关于省级环境信息系统研发的思考

    白爱民

    摘要：环境监测信息化建设直接关系着政府的决策。我国环境信息化成就可喜，但与国外信息化进程的差距还很大。本文列举了目前环境信息系统应用的问题，阐述了信息系统研发拟采用的原则、架构与技术，提出了系统生命力的概念，对提高环保事业科学管理水平有现实意义。

    关键词：环境监测；信息系统；生命力

    1 现状

    随着现代计算机技术的发展和互联网技术的应用，信息化建设逐步加强，信息集成己经是一个不可逆转的发展方向。环境监测部门的主要职责之一是为各级政府及时、准确的掌握环境质量状况提供基础信息，为政府决策提供依据。先进科技信息技术的应用，对环境信息化建设具有特殊意义。

    国外许多先进国家己经建立了一整套完备的环境监测系统，建立建全了环境信息公开制度。经多年努力，我国的环境信息化工作成就可喜，但与国外信息化和管理理念相比，差距还很大。环境信息的获取和处理水平还比较低，环境管理应用软件[1]的开发使用缺乏理论指导和技术规范。

    《全国环境监测报告制度》规定，县或州市级监测站负责辖区范围内环境质量（地表水、空气、噪声、……等环境要素）数据的监测、相应环境资料收集、编制完成环境报表、报告和年鉴等，并逐级上报至省级环境监测中心。省中心站负责数据质量的把关、整理、汇总和统计分析，并编制出省级环境质量报告书、环境质量年鉴、月报等。

    为完成国家要求的任务，我省及各州市的环境监测信息系统（下称信息系统）研究和开发已经多年，但是，至今仍未对环境质量信息进行有效管理。主要不足之处具体表现在以下几个方面：

    信息难于共享 目前使用的信息系统有的是国家下发，有的是委托软件公司开发，还有的是自己开发。信息系统开发工具可有不同，前台界面各异，后台数据库结构也大相庭径。信息系统独立运行，各业务模块构成了多个信息孤岛，相互之间缺少必要的信息纽带，难以实现彼此之间的信息共享人力与物力资源浪费 信息系统通常是为完成某项具体任务研发的，都要求录入特定范围的数据。通过监测或项目获得的环境信息分散存储，最终呈现于纸质报表和报告。应上级部门的特殊要求，各级监测站还需组织人力，重复录入，反复校对，造成人力与物力的浪费。

    计算机使用水平低 计算机的使用虽已普遍，并都接入互联网，仍使用“电子邮件＋传真＋手工”的办公模式，无法适应信息管理需求。

    数据不易提取 数据格式各异，存储分散，且大量历史数据以纸质介质保存，很难查阅或提取数据。

    系统生命力弱 信息系统不能满足基层监测站的例行工作需求，反而增加工作量，相关人员参与性不强，积极性不高，数据质量和时效性无法保证。

    架构不合理 简单客户机/服务器构架在发展过程中的一些不足逐渐呈现出来，用户界面交互性弱，数据呈现能力差，系统使用的限制多，维护工作量大。

    安全性不足 系统多未充分考虑系统稳定性和数据安全性。

    为了解决上述问题，有必要以先进成熟的计算机和通信技术为主要手段，建成一个覆盖全省二、三监测站的信息系统。

    2 系统设计原则

    我们的目标是建立一个实用性强、用户界面友好、易于扩展的信息系统。系统包括地表水、大气、噪音、辐射等环境质量数据，能及时提取所需信息。为此，制定了下列系统设计原则：

    先进性原则：使用成熟技术，考虑系统的先进性，采用先进的设计思想、先进的硬件设备和先进的开发工具。

    实用性原则：我省环境监测系统分支机构众多，监测要素和频次可有不同，计算机水平参差不齐，系统研发须坚持“以基础监测站工作为导向”，坚持与人为本。

    系统性原则：信息系统涉及多个子系统，分别处理水、气、声、生物等。子系统各自独立又相互关联，须保持良好协调性和整体功能性。

    可扩展原则：信息系统采用模块化设计，有良好的扩展性，支持业务规模和种类的扩展，具备开放的接口，可对业务规则定制和修改。

    发展性原则：总体规划，分步实施，方案有前瞻性。除考虑目前的环境监测和环境管理工作外，还应考虑今后数据的空间代表性、数据挖掘和对环境质量变化规律研究的需求。

    易维护性原则：根据软件工程的理论，系统维护在整个软件的生命周期中所占的比重是最大的(占60%-70%)。提高系统的可维护性是很重要的。

    规范设计原则：环境信息涉及面广、数据类别复杂、监测要素繁多，有必要建立规范的数据字典和详细的说明。此外，还要注重项目管理，资料的收集及建档。

    安全性原则：合理设置访问权限，确保数据安全，严格数据管理制度，防止数据外泄、数据遗失和随意窜改，并考虑数据网络传输的安全性。

    3 采用的技术

    拟建的信息系统须满足现今网络交换和海量数据操作等要求，必须采用先进成熟的技术，并在系统的实用性、安全性、功能性等方面下功夫。在采用技术方面考虑如下：

    3.1按照三层架构开发。将系统的整个业务应用划分为表示层——业务逻辑层——数据访问层，有利于系统的开发、维护、部署和扩展。

    3.2 系统对DBMS的性能要求较高，本着简单、实用、易用、稳定性好等要求，选用了Microsoft SQL Server2005（下称SQLS）作为数据库系统的解决方案。

    SQLS的优势主要有以下几个方面:

    易于开发和管理：动态的自我管理和丰富的管理工具，数据库管理员可以设置多服务器配置，将某台服务器作为主服务器，向网络中的目标服务器传送和分发作业、警报和事件。

    具有伸缩性和高可靠性：SQLS数据引擎可在各种操作系统上运行，数据库引擎是一个精力充沛的服务器，可以管理上千个用户访问的庞大数据库，同时SQLS具有自我动态调节的特性。

    系统集成：与所选的前端应用程序工具Windows安全集成，当用户连接网络时，Windows验证用户的有效性，当与SQLS连接时，SQLS客户端软件请求一个信任连接，只有它们被Windows验证合格后才可以被授权，这样SQLS就不必分别验证用户，用户也不必对他们连接的每个SQLS系统有单独的注册和口令。

    完全支持SQL语言：SQLS提供了与其它数据的转化接口和图形化工具，能够快速实现不同数据库之间的数据转换。从Web应用服务来考虑，采用SQLS是比较好的选择。

    3.3 系统体系结构模型的选择

    B/S结构是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户界面完全通过www浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现。B/S结构是一种全新的软件系统构造技术，代表了最新的技术潮流，也是当今应用软件的首选体系结构。

    经过调研与分析，我省信息系统拟使用ASP.NET、Delphi或Visual C#语言结合SQLS数据库，采用B/S结构进行了系统设计和开发。数据通过VPN传输。

    4 结语

    信息系统主要是为管理服务，信息系统应能通过网络完成大部分基层环境监测站的各类报表编制与上报。信息系统的生命力在于是否用户愿意使用它，喜欢使用它。有生命力的信息系统不仅简单实用，且能为基层监测站解决工作问题。要建立一个充满生命力的信息系统，除了要认清问题，找准目标，选用成熟可靠的技术外，用户的认可、资金的支持、领导的重视和科学的管理等都是十分关键的。有了充满生命力的信息系统支持，能提高环保事业科学管理水平，使各级政府能全面、及时、准确的掌握各种环境信息。

    参考文献

    [1]万晓榆，万敏. Web技术在下一代网络中的应用研究[J].四川:计算机应用 研 究 ，2004.2