智慧环保物联网污染源智能监控系统设计方案

1、智慧环保物联网污染源智能监控系统项目建设方案XXXXXX2014年7月目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc394314218 第一章系统建设背景及意义 PAGEREF _Toc394314218 h 1 HYPERLINK l _Toc394314219 1、系统建设背景 PAGEREF _Toc394314219 h 1 HYPERLINK l _Toc394314220 2、系统建设思路 PAGEREF _Toc394314220 h 1 HYPERLINK l _Toc394314221 3、系统应用对象及作用 PAGEREF _Toc394314221

2、h 2 HYPERLINK l _Toc394314222 3.1系统应用对象 PAGEREF _Toc394314222 h 2 HYPERLINK l _Toc394314223 3.2智慧环保的作用 PAGEREF _Toc394314223 h 2 HYPERLINK l _Toc394314224 第二章系统总体设计 PAGEREF _Toc394314224 h 4 HYPERLINK l _Toc394314225 1、系统总体架构 PAGEREF _Toc394314225 h 4 HYPERLINK l _Toc394314226 3.3环保云计算基础设施模式 PAGEREF

3、 _Toc394314226 h 5 HYPERLINK l _Toc394314227 3.4环保云计算的架构层 PAGEREF _Toc394314227 h 6 HYPERLINK l _Toc394314228 4、系统设计原则及依据 PAGEREF _Toc394314228 h 8 HYPERLINK l _Toc394314229 4.1系统设计原则 PAGEREF _Toc394314229 h 8 HYPERLINK l _Toc394314230 4.2系统设计依据 PAGEREF _Toc394314230 h 9 HYPERLINK l _Toc394314231 5、

4、总体框架设计的要点 PAGEREF _Toc394314231 h 10 HYPERLINK l _Toc394314232 5.1建设环境智能监控中心库 PAGEREF _Toc394314232 h 10 HYPERLINK l _Toc394314233 5.2建设“数据共享交换平台”，为跨部门、跨地区统筹协调、协同执法提供基础支撑 PAGEREF _Toc394314233 h 11 HYPERLINK l _Toc394314234 5.3建立自上而下面向不同部门的多级应用体系结构 PAGEREF _Toc394314234 h 11 HYPERLINK l _Toc39431423

5、5 6、项目非功能性设计 PAGEREF _Toc394314235 h 11 HYPERLINK l _Toc394314236 第三章项目建设技术路线设计 PAGEREF _Toc394314236 h 13 HYPERLINK l _Toc394314237 1、 MIS、在线监测和GIS一体化集成技术 PAGEREF _Toc394314237 h 13 HYPERLINK l _Toc394314238 7、 B/S多层分布式技术 PAGEREF _Toc394314238 h 13 HYPERLINK l _Toc394314239 8、中间件技术 PAGEREF _Toc3943

6、14239 h 13 HYPERLINK l _Toc394314240 9、组件化、构件化开发技术 PAGEREF _Toc394314240 h 14 HYPERLINK l _Toc394314241 10、 XML和Web Service技术 PAGEREF _Toc394314241 h 14 HYPERLINK l _Toc394314242 第四章系统建设方案 PAGEREF _Toc394314242 h 15 HYPERLINK l _Toc394314243 1、环保云计算平台建设 PAGEREF _Toc394314243 h 15 HYPERLINK l _Toc394

7、314244 2、环保云数据共享平台建设 PAGEREF _Toc394314244 h 16 HYPERLINK l _Toc394314245 2.1环保云数据资源中心 PAGEREF _Toc394314245 h 17 HYPERLINK l _Toc394314246 2.2云数据交换平台 PAGEREF _Toc394314246 h 17 HYPERLINK l _Toc394314247 3、环保物联网智能监控平台建设 PAGEREF _Toc394314247 h 21 HYPERLINK l _Toc394314248 3.1物联网监控系统 PAGEREF _Toc3943

8、14248 h 21 HYPERLINK l _Toc394314249 3.2智能管理系统 PAGEREF _Toc394314249 h 28 HYPERLINK l _Toc394314250 3.3移动应用系统 PAGEREF _Toc394314250 h 39 HYPERLINK l _Toc394314251 4、环境数据集成服务方案 PAGEREF _Toc394314251 h 46 HYPERLINK l _Toc394314252 4.1环境数据集成标准标准 PAGEREF _Toc394314252 h 46 HYPERLINK l _Toc394314253 4.2环

9、境基础数据 PAGEREF _Toc394314253 h 47 HYPERLINK l _Toc394314254 4.3数据集成 PAGEREF _Toc394314254 h 48 HYPERLINK l _Toc394314255 4.4国发软件数据集成服务 PAGEREF _Toc394314255 h 49 HYPERLINK l _Toc394314256 4.5数据集成方式 PAGEREF _Toc394314256 h 49 HYPERLINK l _Toc394314257 4.6数据采集交换 PAGEREF _Toc394314257 h 50 HYPERLINK l _

10、Toc394314258 4.7基于ETL过程的数据整合 PAGEREF _Toc394314258 h 51 HYPERLINK l _Toc394314259 4.8数据质量校验服务 PAGEREF _Toc394314259 h 54 HYPERLINK l _Toc394314260 第五章售后服务计划 PAGEREF _Toc394314260 h 55 HYPERLINK l _Toc394314261 1、规范化管理 PAGEREF _Toc394314261 h 55 HYPERLINK l _Toc394314262 5、应用软件维护工作的内容 PAGEREF _Toc394

11、314262 h 55 HYPERLINK l _Toc394314263 5.1维护内容 PAGEREF _Toc394314263 h 55 HYPERLINK l _Toc394314264 5.2维护方式 PAGEREF _Toc394314264 h 56 HYPERLINK l _Toc394314265 5.3维护质量保障 PAGEREF _Toc394314265 h 56 HYPERLINK l _Toc394314266 6、售后服务项目 PAGEREF _Toc394314266 h 57 HYPERLINK l _Toc394314267 6.1软件升级服务 PAGER

12、EF _Toc394314267 h 57 HYPERLINK l _Toc394314268 6.2系统定期健康检查、性能调优 PAGEREF _Toc394314268 h 57 HYPERLINK l _Toc394314269 6.3故障响应服务 PAGEREF _Toc394314269 h 57 HYPERLINK l _Toc394314270 6.4培训与研讨服务 PAGEREF _Toc394314270 h 57 HYPERLINK l _Toc394314271 6.5技术资料更新共享 PAGEREF _Toc394314271 h 58 HYPERLINK l _Toc

13、394314272 7、售后服务管理 PAGEREF _Toc394314272 h 58 HYPERLINK l _Toc394314273 第六章项目概算编制 PAGEREF _Toc394314273 h 60 HYPERLINK l _Toc394314274 1、项目总投资概算 PAGEREF _Toc394314274 h 60 HYPERLINK l _Toc394314275 2、软件平台开发概算 PAGEREF _Toc394314275 h 60 HYPERLINK l _Toc394314276 3、平台支撑软件概算 PAGEREF _Toc394314276 h 61系

14、统建设背景及意义系统建设背景坚持环境保护基本国策是全面落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的必然要求。由于环境保护工作头绪繁多、具体问题错综复杂、工作量也非常大，加之我国环境现场执法力量严重不足，整体能力难以适应经济社会发展的需要。因此，环境保护必须依靠科技手段大力提高环保信息化应用水平，不断提高环境监管和环境预警能力，为节能减排和综合决策提供科学数据和有效的环境监管平台。国家发改委表示，“十二五”时期，我国要大力推进物联网、云计算等新一代信息技术产业的发展，全面提高信息化水平，为经济社会发展和重大民生工程建设提供强有力的支撑。而环保信息化则是重要的领域物联网，把握物联网的发展趋势，利用云计算

15、促进环保领域物联网和互联网的智能融合，推进“数字环保”向“智慧环保”转变，从而构建智慧地球。要从根本上促进我国环境保护信息化、现代化的进程，就必须把环境保护工作切实和先进的物联网、云计算、3S等新一代信息技术结合起来，充分运用各种先进感知技术、网络技术及信息技术构筑“更透彻的感知，更安全的互联互通，更深入的智能化”的“智慧环保”物联网体系，实现“监、管、查、控”的统一，从而最大限度地提高中国环保信息化水平和监管执法水平，有效控制和削减排污总量，切实保障“十二五”减排任务如期完成，并以此为载体，进一步探索中国环保新道路。系统建设思路针对我国长期缺乏先进科学的环境监测、监察、监控手段，无法为行政、

16、法律、经济等环境管理手段提供一套权威、科学、客观、公正的依据的现状，为了充分发挥云计算、物联网等先进信息技术在环保领域中的巨大作用，促使中国环保工作实现全面信息化变革，XXXXXX在原有“数字环保”平台基础上，利用物联网技术作为环境感知的应用支撑，云计算作为环保信息化的服务平台，实现无所不在的环境感知监控，把各类污染源信息和环境信息实时采集，建立统一的智能海量数据资源中心，进行数据挖掘、模型建立，从而为监管部门提供总量控制、生态保护、环境执法等服务的数据基础，以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的“智慧”。系统应用对象及作用系统应用对象面向政府部门智慧环保对环保部门提升业务能力提供支持。系

17、统可以实现包括：水污染，空气污染，噪声污染，固废污染，化学品污染，核辐射污染等所有环境信息的全面感知。智慧环保在环境质量监测、污染源监控、环境应急管理、环境信息发布等方面为环保行政部门提供监管手段，提供及时准确的一手数据，提供行政处罚依据，有效提高环保部门的管理效率，提升环境保护效果，解决人员缺乏与监管任务繁重的矛盾，是利用科学技术提高管理水平的典型应用。智慧环保可以实现环保移动办公，还可以提供移动执法，移动公文审批，移动查看污染源监控视频等功能。面向企业智慧环保可以提高企业管理水平，准确掌握企业产生的废水、废气、废渣的排放情况。比如生产线各流程产生的三废排量过高，将影响去污设备的处理效果。智

18、慧环保系统将自动监控三废排放情况，当去污设备无法完成净化工作时，企业可自行停止生产，这样可避免因超标排放或不合格排放所面临的环保部门的罚单。同时，也能承担起企业应有的社会责任。面向公众智慧环保可以很好地满足公众对于环境状况的知情权，公众可通过环境信息门户网站了解当前环境的各种监测指标，公众可以通过环境污染举报与投诉处理平台，向环保部门提出投诉与举报，从而帮助环保部门更加有效地管理违规排污企业，保持环境良好。智慧环保的作用环境监控方面：建立全方位立体监控网络，对水污染源、气污染源、放射源、机动车、水站、气站、噪声站等进行全面的监控，方便、实时、全面的了解环境状况。企业评价方面：可以根据企业的排污

19、状况和环境行为，建立完善的企业信用评价体系，从而加强对企业的管理。执法方面：执法人员在办公室、监控中心、甚至执法现场可随时随地掌握企业实时的排污状况（实时的浓度和某一时间段的总量）、排污设施工况运行情况（直观的视频图像和各类运行参数）、黄标车辆或超标车辆所在的位置。领导可以随时查看执法人员所在的位置和行走的轨迹以及各类执法任务完成的情况。环境管理方面：可以对环境安全和企业的环境风险作出科学的评价，对环境风险高的企业进行预警；可以通过模型和评价体系解决重点城市、区域和流域重大环境管理问题。环境预测预报方面：可以随时了解实时的环境质量（大气环境、水环境、声环境和辐射环境）状况，同时可以对某个区域的

20、环境质量进行预测预报。环境决策方面：可以针对环境质量较差的区域落实限批、停产、关停等环境经济手段；可以准确核算区域环境资源容载能力，为产业结构调整提供科学依据。系统总体设计系统总体架构智慧环保物联网智能监控系统基本架构图如下：图11智慧环保物联网智能监控系统架构图智慧环保物联网智能监控系统总体架构包括：感知层、传输层、智能应用层三部分。感知层基于物联网技术，实现对环境质量、污染源、生态、辐射等环境因素“更透彻的感知”；传输层利用环保专网、电信运营商网络，结合3G、卫星通讯等技术，实现“更全面的互联互通”；智能应用层采用云计算平台进行整合资源，实现环保业务应用系统和信息服务门户资源最大化共享，提

21、供“更智慧的决策”。环保云计算基础设施模式环保云计算基础模式是一个基于云计算的应用程序部署模式，它是环保信息化体系从“数字环保”向“智慧环保”转型的重要标志。环境信息网络系统是环境信息化工作的基础，要继续加大环境信息网络平台建设力度，必须依托环保云计算基础设施模式，将“环保内网”、“环保外网”和“互联网”三个环境信息基础网络平台融合。云计算的部署模式在环境信息网络的基础上，重新定义了环境信息网络系统而对于环保信息化的价值，对于提高网络管理与应用水平，加强网络安全管理具有重要的意义。环保云计算的部署模式采用“混合云”模式，将公有云和私有云两种服务方式的结合，它所提供的服务覆盖“环保内网”、“环保

22、外网”和“互联网”三个环境信息基础网络，各类应用程序及基础设施服务转移到云平台上。混合云有助于提供按需的、外部供应的扩展。用公用云的资源扩充专用云的能力可用来在发生工作负荷快速波动时维持服务水平。图12环保云计算的部署模式环保云计算的架构层环保云计算可描述在从硬件到应用程序的任何传统层级提供的服务。云计算意味着把 IT 基础设施用作一项服务，而且该服务可以是从租用原始硬件到使用第三方 API 的任何事情。实际上，云服务提供商可分为如下三个类别的服务：把软件即服务（Software as a Service）、把平台即服务（Platform as a Service）以及把基础设施即服务（Inf

23、rastructure as a Service）。广州城信所在环保云计算的架构层中提供的服务涉及SaaS、PaaS两大领域，软件即服务（SaaS）应用包括：环境智能监控系统、环保移动执法系统、危险废物动态监管系统、环保综合业务管理系统等十大应用，平台即服务（PaaS）应用包括：环保云数据资源中心、云数据交换平台、地理信息基础平台等五大应用。图13环保云计算层级服务架构1）SaaS（软件即服务）SaaS（软件即服务），它不需要用户将软件产品安装在自己的电脑或服务器上，而是按某种服务水平协议（SLA）直接通过网络向专门的提供商获取自己所需要的、带有相应软件功能的服务。本质上而言，软件即服务就是软

24、件服务提供商为满足环境信息化的某种特定需求而提供给环保部门应用软件的计算能力。2）PaaS（平台即服务）PaaS（平台即服务），是指将一个完整的环境信息资源共享和托管模式，包括环境基础信息、环境数据、数据交换服务和环境地理信息，它都作为一种服务提供给相应的环境信息系统应用。在这种服务模式中，即兼容原有环境信息资源，也可以按需扩展或增加服务内容，任何环境信息应用（软件开发服务商）只需要利用PaaS平台，就能够创建、测试和部署应用和服务，与基于数据中心的平台进行软件开发相比，费用要低得多，这是PaaS的最大价值所在。PaaS关键是降低了环境信息应用系统开发和提供SaaS服务的门槛，而对于已经在提供

25、SaaS服务的提供商而言，PaaS可以帮助部分提供商进行产品多元化和产品定制化服务，让更多的ISV（独立软件开发商）成为其环境信息化平台的客户，从而开发出基于平台的多种SaaS应用，使其成为多元化软件服务供货商。同时，PaaS降低了SaaS应用开发的门槛，提高了开发的效率。3）IaaS（基础设施即服务）IaaS（基础设施即服务），是指环保部门使用云计算技术来远程访问计算资源，这包括计算、存储以及应用虚拟化技术所提供的相关功能。无论是最终用户、SaaS提供商还是PaaS提供商都可以从基础设施服务中获得应用所需的计算能力，但却无需对支持这一计算能力的基础IT软硬件付出相应的原始投资成本。系统设计原

26、则及依据系统设计原则智慧环保物联网智能监控系统是环保信息化建设的重要部分，系统的设计将严格遵循环保部充分利用现代信息技术，加快建设先进的监测预警体系与监督执法体系的要求，充分考虑各级环保局要求，并结合环保部门的业务需求进行具体设计。将系统建成一个高起点,易于扩充、升级、管理和使用的环境智能监控网络。因此，在设计时，我们突出了以下原则：1）统一性原则系统建设之前，必须进行总体规划，统一设计、统一标准、统一建设、统一管理，建立在云计算平台和物联网感知网络的统一应用平台上，各子系统间实现无缝连接，采用统一的数据平台、数据接口，实行统一的数据管理。所有应用子系统将运行于同一个平台上，通过主应用界面（W

27、EB浏览器方式）将各个子系统连接起来，各子系统建立在同一个数据库管理平台上，实现各个系统间的数据共享，实现统一数据管理。2）稳定性与先进性原则信息技术发展日新月异，在系统建设时必须考虑到未来的发展变化，所以在系统设计阶段应该把目标放远一些，在建设的投资力度上要给予保证，从而保证系统在未来5年内不会落后。还要考虑对现有设备和资源的充分利用，尽可能保护原有投资。同时，要保证系统的实用性，根据环保部门的业务需要和信息化总要求进行相关针对性的设计，建立“好用、全面、综合性”的信息系统。3）实用性原则系统将根据环保局的具体工作需要，开发的应用软件将满足环境保护信息管理的实际需求。系统将提供友好的用户界面

28、设计，确保系统功能的直观和容易操作。4）可靠性与安全性原则系统安全可靠运行是整个系统建设的基础。鉴于环保信息的重要性，要求网络系统要有较高的可靠性。另外，要确保稳定的系统运行、正确的数据传输，防止异常情况的发生。系统对重要数据将进行多层保护机制，利用数据数据库管理平台自身的安全机制、数据备份技术、数据加密方法、用户权限机制实现数据的安全性保障。5）经济性与可扩展性原则环保系统的建设要从经济性着眼，在完成系统目标的基础上，尽量减少重复建设，利用现有通讯设备，建立“智慧环保”平台，为以后的二次开发建设留有数据接口。6）继承性原则以应用为需求，强化感知终端能力建设，为环境管理提供智能化服务。新系统将

29、采用标准数据接口技术，系统应用贯穿区级业务链，延伸至镇街环保管理，实现互联互通。并通过一定的技术手段保证环保局原有系统数据的有效性，实现原有系统与新系统的数据共享，充分利用数据资源。7）接入广泛性及接口标准化原则在总体设计中，基于环保物联网应用的开放式体系结构，使系统易于扩充，使相对独立的分系统易于进行组合调整。有适应外界环境变化的能力，即在外界环境改变时，系统可以不作修改或仅作小量修改就能在新环境下运行。系统设计依据现行相关政策及标准规范（1）国家环保部：污染源监控中心建设规范（环函2007241号）（2）国家环保部：污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准（HJ/T 212-2005）（

30、3）国家环保部：环境污染源自动监控信息传输、交换技术规范（试行）（HJ/T 352-2007）（4）国家环保部：国控重点污染源自动监控项目监控现场端建设规范（讨论稿）（5）国家环保部：环境信息系统集成技术规范（征求意见稿）（6）国家环保部：环境数据库设计与运行管理规范（征求意见稿）（7）国家环保部：环境数据库设计与运行管理规范（征求意见稿）（8）国家环保部：环境信息术语（征求意见稿）（9）各级环保部门相关的地方性标准规范软件系统设计依据GB 8567-88 计算机软件产品开发文件编制规范GB 9385-88 计算机软件需求说明编制规范GB/T 17544-1998 信息技术、软件包质量要求和测

31、试，相关国际标准 ISO/IEC 12119:1994GB/T 16260-1996 信息技术软件产品评价质量特性及其使用指南，相关国际标准 ISO/IEC 9126:1991GB/T 16260-1996 信息技术软件产品评价质量特性及其使用指南，相关国际标准 ISO/IEC 9126:1991GB 8567-1988 计算机软件产品开发文件编制指南GB/T 8566-1995 信息技术软件生存期过程GB/T 15532-1995 计算机软件单元测试总体框架设计的要点建设环境智能监控中心库环境监测与环境监理工作“点多、面广、量大”，具有“全方面、全天候、全时制”的特点。要彻底解决环境执法人员

32、不足的问题、节约执法成本、提高监察效能，必须采用自动化、信息化、科学化的高科技手段，建设环境智能监控中心库，加强环境信息资源的共享和利用，从而提高环保数据信息的效率和准确性、权威性，为环保部门提供强有力的环境监管技术支持和决策服务。1、支持各种环境信息数据的接入系统依据各类环境信息数据的特点，应用物联网海量集成技术细化开放数据接口，各类污染源信息和环境信息实时采集，建立统一的智能海量数据资源中心，进行数据挖掘、模型建立，从而为监管部门提供总量控制、生态保护、环境执法等服务的数据基础。2、为多个业务应用提供标准的、统一的共享资源为了确保来自于多个横向政府部门的城市管理相关信息能实现业务数据关联，

33、需要采用统一的数据标准和规范对不同部门的环境数据进行相应的清洗、转换、加载等处理，以保证最终进入环境管理资源中心库的数据是标准的、有效的。3、建设数据资源目录体系，支撑标准化和精细化管理环境感知数据涉及到方方面面，通过数据资源目录体系，基于元数据和信息分类标准，建立环境管理资源中心的数据资源目录服务体系。管理者可清楚地了解数据的层次结构、数据量、数据质量评估、业务数据之间的关联关系和数据规则变化对应用的影响等。4、建立“业务专题库”，支持业务扩展，满足不同业务部门需要环境管理具有复杂性和动态性的特点，涉及多个部门、多地区和多领域，需要处理大量的数据。因此需要考虑面向特定业务的深化应用，以满足后

34、续的不同环保业务部门提出专题的业务应用需求。为此，建立业务专题库，在基础数据的基础上，深化专题属性和数据，满足业务的扩展的需求。建设“数据共享交换平台”，为跨部门、跨地区统筹协调、协同执法提供基础支撑系统智能应用层基于云计算平台进行整合资源，建设环保云计算平台（Iaas）、环保云数据共享平台（PaaS）、智能监控系统（SaaS），三大云应用服务。可实现多个业务应用之间的业务关联互动，支持通过服务接口获取其它政府部门的管理相关数据；或向其它可通过服务接口的注册、发布方便地扩展更多的业务服务；支持通过服务总线实现跨多个执法部门的城市管理统筹协调，为联合执法提供基础技术支撑。建立自上而下面向不同部门

35、的多级应用体系结构系统应用体系建设以“统一规划、统一标准、上下连接，讲求效益、注重应用，面向社会、服务公众，技术先进、成熟可靠”为原则，以“环保物联网”为目标，在覆盖各级环保部门的高速宽带网络上建设应用系统，按照环境感知信息网格化、精细化管理的思路，实现国家环保部、省级环保部门、地市级环保部门，甚至区级、镇街级环保部门的多级应用，使各级环保部门可利用通用环保业务平台灵活地查阅、分析各种环保业务信息，利用专用软件处理各项环保业务。项目非功能性设计本系统将达到以下性能要求：系统可根据操作员的不同权限对用户界面对象设置不同的安全级别，以防止未经授权的访问。采集、传输、处理的数据应准确可靠完整。对传输

36、的数据应有差错控制措施，数据（包括指令）传输、处理和统计出现错误的数据个数应小于十万分之一；在通信线路正常时，通信失败出现的几率应小于1，对远程数据采集的数据捕获率大于99.9；系统基于B/S架构，系统支持多用户同时在线操作，实现系统操作本地化。系统能每天24小时连续不断地工作，且能在99%的时间内正常运作。应用软件应满足系统的实时性要求。系统应具备安全检查功能，保证数据的完整性和保密性。具备完善的系统安全机制，如日志管理功能，能够对每个操作员的每次操作有详细的记录，对每次非法操作产生告警，并能进行追踪调查。对高度机密数据的储存与备份提供安全保护，以防非法进入或摄取。系统应具有一定的实用性和易

37、用性，终端用户界面应通俗易懂，可操作性强，简洁、直观、支持在线帮助，有利于简化操作，并提高工作效率，具有相应的容错手段，操作人员的所有错误操作不影响正常操作的进程及不产生错误结果。系统具有一定的灵活性与可扩展性，环保部门上下级系统，以及横向相关业务系统无缝兼容，同时也要支持各类业务的二次开发，新业务功能的增加或扩充不影响原有业务的正常处理。项目建设技术路线设计MIS、在线监测和GIS一体化集成技术在线监测侧重于环境数据监控，MIS侧重于业务数据资源的管理和行政业务的审批流程处理，GIS侧重于空间数据的管理和分析。为较好的实现系统的建设目标，需要多种技术的综合运用，尤其是将这三项技术有机的结合起

38、来。在设计时应采用MIS、在线监测和GIS一体化集成的设计思想，从数据的组织、软件的功能到界面的表现都将严格贯彻这一思想。系统的图表文办公业务需建立在GIS基础上的，信息资源的管理必须与GIS紧密结合，实现系统业务审批办公自动化、图文互访一体化，图文结合增强了的直观性和可视化表现能力，这对于提高办公的效率、管理的精度与深度和决策支持能力有非常重要的作用。B/S多层分布式技术随着中间件与Web技术的发展，三层或多层分布式应用体系越来越流行。在这种体系结构中，客户机只存放表示层软件，应用逻辑包括事务处理、监控、信息排队、Web服务等采用专门的中间件服务器，后台是数据库。在多层分布式体系中，系统资源

39、被统一管理和使用，用户可以通过门户透明地使用整个系统的资源。本系统需采用多层分布式技术，保障系统具有安全性、稳定性、易维护、快速响应和扩展灵活等特点，基于多层分别式技术的WebGIS技术也具有跨平台、访问范围广、操作简单、易于部署和维护、平衡高效的计算负载等优点。所以，系统采用B/S结构为主，以满足大量用户对系统的信息访问的要求，利用WebGIS技术发布空间信息，满足众多用户对空间信息的访问需求。中间件技术中间件这一概念是在应用架构（Application Architecture）的发展历程中，伴随着三层（3-Tiers）或多层（n-Tiers）结构应运而生的。它是为了解决交易问题、应用逻辑

40、共用问题和松偶合问题，而在客户/表示层和服务器/数据层之间引进了中间层，这就是中间件。中间件处于操作系统软件与用户的应用软件的中间，能够使应用软件相对独立于计算机硬件和操作系统平台，为当今的大型分布式应用搭起了一个标准的平台，把大中型分布式系统和技术组合在一起，实现大中型应用软件系统的集成。中间件也保证了系统的异构性、扩展性和分布运行的可行性。在系统建设过程中，大量采用了中间件技术，最主要的是：具有动态表单技术和复杂业务流程建模的工作流中间件、以队列（Queue）和发布定阅（PUB/SUB）作为消息传输机制的消息中间件。组件化、构件化开发技术软件开发的重用手段从最初的源代码、目标代码、类库（面

41、向对象技术），发展到今天的组件式开发技术。组件是具有某种特定功能的软件模块，它几乎可以完成任何任务。组件以其较高的可重用性产生了一种崭新的软件设计思路，它把硬件以芯片为中心的工艺思想恰如其分地融合于软件的分析、设计和施工之中，组件的构件化就将多个组件组织在一起形成不同的构件，随着构件的积累，利用这些构件开发软件就像搭积木一样容易。构件技术是迄今为止最优秀也是发展最快的一种软件重用技术，它比较彻底地解决了软件开发中存在的重用性、适应性差和周期长等问题。在系统的开发中，采用组件化、构件化的开发技术，通过开发不同的组件、接口和构件，实现软件的重用和快速开发。XML和Web Service技术XML（

42、eXtensible Markup Language，可扩展标识语言）是ISO（国际标准化组织）所制订的SGML（Standard Generalized Markup Language，通用语言标识标准）的一个精简集。它是用于定义其它标识语言的一种元语言，它用于描述信息的各种标识都可以由设计者自行建立，以强化特定专业数据的结构和关联。由于XML具有数据来源的多样性和多种应用的灵活性、柔韧性和适应性，内容与形式的分离，它具有开放的标准，有助于实现数据的标准化、结构化。因此在数据交换和协议描述上有着先天的优势，将系统中将大量采用XML语言来描述信息，并作为数据交换的基本格式。Web 服务是使应用

43、程序可以用与平台无关和与编程语言无关的方式进行相互通信的一项技术。Web 服务是一个软件接口，它描述了一组操作，可以在网络上通过标准化的 XML 消息传递来访问这组操作。它使用基于 XML 语言的协议来描述要执行的操作或者要与另一个 Web 服务交换的数据。一组用这种方式相互作用的 Web 服务在面向服务的体系结构（Service-Oriented Architecture，SOA）中定义了特殊的 Web 服务应用程序。在系统对外提供服务，系统数据的发布与共享可采用Web Service技术，实现数据的共享和异构系统的整合。系统建设方案环保云计算平台建设环保云计算平台是系统基础设施（对硬件、存

44、储、网络等资源进行统一管理），基于互联网的相关服务的软硬资源增加、使用和交付模式，其通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。环保云计算平台属于基础设施即服务（IaaS）服务范畴，云计算的基础设施即服务划分为3个类别：服务器服务、存储服务和网络连接服务。各级环保部门通过电信运营商或IaaS服务商完善的计算机基础设施获得服务，其服务包括提供计算机（物理机和虚拟机）、存储空间、网络连接、负载均衡和防火墙，以及基础的软件服务包括操作系统、数据库系统等资源。智慧环保物联网智能监控系统基于专属的环保云计算平台建设，运行环境为Windows 2008 Server R2及以上高级服务器版，数据库系统

45、为Oracle 10g，网络连接包括高速宽带接入和3G移动网络接入。系统的运行网络结构如下图所示：图11系统总体网络结构图环保云数据共享平台建设环保云数据共享平台属于云计算的平台即服务层（PaaS）次范畴，它是基于环保云数据资源中心、云数据交换平台、地理信息基础平台的软件服务，以SaaS模式提交给用户。系统基于环保云数据共享平台其信息数据的集中管理、交换等服务，从而提高信息系统的效率和性能，加强环保信息决策的实时性。环保云数据资源中心环保云数据资源中心是整个应用系统的数据支撑平台，是各类型的实时采集数据、业务相关数据和空间数据的融合，环境感知采集的数据最终都在数据资源中心实现统一的整合。环保云

46、数据资源中心包含了空间数据库，业务数据库和元数据库三大类。数据资源中心从内容上开看，主要分为监测实时数据中间层，将各种在线信息统一管理，采用基于Oracle的实时数据中间层技术提供存储、访问和维护的接口；环保应用数据库，它覆盖环境管理，环境监察，办公自动化以及应急指挥等环保工作相关的信息管理和维护，环保基础数据将主要管理建设项目，许可证，污染源信息，环境信息以及相应标准信息，和环保应用数据库一样，采用DCI-Torm提供对象化的访问接口；环保空间数据库基于GeoDataBase空间数据模型建立，将基础地理信息，环境专题信息统一管理维护，由GOS空间数据引擎维护和管理；元数据库描述数据中心各个类

47、型数据的基础信息，利用元数据库在类型的属性，关联等方面的表达，将多源数据进行无缝集成。数据中心从过程上看，主要分为数据采集，数据标准化，数据入库，数据共享和交换。数据采集按照实时数据，地理信息数据，环境业务数据相应的标准规范进行；数据标准化将利用成熟的计算机信息系统标准以及环保行业标准，规范数据编码，交换协议，为信息共享提供保证；数据入库将经过规范的信息通过数据访问引擎录入数据库；通过数据交换中心的建立，基于标准接口和协议完成数据的共享和交换。云数据交换平台数据交换内容组成云数据交换平台主要包括四部分的数据资源：基础空间数据资源：包括基础地形、行政区划、航片、路网、POI、环境地理信息等基础空

48、间数据。环境感知数据资源：主要分为环境质量监控数据和污染源在线监控数据两大类环境数据仓库资源：建立以面向环境信息资源为主题数据仓库，将一般信息适当抽象,使用户快速准确地得到所需信息。包括区域环境数据、环境变化趋势等。专题扩展数据资源：为各项专题业务扩展的专题库，例如：综合环境专题数据、规划专题数据、国土专题数据等。图21云数据交换平台内容组成数据交换机制系统在数据管理与共享交换机制上采用两种模式，即：集中模式。按照“适度物理集中，基础资源共享”的原则，将各部门的可共享信息资源统一纳入共享交换服务平台空间数据库，为各部门提供空间数据访问服务。矩阵模式。横向主要解决同级部门之间的数据共享与交换，纵

49、向主要解决上下级部门之间的数据共享与交换。我们将根据各级环保部门业务应用的实际情况，采取不同数据交换机制。与数据的共享交换机制相适应，数据管理也是采取有总有分的方式，即部门之间是各自管理自身的数据，部门内部要实现数据的集中统一管理。2.2.3地理信息基础平台基础地理信息是国家基础性和战略性信息资源，它不仅提供了自然要素和人造物体等的空间位置、形态特征和相关关系，而且也是其它各类与空间相关信息（如各类图形、图像、文本、视频、音频信息）的载体，使人们能够按照地理坐标或空间位置集成、检索、展示所关心的自然、社会、经济、环境信息，并进行空间分布特征、运行状态、变化态势等的分析模拟，辅助规划、管理和决策

50、。环境地理信息基础平台是在国家基础地理信息的基础上，融合了环保信息以及其它相关专题信息。通过建立有效的地理信息共享机制，实现环境地理信息的分级建设、维护与服务共享。即国家级平台维护、管理宏观层面的环境地理信息，省市级平台维护、管理微观层面的环境地理信息，平台间基于环境地理信息服务共享标准和规范，提供服务级共享，实现平台间不同尺度、不同范围环境地理信息的互相调用，从而减少平台间数据库内容的重叠度，打破信息孤岛。图22地理信息基础平台架构地理信息基础平台标准规范体系基于统一技术体系，按照有关国家标准、行业标准、技术规范与质量管理体系，规定或制订环境地理信息平台建设与运行维护所需的技术规范，包括平台

51、总体规范、数据规范、服务规范、应用规范等。（1）总体规范包括环境地理信息共享平台总体性、框架性、基础性的规范，引用国家、行业相关标准，用以明确环境地理信息共享平台的内涵、构成、定位及作用，对环境地理信息共享平台应包含的数据内容、应提供的服务内容、应具备的环境条件（软件、硬件、网络等）、应具备或遵守的安全保密措施等提出要求。（2）数据规范对环境地理信息共享平台的数据进行规定，包括数据的数学基础、数据内容、数据模型、信息编码、属性结构、存储模式等。规定环境地理信息共享平台数据的表达方式，包括各种地图要素可视化表达的符号、注记、颜色、信息负载综合指标和基本要求等。此外，还需制定环境地理信息共享平台数

52、据维护与更新规范，明确数据更新的程序、方式、周期以及历史数据库的存储、管理等方面的要求。（3）服务规范为了实现多级互联，保证各个节点提供的服务能够协同提供统一的服务，需要规定或制定相应的服务技术规范，包括基于服务器缓存的地图服务规范、平台服务元数据信息模型、平台服务的服务质量评价方法、平台服务接口规范、平台用户管理办法、平台服务节点建设基本技术要求等。（4）应用规范制定环境地理信息共享平台用户指南（提供平台服务接口的介绍和使用说明，规定用户注册的内容、技术流程，规定用户认证的方法和流程等）、环境地理信息共享平台用户管理规范（包括用户分类与授权策略，如用户注册、授权、删除、增加、锁定）等。网络支

53、撑环境政府资源网是国家层面建设的办公业务资源网，是广域的涉密网络，网络本身有信道加密机，可以跑保密数据。政府资源网与国家各级政府部门的内网是物理连通的，各级政府部门内网可以采用防火墙和加密机与办公业务资源网逻辑隔离。从内网可以任意获取办公业务资源网上的信息资源。环境地理信息共享平台，主要是面向政府部门，为其提供带密级的、规范的基础地理信息服务和应用接口服务。因此，平台运行在广域的政府资源网中，可以为副省级以上政府部门提供公共的基础地理信息服务，解决平台重复投资重复建设的问题；同时，办公业务资源网为涉密网，解决了基础地理空间数据的安全保密问题。在办公业务资源网中，通过分级建设共享平台和提供标准的

54、接口服务，可以逐步建立一个覆盖全国的、完整的基础地理信息共享环境，并有序实现与专业部门地理信息资源的共建共享。地理信息服务共享以国家基础地理信息数据库为核心，以多源数据的集成为基础，以可视化应用服务为目的，内部建设通用的空间数据管理、空间信息查询、显示和空间分析等服务，并集成地理信息服务接口所提供的各种服务功能，为各种环保专题应用系统提供应用接口或向不同等级用户对象提供相应的地理信息服务。系统采用标准的开放式网络地理信息服务技术路线，基于WMS服务、WFS服务、三维地理信息服务接口，提供用户地图与地理信息相关服务：目录服务：提供基于元数据的目录服务，用于发布管理中心提供的数据描述信息，用户可以

55、调用该接口来实现对管理中心元数据的查询。环保电子地图服务：提供对电子地图地理实体的查询和定位服务，支持二维、三维的动态形式或者静态缓存形式的地图可视化表达。空间数据服务：支持空间数据库的编辑、复制、通过数据抽取下载拷贝，以及对空间数据库的查询操作。地理编码服务：提供各种基于地理编码的查询、检索、和定位服务。空间处理服务：提供基本的空间分析、空间统计方法，可以实现各类地理信息的在线空间分析、空间统计，以统计图表、统计地图、数据表等方式进行展示。影像服务：加载或处理最新影像产品，并进行发布，来为用户尽可能丰富的提供数据。专题制图服务：提供数据选取、叠加、整饰、符号配置、色彩编辑等功能，从而用户能够

56、制作自己的专题图。环保物联网智能监控平台建设物联网监控系统物联网监控系统就是在点线面源的合适点位上安装各种环境监测、监控传感器（包括：自动监测仪器仪表（主要是化学传感器）、数据采集传输仪、FRID传感器等），通过各种通讯信道与环境监控中心的通信服务器相连，实现在线实时通讯，这样传感器感知的点位环境状态就被源源不断地送到环保局，并存储在环保云计算平台的海量数据库服务器上，以供环保信息化各种应用系统使用。物联网监控系统包括污染源自动监控、环境质量自动监控和环境卫星遥感，其中污染源又分为末端在线自动监控和过程在线自动监控，物联网监控系统针对污染源在线监控系统的特点可以将末端在线自动监控和过程在线自动

57、监控数据全部采集至云计算平台，而过程在线监控数据在系统中是以企业生产和治理设施流程图的方式展现，并增加各设施设备之间，以及过程监测数据的联动逻辑设定功能，通过这样的功能设置快速自动预警管理。由环境卫星（宏观，主要用于生态监控）、环境质量自动监控（区域流域，所谓的线源和面源）、污染源自动监控（微观，所谓的点源）三个空间尺度的监控构成天地一体的、立体的、全方位的物联网环境监控体系。物联网监控系统从功能角度划分主要包括污染源在线监控、环境质量监控、应急监控三部分。感知数据接入服务物联网监控系统要接入各类环境感知数据，感知数据接入服务包括数据采集管理、数据存储管理、数据补足管理三部分，将污染源监控、环

58、境质量等感知数据接入数据库，实现状态、浓度、流量、视频、图像、时态、空间等数据的一体化管理及标准化接入。标准管理及扩展管理感知数据接入服务主要负责接收和存储污染源监控、环境质量等各类感知数据。感知数据接入的数据传输标准将基于环保部标准污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准HJT212-2005，并根据各地区环保部门要求进行扩展，与各运营商的数据上报接口实现统一对接。在设计上考虑扩展性，能够无缝扩展将来增加的感知数据的种类。感知数据包括水环境质量自动监测、大气环境质量自动监测、污染源自动监测、治理设施运行状态自动监控等数据。感知数据接入服务面向“智慧环保”的统一数据管理需求，在设计上体现出对

59、各类感知数据、监测数据、监察数据等等的接入需求等，结合智能感知系统建设的需求，规范化设计，满足系统的高扩展要求。环境监测数据采集管理采集系统运行所需要的数据，为各智慧环保各应用系统提供数据保证。系统采集数据类型包括监测和监控数据（包括污染源监测数据、环境质量监测数据、治理设施监控数据等）、监控视频数据（包括视频和现场图像数据）两部分。视频监控数据采集管理通过根据环保部相关标准制定规范化的视频数据采集接口，集成和管理各运营单位的监控视频，包括污染源监控视频、区域环境监控视频等。数据补足管理对缺失的数据进行补足，确保数据完整，补足方式为人工和自动方式。1）人工补足人工每发现系统数据缺乏时，创建新一

60、条“补足要求记录管理”记录，后台程序每天凌晨12点读取补足要求记录数据表，获取到数据缺乏时间段，并统一发起补足请求，数据发送方（运营公司）获取到该请求后，依据指定协议将缺乏数据发送至指定服务器，指定服务器通过接收端根据协议接收数据。保证数据的完整性。2）自动补足系统后台程序每天凌晨12点读取监测数据表进行分析，将监测数据同各个监测点设备进行匹配，获取到未提交数据设备信息，并统一发起补足请求，数据发送方（运营公司）获取到该请求后，依据指定协议将缺乏数据发送至指定服务器，指定服务器通过接收端根据协议接收数据。保证数据的完整性。监控系统主要功能感知数据展示感知监控数据的展示主要将实时监测指标数据、动