【獨(dú)家視角】你真的了解智慧環(huán)保嘛
來源：中科宇圖天下科技有限公司 閱讀：6628 更新時(shí)間：2014-08-29 17:23
? ? 本文內(nèi)容選自《宇圖》期刊，由中科宇圖資源環(huán)境科學(xué)研究院劉銳、謝濤，環(huán)境保護(hù)部辦公廳信息化辦公室詹志明提供，部分內(nèi)容已發(fā)表于《環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)》201210。
一、引言
? ? 世界各國智慧城市的建設(shè)風(fēng)起云涌，國內(nèi)搶奪智慧城市制高點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)也如火如荼。與此同時(shí)智慧環(huán)保、智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧物流等各細(xì)分行業(yè)也開始了相應(yīng)的研究，力圖將“智慧”技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。
? ? 2009 年 8 月，溫家寶總理在無錫考察物聯(lián)網(wǎng)的工作進(jìn)展，發(fā)表重要講話，并確定無錫為“感知中國”中心。自此各地掀起了重新認(rèn)識(shí)無線傳感技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的巨大浪潮，2009 年也被稱為“中國物聯(lián)網(wǎng)元年”。
? ? “感知環(huán)境，智慧環(huán)保”是結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)水體水源、大氣、噪聲、放射源、廢棄物等進(jìn)行感知、處置與管理，建設(shè)成為一個(gè)集智能感知能力、智能處理能力和綜合管理能力于一體的新一代網(wǎng)絡(luò)化智能環(huán)保系統(tǒng)，達(dá)到"測(cè)得準(zhǔn)、傳得快、算得清、管得好"的總體目標(biāo)，旨在推進(jìn)污染減排、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境與人、經(jīng)濟(jì)乃至整個(gè)社會(huì)的和諧發(fā)展。
二、你了解“智慧環(huán)！钡睦砟盥
? ? “智慧環(huán)！笔窃谠小皵(shù)字環(huán)！钡幕A(chǔ)上，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把傳感器和裝備嵌入到各種環(huán)境監(jiān)控對(duì)象（物體）中，通過超級(jí)計(jì)算機(jī)和云計(jì)算將環(huán)保領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與環(huán)境業(yè)務(wù)系統(tǒng)的整合，以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)環(huán)境管理和決策的“智慧”。
? ? “智慧環(huán)！钡目傮w架構(gòu)包括：感知層、傳輸層、智慧層和服務(wù)層。通過現(xiàn)有的數(shù)字環(huán)保平臺(tái)，逐步構(gòu)筑起環(huán)保領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)，推動(dòng)數(shù)字環(huán)保向“智慧環(huán)！钡霓D(zhuǎn) 變，對(duì)提高環(huán)境與發(fā)展的綜合決策能力，提升環(huán)境監(jiān)管的現(xiàn)代化水平，構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的戰(zhàn)略目標(biāo)具有十分重要意義。
? ? “智慧環(huán)！笔菙(shù)字環(huán)保的延伸，它的內(nèi)涵與數(shù)字環(huán)保相比有著深刻的變革。主要體現(xiàn)在新型技術(shù)支撐手段的應(yīng)用和面向綜合性決策智能化兩個(gè)方面:
（1）技術(shù)支撐體系：數(shù)字環(huán)保主要是面向環(huán)境管理工作，以數(shù)據(jù)倉庫、地理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等為主要支撐技術(shù)，而智慧環(huán)保是面向綜合決策，主要以新興的物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、數(shù)據(jù)挖掘、業(yè)務(wù)模型等技術(shù)為支撐。
（2）環(huán)保綜合決策側(cè)重點(diǎn)：數(shù)字環(huán)保強(qiáng)調(diào)環(huán)保決策辦公的無紙化、自動(dòng)化和數(shù)據(jù)的采集管理，即更注重計(jì)算機(jī)、GIS 等信息技術(shù)的作用，而智慧環(huán)保更加注重智能數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)挖掘，模型模擬、智能綜合性決策等問題，例如環(huán)境形勢(shì)分析與預(yù)測(cè)、環(huán)境情景模擬分析、政策模擬分析等。
? ? 智慧環(huán)保的價(jià)值主要體現(xiàn)在：1）提高工作效率；2）促進(jìn)環(huán)保工作規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化與自動(dòng)化；3）促進(jìn)數(shù)據(jù)資源共享、系統(tǒng)整合，避免重復(fù)建設(shè)與“信息孤島”，實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息資源的管理與高效應(yīng)用；4）有利于實(shí)現(xiàn)“環(huán)境質(zhì)量及其變化說的清、污染源排放情況說的清、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)說的清”，提高環(huán)境監(jiān)管與應(yīng)急防范能力；5）提高環(huán)境保護(hù)綜合決策與服務(wù)能力。
三、實(shí)現(xiàn)“智慧環(huán)！毙枰韵聨醉(xiàng)關(guān)鍵支撐技術(shù)
（1）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過各種傳感設(shè)備（傳感器、射頻設(shè)備技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描等）采集聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種 信息并與互聯(lián)網(wǎng)、無線專網(wǎng)進(jìn)行交互傳輸信息的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)物與物、物與人的網(wǎng)絡(luò)連接、識(shí)別、管理和控制。具體地說，就是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電
網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成物聯(lián)網(wǎng)。
（2）云計(jì)算技術(shù)
“云計(jì)算” 以服務(wù)為特征的一種網(wǎng)絡(luò)計(jì)算，它以新的業(yè)務(wù)模式提供高性能/低成本的持續(xù)計(jì)算和存儲(chǔ)服務(wù)，支撐各類信息化應(yīng)用。
傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展融合了云計(jì)算
（3）智能 GIS 技術(shù)
采用了多維 GIS 融合技術(shù)，將“時(shí)間維（Time）、空間維（Space）和仿真（VR）技術(shù)”相結(jié)合的三維 GIS 平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)前端感知、應(yīng)用時(shí)態(tài)分析、管理虛擬仿真、多維 GIS空間分析”一體化的 GIS 可視化應(yīng)用創(chuàng)新模式，將三維 GIS 的發(fā)展帶入了多維 GIS 時(shí)代。
（4）“天空地”一體化遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)
遙感技術(shù)指借助對(duì)電磁波敏感的儀器，在不與探測(cè)目標(biāo)接觸的情況下，記錄目標(biāo)物對(duì)電磁波的輻射、反射、散射等信息，揭示目標(biāo)物的特征、性質(zhì)及其變化的綜合探 測(cè)技術(shù)，包括主動(dòng)和被動(dòng)微波遙感技術(shù)、合成的光圈原理聯(lián)合干涉測(cè)量技術(shù)、激光雷達(dá)技術(shù)、傳感器技術(shù)等。利用包括地面遙感車/氣球/飛艇/火箭/人造衛(wèi)星/航 天飛機(jī)和太空觀測(cè)站等多個(gè)觀測(cè)地球平臺(tái)相互配合使用，搭載各種用途的傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)全球陸地、大氣、海洋等進(jìn)行立體、實(shí)時(shí)觀測(cè)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，是未來獲取地球
表面和深部時(shí)空信息的重要手段，也是智慧環(huán)保獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的重要來源。天空地一體化遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)是智慧環(huán)保實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)支撐技術(shù)之一。
（5）海量數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)
數(shù)據(jù)挖掘是發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中有用模式的過程，通過大量觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理來確定數(shù)據(jù)的趨勢(shì)和模式，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析相比，其本質(zhì)區(qū)別在于在無明確假設(shè)的前提下挖掘信 息、發(fā)現(xiàn)知識(shí)，因此具有未知、有效和實(shí)用三個(gè)特征。海量數(shù)據(jù)的搜集、強(qiáng)大的多處理器計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)挖掘算法作為支持?jǐn)?shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)技術(shù)已逐漸發(fā)展成熟。目前
常用的數(shù)據(jù)挖掘方法包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、遺傳算法、決策樹方法、粗集方法、覆蓋正例排斥反例方法和模糊集方法等。
（6）環(huán)境模型模擬技術(shù)
地理信息系統(tǒng)與環(huán)境模型進(jìn)行集成應(yīng)用為環(huán)境決策提供技術(shù)支持已經(jīng)成為環(huán)境保護(hù)決策的重要發(fā)展趨勢(shì)。環(huán)境模型模擬技術(shù)的最終目的是要還原一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)的行為特征，模擬其物理原型的數(shù)學(xué)模型。如 EFDC 水質(zhì)模型，通過構(gòu)建多參數(shù)有限差分構(gòu)建三維地表水動(dòng)力模型，實(shí)現(xiàn)河流、湖泊、水庫、濕地系統(tǒng)、河口和海洋等水體的水動(dòng)力學(xué)和水質(zhì)模擬，從而達(dá)到最佳模擬效果，為環(huán)境評(píng)價(jià)和政策制定提供有效決策依據(jù)。
四、我國“智慧環(huán)！斌w系的構(gòu)建
“智慧環(huán)！笔且詮V泛準(zhǔn)確的多源環(huán)境數(shù)據(jù)獲取能力，快速有效的數(shù)據(jù)傳輸能力、智能的信息分析處理能力和綜合性的輔助決策支撐與管理能力為特點(diǎn)的環(huán)境信息化體系，是“測(cè)得準(zhǔn)、傳得快、搞得清、管得好”的一種狀態(tài)。
智慧環(huán)保體系架構(gòu)
自“九五”、“十五”、“十一五”以來，我國環(huán)境信息化建設(shè)取得成效顯著，表現(xiàn)為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)、環(huán)保核心業(yè)務(wù)信息化逐步推進(jìn)、環(huán)境信息化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 體系不斷完善、環(huán)境信息與統(tǒng)計(jì)能力逐步提高、環(huán)保電子政務(wù)建設(shè)成效顯著等，但是距離智慧環(huán)保仍然存在一定差距，表現(xiàn)在于環(huán)境信息化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不健全、環(huán)境信
息資源缺乏共享機(jī)制、環(huán)境信息系統(tǒng)整合能力不足、綜合輔助決策能力有待提高、環(huán)境信息多源感知能力待提升等方面。實(shí)現(xiàn)從數(shù)字環(huán)保向智慧環(huán)？缭剑蓮囊韵 幾個(gè)方面進(jìn)行著手
（1）技術(shù)方面：一 是發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)實(shí)時(shí)、自適應(yīng)進(jìn)行環(huán)境參數(shù)感知的感知系統(tǒng)；二是利用云計(jì)算、模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)，整合現(xiàn)有信息資源，建設(shè)具有高速計(jì)算能
力、海量存儲(chǔ)能力和并行處理能力的智能環(huán)境信息處理平臺(tái)，為最終實(shí)現(xiàn)“智慧環(huán)！钡母黜(xiàng)應(yīng)用服務(wù)提供平臺(tái)支撐與信息服務(wù)。
（2）人才方面：構(gòu)建以學(xué)校教育為基礎(chǔ)，在職培訓(xùn)為重點(diǎn)，基礎(chǔ)教育與職業(yè)教育相互結(jié)合的信息化人才培養(yǎng)體系。同時(shí)應(yīng)進(jìn)一步探究校企合作培養(yǎng)模式，以信息化項(xiàng)目為依托，培養(yǎng)高級(jí)人才、創(chuàng)新型人才和復(fù)合型人才。
（3）政策方面：1）加強(qiáng)技術(shù)扶持；2）建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整合、資源：共享提供基礎(chǔ)；3）加強(qiáng)“智慧環(huán)！钡臋C(jī)制與制度建設(shè)。
五、現(xiàn)階段我國“智慧環(huán)！斌w系建設(shè)的主要任務(wù)包括
（1）支撐“削減總量”，建立污染源監(jiān)管與總量減排體系
根據(jù)“十二五”污染減排管理工作的實(shí)際需求，為了確保減排污染物數(shù)據(jù)“查得清、摸得準(zhǔn)、核得嚴(yán)”，應(yīng)結(jié)合強(qiáng)化結(jié)構(gòu)減排、細(xì)化工程減排、實(shí)化監(jiān)管減排具體要求，采用信息化技術(shù)，應(yīng)強(qiáng)化污染源監(jiān)控，完善污染減排信息資源，形成總量減排決策支持能力。具體內(nèi)容包括：
污染排放全過程監(jiān)控體系建設(shè)、總量減排系統(tǒng)建設(shè)、環(huán)境管理綜合業(yè)務(wù)建設(shè)。
（2）支撐“改善質(zhì)量”，建立環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估考核體系
天地一體化的環(huán)境應(yīng)急監(jiān)控體系：從傳統(tǒng)的地面監(jiān)測(cè)向天地一體化的立體監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變是環(huán)境監(jiān)測(cè)的發(fā)展的必然趨勢(shì)！笆濉逼陂g，應(yīng)積極響應(yīng)新的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的 發(fā)布，重視發(fā)展衛(wèi)星遙感等高科技環(huán)境監(jiān)測(cè)手段，深化環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。提高衛(wèi)星、航空等遙感數(shù)據(jù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用的深度/廣度。完善環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)體系，提高水、空氣、生態(tài)遙感監(jiān)測(cè)能力，初步形成環(huán)境監(jiān)測(cè)“天地一體化”格局。
績(jī)效評(píng)估體系：為適應(yīng)環(huán)境管理從“總量控制管理”階段向“質(zhì)量管理”階段的轉(zhuǎn)變，需以環(huán)境質(zhì)量為重要依據(jù)，建立環(huán)境管理評(píng)估考核體系。并通過信息系統(tǒng)支撐環(huán)境管理的績(jī)效評(píng)估，為量化各級(jí)環(huán)保部門環(huán)境管理成效提供信息化支撐。
（3）支撐“防范風(fēng)險(xiǎn)”，建立環(huán)境預(yù)警與應(yīng)急體系
近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)領(lǐng)域不斷拓寬，社會(huì)活動(dòng)強(qiáng)度日益增大，重大環(huán)境污染事件頻繁發(fā)生。我國各級(jí)政府高度重視環(huán)境應(yīng)急管理工作，應(yīng)全面加 強(qiáng)環(huán)境預(yù)警與應(yīng)急體系建設(shè)，提升環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范水平、提高環(huán)境預(yù)警水平以及提升突發(fā)環(huán)境事故處理水平。具體內(nèi)容包括：環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源管理系統(tǒng)、環(huán)境應(yīng)急管理系
統(tǒng)、核與輻射安全監(jiān)管系統(tǒng)。
（4）提升管理決策水平，建立環(huán)境信息資源共享與服務(wù)體系，其中包括信息共享體系建設(shè)和信息服務(wù)體系建設(shè)。
六、構(gòu)建“智慧環(huán)！斌w系的五大建議
- 以標(biāo)準(zhǔn)化為綱，促進(jìn)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范化
- 以數(shù)據(jù)流為軸，提高信息資源共享的水平和能力
- 以頂層設(shè)計(jì)為本，破解業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)偏失
- 以流程規(guī)范為重，通過整合與重構(gòu)推進(jìn)業(yè)務(wù)協(xié)同
- 以數(shù)據(jù)挖掘和模型技術(shù)為徑，提升綜合決策能力
七、結(jié)束語
“智慧環(huán)保”是“數(shù)字環(huán)！毖由，隨“智慧環(huán)！备拍畹奶岢龊桶l(fā)展，其內(nèi)涵與數(shù)字環(huán)保相比有著深刻變革！爸腔郗h(huán)！笔钱(dāng)代信息技術(shù)發(fā)展的必然，也為新時(shí) 期環(huán)境保護(hù)科學(xué)發(fā)展提供了嶄新之路。提高環(huán)境與發(fā)展的綜合決策能力，實(shí)現(xiàn)了“數(shù)字環(huán)！毕颉爸腔郗h(huán)！敝卮罂缭，對(duì)構(gòu)建資源節(jié)約型/環(huán)境友好型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略目標(biāo)具有重要意義。有關(guān)“智慧環(huán)保”的概念與內(nèi)涵仍在不斷豐富，其建設(shè)模式也在不斷探索中。
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