【独家视角】你真的了解智慧环保嘛
来源：中科宇图天下科技有限公司 阅读：6233 更新时间：2014-08-29 17:23
? ? 本文内容选自《宇图》期刊，由中科宇图资源环境科学研究院刘锐、谢涛，环境保护部办公厅信息化办公室詹志明提供，部分内容已发表于《环境保护与循环经济》201210。
一、引言
? ? 世界各国智慧城市的建设风起云涌，国内抢夺智慧城市制高点的竞争也如火如荼。与此同时智慧环保、智慧交通、智慧医疗、智慧物流等各细分行业也开始了相应的研究，力图将“智慧”技术应用于各个领域。
? ? 2009 年 8 月，温家宝总理在无锡考察物联网的工作进展，发表重要讲话，并确定无锡为“感知中国”中心。自此各地掀起了重新认识无线传感技术和物联网的巨大浪潮，2009 年也被称为“中国物联网元年”。
? ? “感知环境，智慧环保”是结合物联网技术对水体水源、大气、噪声、放射源、废弃物等进行感知、处置与管理，建设成为一个集智能感知能力、智能处理能力和综合管理能力于一体的新一代网络化智能环保系统，达到"测得准、传得快、算得清、管得好"的总体目标，旨在推进污染减排、加强环境保护，实现环境与人、经济乃至整个社会的和谐发展。
二、你了解“智慧环保”的理念嘛
? ? “智慧环保”是在原有“数字环保”的基础上，借助物联网技术，把传感器和装备嵌入到各种环境监控对象（物体）中，通过超级计算机和云计算将环保领域物联网整合起来，实现人类社会与环境业务系统的整合，以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的“智慧”。
? ? “智慧环保”的总体架构包括：感知层、传输层、智慧层和服务层。通过现有的数字环保平台，逐步构筑起环保领域的物联网，推动数字环保向“智慧环保”的转 变，对提高环境与发展的综合决策能力，提升环境监管的现代化水平，构建资源节约型、环境友好型社会，实现环境保护的战略目标具有十分重要意义。
? ? “智慧环保”是数字环保的延伸，它的内涵与数字环保相比有着深刻的变革。主要体现在新型技术支撑手段的应用和面向综合性决策智能化两个方面:
（1）技术支撑体系：数字环保主要是面向环境管理工作，以数据仓库、地理信息系统、计算机技术等为主要支撑技术，而智慧环保是面向综合决策，主要以新兴的物联网、云计算、人工智能、数据挖掘、业务模型等技术为支撑。
（2）环保综合决策侧重点：数字环保强调环保决策办公的无纸化、自动化和数据的采集管理，即更注重计算机、GIS 等信息技术的作用，而智慧环保更加注重智能数据采集、数据挖掘，模型模拟、智能综合性决策等问题，例如环境形势分析与预测、环境情景模拟分析、政策模拟分析等。
? ? 智慧环保的价值主要体现在：1）提高工作效率；2）促进环保工作规范化、标准化与自动化；3）促进数据资源共享、系统整合，避免重复建设与“信息孤岛”，实现环境信息资源的管理与高效应用；4）有利于实现“环境质量及其变化说的清、污染源排放情况说的清、环境风险说的清”，提高环境监管与应急防范能力；5）提高环境保护综合决策与服务能力。
三、实现“智慧环保”需要以下几项关键支撑技术
（1）物联网技术
环保物联网技术是指通过各种传感设备（传感器、射频设备技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描等）采集声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种 信息并与互联网、无线专网进行交互传输信息的一个巨大网络，能够实现物与物、物与人的网络连接、识别、管理和控制。具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电
网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成物联网。
（2）云计算技术
“云计算” 以服务为特征的一种网络计算，它以新的业务模式提供高性能/低成本的持续计算和存储服务，支撑各类信息化应用。
传统计算机技术和网络技术的发展融合了云计算
（3）智能 GIS 技术
采用了多维 GIS 融合技术，将“时间维（Time）、空间维（Space）和仿真（VR）技术”相结合的三维 GIS 平台，真正实现“物联网前端感知、应用时态分析、管理虚拟仿真、多维 GIS空间分析”一体化的 GIS 可视化应用创新模式，将三维 GIS 的发展带入了多维 GIS 时代。
（4）“天空地”一体化遥感监测技术
遥感技术指借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探 测技术，包括主动和被动微波遥感技术、合成的光圈原理联合干涉测量技术、激光雷达技术、传感器技术等。利用包括地面遥感车/气球/飞艇/火箭/人造卫星/航 天飞机和太空观测站等多个观测地球平台相互配合使用，搭载各种用途的传感器，实现对全球陆地、大气、海洋等进行立体、实时观测和动态监测，是未来获取地球
表面和深部时空信息的重要手段，也是智慧环保获取基础数据的重要来源。天空地一体化遥感监测技术是智慧环保实现的重要基础支撑技术之一。
（5）海量数据挖掘技术
数据挖掘是发现数据中有用模式的过程，通过大量观测数据的处理来确定数据的趋势和模式，与传统数据分析相比，其本质区别在于在无明确假设的前提下挖掘信 息、发现知识，因此具有未知、有效和实用三个特征。海量数据的搜集、强大的多处理器计算机、数据挖掘算法作为支持数据挖掘的基础技术已逐渐发展成熟。目前
常用的数据挖掘方法包括神经网络法、遗传算法、决策树方法、粗集方法、覆盖正例排斥反例方法和模糊集方法等。
（6）环境模型模拟技术
地理信息系统与环境模型进行集成应用为环境决策提供技术支持已经成为环境保护决策的重要发展趋势。环境模型模拟技术的最终目的是要还原一个实际系统的行为特征，模拟其物理原型的数学模型。如 EFDC 水质模型，通过构建多参数有限差分构建三维地表水动力模型，实现河流、湖泊、水库、湿地系统、河口和海洋等水体的水动力学和水质模拟，从而达到最佳模拟效果，为环境评价和政策制定提供有效决策依据。
四、我国“智慧环保”体系的构建
“智慧环保”是以广泛准确的多源环境数据获取能力，快速有效的数据传输能力、智能的信息分析处理能力和综合性的辅助决策支撑与管理能力为特点的环境信息化体系，是“测得准、传得快、搞得清、管得好”的一种状态。
智慧环保体系架构
自“九五”、“十五”、“十一五”以来，我国环境信息化建设取得成效显著，表现为基础网络建设稳步推进、环保核心业务信息化逐步推进、环境信息化标准规范 体系不断完善、环境信息与统计能力逐步提高、环保电子政务建设成效显著等，但是距离智慧环保仍然存在一定差距，表现在于环境信息化标准规范不健全、环境信
息资源缺乏共享机制、环境信息系统整合能力不足、综合辅助决策能力有待提高、环境信息多源感知能力待提升等方面。实现从数字环保向智慧环保跨越，可从以下 几个方面进行着手
（1）技术方面：一 是发展物联网技术，建设实时、自适应进行环境参数感知的感知系统；二是利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，整合现有信息资源，建设具有高速计算能
力、海量存储能力和并行处理能力的智能环境信息处理平台，为最终实现“智慧环保”的各项应用服务提供平台支撑与信息服务。
（2）人才方面：构建以学校教育为基础，在职培训为重点，基础教育与职业教育相互结合的信息化人才培养体系。同时应进一步探究校企合作培养模式，以信息化项目为依托，培养高级人才、创新型人才和复合型人才。
（3）政策方面：1）加强技术扶持；2）建设相关标准规范，为实现系统整合、资源：共享提供基础；3）加强“智慧环保”的机制与制度建设。
五、现阶段我国“智慧环保”体系建设的主要任务包括
（1）支撑“削减总量”，建立污染源监管与总量减排体系
根据“十二五”污染减排管理工作的实际需求，为了确保减排污染物数据“查得清、摸得准、核得严”，应结合强化结构减排、细化工程减排、实化监管减排具体要求，采用信息化技术，应强化污染源监控，完善污染减排信息资源，形成总量减排决策支持能力。具体内容包括：
污染排放全过程监控体系建设、总量减排系统建设、环境管理综合业务建设。
（2）支撑“改善质量”，建立环境质量监测与评估考核体系
天地一体化的环境应急监控体系：从传统的地面监测向天地一体化的立体监测转变是环境监测的发展的必然趋势。“十二五”期间，应积极响应新的环境质量标准的 发布，重视发展卫星遥感等高科技环境监测手段，深化环境监测工作。提高卫星、航空等遥感数据在环境监测领域应用的深度/广度。完善环境遥感监测技术体系，提高水、空气、生态遥感监测能力，初步形成环境监测“天地一体化”格局。
绩效评估体系：为适应环境管理从“总量控制管理”阶段向“质量管理”阶段的转变，需以环境质量为重要依据，建立环境管理评估考核体系。并通过信息系统支撑环境管理的绩效评估，为量化各级环保部门环境管理成效提供信息化支撑。
（3）支撑“防范风险”，建立环境预警与应急体系
近年来，随着我国经济的迅猛发展，生产领域不断拓宽，社会活动强度日益增大，重大环境污染事件频繁发生。我国各级政府高度重视环境应急管理工作，应全面加 强环境预警与应急体系建设，提升环境风险防范水平、提高环境预警水平以及提升突发环境事故处理水平。具体内容包括：环境风险源管理系统、环境应急管理系
统、核与辐射安全监管系统。
（4）提升管理决策水平，建立环境信息资源共享与服务体系，其中包括信息共享体系建设和信息服务体系建设。
六、构建“智慧环保”体系的五大建议
- 以标准化为纲，促进系统建设规范化
- 以数据流为轴，提高信息资源共享的水平和能力
- 以顶层设计为本，破解业务系统建设偏失
- 以流程规范为重，通过整合与重构推进业务协同
- 以数据挖掘和模型技术为径，提升综合决策能力
七、结束语
“智慧环保”是“数字环保”延伸，随“智慧环保”概念的提出和发展，其内涵与数字环保相比有着深刻变革。“智慧环保”是当代信息技术发展的必然，也为新时 期环境保护科学发展提供了崭新之路。提高环境与发展的综合决策能力，实现了“数字环保”向“智慧环保”重大跨越，对构建资源节约型/环境友好型社会，实现环境保护战略目标具有重要意义。有关“智慧环保”的概念与内涵仍在不断丰富，其建设模式也在不断探索中。
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