蔡立斌

摘要：隨著環(huán)境生態(tài)學(xué)、信息技術(shù)而產(chǎn)生出多種環(huán)境監(jiān)控模式，以“云技術(shù)”為中心生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)模式很好的處理環(huán)境數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與監(jiān)控的問(wèn)題。該文通過(guò)云技術(shù)、SOA技術(shù)、環(huán)境生態(tài)學(xué)理論將區(qū)域環(huán)境信息，詳細(xì)的講述了基于云技術(shù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型，自動(dòng)監(jiān)控報(bào)警并能提供產(chǎn)業(yè)布局決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：云技術(shù)；SOA；環(huán)境監(jiān)控

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）35-8437-02

主要通過(guò)信息技術(shù)和生態(tài)學(xué)理念，來(lái)達(dá)成系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)循環(huán)最優(yōu)的目的。區(qū)域生態(tài)環(huán)境監(jiān)控平臺(tái)是基于云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、GIS、模擬仿真等技術(shù)，在分析區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、布局以及產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度、產(chǎn)業(yè)共生鏈的基礎(chǔ)上，構(gòu)建區(qū)域產(chǎn)業(yè)生態(tài)化模型，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)企業(yè)之間、板塊之間、園區(qū)之間的物流、能流和信息流的融合互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)交換、配對(duì)分析、補(bǔ)鏈分析、空間分析到評(píng)估、預(yù)警和決策，構(gòu)建完整的虛擬環(huán)境生態(tài)產(chǎn)業(yè)共生鏈，從而產(chǎn)生穩(wěn)定持續(xù)的價(jià)值流，為政府招商引資、企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、園區(qū)管理創(chuàng)新提供服務(wù)，促進(jìn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)生態(tài)集群發(fā)展，實(shí)現(xiàn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)的綠色生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。

1 平臺(tái)主要建設(shè)內(nèi)容

1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)

收集關(guān)于工業(yè)環(huán)境管理戰(zhàn)略和技術(shù)的最新信息，做好信息系統(tǒng)的管理工作，即根據(jù)管理系統(tǒng)的要求，完善環(huán)境管理部門(mén)相關(guān)環(huán)境信息系統(tǒng)建設(shè)，建立完善的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，提供環(huán)境管理的信息支撐手段，提高環(huán)境管理水平。主要包含以下幾個(gè)方面：1） 區(qū)域企業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。區(qū)域信息共享的核心是企業(yè)的Intranet，因?yàn)槠髽I(yè)的事務(wù)處理、信息共享、協(xié)同計(jì)算都是建立在Intranet上的，要與外部交換信息也是以Intranet組織的信息為基礎(chǔ)的。2） 建立區(qū)域空間和地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。空間數(shù)據(jù)庫(kù)是GIS的核心，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和建立的好壞直接決定區(qū)域區(qū)地理信息系統(tǒng)的成敗。3） 建立國(guó)家有關(guān)法律法規(guī)、技術(shù)分析、產(chǎn)業(yè)政策等專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)。做好區(qū)域信息收集、檢核、整理、分析、編制、傳遞、存貯和檢索等工作。4） 建立區(qū)域廢棄污染物信息數(shù)據(jù)庫(kù)。連續(xù)收集污染物和副產(chǎn)物產(chǎn)生情況，形成歷史動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

1.2 應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)

區(qū)域生態(tài)環(huán)境監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)基礎(chǔ)平臺(tái)的建設(shè)，在此基礎(chǔ)上建立一些應(yīng)用子系統(tǒng)主要包含：1） 環(huán)境信息采集和管理子系統(tǒng)：該子系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)、面源污染監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)和有關(guān)部門(mén)環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)和多媒體演示數(shù)據(jù)庫(kù)管理， 為專(zhuān)題地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的生成和應(yīng)用子模型系統(tǒng)的運(yùn)行提供環(huán)境數(shù)據(jù)。2） 數(shù)據(jù)交互和共享子系統(tǒng)：一種新的以Internet 為基礎(chǔ)，使用可擴(kuò)展標(biāo)識(shí)語(yǔ)言XML 的EDI 模式，即web - EDI 正在得到應(yīng)用。EDI 是將事務(wù)或信息數(shù)據(jù)形成標(biāo)準(zhǔn)格式，在計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)間進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)交換方式，是區(qū)域管理的主要信息手段。3） 報(bào)警和決策子系統(tǒng)：通過(guò)各個(gè)采集子系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和分析，當(dāng)數(shù)據(jù)達(dá)到一定程度的時(shí)候會(huì)自動(dòng)發(fā)通知給相關(guān)的負(fù)責(zé)人實(shí)現(xiàn)報(bào)警的目的。在海量數(shù)據(jù)中通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)找到影響污染和環(huán)境的主要因素，并打印相關(guān)的報(bào)表給相關(guān)決策部門(mén)提供決策依據(jù)。

2 主要的理論和技術(shù)手段

2.1 云計(jì)算

云計(jì)算（Cloud Computing）概念由Google公司在2006年8月首次提出?！吨袊?guó)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)》中給出的定義是：“云計(jì)算是一種IT資源的交付和使用模式，指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的硬件、平臺(tái)、軟件及服務(wù)等資源。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱(chēng)為“云”，其計(jì)算能力通常是由分布式的大規(guī)模集群和服務(wù)器虛擬化軟件搭建”。云計(jì)算的五個(gè)本質(zhì)特點(diǎn)、三個(gè)服務(wù)模型和四個(gè)擴(kuò)展模型。云計(jì)算的五個(gè)特點(diǎn)是：按需自服務(wù)（On-demand self-service）、廣泛的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)（Broad network access）、資源池（Resource pooling）、快速?gòu)椥裕≧apid elasticity）以及可度量的服務(wù)（Measured Service）。

2.2 SOA

結(jié)合業(yè)界成熟的解決方案以及沿江區(qū)域園區(qū)現(xiàn)階段的信息化發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)的發(fā)展需求，采用基于SOA的技術(shù)路線，以方便業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的整合、業(yè)務(wù)流程的規(guī)整以及開(kāi)放型業(yè)務(wù)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。在各個(gè)信息化項(xiàng)目的建設(shè)中要充分體現(xiàn)松耦合、消息路由、服務(wù)和流程復(fù)用組裝、質(zhì)量監(jiān)控以及生命周期管理這些SOA的設(shè)計(jì)理念。

3 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)方法和路線

3.1 平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)框架圖

區(qū)域產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)控平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)的管理及產(chǎn)業(yè)虛擬生態(tài)功能。系統(tǒng)平臺(tái)由數(shù)據(jù)采集管理子系統(tǒng)、基礎(chǔ)地圖和基礎(chǔ)屬性數(shù)據(jù)子系統(tǒng)、電子數(shù)據(jù)交換子系統(tǒng)、方法庫(kù)子系統(tǒng)、應(yīng)用模型子系統(tǒng)、環(huán)境信息管理子系統(tǒng)、行政管理信息子系統(tǒng)等七個(gè)部分組成，系統(tǒng)模型如圖1。

3.2 環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集與實(shí)現(xiàn)

環(huán)境數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)由監(jiān)控終端、區(qū)域中心節(jié)點(diǎn)，管理控制中心組成。監(jiān)控終端負(fù)責(zé)信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)發(fā)，并以無(wú)線的方式傳送到具有數(shù)據(jù)融合能力的路由節(jié)點(diǎn)，路由節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)將這些數(shù)據(jù)傳送到區(qū)域中心節(jié)點(diǎn)，并接收中心節(jié)點(diǎn)發(fā)出的控制命令轉(zhuǎn)發(fā)到監(jiān)測(cè)終端。中心節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并傳送到管理控制中心。管理中心對(duì)數(shù)據(jù)分析后進(jìn)行發(fā)布，繪制數(shù)據(jù)圖、信息地圖等。環(huán)境數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。

3.3 云數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)

建設(shè)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資源云存儲(chǔ)模型，首先要建立一個(gè)適合環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資源存儲(chǔ)的分布式存儲(chǔ)架構(gòu)?；谠拼鎯?chǔ)模式的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資源云存儲(chǔ)建設(shè)由存儲(chǔ)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備集群，中間件虛擬化工具，業(yè)務(wù)管理云應(yīng)用服務(wù)，以及相應(yīng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)等多個(gè)部件協(xié)同作用共同組成。環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資源云存儲(chǔ)模型分為四層：1） 基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層：云存儲(chǔ)中最基礎(chǔ)的部分是基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層，位于云存儲(chǔ)模型的最底層可采用IP存儲(chǔ)設(shè)備DAS存儲(chǔ)設(shè)備光纖通道存儲(chǔ)設(shè)備等多種存儲(chǔ)設(shè)備。2） 數(shù)據(jù)資源服務(wù)層：云存儲(chǔ)模型的核心部分是數(shù)據(jù)資源服務(wù)層，通過(guò)應(yīng)用集群分布式文件系統(tǒng)虛擬服務(wù)器云計(jì)算等技術(shù)，將基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層的多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備虛擬到云存儲(chǔ)模型中，達(dá)到協(xié)同工作的目的。3） 業(yè)務(wù)管理層：WebDAV通過(guò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬系統(tǒng)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的部署管理，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接入管理身份認(rèn)證管理等不同的應(yīng)用服務(wù)接口，提供各種公共基礎(chǔ)服務(wù)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)基于云存儲(chǔ)的各項(xiàng)服務(wù)的可控管理。4） 應(yīng)用服務(wù)層：通過(guò)應(yīng)用隔離應(yīng)用安全服務(wù)整合等服務(wù)支撐，實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)瀏覽統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)門(mén)戶等云服務(wù)應(yīng)用任何一個(gè)授權(quán)用戶都可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的云應(yīng)用接口來(lái)登錄，使用云存儲(chǔ)模式下的地理信息數(shù)據(jù)資源及服務(wù)。

3.4 環(huán)境監(jiān)控信息展示實(shí)現(xiàn)

最近幾年先進(jìn)的展示方式進(jìn)入人們的視野?？梢暬锌叵到y(tǒng)指信號(hào)可視化（Visual signa1）、場(chǎng)景可視化（Visual scene）控制、流程可視化Visual flow）控制。它以面向應(yīng)用為中心，以3D虛實(shí)技術(shù)為載體，整合場(chǎng)所智能環(huán)境，方便、快速、地實(shí)現(xiàn)預(yù)案化、流程化應(yīng)用的智能控制系統(tǒng)。它性地將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、傳統(tǒng)控制技術(shù)和軟件技合在一起，利用高仿真三維技術(shù)，將區(qū)域內(nèi)的設(shè)備（如屏、工作臺(tái)、投影機(jī)、電子沙盤(pán)等設(shè)施）展現(xiàn)在高的三維場(chǎng)景下?？梢暬锌叵到y(tǒng)以監(jiān)控對(duì)象內(nèi)區(qū)域的高仿真三維場(chǎng)景為操作界面，靈活展現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

4 總結(jié)

本文詳細(xì)闡述了基于云技術(shù)的區(qū)域生態(tài)環(huán)境監(jiān)控平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程，詳細(xì)說(shuō)明了通過(guò)云技術(shù)、SOA組件技術(shù)建構(gòu)了區(qū)域生態(tài)環(huán)境監(jiān)控平臺(tái)的過(guò)程。通過(guò)區(qū)域生態(tài)環(huán)境監(jiān)控平臺(tái)來(lái)滿足政府對(duì)區(qū)域環(huán)境監(jiān)測(cè)的需要，在一定程度上幫助政府進(jìn)行區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局，合理利用生態(tài)資源。但是區(qū)域生態(tài)環(huán)境監(jiān)控平臺(tái)是隨著生態(tài)環(huán)境學(xué)、信息化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)不斷變化而發(fā)展的，其監(jiān)控方式和手段都將隨著新的技術(shù)而不斷豐富，在不久的將來(lái)可能出現(xiàn)新的模式和方法來(lái)處理環(huán)境監(jiān)控問(wèn)題。

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