【獨家視角】你真的了解智慧環保嘛
來源：中科宇圖天下科技有限公司 閱讀：6624 更新時間：2014-08-29 17:23
? ? 本文內容選自《宇圖》期刊，由中科宇圖資源環境科學研究院劉銳、謝濤，環境保護部辦公廳信息化辦公室詹志明提供，部分內容已發表于《環境保護與循環經濟》201210。
一、引言
? ? 世界各國智慧城市的建設風起云涌，國內搶奪智慧城市制高點的競爭也如火如荼。與此同時智慧環保、智慧交通、智慧醫療、智慧物流等各細分行業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網的工作進展，發表重要講話，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網的巨大浪潮，2009 年也被稱為“中國物聯網元年”。
? ? “感知環境，智慧環保”是結合物聯網技術對水體水源、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絡化智能環保系統，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、加強環境保護，實現環境與人、經濟乃至整個社會的和諧發展。
二、你了解“智慧環保”的理念嘛
? ? “智慧環保”是在原有“數字環保”的基礎上，借助物聯網技術，把傳感器和裝備嵌入到各種環境監控對象（物體）中，通過超級計算機和云計算將環保領域物聯網整合起來，實現人類社會與環境業務系統的整合，以更加精細和動態的方式實現環境管理和決策的“智慧”。
? ? “智慧環保”的總體架構包括：感知層、傳輸層、智慧層和服務層。通過現有的數字環保平臺，逐步構筑起環保領域的物聯網，推動數字環保向“智慧環保”的轉 變，對提高環境與發展的綜合決策能力，提升環境監管的現代化水平，構建資源節約型、環境友好型社會，實現環境保護的戰略目標具有十分重要意義。
? ? “智慧環保”是數字環保的延伸，它的內涵與數字環保相比有著深刻的變革。主要體現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：數字環保主要是面向環境管理工作，以數據倉庫、地理信息系統、計算機技術等為主要支撐技術，而智慧環保是面向綜合決策，主要以新興的物聯網、云計算、人工智能、數據挖掘、業務模型等技術為支撐。
（2）環保綜合決策側重點：數字環保強調環保決策辦公的無紙化、自動化和數據的采集管理，即更注重計算機、GIS 等信息技術的作用，而智慧環保更加注重智能數據采集、數據挖掘，模型模擬、智能綜合性決策等問題，例如環境形勢分析與預測、環境情景模擬分析、政策模擬分析等。
? ? 智慧環保的價值主要體現在：1）提高工作效率；2）促進環保工作規范化、標準化與自動化；3）促進數據資源共享、系統整合，避免重復建設與“信息孤島”，實現環境信息資源的管理與高效應用；4）有利于實現“環境質量及其變化說的清、污染源排放情況說的清、環境風險說的清”，提高環境監管與應急防范能力；5）提高環境保護綜合決策與服務能力。
三、實現“智慧環保”需要以下幾項關鍵支撐技術
（1）物聯網技術
環保物聯網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、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 信息并與互聯網、無線專網進行交互傳輸信息的一個巨大網絡，能夠實現物與物、物與人的網絡連接、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、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成物聯網。
（2）云計算技術
“云計算” 以服務為特征的一種網絡計算，它以新的業務模式提供高性能/低成本的持續計算和存儲服務，支撐各類信息化應用。
傳統計算機技術和網絡技術的發展融合了云計算
（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“物聯網前端感知、應用時態分析、管理虛擬仿真、多維 GIS空間分析”一體化的 GIS 可視化應用創新模式，將三維 GIS 的發展帶入了多維 GIS 時代。
（4）“天空地”一體化遙感監測技術
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，實現對全球陸地、大氣、海洋等進行立體、實時觀測和動態監測，是未來獲取地球
表面和深部時空信息的重要手段，也是智慧環保獲取基礎數據的重要來源。天空地一體化遙感監測技術是智慧環保實現的重要基礎支撐技術之一。
（5）海量數據挖掘技術
數據挖掘是發現數據中有用模式的過程，通過大量觀測數據的處理來確定數據的趨勢和模式，與傳統數據分析相比，其本質區別在于在無明確假設的前提下挖掘信 息、發現知識，因此具有未知、有效和實用三個特征。海量數據的搜集、強大的多處理器計算機、數據挖掘算法作為支持數據挖掘的基礎技術已逐漸發展成熟。目前
常用的數據挖掘方法包括神經網絡法、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）環境模型模擬技術
地理信息系統與環境模型進行集成應用為環境決策提供技術支持已經成為環境保護決策的重要發展趨勢。環境模型模擬技術的最終目的是要還原一個實際系統的行為特征，模擬其物理原型的數學模型。如 EFDC 水質模型，通過構建多參數有限差分構建三維地表水動力模型，實現河流、湖泊、水庫、濕地系統、河口和海洋等水體的水動力學和水質模擬，從而達到最佳模擬效果，為環境評價和政策制定提供有效決策依據。
四、我國“智慧環保”體系的構建
“智慧環保”是以廣泛準確的多源環境數據獲取能力，快速有效的數據傳輸能力、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境信息化體系，是“測得準、傳得快、搞得清、管得好”的一種狀態。
智慧環保體系架構
自“九五”、“十五”、“十一五”以來，我國環境信息化建設取得成效顯著，表現為基礎網絡建設穩步推進、環保核心業務信息化逐步推進、環境信息化標準規范 體系不斷完善、環境信息與統計能力逐步提高、環保電子政務建設成效顯著等，但是距離智慧環保仍然存在一定差距，表現在于環境信息化標準規范不健全、環境信
息資源缺乏共享機制、環境信息系統整合能力不足、綜合輔助決策能力有待提高、環境信息多源感知能力待提升等方面。實現從數字環保向智慧環保跨越，可從以下 幾個方面進行著手
（1）技術方面：一 是發展物聯網技術，建設實時、自適應進行環境參數感知的感知系統；二是利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術，整合現有信息資源，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境信息處理平臺，為最終實現“智慧環保”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，基礎教育與職業教育相互結合的信息化人才培養體系。同時應進一步探究校企合作培養模式，以信息化項目為依托，培養高級人才、創新型人才和復合型人才。
（3）政策方面：1）加強技術扶持；2）建設相關標準規范，為實現系統整合、資源：共享提供基礎；3）加強“智慧環保”的機制與制度建設。
五、現階段我國“智慧環保”體系建設的主要任務包括
（1）支撐“削減總量”，建立污染源監管與總量減排體系
根據“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據“查得清、摸得準、核得嚴”，應結合強化結構減排、細化工程減排、實化監管減排具體要求，采用信息化技術，應強化污染源監控，完善污染減排信息資源，形成總量減排決策支持能力。具體內容包括：
污染排放全過程監控體系建設、總量減排系統建設、環境管理綜合業務建設。
（2）支撐“改善質量”，建立環境質量監測與評估考核體系
天地一體化的環境應急監控體系：從傳統的地面監測向天地一體化的立體監測轉變是環境監測的發展的必然趨勢。“十二五”期間，應積極響應新的環境質量標準的 發布，重視發展衛星遙感等高科技環境監測手段，深化環境監測工作。提高衛星、航空等遙感數據在環境監測領域應用的深度/廣度。完善環境遙感監測技術體系，提高水、空氣、生態遙感監測能力，初步形成環境監測“天地一體化”格局。
績效評估體系：為適應環境管理從“總量控制管理”階段向“質量管理”階段的轉變，需以環境質量為重要依據，建立環境管理評估考核體系。并通過信息系統支撐環境管理的績效評估，為量化各級環保部門環境管理成效提供信息化支撐。
（3）支撐“防范風險”，建立環境預警與應急體系
近年來，隨著我國經濟的迅猛發展，生產領域不斷拓寬，社會活動強度日益增大，重大環境污染事件頻繁發生。我國各級政府高度重視環境應急管理工作，應全面加 強環境預警與應急體系建設，提升環境風險防范水平、提高環境預警水平以及提升突發環境事故處理水平。具體內容包括：環境風險源管理系統、環境應急管理系
統、核與輻射安全監管系統。
（4）提升管理決策水平，建立環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“智慧環保”體系的五大建議
- 以標準化為綱，促進系統建設規范化
- 以數據流為軸，提高信息資源共享的水平和能力
- 以頂層設計為本，破解業務系統建設偏失
- 以流程規范為重，通過整合與重構推進業務協同
- 以數據挖掘和模型技術為徑，提升綜合決策能力
七、結束語
“智慧環保”是“數字環保”延伸，隨“智慧環保”概念的提出和發展，其內涵與數字環保相比有著深刻變革。“智慧環保”是當代信息技術發展的必然，也為新時 期環境保護科學發展提供了嶄新之路。提高環境與發展的綜合決策能力，實現了“數字環保”向“智慧環保”重大跨越，對構建資源節約型/環境友好型社會，實現環境保護戰略目標具有重要意義。有關“智慧環保”的概念與內涵仍在不斷豐富，其建設模式也在不斷探索中。
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