随着信息技术的飞速发展，环境监测工作中也越来越多的运用到信息技术，本文分析了环境监测中存在的主要问题和相应的解决方法，并提出了构建环境监测信息管理系统的基本组成和主要特点。
《中国科学信息科学》ScientiaSinicaInformationis(月刊)2009年创刊，目前《中国科学》(中文版)和《SCIENCECHINA》(英文版)各有A～G辑,共14辑：A辑为数学;B辑为化学;C辑为生命科学;D辑为地球科学;E辑为技术科学;F辑为信息科学;G辑为物理学、力学和天文学.从2008年起，均为月刊。
一、信息化技术在环境监测中的应用现状
目前信息技术在环境监测站中的应用尚处在起步阶段,但其高效、准确、便捷的优点已充分显现出来。下面介绍几个主要的应用形式。
(一)数据管理与存储对于各种监测数据(主要是最终数据),通过使用上级部门下发或自行开发的软件进行录入、修改、查询、打印、删除等管理操作和数据备份、恢复等存储操作,将分散、零乱的数据有机的组合存储起来,并使用软件自带的计算、统计和简单分析功能,完成对数据的初级处理。此类应用一改以往手工填制报表、人工汇总数据和查阅纸质表格的传统方式,提高了数据计算的准确性、报表生成的质量和数据检索的效率。
(二)数据共享为实现各科室的数据共享,许多监测站都建立了局域网,将各科室的计算机连接起来,通过文件夹共享、远程控制等方式,使科室之间可以读取、写入和管理共享文件以及其中包含的数据。此类应用不但提高科室间的数据交流效率,还可以在站内基本实现无纸化办公,节省打印输出成本。
(三)数据接收与发送将接收的下级监测部门的数据或本单位录入的数据,生成格式统一的文件,通过Internet、电话拨号或专用线路,向上级监测部门发送,使数据传输的费效比、时效性大大提高,现已逐渐成为监测部门上、下级间远程数据传输的主要方式。此类应用可大大减轻上级部门重复录入数据的工作量,有效降低数据错误率,但因目前我省许多县级环保局存在监测机构不完善、信息技术应用水平低等因素,多数无法完成数据录入、发送工作,所以主要还是由市级监测部门来承担数据汇总和上传任务。
(四)自动监测设备运行和管理近年来,许多城市都在市区安装建立了空气自动监测站,对大气环境进行全天24小时不间断监测,当监测人员需要查看自动站的工作状况、读取监测数据、控制自动站运行时,只要在办公室通过计算机即可对远程的自动监测仪器进行操控。同时,设备的配套软件也可对数据进行统计汇总,生成图表和变化曲线,以便监测人员实时掌握空气质量状况。此类应用是通过计算机设备来控制仪器工作,具有自动化程度、采样精度和工作效率都较高的特点,已逐渐成为目前我国各地、市最主要的城区大气环境监测方法。
(五)环境数据发布当前社会公众的环境意识普通提高,对环境信息的需求也在不断增长,监测部门可以通过网站在互联网上发布最新的空气质量报告和其它环境信息,并提供对过去发布内容的查询。此类应用一般采用自建WEB服务器或租用虚拟主机两种形式来建立网站,定期发布环境数据。
二、当前应用存在的问题和解决方法
(一)应用水平不高,是当前制约信息技术在环境监测工作中应用的主要因素信息技术涵盖的范围很广,专业性、技术性很强,而地、市级监测站往往缺乏专门的计算机人才,致使应用水平停留在较低的层面上,各个部门常常只是一部分人会使用计算机,其主要用途也是文字处理、表格制作、上网查阅资料等一般性操作,计算机应用的潜力没有充分挖掘出来。这就需要领导重视信息技术的应用普及工作,鼓励全体人员除了掌握采样、分析等专业技能外,还应努力学习计算机操作、网络传输、数据库使用等知识并与实际工作结合起来,使信息技术渗透到工作的每一个环节,也为今后环境监测站开展信息化、规范化建设打下良好的基础。
(二)数据计算机处理率低,格式不一致,不利于综合分析处理目前,有些监测站各部门的数据还没有实现计算机管理,仍然沿用传统的纸张数据传送方式,从而增加了数#p#副标题#e#据录入工作量。即使有些部门使用了计算机管理数据,但由于数据都存储在本科室的计算机上,数据的类型、格式、结构、存储方式也不同,虽可以通过内部局域网共享数据,但数据交流却十分困难。例如,监测室将某个监测断面的监测状况数据(温度、流量等)以文本文件的形式存放,而分析室将该断面污染因子的分析结果以DBF表的形式存放,当综合技术室要对该断面的污染状况进行综合分析与计算时,虽可以从局域网上读取到上述两组数据,却无法直接使用,只能人工重新组织数据、录入到自己的文件中,这样既增加了工作量,也降低了效率。对于这类问题,可由某个科室牵头,其它科室共同参与制定一套数据存储格式,统一规定数据文件的文件类型、字段名称、字段类型、字段长度、小数位长度等,要求各科室严格按照统一的格式录入、存储数据,使用时,可通过软件的“导入/导出”功能或直接复制的方式进行数据交流。这种方法虽然提高了电子数据的利用率,提高了效率,但仍存在数据冗余度高(数据可能重复储存在多个科室的计算机内)和数据不一致(当A科室修改了某个项目的数值,B科室却未修改,从而出现两机项目名相同却数值不同的情况)的问题,为从根本上解决问题,可以根据本单位的实际情况,开发一套小型监测数据管理系统来管理各类数据。
(三)网络安全常被忽视在局域网内访问他人共享文件夹的操作非常频繁,一些使用者在设置文件夹共享权限时,往往图一时方便,将访问权限设置为“完全控制”(Window9x)或“Everyone完全控制”(Window2000/XP),甚至将整个硬盘数据全部共享出来,殊不知,这样就等于将数据彻底暴露在局域网内“任人宰割”,他人可不受限制的复制、修改、删除共享文件,使文件处于极不安全的状态下。有些监测站还接入了互联网,致使网络安全形式更加严峻,在不采取有效防范措施的情况下,极易感染病毒、遭黑客侵入,轻则破坏、丢失数据,重则导致涉密数据外泄,引发严重后果。对此,应建立严格的网络安全保密制度;定期检查局域网内共享文件夹的设置权限,发现违规设置的,及时批评纠正,因工作需要确需设置为“完全控制”的,应设为“密码访问”;每台计算机须安装防病毒软件,并定期升级病毒库;接入Internet时应安装防火墙;存放涉密数据的计算机必须与Internet网络物理隔离。
三、构建基于信息化技术的环境监测综合管理系统
随着信息化技术在环境监测的应用领域不断扩大,监测设备也逐步转向信息化和自动化,在普及计算机和具备局域网络的前提下,构建一套环境监测站综合管理系统对站内数据从收集、处理、分析到发布的全过程进行管理,显得尤为必要。下面,结合地、市级环境监测部门工作实际,谈谈该软件系统的基本组成及其主要特点。
(一)系统结构系统可采用B/S(浏览器/服务器)架构,后台数据库使用SQLServer,服务器平台为Window2000Server+IIS5.0,这种方式既不需要安装客户端,也有利于服务器端维护,更可以实现数据的统一存放、降低数据冗余、避免不一致性。
(二)系统组成综合管理系统包括两大部分:例行(常规)监测和污染源监测,以及一些附加功能,系统的组成见下图:
(1)例行(常规)监测管理该子系统专门针对环境监测站常规监测业务,通过数据库和网络技术,管理环境监测站常规监测的整个流程,实现采样、监测、质控的一体化控制。
(2)污染源数据监测管理该子系统针对企业委托监测、污染事故监测、抽查等监测站工作,实现包括填写委托单、分配任务、监测方案、采样记录、分析样品、质量控制、计费、打印监测报告,以及工作量统计和状态查询在内的一整套工作流程的自动化。
(3)监测数据WEB发布在监测站的Intranet/Internet上通过WEB服务器发布监测数据,在Intranet(企业内部网)上发布供环保系统内部人员查询的大气、降水、河流等例行(常规)监测项目各个测点的监测结果;在#p#副标题#e#Internet(国际互联网)上公开发布最新的空气质量日报,并提供对过去空气质量日报的查询,满足公众对环境信息的需求。上述发布内容均由系统自动提取数据发布。
(4)监测数据地图查询采用GIS(地理信息系统)技术、数据库访问技术以及多媒体技术将各种环境信息在地图上形象生动的表现出来,实现环境数据信息的可视化和地理信息分析等功能。地图包括:大气降尘、水质、城市道路噪声监测点位图;水功能区分布图;城市区域噪声网络分布图;污染源分布示意图等。
(三)系统特点
(1)建立起监测站基础数据库及监测业务数据库监测站大量基础数据及业务数据通过系统输入功能、导入功能把所有数据有机的管理起来。无论是业务中间数据(采样、分析、报告等)、汇总统计数据、上报数据等均真实有效地存在数据库中,共同组成监测站最全面的数据库。
(2)业务流程更加透明化对业务全过程进行监控,严格定义各环节负责人、责任承诺时间、审核人、各环节权限控制等,对业务流程进行跟踪管理,使业务流程更加透明化。
(3)节约时间,提高监测业务的工作效率以往业务往来都是通过人工方式,存在信息量大,人员时间安排冲突或人工访问麻烦现象,该系统能快速、准确地自动处理,极大的提高了监测站管理人员的工作效率。
(4)全程数据化,进一步减少管理过程的人为错误因素自动数据处理,数据一次录入全程引用等多种数据处理方式极大提高数据利用率,通过强大权限功能将数据责任化,数据自动初始审核等功能最大限度地减少人为因素。
(5)系统应具有高度的可维护性和可扩充性,能充分适应未来的业务变化,留有二次开发的接口。采用B/S架构,所有操作集成在IE浏览器中,易于用户学习掌握。
四、结语
环境监测综合管理系统综合利用计算机技术、地理信息系统、数据仓库技术和联机分析、Intranet/Internet技术,建立了一个统一的数据平台,实现了监测站全自动的计算机操作管理,极大降低了人员工作量与工作难度,提高了工作效率,把可能存在的失误、纰漏降到最低。
