、相关软件系统开发建设四个部分。关键词：数据中心；环境数据；数据共享；电子政务Research of State Environm
2、ental Data Center ConstructionLi Shun1,2, Xu Fuchun2, Li Jing1, Wang Liqiang2, Sun Qiang2, Wu ban2 (1 College of Resources & Technology, Beijing Normal University, Beijing 100875; 2 Environmental Information Center of SEPA, Beijing 100029, China)Abstract: Integrating the status quo of Environmental
3、data sharing in china, the target, frame and major content of SEDC (State Environmental Data Center) Construction have been discussed in this dissertation. Construction of SEDC is based on e-government inside & outside network and internet. It services for different targets, including environmental
4、managers, technicians and public. Major content of SEDC includes four parts: basic hardware and software, technical supporting system, data resources, and core-software development.Key words: Data Center; Environmental Data; Data Sharing; E-Government1前言20世纪80年代以来，环保部门开展了多种环境质量的监测工作和生态环境调查工作，积累了大量数据
5、。整理、规范环境数据，不仅是社会经济发展和科学创新工作的需要，也是我国环境保护工作的一项重要工作。环境数据库建设和共享研究一直没有系统地开展，数据分散于各部门，大多以文档、原始数据的方式存在，没有统一的元数据标准，也缺乏应有的处理和加工，难以进行共享和应用1。另一方面，环境管理业务涉及环境质量、环境统计、污染源管理、生态环境保护、城市考核等多个方面，有些不同的业务所管理的对象存在不同程度的重叠，但对应的信息系统却相互独立，造成系统内数出多门，相互矛盾的事情也时有发生。环境数据资源是国家基础信息资源的重要组成部分,随着全社会对环境问题的日益关注，社会各部门和公众对环境数据共享与服务的需求也越来越
6、迫切，要求也越来越高。环境数据资源的共享和应用也是国家环境信息化工作的重要内容，也是国家环境信息化工作的奋斗目标2。建设国家环境数据中心（State Environmental Data Center，以下简称SEDC），对环境数据进行整理、规范，加强部门间的数据和信息交流，建设国家权威的环境基础数据库，统一、规范的环境元数据库，把分散的环境数据资源转化为可以共享的信息资源，不仅是社会经济发展和科学创新工作的需要，也是我国环境保护工作的必然要求。2建设思路与总体目标2.1建设思路以满足国家、社会公众和各级环境管理工作对环境数据的共享需求为目的，依托国家环境保护总局（以下简称“环保总局”）各业务
7、司、直属单位、地方环境管理部门成熟的业务技术体系，以现有环境数据资源为基础，逐步吸纳国内相关领域和国际数据资源，通过整合集成，标准化处理，形成一批以环境质量、环境统计、污染源管理、生态环境管理为核心，涵盖环境保护范畴的环境基础数据库、环境专题数据库及在此基础上根据不同的应用需求分析、加工而生成的中间数据库、决策数据库等数据集产品；采用大规模分布式数据库技术、数据仓库技术、WEB技术、WebGIS技术、元数据及XML数据交换等技术，建立与部门基础信息库相协调的分布式共享数据库系统，分别建设基于国家环保总局电子政务内网、国家环境保护电子政务外网（2005年下半年建成，）和因特网的环境数据共享服务网
8、络体系；研究并制定各种面向用户的标准数据格式和存储模型，开展环境数据应用服务技术研究，建立持续稳定的环境数据共建共享运行机制；培养一批从事环境科学数据研究、管理和服务的人才队伍。总体建设思路如图1。（注：国家环保总局电子政务内网：环保总局办公内网，与Internet完全物理隔离；国家环境保护电子政务外网：主要连接省、自治区、直辖市、环保总局重要直属单位的全国IP专用网络系统，与Internet逻辑隔离，2005年下半年建成，目前共36个节点。）2.2总体目标通过5年（2006-2010）的努力，初步建成SEDC，形成整个部门的共享网络体系，从而全面提高环境数据管理水平，极大增强环境数据共享服务
9、能力，为环境管理、政府决策、环境信息公开提供全面的多层次的环境数据服务。具体表现在：（1）建立起稳定持续的环境数据共享机制和支持环境，包括全面的支持数据共享的政策法规、环境数据的规范标准和业务化的组织机构、高水平的人才队伍。（2）研制一批高质量紧密结合环境业务的标准数据集，使得SEDC成为环境数据的收集管理中心，也是环境数据的共享发布中心。（3）分别建成依托环保总局电子政务内网、外网和依托因特网的分布式共享服务网络体系，网络在线提供数据占共享总数量比例达到50%以上。（4）环境数据加工处理技术接近国内先进水平，在多元数据综合集成、环境数据组织表现、数据分析挖掘等方面取得长足进步，使得SEDC成
10、为环保总局内部和社会各级用户获取环境数据的“第一选择”。图1 SEDC总体建设思路3总体结构与管理模式3.1总体结构新建成的电子政务外网是整个环保系统数据采集、传递、共享的网络基础。SEDC主体也依托该网络建设，由国家级数据节点和省级数据节点有机组成（条件成熟时，可以扩展到重点城市），国家级由国家环保总局环境数据中心、国家环境监测数据中心（中国环境监测总站）、环境卫星资料中心（建设中的国家环保总局环境卫星中心）、环境科研资料中心（中国环境科学研究院、国家环境保护总局华南环境研究所等）、国际数据资源共享系统等组成，省级系统包括各个省级节点组成。在电子政务外网数据中心的基础上，各数据节点根据自身的
11、数据内容和特点分别基于各自电子政务内网、Internet建设面向内部用户（内网环境管理用户）和外部用户（社会公众、媒体、其他政府部门、科研单位等）的数据中心和服务门户。SEDC总体结构如图2。图2 SEDC总体结构示意图3.2管理模式SEDC实行统筹规划、分层管理、数据共享的建设模式。其中由国家环保总局组织建设SEDC主节点，重要数据责任单位和省级环保厅局可以申请并经国家环境保护总局电子政务领导小组批准后建立分节点。国家环保总局电子政务领导小组负责SEDC的规划建设与综合管理。SEDC主节点的软硬件平台由国家环保总局信息中心负责建设、运行与维护工作；列入环境保护重要业务数据目录的相关责任单位负
12、责按照规定的时间、频次、格式和规范对数据进行采集、加工、传输、存储和发布；SEDC各分节点由各级责任单位按照主节点统一的标准、规范组织建设实施。SEDC数据共享服务采用分级用户认证授权方式。由主节点系统进行一级用户认证管理和系统访问授权管理，由分布式分节点系统进行各自平台和单位内部的二级用户认证管理和系统访问授权管理。用户可以通过主中心提供的数据共享服务平台系统，对整个共享网络系统内的数据资源进行透明的访问并获得多种共享交换功能服务；用户也可以直接访问某个分平台系统，对分平台系统的数据资源进行透明的访问并获得多种共享交换功能服务。4主要建设内容SEDC建设内容围绕四个方面开展，即：基础软硬件环
13、境建设、环境数据共享技术保障体系建设，环境数据资源建设和相关软件系统开发。4.1基础软硬件环境建设SEDC各级节点的建设都需要基础的软硬件环境支持，不同的节点因为数据规模、安全要求、投资等因素的不同，软硬件建设的内容和规模也不一致。目前市场上可供选择的产品也多种多样，这里只简单介绍基础软硬件环境的建设内容和选型的基本原则，不针对特定的软硬件产品，主要内容见表1。表1 SEDC基础软硬件环境建设内容类别建设内容主要原则硬件环境建设主要包括专用的数据库服务器、数据库备份服务器、Web服务器、工作用PC机，同时配备必要的数据存储设备（SAN，IPSAN，NAS等）具有优质性能、良好的兼容性和可扩展性
14、，性能价格比高、运行稳定、功能完善、高吞吐能力和大内存、售后服务好等。主要从以下几个指标来衡量：开放性，延续性，可扩展性，互连性能，应用软件的支持，性价比，生产厂商的技术支持，可管理性，远程管理，状况跟踪，预故障处理，性能监控，安全管理，可用性，磁盘故障，内存问题，容错性及平台支持。软件环境建设主要包括操作系统、数据库软件、数据仓库数据挖掘软件、报表工具软件、数据备份软件以及相关的应用中间件（如负责数据传输的消息中间件等）等软件产品的选型涉及的因素比较多，与整个数据中心的整个技术架构、数据基础、投资水平、技术人员技术背景、管理水平等密切相关，篇幅所限，此处不在展开表述。4.2共享技术保障体系建
15、设通过对数据分级分类、发布策略、数据格式、质量控制标准的研究和建设规范、运行管理制度的制定，构建SEDC的技术保障体系，形成环境数据共建共享和持续运行机制。主要研究内容见表2。表2 SEDC技术保障体系主要建设内容类 别主要建设内容总体架构设计数据中心硬件平台架构、软件平台架构、基础通信平台、网络互联互通、数据节点间数据协同方式设计等。通用技术标准研究包括基本环境数据集元数据集标准、数据中心数据库开发设计规范、数据中心数据接口及基础数据交换标准、数据中心数据库数据字典规范、数据中心通用代码标准、数据集加工汇交流程、数据集说明文档格式标准等。数据安全存储数据库存储与数据备份方案、数据保护与灾难恢
16、复制度等。管理与评估规范用户分级方案、环境数据及产品分级共享实施细则、环境数据共享管理办法、数据汇交管理办法、数据产品成本核算办法等。4.3数据资源的建设与组织数据资源的建设和组织是数据中心建设的基础和核心，目前的主要任务是整理整合各类环境业务、环境政务、环境科研数据，形成标准格式的数据库或数据集，并对这些标准的数据库或数据集进行加工处理，形成可用于发布或共享的数据产品（元数据、标准数据集、报表、数据集合、环境专题图等）。为数据共享提供数据资源的同时，为不同的部门和不同的业务系统间提供数据交换服务。4.3.1建设思路SEDC面对的服务对象多样，数据资源的组织以用户需求为导向，针对不同用户的服务定位和数据服务内容有所不同。其中科技工作者对基础性、细节性
