【獨家視角】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：6428 更新時間：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)境科學研究院劉銳、謝濤，環(huán)境保護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)境保護與循環(huán)經(jīng)濟》201210。
一、引言
? ? 世界各國智慧城市的建設風起云涌，國內(nèi)搶奪智慧城市制高點的競爭也如火如荼。與此同時智慧環(huán)保、智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧物流等各細分行業(yè)也開始了相應的研究，力圖將“智慧”技術應用于各個領域。
? ? 2009 年 8 月，溫家寶總理在無錫考察物聯(lián)網(wǎng)的工作進展，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識無線傳感技術和物聯(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”是結合物聯(lián)網(wǎng)技術對水體水源、大氣、噪聲、放射源、廢棄物等進行感知、處置與管理，建設成為一個集智能感知能力、智能處理能力和綜合管理能力于一體的新一代網(wǎng)絡化智能環(huán)保系統(tǒng)，達到"測得準、傳得快、算得清、管得好"的總體目標，旨在推進污染減排、加強環(huán)境保護，實現(xiàn)環(huán)境與人、經(jīng)濟乃至整個社會的和諧發(fā)展。
二、你了解“智慧環(huán)保”的理念嘛
? ? “智慧環(huán)！笔窃谠小皵(shù)字環(huán)保”的基礎上，借助物聯(lián)網(wǎng)技術，把傳感器和裝備嵌入到各種環(huán)境監(jiān)控對象（物體）中，通過超級計算機和云計算將環(huán)保領域物聯(lián)網(wǎng)整合起來，實現(xiàn)人類社會與環(huán)境業(yè)務系統(tǒng)的整合，以更加精細和動態(tài)的方式實現(xiàn)環(huán)境管理和決策的“智慧”。
? ? “智慧環(huán)！钡目傮w架構包括：感知層、傳輸層、智慧層和服務層。通過現(xiàn)有的數(shù)字環(huán)保平臺，逐步構筑起環(huán)保領域的物聯(lián)網(wǎng)，推動數(shù)字環(huán)保向“智慧環(huán)！钡霓D 變，對提高環(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，構建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，實現(xiàn)環(huán)境保護的戰(zhàn)略目標具有十分重要意義。
? ? “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)在新型技術支撐手段的應用和面向綜合性決策智能化兩個方面:
（1）技術支撐體系：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)、計算機技術等為主要支撐技術，而智慧環(huán)保是面向綜合決策，主要以新興的物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能、數(shù)據(jù)挖掘、業(yè)務模型等技術為支撐。
（2）環(huán)保綜合決策側重點：數(shù)字環(huán)保強調(diào)環(huán)保決策辦公的無紙化、自動化和數(shù)據(jù)的采集管理，即更注重計算機、GIS 等信息技術的作用，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)境形勢分析與預測、環(huán)境情景模擬分析、政策模擬分析等。
? ? 智慧環(huán)保的價值主要體現(xiàn)在：1）提高工作效率；2）促進環(huán)保工作規(guī)范化、標準化與自動化；3）促進數(shù)據(jù)資源共享、系統(tǒng)整合，避免重復建設與“信息孤島”，實現(xiàn)環(huán)境信息資源的管理與高效應用；4）有利于實現(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)境風險說的清”，提高環(huán)境監(jiān)管與應急防范能力；5）提高環(huán)境保護綜合決策與服務能力。
三、實現(xiàn)“智慧環(huán)保”需要以下幾項關鍵支撐技術
（1）物聯(lián)網(wǎng)技術
環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)技術是指通過各種傳感設備（傳感器、射頻設備技術、全球定位系統(tǒng)、紅外感應器、激光掃描等）采集聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種 信息并與互聯(lián)網(wǎng)、無線專網(wǎng)進行交互傳輸信息的一個巨大網(wǎng)絡，能夠?qū)崿F(xiàn)物與物、物與人的網(wǎng)絡連接、識別、管理和控制。具體地說，就是把感應器嵌入和裝備到電
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）云計算技術
“云計算” 以服務為特征的一種網(wǎng)絡計算，它以新的業(yè)務模式提供高性能/低成本的持續(xù)計算和存儲服務，支撐各類信息化應用。
傳統(tǒng)計算機技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展融合了云計算
（3）智能 GIS 技術
采用了多維 GIS 融合技術，將“時間維（Time）、空間維（Space）和仿真（VR）技術”相結合的三維 GIS 平臺，真正實現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)前端感知、應用時態(tài)分析、管理虛擬仿真、多維 GIS空間分析”一體化的 GIS 可視化應用創(chuàng)新模式，將三維 GIS 的發(fā)展帶入了多維 GIS 時代。
（4）“天空地”一體化遙感監(jiān)測技術
遙感技術指借助對電磁波敏感的儀器，在不與探測目標接觸的情況下，記錄目標物對電磁波的輻射、反射、散射等信息，揭示目標物的特征、性質(zhì)及其變化的綜合探 測技術，包括主動和被動微波遙感技術、合成的光圈原理聯(lián)合干涉測量技術、激光雷達技術、傳感器技術等。利用包括地面遙感車/氣球/飛艇/火箭/人造衛(wèi)星/航 天飛機和太空觀測站等多個觀測地球平臺相互配合使用，搭載各種用途的傳感器，實現(xiàn)對全球陸地、大氣、海洋等進行立體、實時觀測和動態(tài)監(jiān)測，是未來獲取地球
表面和深部時空信息的重要手段，也是智慧環(huán)保獲取基礎數(shù)據(jù)的重要來源。天空地一體化遙感監(jiān)測技術是智慧環(huán)保實現(xiàn)的重要基礎支撐技術之一。
（5）海量數(shù)據(jù)挖掘技術
數(shù)據(jù)挖掘是發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中有用模式的過程，通過大量觀測數(shù)據(jù)的處理來確定數(shù)據(jù)的趨勢和模式，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的前提下挖掘信 息、發(fā)現(xiàn)知識，因此具有未知、有效和實用三個特征。海量數(shù)據(jù)的搜集、強大的多處理器計算機、數(shù)據(jù)挖掘算法作為支持數(shù)據(jù)挖掘的基礎技術已逐漸發(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
地理信息系統(tǒng)與環(huán)境模型進行集成應用為環(huán)境決策提供技術支持已經(jīng)成為環(huán)境保護決策的重要發(fā)展趨勢。環(huán)境模型模擬技術的最終目的是要還原一個實際系統(tǒng)的行為特征，模擬其物理原型的數(shù)學模型。如 EFDC 水質(zhì)模型，通過構建多參數(shù)有限差分構建三維地表水動力模型，實現(xiàn)河流、湖泊、水庫、濕地系統(tǒng)、河口和海洋等水體的水動力學和水質(zhì)模擬，從而達到最佳模擬效果，為環(huán)境評價和政策制定提供有效決策依據(jù)。
四、我國“智慧環(huán)！斌w系的構建
“智慧環(huán)保”是以廣泛準確的多源環(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的環(huán)境信息化體系，是“測得準、傳得快、搞得清、管得好”的一種狀態(tài)。
智慧環(huán)保體系架構
自“九五”、“十五”、“十一五”以來，我國環(huán)境信息化建設取得成效顯著，表現(xiàn)為基礎網(wǎng)絡建設穩(wěn)步推進、環(huán)保核心業(yè)務信息化逐步推進、環(huán)境信息化標準規(guī)范 體系不斷完善、環(huán)境信息與統(tǒng)計能力逐步提高、環(huán)保電子政務建設成效顯著等，但是距離智慧環(huán)保仍然存在一定差距，表現(xiàn)在于環(huán)境信息化標準規(guī)范不健全、環(huán)境信
息資源缺乏共享機制、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。實現(xiàn)從數(shù)字環(huán)保向智慧環(huán)？缭剑蓮囊韵 幾個方面進行著手
（1）技術方面：一 是發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術，建設實時、自適應進行環(huán)境參數(shù)感知的感知系統(tǒng)；二是利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術，整合現(xiàn)有信息資源，建設具有高速計算能
力、海量存儲能力和并行處理能力的智能環(huán)境信息處理平臺，為最終實現(xiàn)“智慧環(huán)保”的各項應用服務提供平臺支撐與信息服務。
（2）人才方面：構建以學校教育為基礎，在職培訓為重點，基礎教育與職業(yè)教育相互結合的信息化人才培養(yǎng)體系。同時應進一步探究校企合作培養(yǎng)模式，以信息化項目為依托，培養(yǎng)高級人才、創(chuàng)新型人才和復合型人才。
（3）政策方面：1）加強技術扶持；2）建設相關標準規(guī)范，為實現(xiàn)系統(tǒng)整合、資源：共享提供基礎；3）加強“智慧環(huán)！钡臋C制與制度建設。
五、現(xiàn)階段我國“智慧環(huán)保”體系建設的主要任務包括
（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際需求，為了確保減排污染物數(shù)據(jù)“查得清、摸得準、核得嚴”，應結合強化結構減排、細化工程減排、實化監(jiān)管減排具體要求，采用信息化技術，應強化污染源監(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、總量減排系統(tǒng)建設、環(huán)境管理綜合業(yè)務建設。
（2）支撐“改善質(zhì)量”，建立環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評估考核體系
天地一體化的環(huán)境應急監(jiān)控體系：從傳統(tǒng)的地面監(jiān)測向天地一體化的立體監(jiān)測轉變是環(huán)境監(jiān)測的發(fā)展的必然趨勢！笆濉逼陂g，應積極響應新的環(huán)境質(zhì)量標準的 發(fā)布，重視發(fā)展衛(wèi)星遙感等高科技環(huán)境監(jiān)測手段，深化環(huán)境監(jiān)測工作。提高衛(wèi)星、航空等遙感數(shù)據(jù)在環(huán)境監(jiān)測領域應用的深度/廣度。完善環(huán)境遙感監(jiān)測技術體系，提高水、空氣、生態(tài)遙感監(jiān)測能力，初步形成環(huán)境監(jiān)測“天地一體化”格局。
績效評估體系：為適應環(huán)境管理從“總量控制管理”階段向“質(zhì)量管理”階段的轉變，需以環(huán)境質(zhì)量為重要依據(jù)，建立環(huán)境管理評估考核體系。并通過信息系統(tǒng)支撐環(huán)境管理的績效評估，為量化各級環(huán)保部門環(huán)境管理成效提供信息化支撐。
（3）支撐“防范風險”，建立環(huán)境預警與應急體系
近年來，隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)領域不斷拓寬，社會活動強度日益增大，重大環(huán)境污染事件頻繁發(fā)生。我國各級政府高度重視環(huán)境應急管理工作，應全面加 強環(huán)境預警與應急體系建設，提升環(huán)境風險防范水平、提高環(huán)境預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)境風險源管理系統(tǒng)、環(huán)境應急管理系
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體系，其中包括信息共享體系建設和信息服務體系建設。
六、構建“智慧環(huán)保”體系的五大建議
- 以標準化為綱，促進系統(tǒng)建設規(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
- 以頂層設計為本，破解業(yè)務系統(tǒng)建設偏失
- 以流程規(guī)范為重，通過整合與重構推進業(yè)務協(xié)同
- 以數(shù)據(jù)挖掘和模型技術為徑，提升綜合決策能力
七、結束語
“智慧環(huán)！笔恰皵(shù)字環(huán)保”延伸，隨“智慧環(huán)保”概念的提出和發(fā)展，其內(nèi)涵與數(shù)字環(huán)保相比有著深刻變革。“智慧環(huán)！笔钱敶畔⒓夹g發(fā)展的必然，也為新時 期環(huán)境保護科學發(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，實現(xiàn)了“數(shù)字環(huán)！毕颉爸腔郗h(huán)！敝卮罂缭，對構建資源節(jié)約型/環(huán)境友好型社會，實現(xiàn)環(huán)境保護戰(zhàn)略目標具有重要意義。有關“智慧環(huán)！钡母拍钆c內(nèi)涵仍在不斷豐富，其建設模式也在不斷探索中。
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