2013-12-17 环保信息化行业
分析报告
目录
1 环保行业概述 .................................................................................................................................5 1.1 防治污染 ......................................................................................................................................5
大气污染防治 ......................................................................................................................5 水污染防治 ..........................................................................................................................8 固体废弃物污染防治 ........................................................................................................11 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.2 1.3 2 防止破坏 ....................................................................................................................................12 自然保护 ....................................................................................................................................12
环保信息化现状 ...........................................................................................................................12 2.1 “十一五”环境信息化建设现状 .................................................................................................12
初步建立了环境信息化组织管理体系 ............................................................................12 环境信息化标准规范体系不断完善 ................................................................................13 环境信息化基础网络建设稳步推进 ................................................................................13 环保电子政务建设成效显著 ............................................................................................13 环保核心业务信息化逐步推进 ........................................................................................14 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.2 2.3 “十二五”面临的形势 .................................................................................................................14 “十二五”环境信息能力建设总体思路......................................................................................15
总体目标 ............................................................................................................................15 基本思路 ............................................................................................................................16 建设原则 ............................................................................................................................16 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.4 “十二五”环境信息能力建设主要任务......................................................................................17
建设覆盖全面、互联互通的网络传输平台 ....................................................................17 建立业务互通、标准统一的应用支撑体系 ....................................................................18 建立资源共享、统一管理的数据存储体系 ....................................................................18 建立安全可靠、运行稳定的安全运维体系 ....................................................................18 建立懂业务、懂技术的复合型信息化队伍 ....................................................................18 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 3 环保信息化主要技术手段 ............................................................................................................19 3.1 遥感技术 ....................................................................................................................................19
概述 ....................................................................................................................................19 遥感技术在水污染监测方面的应用 ................................................................................19 遥感技术在大气环境监测方面的应用 ............................................................................21 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.1.7 3.2 遥感技术在城市环境监测与管理中的应用 ....................................................................21 应用遥感技术监控生态环境 ............................................................................................22 利用遥感技术监测自然灾害 ............................................................................................22 遥感技术的发展趋势 ........................................................................................................22
GIS技术 ......................................................................................................................................24
概述 ....................................................................................................................................24 GIS技术及其特点 ..................................................................................................................25 GIS技术在环境保护中的应用 ..............................................................................................26 GIS技术在环境保护中的优势 ..............................................................................................30 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.3 物联网技术 ................................................................................................................................31
概述 ....................................................................................................................................31 物联网的定义 ....................................................................................................................31 环境在线监控与物联网 ....................................................................................................32 物联网的发展与环保信息化建设 ....................................................................................35 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.4 云计算 ........................................................................................................................................36
云计算概述 ........................................................................................................................36 云计算在环保行业应用体系架构研究 ............................................................................39 云计算平台应用效果分析 ................................................................................................43 在环保行业应用云计算的实施策略 ................................................................................44 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 4 环保信息化主要业务应用 ............................................................................................................45 4.1 环保OA综合业务办公系统 ......................................................................................................45
概述 ....................................................................................................................................45 应用 ....................................................................................................................................46 系统功能 ............................................................................................................................46 系统特色 ............................................................................................................................46 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.2 突发环境事件应急指挥系统 .....................................................................................................47
概述 ....................................................................................................................................47 应用 ....................................................................................................................................47 系统功能 ............................................................................................................................48 系统特色 ............................................................................................................................48 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.3 环境监察移动执法系统 .............................................................................................................48
概述 ....................................................................................................................................48 应用 ....................................................................................................................................49 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.4 系统功能 ............................................................................................................................49 系统特色 ............................................................................................................................50
放射源管理系统 .........................................................................................................................50
概述 ....................................................................................................................................50 应用 ....................................................................................................................................50 系统功能 ............................................................................................................................51 系统特色 ............................................................................................................................51 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.5 烟气黑度视频监控预警系统 .....................................................................................................51
概述 ....................................................................................................................................51 应用 ....................................................................................................................................52 系统功能 ............................................................................................................................52 系统特色 ............................................................................................................................52 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4 4.6 环境水质在线监控系统 .............................................................................................................53
概述 ....................................................................................................................................53 应用 ....................................................................................................................................53 系统功能 ............................................................................................................................53 系统特色 ............................................................................................................................54 4.6.1 4.6.2 4.6.3 4.6.4 4.7 大气质量在线监控系统 .............................................................................................................54
概述 ....................................................................................................................................54 应用 ....................................................................................................................................54 系统功能 ............................................................................................................................55 系统特色 ............................................................................................................................55 4.7.1 4.7.2 4.7.3 4.7.4 4.8 噪声在线监控系统 .....................................................................................................................55
概述 ....................................................................................................................................55 应用 ....................................................................................................................................56 系统功能 ............................................................................................................................56 系统特色 ............................................................................................................................56 4.8.1 4.8.2 4.8.3 4.8.4 4.9 污染源在线监控系统 .................................................................................................................57
概述 ....................................................................................................................................57 应用 ....................................................................................................................................57 系统功能 ............................................................................................................................58 系统特色 ............................................................................................................................58 4.9.1 4.9.2 4.9.3 4.9.4 5 环保信息化企业 ...........................................................................................................................59 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 6 西安交大长天软件股份有限公司 .............................................................................................59 东软 ............................................................................................................................................60 武汉巨正环保科技有限公司 .....................................................................................................61 河南雪城软件.............................................................................................................................63 罗克佳华 ....................................................................................................................................64 中科宇图天下科技有限公司 .....................................................................................................66 武汉泰肯环保科技发展有限公司 .............................................................................................67 北京思路创新科技有限公司 .....................................................................................................69
环保信息化行业发展浅析 ............................................................................................................70 6.1 环保行业产业发展浅析 .............................................................................................................70
坚持总量控制，实施重点工程，巨额投资拉动环保行业发展 ....................................70 水、气、固等传统污染物减排持续推进，部分新市场开始逐步培育.........................71 环保各细分领域有望全面开花，子行业机会纷呈 ........................................................72 6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.2 环保信息化行业产业发展浅析 .................................................................................................74
十二五为环保信息化推波助澜 ........................................................................................74 中国特色的环保信息化 ....................................................................................................74 环保信息化市场的发展特点 ............................................................................................75 十二五环保信息化前瞻 ....................................................................................................76 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4
1 环保行业概述
环境保护是指人类为解决现实的或潜在的环境问题，协调人类与环境的关系，保障经济社会的持续发展而采取的各种行动的总称。其方法和手段有宣传教育、工程技术的、行政管理的，也有法律的、经济的等。环境保护又是指人类有意识地保护自然资源并使其得到合理的利用，防止自然环境受到污染和破坏；对受到污染和破坏的环境必须做好综合治理，以创造出适合于人类生活、工作的环境。
1.1 防治污染
包括防治工业生产排放的“三废”（废水、废气、废水源污染渣）、粉尘、放射性物质以及产生的噪声、振动、恶臭和电磁微波辐射，交通运输活动产生的有害气体、液体、噪声，海上船舶运输排出的污染物，工农业生产和人民生活使用的有毒有害化学品，城镇生活排放的烟尘、污水和垃圾等造成的污染；
1.1.1 大气污染防治
1.1.1.1 大气组成与大气结构
大气由干洁空气、水汽、悬浮微粒组成。在结构上将大气圈分为五个气层：对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层，其中对流层最接近地面，平均厚度约为12公里。
随着人类工业活动的发展，大量使用煤等化石能源和自然资源，从而产生了一些副作用，如向空气排放大量的二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、粉尘等有害物质，形成大气污染。按照国际标准化组织的定义，大气污染是指“由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象”。
污染物主要集中在对流层中，大气污染主要在这一层发生。根据大气组成很容易判断大气外来污染物，即如果大气组成成分的含量超过标准含量，或出现了大气组成没有的物质，就可判断出大气中存在外来污染物。 1.1.1.2 大气污染源与大气污染物
大气污染源是指向大气中排放污染物质的发生源，主要有燃料燃烧、工农业生产过程、交通运输等。
大气污染物主要分为颗粒污染物、气态污染物和二次污染物。颗粒污染物有尘粒、粉尘、烟尘、雾尘、煤尘等。气态污染物有含硫化合物、含氮化合物、碳氧化合物、碳氢化合物、卤素化合物等。二次污染物危害最大的是光化学烟雾。
1.1.1.3 空气质量标准分类和主要大气污染指标
根据国家环境保护局制定的环境空气质量标准，环境空气质量功能区分为三类：一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需特殊保护的地区，执行一级标准；二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区，执行二级标准；三类区为特定工业区，执行三级标准。
空气质量的好坏，主要是考核下列污染物在空气中的含量：二氧化硫SO
2、总悬浮颗粒物TSP、可吸入颗粒物PM
10、氮氧化物NOX、二氧化氮NO
2、一氧化碳CO、臭氧O
3、铅Pb、苯并[α]芘（B[α]P）、氟化物F。
总悬浮颗粒物指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100微米的颗粒物。 可吸入颗粒物指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10微米的颗粒物。 氮氧化物指空气中主要以一氧化氮和二氧化氮形式存在的氮的氧化物。 铅指存在于总悬浮颗粒物中的铅及其化合物。 苯并[α]芘指存在于可吸入颗粒物中的苯并[α]芘。 1.1.1.4 我国大气污染状况
我国是燃煤大国，空气污染以煤烟型为主，主要污染物是颗粒物和二氧化硫。据国家环境保护总局公布的数据，2001年，64.1%的城市颗粒物年均浓度超过国家空气质量二级标准，颗粒物浓度高的城市主要分布在新疆、青海、甘肃、山西、内蒙古、陕西、宁夏、河北等省区；二氧化硫年平均浓度未达到国家二级标准的城市占统计城市的19.4%，二氧化硫污染严重的城市主要分布在山西、河北、贵州、重庆及甘肃、陕西、四川、湖南、广西、内蒙古的部分地区。2003年6月5日国家环境保护总局公布的2002年中国环境状况公报显示：2002年监测的343个市（县）中，空气质量达标城市的人口比例仅占统计城市人口总数的26.3%；我国有近三分之二的城市空气质量未达到二级标准。
1.1.1.5 我国大气污染防治的主要工作
空气污染防治最主要的是控制污染源。根据我国大气污染的特点，我国目前的重点工作有：重点城市空气质量达标工作、“两控区”（二氧化硫控制区和酸雨控制区）污染治理工作、机动车污染防治工作、北京市大气污染防治工作等。
——重点城市空气质量达标工作。国务院批准113个城市为大气污染防治重点城市。
此外国家环境保护总局和中国气象局联合公布全国47个环境保护重点城市的空气质量，每天发布47个重点城市的空气质量日报和预报，包括污染指数、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况等内容。
——“两控区”污染治理工作。
国家环境保护总局制定了《国家“两控区”“十五”计划防治计划》，划定两控区范围，并组织各地将“两控区”计划与本地“十五”社会经济发展计划结合。
酸雨控制区的划分基本条件为：现状监测降水pH≤4.5；硫沉降超过临界负荷；二氧化硫排放量较大的区域。国家级贫困县暂不划入酸雨控制区。
二氧化硫污染控制区划分基本条件为：近年来环境空气二氧化硫年平均浓度超过国家二级标准；日平均浓度超过国家三级标准；二氧化硫排放量较大；以城市为基本控制单元。国家级贫困县暂不划入二氧化硫污染控制区。 酸雨和二氧化硫污染都严重的南方城市，不划入二氧化硫控制区，划入酸雨控制区。
根据上述“两控区”划分基本条件，划定“两控区”的总面积约为109万平方公里，占国土面积11.4%，其中酸雨控制区面积约为80万平方公里，占国土面积8.4%，二氧化硫污染控制区面积约为29万平方公里，占国土面积3%。
1.1.2 水污染防治
1.1.2.1 水污染指标
水体污染指标包括生化需氧量、化学需氧量、总需氧量、总有机碳、悬浮物、有毒物质、大肠菌群数、PH值等。
生化需氧量（BOD）表示在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量。
化学需氧量（COD）表示在酸性条件下用强氧化剂（重铬酸钾）将有机物氧化为水和二氧化碳的耗氧量。
总需氧量（TOD）表示有机物完全被氧化时的需氧量。 总有机碳表示污水中有机污染物的总含碳量。 悬浮物表示过滤后滤膜或滤纸上截留下来的物质。
有毒物质是指达到一定浓度后，对人体健康、水生生物的生长造成危害的物质。 大肠菌群数是指单位体积水中所含的大肠菌群的数目，是常用的细菌学指标。 PH值是反映水的酸碱性强弱的重要指标。 1.1.2.2 水污染源
环境科学中一般将水体污染源分为工业污染源、城市生活污水、农村污水和灌溉水、船舶废水等。不同的污水含有不同类型的污染物质，例如属于工业污染源的有色冶金工业排出的废水中，含有汞、砷、锡、铬等元素，是水体中重金属污染物质的主要来源。生活污水多为洗涤水，主要由无毒有机物、洗涤剂、微生物等组成。农村污水和灌溉水则是水体污染的主要面源，农药和化肥带入水体中造成农药污染和富营养化。
1.1.2.3 水污染物
水体污染物主要有病原体污染物、需氧物质污染物、有毒化学物质、酸性、碱性物质和盐类、放射性物质、热污染等。
1.1.2.4 水域功能分类
根据国家环境保护局制定的地面水环境质量标准，依据地面水水域使用目的和保护目标将其划分为五类：
Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区。
Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等。
Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区。
Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区。 Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。 1.1.2.5 污水的
一、
二、三级处理
按污水的处理程度划分，污水处理通常分为三级。一级处理，又称预处理，采用物理方法除去水体中的悬浮物，使废水初步净化，为二级处理创造条件。二级处理，采用物理方法、化学方法和生物方法等除去水体中的胶质杂质。二级处理一般能除去90%左右的可降解有机物（如BOD物质）和90%-95%的固体悬浮物，但一些重金属毒物和生物难以降解的高碳化合物无法清除。三级处理，又称高级处理和深度处理，采用物理化学方法和生物方法等使水质达到排放标准及用水要求。三级处理是工业用水采用封闭循环系统的重要组成部分。一般一级处理水达不到排放标准，必须进行再处理；二级处理水可以达标排放；三级处理水可直接排放地表水系或回用。
1.1.2.6 水体富营养化
由于人类活动的影响，大量含氮、磷等需氧物质的污水排入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物的迅速繁衍，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象被称为水体富营养化。例如，滇池发生的大面积水藻暴长就是富营养化。
1.1.2.7 我国的水污染状况
我国水污染问题主要有河流污染、湖泊富营养化等。据国家环境保护总局公布的数据，2001年度我国七大水系监测的752个断面中，I至III类水质占29.5%，IV水质占17.7%，V类和劣V类水质占52.8%；七大水系污染由重到轻的顺序是：海河、辽河、淮河、黄河、松花江、长江和珠江。湖泊富营养化问题突出，2001年太湖和滇池外海属中度富营养状态，巢湖属轻度富营养化状态。2003年6月5日国家环境保护总局公布的2002年中国环境状况公报显示：2002年度我国七大水系监测的断面中，I至III类水质占29%，IV水质占18.9%，V类和劣V类水质占52%；七大水系污染由重到轻的顺序是：海河、辽河、黄河、淮河、松花江、珠江和长江。
1.1.2.8 海洋环境污染
据国家环境保护总局公布的数据，我国大部分海域环境质量基本保持良好状态，主要问题是近岸海域局部污染比较严重。2001年，近岸海域主要受到活性磷酸盐和无机氮的污染，四大海区污染由重到轻依次为东海、渤海、黄海、南海。
1.1.2.9 我国水污染防治的主要工作
水体污染防治分两方面，一是控制污水的排放，如通过改革和改进生产工艺，减少污染物质，重复利用废水，使废水排放量减少到最低。二是在废水排入水体之前进行处理，可采用物理、化学、生物等多种处理方法。2001年，我国工业废水排放达标率为85.6%。我国水污染防治的重点工作是“三河三湖一海”水污染治理（三河即淮河、海河、辽河，三湖即太湖、滇池、巢湖，一海即渤海）。
1.1.3 固体废弃物污染防治
1.1.3.1 固体废弃物分类
我国将固体废弃物分为工业固体废弃物、危险废物和城市垃圾三类。工业固体废物，是指在工业、交通等生产活动中产生的固体废物。危险废物，是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。城市生活垃圾，是指在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物。
1.1.3.2 固体废弃物处理的“三化”
固体废弃物处理的技术政策可归纳为“三化”，即无害化、减量化和资源化。无害化指固体废弃物经处理后能够不损害人体健康、不污染环境；减量化指减少固体废弃物产生的数量和减小固体废弃物的容积；资源化是指从固体废物中回收有用的物质和能源。
1.1.3.3 我国固体废弃物污染状况
我国固体废弃物污染的主要问题是工业固体废弃物综合利用水平低；城市生活垃圾处理滞后，据国家环境保护总局公布的数据，全国生活垃圾处理率约为55%，完全符合环保标准的设施很少；危险废弃物的管理存在一定隐患。
1.1.3.4 我国固体废弃物防治的主要工作
我国固体废弃物防治方面的主要工作有三峡库区垃圾处理、控制白色污染、加强危险废弃物管理等。 1.2 防止破坏
包括防止由大型水利工程、铁路、公路干线、大型港口码头、机场和大型工业项目等工程建设对环境造成的污染和破坏，农垦和围湖造田活动、海上油田、海岸带和沼泽地的开发、森林和矿产资源的开发对环境的破坏和影响，新工业区、新城镇的设置和建设等对环境的破坏、污染和影响。
1.3 自然保护
包括对珍稀物种及其生活环境、特殊的自然发展史遗迹、地质现象、地貌景观等提供有效的保护。另外，城乡规划，控制水土流失和沙漠化、植树造林、控制人口的增长和分布、合理配置生产力等，也都属于环境保护的内容。环境保护已成为当今世界各国政府和人民的共同行动和主要任务之一。中国则把环境保护宣布为中国的一项基本国策，并制定和颁布了一系列环境保护的法律、法规，以保证这一基本国策的贯彻执行。
2 环保信息化现状
2.1 “十一五”环境信息化建设现状
进入新世纪以来，互联网、移动通信技术的飞速发展，为我国环境信息化应用提供了良好的外部条件，各级环保部门对环境信息化工作重要性的认识逐渐提高，建设资金投入逐年增加，建设进程逐步加快，特别是随着“十一五”规划期间一系列重大建设项目的实施，环境信息化建设取得了显著成效，为推进环境保护历史性转变、实现“数字环保”奠定了良好基础。
2.1.1 初步建立了环境信息化组织管理体系
环境保护部成立了信息化建设领导小组和信息化办公室，加强了对环境信息化工作的统一领导、统一规划、统一管理，一些省级环保部门也先后成立了环境信息化领导小组和办公室，加强了各级环境信息中心建设，基本建成了国家、省、市三级架构，形成了以环保部信息中心为中枢、省级环境信息中心为骨干、地市级环境信息中心为基础的技术支撑和管理体系。
2.1.2 环境信息化标准规范体系不断完善
“十一五”规划期间，以污染减排“三大体系”能力建设项目为契机，按照急用先行、全面推进的原则，制定了《环境信息化标准指南》，编制出台了《环境信息分类与代码》等16项环境信息标准规范，目前，还有27项标准规范正在编制之中。
2.1.3 环境信息化基础网络建设稳步推进
通过重点工程项目的带动，全国环保系统网络基础设施建设稳步推进，内网、外网建设已初具规模，环保部机关、部分直属单位、各省及大部分地市级环保部门均建成了内部局域网络系统。值得一提的是，通过即将开展的“国家环境信息与统计能力建设项目”的实施，覆盖国家、省、市、县四级三层的环境信息网络系统也将被构建起来。
2.1.4 环保电子政务建设成效显著
环保部政府网站的信息量、时效性、功能性不断增强，社会公众认可度不断提高，日均访问量达4万人次。2004年以来，多次在各种社会性评选、评奖活动中获奖，位居国务院部门网站先进行列。环保部机关公文运转、信息处理普遍实现了信息化、网络化，利用网络年处理公文、信息达10万余份；建设了政务信息交换平台，实现了环保部与地方环保部门间政务信息的交流与共享；建成了非涉密文档传输系统，实现了环保公文、简报等政务类信息的网络传输和交换，节约了文件传输成本，提高了公文执行的时效。全国环保视频会议系统已建成37个接入点，覆盖了31个省级环保厅（局）、新疆生产建设兵团环保局和5个计划单列市环保局，环保部及地方环保部门以此为载体多次召开全国性、地方性环保工作会议，大大降低了环保行政成本，提高了工作效率和应对环境突发事件的能力。 2.1.5 环保核心业务信息化逐步推进
通过组织一系列建设项目的实施，环保部陆续开展了环境质量自动监测数据管理、卫星遥感监测、环境统计、建设项目环境影响评价管理、排污申报与收费、污染源在线监测管理、生物多样性管理、自然保护区管理、核电厂在线监测管理、环境应急管理、固体废弃物管理等业务应用系统的建设工作。完成了普查数据采集、核查、汇总、分析，建成了重点污染源空间数据库及管理平台，建立了重点污染源档案和数据库，为综合利用普查成果、制定完善环境管理政策提供了基本依据。
2.2 “十二五”面临的形势
“十二五”规划时期是我国全面建设小康社会的关键时期，我国经济发展面临更加沉重的资源、能源和环境压力，迫切要求全面转入科学发展的新阶段。面对新形势、新要求，必须深化信息技术应用，深度开发生产、流通和其他经济运行领域的信息资源，大幅提高信息化对经济发展的贡献率，显著降低自然资源消耗水平，推动建设资源节约型、环境友好型社会。全面提升国家信息化能力，是按照党的十七大精神，深入贯彻落实科学发展观、建设创新型国家的战略选择，它对环境信息化工作提出了更高的要求，具体体现为以下三方面：
第一，《2006－2020年国家信息化发展战略》明确提出：将“深化应用信息技术，努力降低单位产品能耗、物耗，加大对环境污染的监控和治理，服务循环经济发展”作为信息化发展的战略目标之一，并将生态环境的信息采集和标准制定作为一个战略发展的重点。
第二，党的十七大确定信息化的战略部署为“促进信息化与工业化融合，走新型工业化道路”。国家对信息化的战略部署也要求环境保护信息化从区域、行业和企业三个层面大力推进两化融合，促进节能减排，发展低碳经济。
第三，要利用信息化手段，充分挖掘利用各种潜在的信息资源，加强对高耗能、高物耗、高污染行业的监督管理，改进监测、预警手段和控制方法，促进节约能源、降低物耗、控制污染、保护环境。
因此，加强环境信息能力建设是国家信息化发展的客观要求。环境信息化是国家信息化建设的重要组成部分，按照中央的决策部署，主动顺应信息化发展的潮流，采取有力措施，深入加以推进，为环境保护充分发挥在生态文明建设中的主阵地作用、推动科学发展提供强有力的基础支撑。
加强环境信息能力建设是建设服务型政府的重要举措。深入推进环境信息化建设，为推行电子政务创造更好条件，有利于提高环保服务网络化、办事便捷化程度，有利于保障公众的知情权、参与权和监督权，有利于建立更加高效、规范、廉洁的服务型政府。
加强环境信息能力建设是实现“十二五”总量减排目标的重要技术手段与基础保障。结合强化结构减排、细化工程减排、实化监管减排的具体要求，深入推进环境信息化建设，进一步完善污染减排监督管理应用支撑能力、业务协同能力、共享交换能力、辅助决策能力，为形成科学的污染减排指标体系、准确的减排监测体系、严格的减排考核体系，实现“十二五”污染减排目标和环境保护工作目标奠定基础。
加强环境信息能力建设是实现环境管理科学决策和提升监管效能的重要基础。深入推进环境信息化建设，实现环境信息采集、传输和管理的数字化、智能化、网络化，才能从大量繁杂的信息中发现趋势、把握重点，使环境管理决策体现时代性、把握规律性、富于创造性，提高环境管理决策的水平和能力，推动各类环境问题的有效解决。
2.3 “十二五”环境信息能力建设总体思路
2.3.1 总体目标
紧紧围绕国家环境保护战略目标，以强化和完善污染源监管与总量减排体系、环境质量监测评估考核体系和环境预警应急体系为重点，加强环境信息化的网络传输能力、应用支撑能力、数据存储与共享能力、安全与运维能力建设，实现环境信息网络系统覆盖全国，环境信息基础设施满足环境保护监管工作的需要，人才队伍建设基本满足环境信息化的要求，初步实现环境政务业务信息化、环境管理信息资源化、环境管理现代化和环境信息服务规范化。加强物联网、GIS以及“三网融合”等新技术在环保监管中的研究应用，初步构建“数字环保”体系，逐步实现“信息强环保”的战略目标。
2.3.2 基本思路
以环境信息化管理体制和机制创新为动力，以队伍和制度建设为根本，以信息网络基础设施和能力建设为基础，以环境保护电子政务和业务应用系统建设为重点，以提高信息服务质量和应用效能为核心，统一规划设计、统一规范标准、统一归口管理，全面整合、广泛共享和充分利用环境信息资源，加快推进信息化与环境保护相融合，努力提升环境保护监管体系的信息化水平，为提高环境保护管理与决策科学化水平提供技术支持和信息服务。
软硬结合——以重大信息化建设工程为重点，加强环境信息保障体系的建设。通过贯彻落实《关于全面加强环境信息基础能力规范化建设的意见》（环发[2010]87号）文件精神，加强各级环境信息机构的规范化建设与人才队伍建设，满足环境保护及环境信息化发展的客观要求。
横纵结合——以环境信息网络建设为基础，应用支撑平台建设为核心，资源共享中心建设为关键，通过“统建共享”的方式，努力构建环境保护机构纵向到底、横向到边，上下相互协调、部门密切协作的资源共享、业务协同的环境信息化体系，推动环境管理工作的高效与决策的科学化。
当前与长远结合——立足当前，谋划长远。努力跟踪信息技术发展趋势，以科技创新为动力，开展物联网、GIS以及“三网融合”等新技术在环境监管工作中的研究与应用，为环境信息能力“十三五”和“十四五”规划建设奠定理论基础与技术依据。
2.3.3 建设原则
加强领导，统一规划——环境信息化的建设与发展必须遵循党中央和国务院的统一部署，根据国家电子政务建设发展的总体框架，在环境保护部信息化工作领导小组的具体领导下，制定总体规划，避免重复建设，防止各自为政。要明确建设目标和工作重点，充分发挥各方面积极性，分类指导，分层推进，分步实施。
归口管理，协调一致——环境信息化建设与发展必须坚持“三统一”原则。在基础网络建设、应用系统开发、数据库建设、信息资源开发和信息安全保障等方面，坚持统一规划设计、统一规范标准、统一归口管理，逐步实现网络传输畅通、数据交换规范、业务应用集成、信息资源共享、信息安全有效的建设目标。
服务需求，应用主导——环境信息化的建设与发展必须紧密结合体制改革和业务需求，突出重点，稳步推进。以服务业务需求为根本、以应用为主导，重点抓好统一的环境信息化基础能力建设，建立标准规范，健全管理体制，建设和整合环保核心业务应用系统。
整合资源，协同共享——环境信息化建设与发展必须充分利用已有的网络基础、业务系统和信息资源，加强资源整合，发挥投资效益，避免信息“孤岛”，使有限的信息资源发挥最大的效益。特别要推进相关业务系统之间、国家与地方之间的资源共享与业务协同。
统一标准，保障安全——环境信息化建设与发展必须加快制定统一的环境信息标准规范，大力推进标准的贯彻落实。正确处理发展与安全的关系，综合平衡成本和效益，建设并完善环境信息安全保障体系，建立健全环境信息运行管理机制，确保网络、信息与系统的安全可靠。
2.4 “十二五”环境信息能力建设主要任务
2.4.1 建设覆盖全面、互联互通的网络传输平台
“十二五”规划期间，在已建专网的基础上，对各级网络进行升级改造，建设完成环保部与16家直属事业单位和12家派出机构之间的网络连接，全面实现各级环保机构横向、纵向的网络互联互通，同时兼顾实际需求进行网络扩容，充分保障信息传输能力达到信息系统相应建设水平。 2.4.2 建立业务互通、标准统一的应用支撑体系
“十二五”规划期间，各业务部门的信息系统建设将遵循统一的标准规范，在统一的环境信息应用支撑体系之上，对各业务应用进行集成和整合，实现上下级环保机构之间、同级环保机构内部的数据共享和业务协同。
2.4.3 建立资源共享、统一管理的数据存储体系
加强环境信息资源整体规划，建设环境信息资源目录体系。通过环境信息资源共享中心的建设，整合分散在相关业务部门和单位的环境数据资源，形成统一存储、集中管理、合作共建、资源共享的工作机制，提高环境信息资源的存储与共享能力。
2.4.4 建立安全可靠、运行稳定的安全运维体系
围绕国家电子政务专网、内网和业务应用系统的安全需求，严格按照国家对等级保护和分级保护的相关要求，逐步建立一个完整的、多层次的安全保障体系，建立统一的项目运行安全保障制度、运行维护制度、运行维护流程、运行维护队伍及运维技术支撑平台，为环境信息化建设的健康发展提供坚实的保障。
2.4.5 建立懂业务、懂技术的复合型信息化队伍
“十二五”期间，以加强环境信息执行能力为切入点，加快实施环境信息能力“百千万”人才工程，打造一支以网络互通、数据互联、信息共享为目标，具有先进的信息化基础设施和现代化管理手段，达到国家一流水平的100名环境信息化专家、1000名懂业务的技术骨干、10000名技术人员组成的复合型信息化队伍，满足环境信息化建设对人才储备的要求。
环境信息化工作是环境保护工作的重要组成部分，是提高综合决策能力、环境监管能力、预警防灾能力、公众服务能力的基础。“十二五”期间，环境信息能力建设的重点是完善基础、加强保障、推广应用。只有加强环境信息能力建设，才能实现环境管理的科学化和现代化，提升环境保护工作的整体水平，推进环境保护的历史性转变与“十二五”污染减排目标的实现。 3 环保信息化主要技术手段
3.1 遥感技术
3.1.1 概述
20世纪90年代以来，环境遥感技术应用越来越广。从陆地的土地覆被变化，城市扩展动态监测评价，土壤侵蚀与地面水污染负荷产生量估算，生物栖息地评价和保护，工程选址以及防护林保护规划和建设。到水域的海洋和海岸带生态环境变迁分析，海面悬浮泥沙、叶绿素含量、黄色物质、海上溢油、赤潮以及热污染等的发现和监测，珊瑚和红树林的现状调查与变化监测，堤坝的规划与水沙平衡分析，水下地形地遥调查以及水域初级生产率的估算。再到大气环境遥感中的城市热岛效应分析，大气污染范围识别与定量评价，大气气溶胶污染特征参数化，全球水、气和化学元素等的循环研究，全球环境变化以及重大自然灾害的评估等，几乎覆盖了整个地球系统。以地面定点观测为主的常规监测技术是环境监测早期有力的手段，目前以点带面的常规监测正发展到以环境质量监测为主，力求各种先进的技术手段全时段、全方位综合考察。遥感技术由于具有时间、空间和光谱的广域覆盖能力，是获取环境信息的强有力手段，已成为环境保护最重要的监测手段之一。
3.1.2 遥感技术在水污染监测方面的应用
3.1.2.1 利用红外扫描仪监视石油污染
全球每年排入海洋的石油及其制品高达1000万吨，利用多光谱航片可对海面石油污染进行半定量分析，将彩色航片同步拍照与近红外片做的彩色密度分割图相比较，更精密地判断和解译信息，参照图片画出不同油膜厚度的大致分级图。通过彩色密度分割图像，特别是数字密度分割图，可以更准确地判断油量的分布情况。通过彩色密度分割可把相差零点零几厚度的海面油膜区分出层次来，这有利于用航空遥感对海面油的扩散分布和半定量研究。浓度大的地方是黄色，往外扩散的油膜变薄，呈黄紫混在一起的颜色，再往外扩散的油膜就更薄些呈紫色。通过对污染发生后各天的气象卫星图像的对比分析，确定油膜的漂移方向，计算出其扩散速度和扩散面积。
3.1.2.2 利用遥感技术监测水体富营养化
浮游植物中的叶绿素对蓝紫光和红橙光有较强的吸收作用，当水体出现富营养化时，我们就可以利用遥感技术推算出水体中的叶绿素分布情况。赤潮区的海水光谱特征是藻类、泥沙和海水的复合光谱，另外有机或无机颗粒物也会吸收入射光，影响水体的透明度。
3.1.2.3 通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染
废水的颜色与悬浮物性状千差万别，特征曲线上的反射峰位置和强度也不大一样，可以用多光谱合成图像进行监测。水中悬浮泥沙的浓度和粒径增大，水体反射量也会相应增加，反射峰随之红移，定量判读悬浮泥沙浓度的最佳波段是0.65～0.85微米。
3.1.2.4 应用红外扫描仪监测水体热污染
应用红外扫描仪记录水体的热辐射能量，真实反映其温度差异。在热红外图像上，热水温度高，辐射能量多，呈浅色调。冷水和冰辐射能量少，呈深色调。热排水口处通常呈白色羽流，利用光学技术和计算机对热图像作密度分割，根据少量的同步实测水温，画出水体等温线。
3.1.2.5 通过遥感技术分析水域的分布变化和水体沼泽化
水体总体反射率较低，选择1.55～1.75微米波段的多时域影像可以分析水域的分布变化。沼泽化在时域图像上反映为水体面积缩小，从水体向边缘有规律变化，显示出不同程度的植被特征。 3.1.3 遥感技术在大气环境监测方面的应用
3.1.3.1 臭氧层
臭氧层位于地球上空25～30千米的平流层中，对0.3米以下紫外区的电磁波有较大吸收，可用紫外波段来测定臭氧层的变化。臭氧层在2.74毫米处也有一个吸收带，可用频率为11O83兆赫兹的地面微波辐射计来测定臭氧在大气中的垂直分布。另外臭氧层会吸收太阳紫外线而升温，可使用红外波段来探测，如用7.75～13.3微米热红外探测器测定臭氧层的温度变化，参照浓度与温度的相关关系，推算出臭氧浓度的水平分布。
3.1.3.2 大气气溶胶
利用遥感图像可分析大气气溶胶的分布和含量，工业烟雾、火灾浓烟和大规模沙尘暴在遥感图像上都有清晰的图像，可以直接圈定其大致范围。利用周期性气象卫星图可监测沙尘运动，估计其运动速度，及时预报沙尘暴。通过卫星资料可及早发现森林火灾，把灾害损失降到最低。大比例图片可用来调查城市烟囱的数量和分布，还可以通过烟囱阴影的长度来计算其大致高度。应用计算机对影像进行微密度分割，建立烟雾浓度与影像灰度值的相关关系，可测出烟雾浓度的等值线图。
3.1.4 遥感技术在城市环境监测与管理中的应用
彩红外遥感影像可监测固体废弃物引起的生态环境变化，热红外遥感影像可调查工业废水和废气的排放情况。城市道路宽的呈带状和环状，窄的呈线状，城市广场一般以块状蓝灰色与街道紧密相连于中心地带。居民区呈灰色，高层楼房带有宽长影，平房呈密集排列的小长方块状。水系呈浅蓝色，绿地呈红色。从遥感图像上获取这些信息，对优化城市结构有很大帮助。另外城市里的高大建筑物对太阳辐射和其他热辐射的吸收和释放特性跟以土地和农作物为主要下垫面的郊区有很大不同，利用热红外遥感对城市下垫面进行分析就可以得出城市的热岛效应。 3.1.5 应用遥感技术监控生态环境
遥感影像真实记录地貌形态特征并提供各环境参数的组合情况，根据其空间一致性和差异性进行区域环境范围的生态区划。利用遥感卫星相片还可以编制森林树种、生长状况和森林覆盖图，使用计算机集群分类，精度可高达8O％。一般野生动物环境与森林植被关系最为密切，通过研究植物的分布与长势可大致确定动物的活动繁殖场所，从而编制森林野生动物保护规划。
3.1.6 利用遥感技术监测自然灾害
遥感技术对于暴雨、水土流失、地震和山体滑坡等地质灾害的调查与监测也很有效。比如说地震与地球活动构造块体分布及其活动方式密切相关，利用卫星预测地震技术主要集中在电磁波辐射和电离层异常监测、地表形变监测、红外辐射监测以及卫星重力监测等方面。但由于目前技术条件的限制，地震还是不能准确预测，2008年5月的汶川大地震几乎震碎了中国人的心，期待有一天，我们中国人能通过遥感技术准确预测地震灾害，今天的悲剧永远不要发生了。
3.1.7 遥感技术的发展趋势
随着科学技术的进步，光谱信息成像化，雷达成像多极化，光学探测多向化，地学分析智能化，环境研究动态化以及资源研究定量化，大大提高了遥感技术的实时性和运行性，使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展。
3.1.7.1 遥感影像获取技术越来越先进
（1）随着高性能新型传感器研制开发水平以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高，高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。遥感传感器的改进和突破主要集中在成像雷达和光谱仪，高分辨率的遥感资料对地质勘测和海洋陆地生物资源调查十分有效。
（2）雷达遥感具有全天候全天时获取影像以及穿透地物的能力，在对地观测领域有很大优势。干涉雷达技术、被动微波合成孔径成像技术、三维成像技术以及植物穿透性宽波段雷达技术会变得越来越重要，成为实现全天候对地观测的主要技术，大大提高环境资源的动态监测能力。
（3）开发和完善陆地表面温度和发射率的分离技术，定量估算和监测陆地表面的能量交换和平衡过程，将在全球气候变化的研究中发挥更大的作用。
（4）由航天、航空和地面观测台站网络等组成以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统，具有提供定位、定性和定量以及全天候、全时域和全空间的数据能力，为地学研究、资源开发、环境保护以及区域经济持续协调发展提供科学数据和信息服务。
3.1.7.2 遥感信息处理方法和模型越来越科学
神经网络、小波、分形、认知模型、地学专家知识以及影像处理系统的集成等信息模型和技术，会大大提高多源遥感技术的融合、分类识别以及提取的精度和可靠性。统计分类、模糊技术、专家知识和神经网络分类有机结合构成一个复合的分类器，大大提高分类的精度和类数。多平台、多层面、多传感器、多时相、多光谱、多角度以及多空间分辨率的融合与复合应用，是目前遥感技术的重要发展方向。不确定性遥感信息模型和人工智能决策支持系统的开发应用也有待进一步研究。
3.1.7.3 3S一体化
计算机和空间技术的发展、信息共享的需要以及地球空间与生态环境数据的空间分布式和动态时序等特点，将推动3S一体化。全球定位系统为遥感对地观测信息提供实时或准实时的定位信息和地面高程模型；遥感为地理信息系统提供自然环境信息，为地理现象的空间分析提供定位、定性和定量的空间动态数据；地理信息系统为遥感影像处理提供辅助，用于图像处理时的几何配准和辐射订正、选择训练区以及辅助关心区域等。在环境模拟分析中，遥感与地理信息系统的结合可实现环境分析结果的可视化。3S一体化将最终建成新型的地面三维信息和地理编码影像的实时或准实时获取与处理系统。 3.1.7.4 建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统
随着3S一体化，资源与环境的遥感数据量和计算机处理量也将大幅度增加，遥感数据处理系统就必须要有更高的处理速度和精度。神经网络具有全并行处理、自适应学习和联想功能等特点，在解决计算机视觉和模式识别等特大复杂的数据信息方面有明显优势。认真总结专家知识，建立知识库，寻求研究定量精确化算法，发展快速有效的遥感数据压缩算法，建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统。
3.1.7.5 建立国家环境资源信息系统
国家环境资源信息是重要的战略资源，环境资源数据库是国家环境资源信息系统的核心。我们要提高对环境资源的宏观调控能力，为我国社会经济和资源环境的协调可持续发展提供科学的数据和决策支持。
3.1.7.6 建立国家环境遥感应用系统
国家环境遥感应用系统将利用卫星遥感数据和地面环境监测数据，建立天地一体化的国家级生态环境遥感监测预报系统以及重大污染事故应急监测系统，可定期报告大气环境、水环境和生态环境的状况。环境遥感地理信息系统是其支撑系统，在各种应用软件的辅助下实现环境遥感数据的存储、处理和管理；环境遥感专业应用系统是其应用平台，在环境专业模型的支持下实现环境遥感数据的环境应用；环境遥感决策支持系统是其最上层系统，在环境预测评价和决策模型的驱动下进行环境预测评价分析，制定环境保护的辅助决策方案；数据网络环境是其数据输入和输出的开放网络环境，实现环境海量数据的快速流通。
3.2 GIS技术
3.2.1 概述
地理信息系统（Geographic Information System简称GIS）是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一个新兴技术，是一个能够对空间相关数据进行采集、管理、分析和可视化输出的计算机信息系统。 地理信息系统萌芽于20世纪60年代初，1972年，世界上第一个物理信息系统――加拿大地理信息系统（CGIS）全面投入运行。此后，地理信息系统在全球范围内获得了快速发展，在西方发达国家GIS应用已经渗透到社会经济生活的各个方面，目前已成功地应用到了资源管理、环境保护、灾害预测、投资评价、城市规划建设、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等众多领域。在我国随着经济建设的迅速发展，GIS在城市规划管理、环境保护、交通运输、防灾减灾、农业、林业等领域发挥了重要的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。
3.2.2 GIS技术及其特点
GIS系统是在数据库管理系统（DBMS）和计算机辅助设计（CAD）两个比较成熟的软件技术基础上发展起来的，并附加了对空间数据进行管理和分析的特殊功能。GIS以其混合数据结构和独特的地理空间分析功能而别具一格。它所提供的专用函数可用来进行测量、坐标变换、图象生成、属性修改、统计分析、拓扑叠加、网络分析等。许多GIS产品还采用了工业标准的组件对象模型（COM）技术，为用户进行功能和结构定制拓展了空间。GIS技术特点可归纳为：
3.2.2.1 数据输入
数据输入是把现有资料按照统一的参考坐标系统、统一的编码、统一的标准和结构组织转换为计算机可处理的形式，输入到数据库中的过程。除了在地图上手扶跟踪数字化、图形扫描外，目前GIS的输入越来越多地借助非地图形式，RS（遥感技术）数据和GPS（全球定位系统）数据已成为GIS的重要数据来源。
3.2.2.2 数据处理
GIS对空间数据的处理主要包括数据编辑、数据综合、数据变换等，最终形成具有拓扑关系的空间数据库。GIS中的数据分为栅格数据和矢量数据，如何有效地存储和管理这两类数据是GIS的基本问题。大多数GIS系统采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它们分成若干图层分别存储，把选定的图层叠加在一起就形成了一张满足某些特殊要求的专题地图。 3.2.2.3 空间分析和统计
空间分析和统计是GIS的一个独立研究领域，它的主要特点是帮助确定地理要素之间新的关系，为用户提供一个解决各类专门问题的工具。这也是GIS得以广泛应用的重要原因之一。GIS的空间分析分为两大类：矢量数据空间分析和栅格数据空间分析。矢量数据空间分析包括：空间数据查询和属性数据分析，缓冲区分析，网络分析等。栅格数据空间分析包括：记录分析、叠加分析、统计分析等。
3.2.2.4 地图显示与输出
GIS可将空间地理信息以地图、报表、统计图表等形式显示在屏幕上，利用开窗缩放工具可以对所显示的地图中的任意点和范围进行无级开窗缩放，也可以按照某一比例尺显示，进行分析对比。还可按照用户需要设置制图符号和颜色，根据编辑好的空间数据分层选择，通过逐层叠加形成各种专题图，通过绘图机、打印机等输出。
3.2.2.5 二次开发和编程
大多数GIS系统都提供二次开发环境，包括提供专用语言的开发环境，用户可在自己编程环境中调用GIS的命令和函数。系统配有专门的控件，供用户的开发语言（C++，VB，VC++，Dephi，„）调用等等。用户可以很方便地编制自己的菜单和程序，生成可视化的用户界面，完成GIS的应用功能的开发。
3.2.3 GIS技术在环境保护中的应用
随着我国环境信息化的快速发展和计算机新技术在环境保护领域的广泛应用，环境信息系统在环境保护管理和决策工作中发挥着越来越重要的作用。而地理信息系统技术的出现为环境保护工作迈向信息化、现代化提供了技术支持。
目前，全国27个省级环保局及一百多个城市环保部门都已经使用地理信息系统平台软件和相应的硬件设施，大部分省市已经建立环境基础数据库，在GIS平台上开发了城市环境地理信息系统、重点流域水资源管理、环境污染应急预警预报系统等，取得了显著的成效。下面将结合实例分别阐述GIS技术在环保领域的应用情况。
3.2.3.1 应用GIS制作环境专题图
环境制图是环境科学研究的基本工具和手段。与传统的、周期长、更新慢的手工制图方式相比，利用GIS建立起地图数据库，可以达到一次投入、多次产出的效果。它不仅可以为用户输出全要素地形图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题图，如污染源分布图、大气质量功能区划图等等。GIS的制图方法比传统的人工绘图方法要灵活得多，在基础电子地图上，通过加入相关的专题数据就可迅速制作出各种高质量的环境专题地图。可以根据实际需要从符号和颜色库中选择图件，使之更好地突出专题效果和特性。
3.2.3.2 应用GIS建立各种环境地理信息系统
各级环保部门在日常管理业务中，需要采集和处理大量的、种类繁多的环境信息。而这些环境信息85%以上与空间位置有关。GIS的强大功能之一是它的空间数据的采集、编辑、处理功能和对空间数据的管理能力。使用GIS，可以建立各种环境空间数据库。例如：污染源空间信息数据库（包括工业、农业、交通等污染源数量、属性和污染源发生的地域范围）、环境质量信息数据库（包括空气、水、噪声等），GIS能够把各种环境信息与其地理位置结合起来进行综合分析与管理，以实现空间数据的输入、查询、分析、输出和管理的可视化。例如，基于GIS平台，厦门市建立了城市环境空间数据库和污染源监测属性数据库，开发了网络化城市环境质量地理信息系统，该系统涵盖了大气、地表水、声学环境的监测信息，以分布图、专题图、三维模型等形式，生动直观地反映环境质量状况。由于采用了因特网的GIS开发技术，该系统可以在Internet/Intranet上运行。
3.2.3.3 GIS应用于环境监测
在环境监测过程中，利用GIS技术可对实时采集的数据进行存储、处理、显示、分析，实现为环境决策提供辅助手段的目的。如广东省以东深流域自然环境地理信息为基础，对东深流域的监测数据进行存储处理，利用GIS技术开发了东深流域水环境管理信息。该系统直观显示和分析东深流域水环境现状、污染源分布、水环境质量评价，追踪污染物来源。可结合数字地图查询历年监测数据及各种统计数据，进行空间分析（如缓冲区查询与分析）、辅助决策（容量计算及污染状况的预测）为流域水环境的科学化管理和决策提供了先进的科学手段。
3.2.3.4 GIS应用于自然生态现状分析
在进行自然生态现状分析过程中，利用GIS可以比较精确地计算水土流失、荒漠化、森林砍伐面积等，客观地评价生态破坏程度和波及的范围，为各级政府进行生态环境综合治理提供科学依据。国家环保总局把GIS技术与遥感技术相结合，对我国西部12省的生态环境现状进行调查，得到了西部地区生态环境的空间分布与空间统计状况、生态环境质量状况和生态环境变化的空间规律特点，为该地区经济的可持续发展与资源环境的可持续利用提供了科学依据。青海省遥感中心将“3S”技术运用到青海湖环湖重点区域调查上，快速查清了该区域土地利用、土地覆盖现状，建立了生态环境数据库和生态环境评价指标体系，为政府规划决策、资源开发、环境保护提供了宝贵资料。
3.2.3.5 GIS应用于环境应急预警预报
建立重大环境污染事故区域预警系统，能够对事故风险源的地理位置及其属性、事故敏感区域位置及其属性进行管理，提供污染事故的大气、河流污染扩散的模拟过程和应急方案。例如，大连市的“重大污染事故区域预警系统”把重大污染事故的多种预测模型与GIS技术相结合，当某一风险源发生事故时提供应急措施、报警信息和救援信息，为重大污染事故应急指挥奠定了基础。上海市应用GIS、RS与GPS技术开发了环保应急热线系统，该系统采用GIS技术进行污染源搜索和定位；将GIS与GPS结合起来，用于出警指挥和导航；用RS技术获取地面信息，解决了GIS基础底图动态更新问题。通过“3S”技术的综合应用，更好地发挥了GIS在环保执法和应急事件中的作用。 3.2.3.6 GIS应用于环境质量评价和环境影响评价
由于GIS能够集成管理与场地密切相关的环境数据，因而也是综合分析评价的有力工具。环境影响评价是对所有的改、扩、建项目可能产生的环境影响进行预测评价，并提出防止和减缓这种影响的对策与措施。利用GIS的空间分析功能，可以综合性地分析建设项目各种数据，帮助确立环境影响评价模型。由于GIS系统具有层的结构，可将不同的环境影响进行计算并叠加。深圳市环境保护研究所已利用GIS技术进行编制环境影响评价报告书和制图。
在区域环境质量现状评价工作中，可将地理信息与大气、土壤、水、噪声等环境要素的监测数据结合在一起，利用GIS软件的空间分析模块，对整个区域的环境质量现状进行客观、全面的评价，以反映出区域中受污染的程度以及空间分布情况。如通过叠加分析，可以提取该区域内大气污染布图、噪声分布图；通过缓冲区分析，可显示污染源影响范围等。
3.2.3.7 GIS应用于水环境管理
水环境信息具有明显的空间属性和层次属性，利用GIS可以更加明确地揭示不同区域的水环境状况，反映水体环境质量在空间上的变化趋势。可以更加直观地反映如污染源、排污口、监测断面等环境要素的空间分布。利用GIS还可以进行污染源预测、水质预测、水环境容量计算、污染物削减量的分配等，以表格和图形的方式为水环境管理决策提供多方位、多形式的支持。目前，全国各省环保局正在使用GIS软件进行各省水环境功能区划汇总工作，在此基础上，进一步开发水环境功能区管理信息系统，实现水环境数据查询、水质评价、统计分析、水质预测等功能，将各种水环境信息以可视化的方式表达，对水环境的科学管理将具有非常重要的意义。
地理信息系统近年来发展迅速，尤其是“3S”集成技术的出现，使我国的环境地理信息系统开发与应用迈上新的台阶。随着国家环境地理信息系统的建立和100城市日援项目的实施，GIS技术必将在环境保护领域得到更广泛的应用。 3.2.4 GIS技术在环境保护中的优势
城市环境地理信息系统对环境管理中的各种专业实施强有力的分类管理，提供丰富快捷的查询、分析和统计功能，还具备环境监测、环境评价等多种功能。并可打印各个环节产生的数据或图表，从而使管理更加方便。
3.2.4.1 污染源信息查询。
包括污染源点定位，多媒体介绍，污染源单项查询，污染源图元属性查询，地方数据库查询，污染信息查询，污染区域查询。实现对污染源的单项信息查询（如工业用水、工业废水、工业能耗、工业固废、工业治理设施）。对监测点的各方面（二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物、一氧化碳、降尘、降水 P H值）污染信息的查询。查询自定义范围（圆形、矩形、任意多边形）内某一年污染源的污染信息。并提供多种直观输出方式。
3.2.4.2 污染源历年统计和分析。
包括筛选企业分析、各污染物排序分析、污染源报告分析、污染源缓冲区分析、污染源区域分析、污染源水系分析、大气环保预测、三维地貌显示、等标负荷分析。对各种污染物进行排序分析，能直观反映各企业的排污严重情况。快速统计污染源废水排放量、废气排放量、废水等标污染负荷、废气等标污染负荷。提供点源模式和面源模式两种分析模型。
3.2.4.3 监测资料分析。
包括污染点位分析、污染等值线分析、大气环境质量状况、污染变化趋势分析、大气质量周报分析、区域噪声地图化分析、道路交通噪声图生成等。系统采用等值线方式分析全区范围的污染情况。提供平面和立体等值线两种分析模式。对大气环境质量按年度分析四季污染（二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物、一氧化碳、降尘、硫酸盐化速率、降水）的变化趋势，并在地图上动态绘制直方图。 3.2.4.4 图形／数据库编辑。
提供污染源常用的编辑功能。完成编辑污染物基本信息，编辑污染物的图形数据。可以保存污染专题图的点文件。
3.3 物联网技术
3.3.1 概述
物联网包含了两个最关键的技术，即RFID和传感器。通过RFID技术实现所有对象的标识，其目的是为了识别；通过传感器实现对象状态的即时了解，其目的是为了感知。从概念上来说，物联网要比传感网大一些，它是继互联网之后的又一次技术革命浪潮，其时代的到来是不可避免的。环境在线监控或者说环保信息化是重要的物联网领域，为了更好地推进环保领域物联网的建设，通过物联网技术手段实现中国污染的有效控制和环境的有效保护。
3.3.2 物联网的定义
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网的定义很简单。物联网就是把所有对象(物品)通过射频识别(RFID)等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理的无漏网。“无漏”是佛教用语，这里的“无漏”是指‘天网恢恢，疏而不漏”，包含比互联网更多、更实、更泛的内容，是互联网向实体对象和虚拟对象的延伸，这种延伸的深度和广度前所未有。 把物联网定义进行拓展，便涉及了物联网的简单原理。物联网就是在互联网的基础上，利用RFID、传感、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的无漏网。在这个无漏网中，对象(物品)能够彼此进行‘交流”，而无须人的干预，其原理是利用RFID等传感技术，通过互联网实现对象(物品)的自动识别和信息的共享。
物联网就是指通过诸如射频识别装置、红外感应器、GPS(全球定位系统)、激光扫描仪等各种信息传感设备，按约定的协议，将任何对象与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络。
那么物联网有怎样的表现形态和存在形式呢?形象的说，有了物联网，当司机驾驶中出现误操作时，汽车会自动报警，公文包会提醒主人忘带了什么东西，衣服会告诉洗衣机其对颜色和水温的要求，排放口会对污染物超标发出告警等等。具体来说，物联网就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、工厂排放口、大气监测点、流域断面、水库浮台、生态监测点、大坝、供水系统、油气管道等人们日常工作、生活、娱乐、学习、活动的各种对象(物体)中，然后将它们与互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的融合。
3.3.3 环境在线监控与物联网
1997年起步试验、1999年环保总局第一次在全国开始推广的环境在线监控系统是物联网的最早探索和实践，而2008年环保部第二次在全国31个省／自治区／直辖市、6个督查中心和333个地级市部署的国控污染源在线监控系统是物联网在环保领域的规模建设和行业级实践。环保总局环监发(1999)216号文、环监发(1999)220号文、环监发(2000)33号文和环监发(2000)44号文，环保部环函(2009)17号文、环函(2009)32号文、环办(2009)79号文和环发(2009)88号文，以及Hi／T212-2005污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准和HJ／T 352—2007污染源自动监控信息传输、交换技术规范等，说明环保部是最早开始物联网探索和实践并大力推进的单位之一。 图1是基于某级环保局的环保系统逻辑框架，适合于县地市、省／自治区／直辖市／督查中心环保局环境在线监控网建设，是环境在线监控网的核心结构，具有普适性。该框架包含了环境在线监控乃至环保信息化的全部内容，其中污染源监测数据走内网，环境质量数据处理后走外网(即Internet互联网)，公开向市民发布地表水质量类别和空气质量等级的环境质量信息。
图2给出了全国三级环境在线监控互联互通的结构框架(源自环保部《污染源监控中心建设标准(暂行)》编制说明)，该结构框架规定了原始数据的流向和数据交换的方式，环保部就是按此结构框架在全国31个省／自治区／直辖市、6个督查中心和333个地级市进行部署。 国家级国家级监控中心原始数据本地局域网连接信息中心原始原始数据本级应用政务外网数据省级省级监控中心原始数据本地局域网连接信息中心原始原始数据本级应用政务外网数据地市级低市级监控中心原始数据本地局域网连接信息中心原始数据本级应用原始数据GPRS\CDMA或有线传输企业端监控设备监控设备监控设备图2 环境在线监控互联互通 由此可以发现，环境在线监控中的通信服务器就是环境在线监控的中枢神经系统；数采仪相当于RFID节点，分配给数采仪的MN号(14位)相当于EPC电子标签；各种在线监测仪器大多为化学传感器，而最常用的流量计则是超声波传感器；污染物超标会自动报警(中心警报响起，手机接到警报信息)，排放总量用尽会自动关掉正常排放闸门，并开启倒灌闸门，相当于物联网中对象的“开口说话”、告警和智能自动处理。
从物联网的精确定义和环境在线监控的内涵分析，可以严谨的说，目前环保部在全国开展的环境在线监控网是严格意义上的物联网，如果考虑应用规模的话，精准的说，环境在线监控网是领域物联网。科学技术是第一生产力，也是管理力的一部分。按照生产力决定生产关系的原理，在物联网时代即将到来的新～轮产业革命背景之下，环境在线监控等技术手段的应用不仅会改变“废气靠看、废水靠闻、噪声靠听”的落后监管局面，也将会对环境管理理念、方法、体制、机制的变革形成推动力量。
3.3.4 物联网的发展与环保信息化建设
物联网的发展将使人们迎来物联网的时代，而环境在线监控或者说环保信息化已经完成了两个梯次的推进：第一梯次的推进发生在1999年，当时环保总局几乎没投钱，这一梯次算是科普了一次，积累了经验，获得了教训，第二梯次的推进发生在2008年，目前尚未完成，环保部投了20个亿，地方配套超过80个亿，这一次共识多了，规模大了，噪声少了，但仍有风险，有坎要过，有台阶要上。形势所迫，大势所趋，作为最重要的领域物联网之一的环境在线监控网或者说环保信息化有必要巧借物联网“东风’作第三梯次的推进。信息化不可能一蹴而就，环保信息化更难，尤其需要推进的梯次性。第三梯次的时间拟应选在2010年，办法是投资、考核和创新，推进的内容就是按照物联网的体系结构重新梳理环境在线监控和环保信息化，把物联网的最新技术用到环境在线监控中来，建立运维体系，实施运维外包，把网(金环网)铺起来，把数据拉起来(实现三级数据贯通)，把环境在线监控的规模做起来，筑就环保信息化“大龙”。 3.4 云计算
3.4.1 云计算概述
3.4.1.1 云计算基本概念
根据美国国家标准与技术研究院(NIST)的定义，云计算能以按需方式、通过网络、方便的访问云系统的可配置计算资源共享池(如网络、服务器、存储、应用程序和服务)。同时它以最少的管理开销及最少的供应商的交互，迅速配置提供或释放资源。由此可见，云计算是一种可以随时按需调用的虚拟化的资源池，这些资源池可以根据负载动态重新配置，以达到最优化使用的目的。
云计算领域中许多技术并不是最新的概念，但云计算将他们整合起来使得最初只具有实验性质或只在某些特定领域使用的技术被广泛使用。普遍认为，云计算是由分布式计算(Distributed Computing)，并行处理(Parallel Computing)，网格计算(Grid Computing)发展来的，是一种新兴的计算模型。
分布式计算就是将一个需要非常大的计算能力才能解决的问题分成许多小部分，交由不同的计算机进行处理，最后汇总各个结果，得到最终结果.通过分布式计算，可以实现稀缺资源的共享、实现负载均衡。
并行处理是计算机系统中能同时执行两个或更多个处理机的一种计算方法。处理机可同时工作于同一程序的不同方面。并行处理的主要目的是节省大型和复杂问题的解决时间。
网格计算是是分布式计算的一种，它利用网络把分散在不同地理位置的计算机组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台参与计算的计算机就是一个“节点”，而整个计算是由成千上万的“节点”组成的“一张网格”，所以这种计算方式叫网格计算。网格计算能增强数据处理能力，充分利用网络上的闲置处理能力。
云计算充分借鉴了分布式计算、并行处理、网格计算的技术优势和先进思想，但是云计算更强调根据工作负载的大小、动态的分配系统资源，部署于云计算平台上的应用需要适应资源的变化并及时做出响应。同时云计算强调大规模资源池共享，通过分享提高资源复用率，提高效率。
3.4.1.2 云计算的服务方式
云计算的主要服务类型主要有以下三种：
(1) IaaS，Infrastructure-as-a-Servic 基础设施即服务，即把最基本的计算资源、存贮资源、网络资源，用虚拟化的方法以租用方式提供给客户。
(2) PaaS， Plartform-as-a-Service平台即服务，把开发、部署应用环境作为服务来提供。
(3) SaaS， Software-as-a-Service 软件即服务，通过互联网，为用户提供软件及应用程序的服务。
这三种服务类型的界线和区别并不十分清晰，它们之间存在很多交叉。他们的共性都是采取外包的方式，减轻信息化负担，降低管理、维护成本。他们的区别主要体现在： (1)用户角度， IaaS 面向的是基础设施的使用者， PaaS 面向的是应用程序的开发者， SaaS 面向的是应用程序的最终使用用户； (2)技术角度，它们并不是简单的继承关系(SaaS 基于PaaS，而PaaS 基于IaaS)， SaaS 可以是基于PaaS 或者直接部署于IaaS 之上，PaaS 可以构建于IaaS 之上，也可以直接构建在物理资源之上。
3.4.1.3 云计算的特点
(1) 整合资源，按需服务。云计算将资源以共享资源池的方式统一管理，根据应用所需的计算与存储资源，自动分配资源，动态供给，形成资源统一高效的 调配服务机制。
(2) 将服务器、存储等基础设施统一管理与调配，通过多节点冗余使应用获得高可用性。 (3) 具备并行分布式处理能力和任务调度机制，可以提供大规模服务能力。 (4) 云计算不针对某一特定的应用需求，可以同时为多个应用提供服务，并可以根据需求的不同灵活伸缩扩展，能及时满足用户和应用的需求。
3.4.1.4 云计算应用现状
目前，在学术界和工业界的共同推动之下，云计算及其应用呈现迅速增长的趋势。互联网最大的在线零售商Amazon 在公司内部建设了大规模云计算平台，称其为弹性计算云(Elastic Compute Cloud，简称EC2)。弹性计算云提供了一个虚拟的集群环境，用户通过SOAP over HTTPS 协议与云内部的实例进行交互。
Google 公司通过Google File System 分布式文件系统，针对Google 应用程序的特点提出的MapReduce编程模式，分布式的锁机制Chubby 以及Google 开发的模型简化的大规模分布式数据库BigTable 构建了自己的云计算平台。目前，该云计算平台已经为Google搜索服务及其他相关应用提供服务。
IBM 的“蓝云”计算平台基于IBM Almaden 研究中心的云基础架构，支持开放标准与开放源代码软件。中国工程院张尧学院士于2004 年前后提出的透明计算也体现了云计算资源池动态构建、虚拟化、用户透明等特点。
此外，各国政府也在大力推行云计算。美国联邦政府发布的Apps.gov 网站，让各个联邦机构可以浏览及购买以云为主的IT服务，该平台上提供许多IT服务业者，整合了商业、社交媒体、生产力应用与云端IT服务。 2010 年，美国政府将云计算纳入了政府规划与架构中，资助了众多试点项目，包括中央认证、目标架构与安全、隐私以及采购相关内容。
日本政府正在建设的“Kasumigaseki Cloud”将把政府所有的IT 系统统一到单一的云基础环境，用以提高政府运用效率、降低运营成本。在我国，无锡、东营、北京、山东、重庆等地政府也纷纷开展了云计算的相关建设工作，并逐级成为了我国云计算产业发展的基础性力量。 3.4.2 云计算在环保行业应用体系架构研究
多年来，我国积极实施可持续发展战略，将环境保护放在重要的战略位置，不断加大解决环境问题的力度，取得了明显成效。但由于产业结构和布局仍不尽合理，污染防治水平仍然较低，环境监管制度尚不完善等原因，环境保护形势依然十分严峻。中共中央政治局常委、国务院副总理李克强在第七次全国环境保护大会上强调：“环境是重要的发展资源，良好环境本身就是稀缺资源，要全面贯彻落实中央经济工作会议精神，按照„十二五‟发展主题主线的要求，坚持在发展中保护、在保护中发展，推动经济转型，提升生活质量，为经济长期平稳较快发展固本强基，为人民群众提供水清天蓝地干净的宜居安康环境。”
“十二五”期间，我国将始终为深入贯彻落实科学发展观，加快推动经济发展方式转变，提高生态文明建设水平。近年来，为提高环境保护工作的信息化水平，实现“信息强环保”的战略目标，全国环境保护系统实行了众多重大信息化建设工程，为实现“数字环保”奠定了良好的基础，但随着信息化的不断发展，环保系统涉及的信息化系统日益庞大，每个信息化系统都是在不同阶段、不同地点、不同技术体系、由不同承建单位来实施建设的，这种建设模式的弊端日益呈现：
(1)信息资源分配不均、共享率低、无法承担大负载应用
现有的信息化建设主要采用“烟囱式”独立建设模式，即为每个单一的应用建立从底至上的一整套信息化资源体系，每个应用都独占基础物理设施、软件设施，且为了保证每个应用都能在服务峰值期提供一定质量的服务，在设计、建设时需要设置大量的冗余。很多应用在峰值期、闲置期和正常使用期差距巨大，如一个年报系统，在每年1-3 月份的峰值期超负荷运行，同时有3000-4000 用户同时进行业务办理，经常性造成系统响应慢甚至服务宕机，但在闲置期同时经常只有10 个以下用户进行浏览、查询、统计汇总等操作，这种缺乏弹性的资源分配模式造成了资源的极大浪费，也造成了系统可用性的下降。
(2) 建设成本、管理成本高 传统的烟囱式建设模式也提高了应用系统在建设时的成本，且由于很多设备在应用时存在差异，系统运行管理人员在进行日常运行维护时需要针对不同设备进行不同的管理，在环保信息行业目前专业技术人员不足的情况下，运维人员压力巨大；一些分布式系统需要各节点的维护人员协同配合，工作效率低下，系统运行调整的及时性、完整性得不到保障。由于缺乏弹性管理机制，所有的应用一旦上线就必须做到24小时全设备不间断运行，电能消耗巨大，不利于节能减排，并且需要占用大量的机房空间，导致需要不断的扩展机房面积，采购相关机房设施。
(3) 扩展能力较差
随着业务的不断发展变化，信息系统也需要不断的进行调整和扩展，甚至需要为不同的用户建立个性化的服务模式。传统的建设模式下，每一种个性化服务都是一个单独的应用，不能进行通用性服务的共享，需要进行大量的重复性建设，制约了新业务的扩展。
3.4.2.1 环保行业云计算模型的总体构建
按照云计算的服务范围来看，云计算平台可以分为公有云和私有云两类。公有云服务指的是用户通过互联网从第三方供应商获取云计算服务；私有云则是在组织内部提供云计算服务，只供组织内部使用而不对外开放，由云的拥有者进行管理和维护。私有云是为满足一个特定组织机构需要而建的，它可以对数据、安全、服务质量提供有效控制。
在环保行业内部建立私有云平台可以对行业内部的敏感信息进行有效的保护并在行业内进行最广泛的共享，最大限度的提高数据资源的利用效率；私有云可以充分利用现有的软硬件资源，保护原有投资；私有云一般建立在防火墙内，可以保护行业内现有的IT运维工作。
云计算可以按需弹性的提供服务，结合SOA 思想、环保行业信息化发展现状以及目前各大云计算服务提供商的技术经验，该私有云计算模型共分为四层： 第一层为基础设施层，对应云计算中的IaaS(基础设施即服务)，是将包括主机、存储设备、网络及其他软硬件设施进行分布式集群、抽象化和虚拟化处理，将其虚拟化集群到一起，将异构的信息资源整合成相同类型的资源池构成整个云计算与云服务的基础设施，并在此基础上形成基础设施云，提供可供调用的数据资源管理、计算服务、存储管理、备份管理、网络服务等云服务。
第二层为云计算管理中间件，是整个云计算体系中的核心管理模块，负责对云计算的资源进行管理，并对众多应用任务进行调度，管理协调整个服务系统，使资源能够高效、安全地为应用提供服务，该模块由用户管理、程序管理、资源管理、安全管理等部分构成。其中资源管理负责均衡地使用云资源节点；映像管理负责完成用户任务映象的部署和管理；故障管理负责检测节点故障并试图恢复或屏蔽，并对资源的使用情况进行监视统计；用户管理负责对使用云计算平台的用户和应用进行统一创建、识别和认证；安全管理保障云计算设施的整体安全，包括综合防护和安全审计等。
第三层是平台层，对应云计算中的PaaS(平台即服务)，通过对现有应用支撑平台的“云”化，在基础设施层之上提供统一的平台化支撑服务。运用SOA 思想，将云计算能力封装成标准的WebService 服务，并纳入到SOA 体系进行管理和使用。
第四层是交付软件层，对应云计算中的SaaS(软件即服务)，将应用软件统一部署在服务器上，是整个云计算平台对外提供的终端服务，应用系统通过应用部署模式和底层的变化，在云架构下实现灵活的扩展和管理。环保系统内用户通过软件即服务的方式从“云”中获得所需要的服务，主要包括总量减排、环境监测、环境监察、建设项目管理、环境统计、自然生态等环保重点领域。研发工作人员可以通过使用云计算平台拥有的应用程序接口、WebService 服务以及可以使用平台运行环境去进行相关的业务应用系统建设。
3.4.2.2 环保行业的PaaS 建设
整个环保云技术架构将作为环保系统的私有云形式构建，所有的基础设施(IaaS)均构建在环境保护业务专网上，与互联网实行逻辑隔离，所有的用户必须通过CA 系统进行认证后才能访问。环境保护业务专网覆盖国家、省、市、区县四级环境保护管理机构及直属单位、派出机构。
PaaS 是环保云计算平台的核心部分，通过PaaS 的建设，实现对环境保护业务和信息技术的双重支撑。该层主要包括环保应用开发云、环保公共资源云和环保重点业务逻辑云。
环保应用开发云是统一的开发、集成、运行平台，通过构建适应于环保系统的、通用的身份认证管理、流程管理、报表管理、权限管理、数据处理模型对原有系统进行集成、为新建系统提供统一开发运行环境，最终达到统一开发规范、统一集成规范、统一权限管理、统一运行环境的目的。
环保公共资源云为业务协同和数据处理提供统一的数据标准支撑体系，通过建立水质监测信息、大气监测信息、固体废物、噪声等行业标准信息、重点污染源等环境基础资源、环保行业分类代码、产业代码、流域水系代码等基础代码信息，统一数据源头，规范数据使用。
环保重点业务逻辑云中包含了覆盖主要污染物总量减排、建设项目环境保护管理、环境统计、城市环境整治、水环境综合管理等多项环境保护领域重点工作的业务逻辑。主要包括以下内容：
主要污染物总量减排组件支持主要污染物总量指标的核查核算，通过对宏观经济指标、重点行业全口径数据、环境统计数据、排放强度系数等的综合计算，核定COD、SO
2、氨氮、氮氧化物4 种主要污染物的排放量、新增量及消减量，为我国污染物总量减排提供数据支撑及理论依据。
建设项目环境保护管理云包括支持建设项目环境影响评价、竣工验收管理、项目延时变更等多项业务的8 个业务组件，通过组件间的组合、调用，形成了覆盖建设项目环境保护管理全流程的业务应用服务。 环境统计云针对环境统计报表制度，支持每年环境统计数据的填报、审核与汇总统计，实施范围包括工业、农业、集中式污染治理设施、城镇生活4 大领域，近2 万家调查对象，采取逐级上报、分级审批，分为年报和季报。
城市环境整治云中共设定了包括环境质量、污染控制、环境建设、环境管理在内的16 项指标及40 张基础数据清单，为全国600 多个城市的环境综合整治提供数据审核、计算、分析汇总等多项功能。
水环境综合管理云为全国饮用水、地下水、地表水、重点流域、湖泊水库等水环境对象的管理提供服务，为水环境现状调查、水环境动态监管等业务工作提供技术支撑。
通过建设具有共享性的业务逻辑云，能够为环境保护业务提供基础的业务支撑能力，实现资源的有效利用和共享，并实现业务间的协同处理和交叉管理。
3.4.2.3 PaaS 利用模式
在部级统一提供云计算PaaS 服务，并由相关承建单位负责进行平台的定制开发和运行维护，部级或省级及以下环保部门通过调用PaaS 服务进行二次开发，并将应用系统统一部署在云计算平台之上，由PaaS 开发商统一负责其他应用系统承建单位的培训和技术指导，并负责收集改进意见，对平台进行完善。
3.4.3 云计算平台应用效果分析
3.4.3.1 实现资源整合共享
通过将现有环境保护业务信息化系统转移到云计算平台，将原有分散的、各成体系的应用统一到通用云计算平台，从底层上实现各系统间的系统集成、资源共享，从而打破不同部门间各成体系的信息化结构，促进原本纵向独立的信息化系统向横、纵相间的网格式信息化体系转变，通过对基础信息化资源的集中管理、统一分配，实现数据资源的统一存储、统一维护、统一管理，打破数据共享壁垒，消除“信息孤岛”，实现数据整合，为建立环保数据资源中心奠定技术基础。 3.4.3.2 促进信息化建设模式的转变
云计算平台既可集成改造传统系统，为已有业务系统的发展和进化提供多种技术模式。同时，它也能够培育新生系统，为新生业务系统提供核心的系统架构及共享资源。在进行新业务系统建设时，充分利用云计算平台资源共享、弹性分配的特点，整合现有基础软硬件资源，实现基础软硬件资源的科学、有效管理，大幅提高资源利用率，降低系统冗余，减少信息化基础设施投入；云计算平台为应用提供统一的应用开发环境和共享数据资源，建立能够随着业务变化能快速进行开发、测试以及部署的支撑环境，大大缩短业务系统的建设周期和成本，能够形成快捷、高效的一体化建设模式，实现资源动态的扩展和伸缩，并且采取数据多副本容错、计算节点互换等措施保障服务的高可靠性。
3.4.3.3 提升信息化队伍的能力
目前环境信息机构能力建设初步形成了国家、省、地市级信息中心的机构体系，直接为各级环境保护管理部门提供信息支持。但部分地区信息化投入不足，缺乏系统建设资金和后期运行维护投入，无法发挥信息化对环境管理工作的支持和辅助作用。通过云计算平台的建设，各地、各级环境保护部门可以充分利用云计算平台提供的资源，开展适应本地区业务特点的信息化建设，以较小的代价迅速提高信息化工作水平。
同时，云计算平台统一的体系结构也更有利于进行大范围的系统培训，提高各地信息化工作人员的业务水平，带到信息队伍的发展。
3.4.4 在环保行业应用云计算的实施策略
在将现有信息化体系向云计算平台迁移时，应注意以下几个方面： 3.4.4.1 全面考虑、统筹规划.在建设环保云计算平台时，应将其作为全国环保系统信息化的整体策略考虑，做好顶层设计，做好风险评估及应急预案，明确目标和计划，制定科学的工程方法。 3.4.4.2 分步实施，由下至上。
实施云计算初期应该从易到难，由下自上。先在部级建设IaaS平台，在此之上逐步实施PaaS 和SaaS；从非生产系统到生产系统，从非关键业务到关键业务。
3.4.4.3 保障有力，持续改进。
云计算平台在建成后，要建立强有力的保障措施，保证平台安全、稳定、高效的运行，同时，要在使用中持续改进，保证平台的先进性。
4 环保信息化主要业务应用
4.1 环保OA综合业务办公系统
4.1.1 概述
随着信息技术在各行业的普及深入应用，综合业务办公正成为各级环保部门信息化最重要的领域之一。综合业务的特点是集网络硬件、业务系统、资源管理、信息服务于一体，大规模应用网络计算机技术，全方位支持办公、管理决策、信息应用与服务。
本项目的建设能能够消除环保局内部的各类信息孤岛，实现环保各部门、人员之间的信息共享和协同工作，创建一个集成的、统一的、精确运作的协同办公平台和个性门户以提高企事业单位的管理水平和办公效率；同时能够加快政府职能的转变，增强政府管理、决策和公众服务能力，提高行政效能，促进政务公开、信息共享等具有十分重要的意义。结合OA+MIS+GIS的综合信息平台的建设正成为环保现代化和跨越式发展的必由之路。
系统规范了各类业务数据的生产、监理、管理及应用，形成数据共享和交换机制，建立环保信息中心，“数据传输与统计服务”的新模式。
利用FPI应急集成框架构建包含:“外网综合信息服务平台”、“内网综合信息共享平台”，“统一的综合业务管理平台”及其数据库，形成一个统
一、开放的综合信息管理平台。 4.1.2 应用
外网信息发布；综合业务办公、信息共享；内网各系统门户整合；网上申报；
4.1.3 系统功能
4.1.4 系统特色
基于元数据的多元数据集成，实现在多用户、多平台、多数据源环境下数据集成和共享； 成熟的OA协同功能，提供人性化的办公桌面；
“安全令牌（Security Token）”证书验证，实现一站式单点登录； B/S的流程设计器，用户可方便地对工作流程进行可视化设置； 强大的企业在线管理，实现企业在线注册、申报及申报信息查询； “随需应变”的柔性门户框架，保证后续系统扩展升级； 4.2 突发环境事件应急指挥系统
4.2.1 概述
针对当前严峻的环境形势和频发的环境污染事故，建立健全应急机制已迫在眉睫。要迅速建立健全科学有效的环境应急监测和管理体系，建立完备的环境安全信息发布机制。加强信息传输和反馈能力，形成突发环境事件信息的收集与处理体系，加强应急监测能力建设，形成完善地预测、预防和处置突发性污染事故的应急体系。
综合运用有线、无线通信技术、计算机网络技术、地理信息（GIS）系统技术、12359呼叫中心及视频监控技术、GPS全球卫星定位技术等技术手段，建设一个文件、语音、数据、视频、图像传输相结合的，集信息接收（接警）、案件处理、资源管理调度、作战指挥、事后评估于一体的，反应速度快、办事效率高、应变能力强的综合应急指挥调度系统。面对突发性环境污染事故，能够迅速、准确地获取相关污染源详细资料，判断污染物种类、污染源浓度，污染范围及其可能的危害，同时为控制污染蔓延，制定紧急处理措施和救援方案提供正确的信息和依据。
根据空气污染扩散、水污染扩散、污染物浓度分布计算模型，模拟分析污染物扩散，结果以地图的方式显示，直观地预测污染发展趋势，为管理者提供决策参考依据。
系统可集成国内大量的应急硬件产品，GPS 车载终端、无线视频监控、PDA 手机终端、小灵通会商平台、12369 呼叫中心等，保证应急的快速响应和有效处置。
4.2.2 应用
环境应急指挥调度；环境应急监测；环境应急决策；模型预测； 4.2.3 系统功能
4.2.4 系统特色
系统拥有大量的应急数据，保证对事故敏感点周边的决策分析（人口、医院、政府）； 重点风险源厂区采用了 1:1000 的高比例尺地图，清楚决策厂区内救援； 系统自动事故判定上报，为第一时间汇报争取了宝贵时间； 强大的 GIS 辅助分析功能，解决了数据的交融、展现、比对；平台拥有水、气（稳态、瞬时）模型，增强应急辅助决策能力； 结合应急演练，加强环保应急认识和抗风险能力；
结合污染源在线监控、环境质量监控、12369实现预警。
与应急车等便携检测设备联动，实现现场第一手数据及时上报。
4.3 环境监察移动执法系统
4.3.1 概述
环保移动执法系统建立在环保综合业务信息管理系统及自动监控信息系统的基础之上，整合全局污染源管理数据、在线监测数据、环境统计数据、排污收费数据、环境信访数据、环境监察数据及其它执法管理资源，实现现场执法信息和监控中心实时联动，现场查看排口实时排污数据、视频数据以及相关静态信息。实现环境监察工作自动化、信息化，有利于环保部门规范执法流程，加强环境监管，提升执法效能。
集查询、采集、联络、制作文书为一身，文书编号、执法人员姓名、与违法行为对应的法律条款、处罚规定均自动生成，文书用语事先设定，文书全部为印刷体，从而大大提高了执法效率和文书质量，并有利于避免处罚不公。执法人员外出执法检查时，携带便携式打印机到企业现场进行执法检查，发现有违法、违章行为，通过操作移动执法终端即可完成现场执法活动。
4.3.2 应用
移动执法监察；应急监测数据传输；污染管理与收费；污染源数据比对监测；移动办公；
4.3.3 系统功能
