环境保护大数据一体化管理平台建设和运营方案

大数据一体化整体解决方案环境保护大数据一体化管理平台建设方案大数据一体化整体解决方案环境保护大数据一体化管理平台建设方案行业背景​以“信息强环保”为发展目标，借助物联网技术，把感应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，通过大数据分析，构建一个以电子政务、行政许可、环境综合监管、自动监控监测、生态环境综合管理、决策与应急处置、移动监管、基础设施为核心内容的“互联网+环境保护”信息化平台，以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的“智慧”。“感知环境、环境保护”环境保护大数据平台贯彻“物联网+环保”的建设思路,贯穿“全面感知、标准引领、平台支撑、智慧应用”的顶层架构设计，应用物联网手段和技术实时感知环境质量、污染排放、环境业务过程等信息，构建全方位、多层次、全覆盖的生态环境监管网络；通过环保物联产业标准规范的制定，推动环境信息资源高效、精准地传递；基于环境保护云支撑平台，支撑污染源监控、环境预测预报、环境监察、公众参与等环保业务的全程智能，全面提升城市生态环境管理精细化、高效化和智慧化水平。环境保护大数据平台行业背景​以“信息强环保”为发展目标，借助物联网技术，把感2互联网+环境保护大数据解决方案互联网+环境保护大数据解决方案3环境保护大数据一体化管理平台建设和运营方案01建设背景政策引导环境污染环境保护现状分析01建设背景环境保护现状分析5中国环保大数据新兴起步百度上线“全国污染监测地图”，可以在线查看自己所在区域的污染源情况。内蒙古环保厅与联通合作，共同打造内蒙古重污染天气预报预警体系。重庆环保产业投资建设集团以政府、企业和公众为服务对象，探索政府向社会购买环境服务的商业模式。美国政府的环保大数据应用初见成效2009年启用DATA.GOV门户网站，提供所有行政部门大数据，可供再次开发利用。美国环保局（EPA）建设大数据系统，包含了80多万台受环保局监管的大气固定污染源、污水排放源及有害废物产生与处理设施的情况，实现了在全国范围内对污染物的管理。惠普利用其Vertica分析平台（Vertica

Analytics

Platform），对四大洲16个点位高达30TB的生物多样性和气候数据进行了收集、管理和分析，帮助科学家准确掌握全球热带森林的生物多样性丧失情况。DATA.GOV政府门户网站重污染天气预报预警国内外环保大数据应用情况01中国环保大数据新兴起步美国政府的环保大数据应用初见成效DAT62015年7月，习近平总书记明确指出，要推进全国生态环境监测数据联网共享，开展生态环境大数据分析；李克强总理强调，要在环保等重点领域引入大数据监管，主动查究违法违规行为2016年1月，发改委印发《“互联网+”绿色生态三年行动实施方案》，推动互联网与生态文明建设深度融合，完善污染物监测及信息发布系统，形成覆盖主要生态要素的资源环境承载能力动态监测网络，实现生态环境数据的互联互通和开放共享2016年3月，环保部印发了《生态环境大数据建设总体方案》,方案指出要充分运用大数据、云计算等现代信息技术手段,全面提高生态环境保护综合决策、监管治理和公共服务水平，加快转变环境管理方式和工作方式环保行业政策密集出台我国环保行业政策背景01环保行业政策密集出台我国环保行业政策背景017数据来源不全采集设备部署不全各地方建设程度差异数据整合不足系统建设零散各系统之间未打通政府管理决策困难数据管理问题造成政府在监管、执法和决策时没有依据社会和公众的渴望公众希望政府公开环保数据各行各业对数据开放的需求环保必须靠数据来说话当前我国环保行业面临的挑战01数据来源不全采集设备部署不全数据整合不足系统建设零散政府管理8环境保护建设背景01相关政策：2013年将启动首次全国地理国情普查住建部下发“智慧城市”试点通知国家测绘地理信息局关于开展智慧城市时空信息云平台建设试点工作的通知部财政、国土资源部、住建部等十多个部委参与编制的《全国促进城镇化健康发展规划(2011-2020年)》将于今年全国两会前后对外颁布，40万亿投资大戏启幕。大环保概念：

从单纯的环境保护到生态环境，再到生态文明。从广义上讲，生态环境不仅仅是环保局的事，更是市政府、省政府的大事。环境保护建设背景01相关政策：9政策引导：三个说得清01环境监测是环境保护工作的“耳目”、“哨兵”、“尺子”，是政府宏观决策和环境监管的重要基础。2009年2月16日周生贤部长在全国环境监测工作会议上提出实现“三个说得清”。说清环境潜在的风险说清环境质量现状及其变化趋势说清环境污染源状况政策引导：三个说得清01环境监测是环境保护工作的“耳目”、“1002发展需求环境保护内涵体系架构环境保护建设需求02发展需求环境保护建设需求11环境保护发展需求02随着构建资源节约型、环境友好型社会被确定为国民经济与社会发展中长期规划的一项战略任务，国家对环境保护的重视程度日益提高，重点项目和国拨资金逐年增大，在“十一五”期间全国环保信息化建设取得了飞跃式的发展。“十二五”重视力度更为加强。环保系统基础网络建设发展迅速环保应用系统建设力度加强数据资源管理和综合利用能力建设开始启动标准规范编制工作全面展开全国性大型应用系统建设将带动地方环保部门信息化整体推进环境应急系统将陆续进入实质性建设阶段信息资源标准化改造与整合将是环保信息化建设的重点工作环境信息化相关标准建设将不断完善环境信息化领导高度重视需求更为迫切建设百家争鸣公众意识强烈环境保护发展需求02随着构建资源节约型、环境友好型社会被确12环境保护内涵02环境保护内涵021303环境保护建设目标建设目标03环境保护建设目标建设目标14环境保护建设目标03如何“更快速”感知影响城市环境、人体健康、生命安全的实时指标？如何“更全面”感知污染排放、环境污染、应急事故的变化过程？如何“更有效”判定环境监察执法与应急处置工作的执行状态与效果？如何“更智慧”决策重点城市、区域和流域重大环境管理问题？环境保护建设目标03如何“更快速”感知影响城市环境、人体健康1504总体架构与技术路线总体架构技术路线核心技术技术框架04总体架构与技术路线总体架构16环境保护体系架构04环境保护体系架构0417

建设原则顶层设计、应用导向-顶层设计开放-创新应用全面-基础架构灵活开放共享、强化应用-业务创新管理创新

模式创新健全规范、保障安全数据准确性数据一致性数据真实性分步实施、重点突破环境影响评价

环境监测

环境应急

环境信息用数据管理用数据决策用数据服务----参考国家环保部环办厅[2016]23号文建设目标环保大数据----建设原则和建设目标04建设原则顶层设计、应用导向-顶层设计开放开放共享、强化18构建覆盖全省的环保专网组建一张网络省、市、县环保管理工作流程政府-企业执法监管流程优化两级流程环保云平台大数据管理平台大数据应用平台构建三套平台环境在线监控环境污染执法宏观决策研判环保公众服务输出四重应用①②③④

联通公司与环保厅深度合作，将分别从4个方面提升政府环保服务能力！总体建设方案04构建覆盖全省的环保专网组建一张网络省、市、县环保管理工作流程193水环境管理大气环境管理监察执法管理环保云大数据管理大数据应用公众服务应急指挥管理数据采集系统业务库数据服务控件库数据模型数据交换通用计算云高性能计算云视频监控云化工污染管理网络感知水大气大数据建模（环境影响评价）宏观决策存储云化工公安气象交通住建固网+无线+物联网环境监管第三方平台视频监测污染源在线监测环境质量监测化工污染监测公众服务宏观决策执法管理运维管理安全管理政务云上级平台运维与安全外部接口规划旅游数据标准体系总体架构043水大气监察环保云大数据管理大数据应用公众应急数据采集系统业20环境保护技术路线04环境保护技术路线0421方案描述通过专线构建环保专网，连接云-省-市-县建设“两地三中心”，双活云平台+原省环保厅平台，既保护已有投资，也确保平台稳定运行。采用混合云建设模式，前端数据采集以公有云方式接入，后端数据分析、应用以私有云方式提供安全服务。构建环保专网，实现省市互联04方案描述通过专线构建环保专网，连接云-省-市-县构建环保专网22M-HLRM-SMSCM-GGSNMSC/VLRGERANUTRANMGWSGSNSGW业务能力网络层终端感知控制中心专用核心网元物联网管理平台E-UTRAN环保应用化工监测水文监测大气监测公众服务环保执法应急指挥尝试引入基于NB-IoT的环保物联网广覆盖低成本大连接低功耗自动化智能化可视化专用网元+国际领先的物联网管理平台优势NB-IoT方案价值广覆盖比通常2G覆盖增强20dB，可多穿透1-2堵墙，地下和水下信号覆盖有保障；低功耗采集终端可支持5-10年不更换电池。低成本网络结构简单，终端维护便捷。引入世界最新物联网技术---窄带物联网NB-IoT覆盖全省的环保物联网04M-HLRM-SMSCM-GGSNMSC/VLRGERANU23通用应用中间件、核心应用数据库视频监控监测采集虚拟计算资源池历史数据数据库服务实时数据服务视频监控服务服务层资源配置云管理计算资源虚实结合应用服务器采用虚拟机方式，资源复用，可快速扩展；数据库服务器采用物理机方式，确保处理效率，提升系统安全性。存储资源高低搭配视频监控类流数据、监控采集实时数据等采用高性能FC-SAN存储，确保数据的及时处理；通用数据及海量的历史数据采用低价的IP-SAN存储，节约成本。SDN统一调度网络层配置采用先进的SDN管理调度，配合图形化云管理平台资源分配和调度，可实现网络自动化配置，资源快速部署。物理计算资源池存储资源池通用计算资源池CPU:400核内存：3000G高性能计算资源池CPU:200核内存：1500G数据库业务区CPU:100核内存：1200G高性能存储资源池存储：100T通用存储资源池存储：200TSDN管理协同网络层大数据管理平台大数据应用平台基础资源层服务应用层应用层资源监控资源计量基础运维平台网管云运维环保云平台整体架构04通用应用数据库视频监控虚拟计算资源池历史数据数据库服务实时数24云灾备云迁移云安全新建环保云平台X淘汰利旧利旧原有资源,组建异构云业务系统业务系统迁移对于X86业务平台，采用P2V方式迁移。对于小机系统，建议重新部署方式数据库系统虚拟机系统在线存储文件系统其它业务系统……业务系统FC/IPSAN定期及实时自动备份在线存储虚拟机系统省云A省云B应用服务器P3-P4级灾备（应用级、异地级）：如执法系统、在线监控等关键服务；P1-P2级灾备（数据级冷同步、实时同步）：数据分析、历史数据存储；接入安全：物联网监控设备、执法终端设备采用专用APN接入网络。环保单位采用专线方式接入网络；应用安全：联通云平台提供应用安全防护。平台安全：符合国家信息安全等级保护三级，分权分域，确保平台安全。数据安全：加密存储，专网通信，备份机制；环保云平台实施考虑04云灾备云迁移云安全新建环保云平台X淘汰利旧利旧原有资源,25数据采集处理层数据采集详单加工环境日志解析非结构化环境日志处理污染源结构数据环保质量结构数据标准基础数据标签库特征库指标库数据模型水利污染监控模型大气污染监控模型污染物溯源分析模型数据服务层实时分析服务位置服务数据建模服务城区环境动态热图环境监控平台环境监管市民环境意见反馈城市环境质量报告公共服务环境人口匹配分析宏观决策执法罚款污染评估环境执法数据应用层环境污染影响分析外部系统数据资源交换及共享气象部门数据住建部门数据交通部门数据社会网站数据数据整合分析层…环保数据处理水污染源信息库气污染源信息库化工污染信息库污染排放日志库环保执法记录环保周期分析…离线分析服务国家环保局环境信息系统其他省市环保局环境信息系统爬虫抓取数据环保大数据管理平台体系架构04数据采集数据采集详单加工环境日志解析非结构化环境日志处理污染26

作为数据服务统一接口，与国家环保局、其他省市环保部门、省内相关部门以及社会数据进行对接。以可视化方式，通过监控大屏、手机APP、Html5页面等方式，向管理部门、使用部门提供有效数据服务。统一数据标准体系，完善数据集成及更新处理流程，实现数据有效交换及共享。环保大数据管理平台-----环境信息资源中心04作为数据服务统一接口，与国家环保局、其他省市环保部门、省27大数据建模：

大数据的核心，揭示数据中蕴含的“奥秘”。环保数据涉及水、大气、气候、历史数据等因素，属于高复杂性数据分析。只有通过建模分析，才能有效进行污染物溯源、环境质量评价、环境形势研判等大尺度分析工作。联通成功经验重污染天气预报人流热力图水质分析图PM2.5污染物来源追溯化工污染源监控点图环保建模服务环保大数据管理平台-----大数据建模04大数据建模：联通成功经验重污染天气预报人流热力图水质分28环境保护技术路线04环境保护技术路线0429环境保护核心技术04GIS互联网天空地一体化环境保护环境保护核心技术04GIS互联网天空地一体化环境保护30环境保护技术框架04环境保护技术框架0431环境保护关键技术04环境保护关键技术043205环境保护规范体系规范体系建设原则05环境保护规范体系规范体系33环境保护规范体系05环境保护规范体系0534环境保护规范体系05TextTextText感知层标准应用层标准跨层技术标准服务支撑层标准传感器技术标准传感器基础通用标准传感器方法标准传感器产品标准短距离传输与自组网技术标准无缝的整合和控制下层网络和感知层的各类信息和设备，并能对上提供整体、同意的运行支撑各部门物联网技术标准；数据传输标准；系统接口技术规范网路安全标准规范标识与解析；业务与网络

安全网络管理环境保护规范体系05TextTextText感知层应用层跨层35环境保护建设原则05统筹规划原则分步实施原则上下兼容原则资源共享原则再好的系统，没有完备的更新维护机制，也不会持久的有生命力

安全保证维护管理环境数据信息运营维护体系为整个环境保护建设和运行提供维护和管理服务是环境信息系统正常稳定运行的重要保证环境保护建设原则05统筹规划原则分步实施原则上下兼容原则资源3606环境保护建设内容感知层建设感知体系建设总体目标服务体系建设网络体系建设环保数据中心建设06环境保护建设内容感知层建设网络体系建设37环境保护感知层建设06噪声监测重金属监测水质监测辐射监测气体监测感知特点：小体积、低功率、能定位、能传输、多因子、组件化、插件化、大面积、立体化无人机感知系统卫星遥感系统环境保护感知层建设06噪声监测重金属监测水质监测辐射监测气体38环境保护感知层建设06

包括系统：污染源在线监控系统、环境质量在线监控系统、环境视频监控系统、设备设施运行监控系统。该系统通过实时、连续在线监控，提供一体化应用，准确、及时地反映污染源和环境质量变化。环境质量在线监测系统重点风险源监控系统污染源在线监测系统环境质量预测预报系统环境生态遥感监测系统放射源监控系统“天地一体化”的环境监测体系以企业为主体多种监控模式一体化进行放射源监控严格遵循符合国家统一标准的传输协议丰富的GIS展示跨专业、跨系统的监测数据查询体系设备设施运行状况监控环境保护感知层建设06包括系统：污染源在线监控系统、环39环境保护感知层建设06环境保护感知层建设0640天地空环保体系建设目标06总体目标全面贯彻落实科学发展观，按照国家环境保护“十二五”规划，提出的“深化主要污染物总量减排，努力改善环境质量，防范环境风险，全面推进环境保护历史性转变”的要求，建立全面感知、广泛互联、深度融合、集中管理、智能应用、安全可靠和机制完善的国家环境保护物联网体系初步实现对总量控制指标的有效监管、危险废弃物、环境风险源、放射源的全生命周期过程监管，提高环境预警水平以及提升突发环境事故处理水平，为全面提升环境管理能效提供智能化平台支撑。

卫星遥感面状感知层服务器终端地下水动态感知水下仿生机械人在线监测传统点源地面感知层固定监测台站传统面、线感知层监测船移动应急监测传统动态面、线感知层立体感知实现点线面体全面感知天地空环保体系建设目标06总体目标全面贯彻落实科学发展观，按41天地空环保一体化服务体系建设06天地空环保一体化服务体系建设0642安全体系建设06安全等级保护安全保障体系安全体系建设06安全等级保护安全保障体系43安全体系建设06统一的安全门户平台安全体系建设06统一的安全门户平台44安全体系建设06宇图天下——数字环保便携移动化、覆盖全面化、综合查询化、高效管理化统一的移动安全展示平台安全体系建设06宇图天下——数字环保便携移动化、覆盖全面化、45安全体系建设06统一的公众服务平台安全体系建设06统一的公众服务平台46环境保护网络体系建设06环境保护网络体系建设0647环境保护网络技术方案06建设方案环境保护网络技术方案06建设48环境保护应用系统方案06环境保护应用系统方案0649环境保护数据中心建设06以减排综合数据库为基础进行扩充，构建环境信息资源主题逻辑库，重新规划库表逻辑关系，最终实现环境数据资源统一存储、统一管理维护、统一检索、统一应用、统一展示，为各级单位提供统一的环境专业数据服务，实现整体环境信息资源“一源多用”“穿透式查询展示”。环境保护数据中心建设06以减排综合数据库为基础进行扩充，构建50环境保护一张图06一张图办公一张图监测一张图应急一张图执法一张图决策一张图环境保护一张图06一张图办公一张图监测一张图应急一张图执法一5107环境保护应用介绍环保一张图建设一源一档主题分析信息公开公众参与一证式应用大数据分析应急响应07环境保护应用介绍环保一张图建设大数据分析52环境保护应用：领导驾驶舱一张图统一展示07通过一张图将领导关心的关键指标在领导驾驶舱中统一展示，并支持钻取领导关注关键指标的详细内容。环境保护应用：领导驾驶舱一张图统一展示07通过一张图将领导关53环境保护应用：一张图监测07污染源监控声环境监控放射源监控烟气黑度监控水环境监控环境保护应用：一张图监测07污染源监控声环境监控放射源监控烟54环境保护应用：一张图监测07NO2遥感反演产品PM10遥感产品企业信息统计图表环境保护应用：一张图监测07NO2遥感反演产品PM10遥感产55环境保护应用：一张图应急07环境保护应用：一张图应急0756环境保护应用：一张图应急07环境保护应用：一张图应急0757环境保护应用：一张图应急07一张信息全面的态势图环境保护应用：一张图应急07一张信息全面的态势图58环境保护应用：污染源企业一源一档07以污染源为对象，建立唯一标识，实现污染源全生命周期信息跟踪管理，覆盖环境影响评价、建设项目审批、竣工验收、行政许可、现场检查、环境监测、行政处罚、排污收费、信访投诉、环境信用评价等业务信息，涉及企业基本信息、生产要素、管理要素和环境要素四个方面。共梳理7级目录，238个子项，3万多家污染源企业。环境保护应用：污染源企业一源一档07以污染源为对象，建立唯一59环境保护应用：主题分析07为环保领域重点关注的领域建立专门的主题，如水、气、污染源、信访、固废、许可证、排污申报多维度分析的数据集市。通过大数据分析构建合理、可行的数据模型，贴近业务，服务实战。环境保护应用：主题分析07为环保领域重点关注的领域建立专门的60环境保护应用：完善信息公开、服务公众参与07产品依托环境保护服务大厅和环境保护APP，搭建了与公众互动的平台。环境保护服务大厅集中了9项行政许可服务，通过网上受理、办理、反馈一体化的业务协同模式，提升服务水平，提高行政审批绩效。通过环境保护APP，公众可以实时查看环境质量信息，也可参与公众调查，反映各种环境诉求。环境保护应用：完善信息公开、服务公众参与07产品依托环境保护61环境保护应用：开启一证式管理，创新工作模式07以排污许可证为核心，整合衔接污染源全生命周期的各环境管理要素，形成“一源一档”动态管理档案，开创“一证式”管理模式，形成系统完整、权责清晰、监管有效的污