李信茹，周民,2，米屹東,2，蘇海磊，陳海燕，王凡凡，楊碩，沈亞琴，魏源*

1.環(huán)境基準與風險評估國家重點實驗室，中國環(huán)境科學研究院 2.河海大學環(huán)境學院 3.銅陵市鳳凰山景區(qū)

環(huán)保事業(yè)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)處理分析是開展環(huán)境保護工作的重要基礎[1]。目前的環(huán)境管理體系仍采用人工監(jiān)測污染源和記錄數(shù)據(jù)，這大大增加了環(huán)境數(shù)據(jù)獲取及分析處理的時間，同時，由于人為測定的時效性，環(huán)境管理決策人員無法獲取污染源等地的實時環(huán)境數(shù)據(jù)，從而無法及時偵測和應對可能發(fā)生的異常事件。由于環(huán)保數(shù)據(jù)海量龐雜，數(shù)據(jù)獲取和分類成為環(huán)保系統(tǒng)面臨的難題，因此智慧環(huán)保體系一詞應運而生。智慧環(huán)保體系通過自動化的監(jiān)測系統(tǒng)實時獲取環(huán)境監(jiān)測站點數(shù)據(jù)，再通過大數(shù)據(jù)處理技術對環(huán)境數(shù)據(jù)進行分析[2]，最終實現(xiàn)對污染源等環(huán)境監(jiān)測站點的實時監(jiān)控，有效預防環(huán)境突發(fā)事件的同時最短時間內(nèi)提出應急管理措施。環(huán)境保護工作的實際開展需要自然資源部、生態(tài)環(huán)境部等多部門協(xié)同合作，因此，環(huán)境數(shù)據(jù)的共享是各部門間開展環(huán)境保護工作的重要基礎。智慧環(huán)保體系將各部門獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸?shù)皆破脚_層進行處理，再歸置至相應部門，實現(xiàn)了部門間數(shù)據(jù)共享，降低了部門間數(shù)據(jù)獲取的難度，解決了部門間存在的“信息孤島”現(xiàn)象。當前環(huán)境工作體系面臨著實時數(shù)據(jù)獲取困難、部門間信息共享困難、環(huán)境數(shù)據(jù)分析技術落后等問題。基于此，筆者介紹了以物聯(lián)網(wǎng)技術為基礎的智慧環(huán)保體系架構及其所需遵循的相關標準體系，并對智慧環(huán)保在環(huán)境治理中的實例進行分析，總結(jié)了智慧環(huán)保在不同環(huán)境保護工作中的體系，以期為智慧環(huán)保體系在環(huán)境治理中的實際應用提供理論參考。

1 數(shù)字環(huán)?！腔郗h(huán)保的發(fā)展及轉(zhuǎn)變

1.1 數(shù)字環(huán)保概念

隨著對環(huán)境保護工作重視度的提高，環(huán)境保護任務越來越艱巨，標準也越來越高。當前，環(huán)境保護正向著信息化蓬勃發(fā)展，如何處理海量化、無序化的信息已經(jīng)成為環(huán)保任務面臨的挑戰(zhàn)之一。

數(shù)字環(huán)保主要通過虛擬現(xiàn)實(virtual reality，VR)技術、3S技術、云計算技術和海量存儲技術等對環(huán)保信息進行處理、分析和整合，確保有序高效地完成環(huán)保業(yè)務工作。VR技術主要是通過已有的大量數(shù)據(jù)建立虛擬世界[3]，環(huán)保工作者可以通過這一虛擬世界更透徹地認知污染源監(jiān)測、生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境管理等工作，為預測未來環(huán)境發(fā)展趨勢、環(huán)境演替規(guī)律提供科學依據(jù)。3S技術是地理信息系統(tǒng)(geography information systems，GIS)、全球定位系統(tǒng)(global positioning systems，GPS)和遙感(remote sensing，RS)技術的總稱。RS技術主要用于環(huán)境信息獲取，它能通過衛(wèi)星或飛機以電磁波的形式收集環(huán)境信息，并識別地物。GIS依托計算機軟件和硬件，對獲取的環(huán)境空間信息進行綜合處理和分析。GIS的空間信息處理和分析能力較強，通過GIS獲得的環(huán)境制圖能有效反映各環(huán)境要素間的拓撲關系，并為污染源監(jiān)測、環(huán)境實時信息獲取及處理分析提供基礎知識。GPS具有全天候、實時性、快速性、準確性等特點，通過對各種對象的準確定位，使其在測繪[4]、環(huán)境[5]、礦產(chǎn)[6]等領域廣泛應用。RS、GPS和GIS三者之間并不是相互獨立的，通過3S技術集成，能夠構成更為完整的監(jiān)測系統(tǒng)(圖1和圖2)。這一集成技術目前在很多方面都有應用，例如Zheng等[7]應用3S技術對水文參數(shù)模型進行了分析，證實2個相似流域參數(shù)距離較小，說明二者在幾何空間上很接近。谷金英等[8]結(jié)合2013年北京市TM遙感影像和地面樣地調(diào)查，構建三維綠量模擬方程，調(diào)查了北京大尺度上的森林綠化情況，結(jié)果表明通過結(jié)合3S技術和理論模型能夠準確地反映城市綠化情況，為研究城市森林生態(tài)功能，提高環(huán)保產(chǎn)業(yè)效益和布局優(yōu)化提供基礎數(shù)據(jù)資料。

圖1 3S技術之間的關系[9]Fig.1 Relationships between 3S technologies

圖2 3S技術一體化[10]Fig.2 Integration of 3S technologies

1.2 數(shù)字環(huán)保向智慧環(huán)保的轉(zhuǎn)變

IBM(International Business Machines Corporation)于2008年11月首次提出了智慧地球(smarter planet)的概念[11];2009年8月，其發(fā)布了《智慧地球贏在中國》計劃書，正式拉開了中國智慧地球發(fā)展戰(zhàn)略的序幕。智慧地球的主要任務是把新一代的IT技術充分應用到生活的方方面面，通過傳感器將各種生活設備連接起來形成物聯(lián)網(wǎng)，再利用超級計算機和云計算等將物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合起來，實現(xiàn)網(wǎng)絡地球建設和人類社會系統(tǒng)的整合[12]。智慧地球的核心和基礎是物聯(lián)網(wǎng)。為了滿足智慧城市建設過程中海量環(huán)保數(shù)據(jù)的分析、整合和處理的要求，智慧環(huán)保的理念應運而生。物聯(lián)網(wǎng)技術在數(shù)字環(huán)保應用的基礎上形成了智慧環(huán)保體系，即將裝備和多種感應傳感器應用到環(huán)境中以獲取多種環(huán)境信息，并利用云計算、數(shù)據(jù)挖掘等處理環(huán)境信息，通過環(huán)境保護事業(yè)與環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)技術的結(jié)合，最終提出更智慧的決策和管理方式[13]。智慧環(huán)保以綠色環(huán)保理念為基礎，以物聯(lián)網(wǎng)作為核心技術。物聯(lián)網(wǎng)技術為智慧環(huán)保體系提供的數(shù)據(jù)量、集成度、可訪問性和及時性改變了之前單一的以采樣—測定—數(shù)據(jù)分析為基礎的環(huán)境治理方式。例如，國外的許多學者已將人工智能、大數(shù)據(jù)分析、機器學習、3D物體識別算法和遺傳學習等技術應用于生態(tài)過程的研究和管理，而這些技術的創(chuàng)新發(fā)展極大地提高了非生物條件下生物及微生物群落時空變化的評估能力[14]。除了生態(tài)環(huán)境管理研究，更多的學者將智慧環(huán)保體系的應用放在了地理安全和災害管理方面[15]。Resch等[16]開發(fā)了一種保護分布式地理服務基礎設施的輕量級AAA方法以解決分布式地理基礎設施信息獲取和處理的安全問題。Goodchild等[17]綜述了地理災害發(fā)生前后的地理空間數(shù)據(jù)獲取及分析，通過自愿地理信息(volunteered geographic information)這一特殊的地理空間工具，研究地理災害過程中潛在信息和事后調(diào)查信息。但是，智慧環(huán)保體系在污染防治、生態(tài)破壞修復等方面的應用仍存在不足。

目前人們的需求已逐漸從簡單的物質(zhì)必需品轉(zhuǎn)變?yōu)橄硎軆?yōu)雅生活的精神需求，這一變化促使傳統(tǒng)的環(huán)境治理模式向智慧環(huán)保體系轉(zhuǎn)變。如何利用大幅度發(fā)展的信息技術實現(xiàn)人們的生態(tài)環(huán)境需求是當前面臨的重要難題。而這一難題催生了智慧環(huán)保體系的產(chǎn)生及應用。

2 利用物聯(lián)網(wǎng)技術構建智慧環(huán)保體系

2.1 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧環(huán)保體系總體架構

智慧環(huán)保體系由智慧感知層、傳輸層、智慧云平臺層、云服務層和終端用戶層組成(圖3)[18]。感知層是通過傳感器、視頻監(jiān)控、衛(wèi)星遙感等感知設備獲取污染源、環(huán)境質(zhì)量、輻射層面、生態(tài)多樣性等方面的實時(real-time)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)“更透徹的感知”。感知層發(fā)展的基礎是傳感網(wǎng)絡技術。隨著環(huán)境經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境感知的硬件和軟件成本大幅降低，無線網(wǎng)絡技術快速創(chuàng)新，使環(huán)境傳感器網(wǎng)絡(environmental sensor networks，ESN)開始形成和發(fā)展。ESN是應用于污染源監(jiān)測、環(huán)境質(zhì)量變化等方面的無線傳感器網(wǎng)絡，其檢測覆蓋范圍極其廣泛。例如，喬欣等[19]提出的基于Zigbee技術的巢湖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，能通過相應傳感器節(jié)點的設計，獲取溫度、pH、溶解氧參數(shù)，全天候、實時對巢湖水質(zhì)進行監(jiān)測，收集到的數(shù)據(jù)能夠直接遠距離傳輸?shù)较鄳挠嬎丬浖K，從而實現(xiàn)了巢湖水質(zhì)監(jiān)測的遠程實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸。除了水質(zhì)監(jiān)測，ESN同樣能應用到大氣中。李春明等[20]通過構建室內(nèi)空氣質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對甲醛、總揮發(fā)性有機物、一氧化碳、二氧化碳等指標的實時監(jiān)測，再將已經(jīng)設置好的無線傳感器模塊應用到車間、礦井和化工廠中，擴大了空氣傳感器網(wǎng)絡的使用范圍，極大地提高了傳感器網(wǎng)絡的實用性。

圖3 基于“物聯(lián)網(wǎng)模式”的智慧環(huán)保架構Fig.3 Smart environmental protection framework based on Internet of Things

傳輸層是利用衛(wèi)星網(wǎng)絡、移動通信等技術，收集感知層獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)，實現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)交互共享，從而實現(xiàn)“更全面的互聯(lián)互通”。

智慧云平臺層的工作運行基礎是傳感網(wǎng)絡技術手段和通信網(wǎng)絡技術。云平臺層首先整合來自傳輸層的海量數(shù)據(jù)，再通過數(shù)據(jù)挖掘、海量存儲技術、超級計算技術、虛擬化等對數(shù)據(jù)進行分析處理，實現(xiàn)“更深入的智能化”。智慧環(huán)保體系的建設過程中需要面對海量的、多樣化的數(shù)據(jù)，如何妥善處理及分析環(huán)境數(shù)據(jù)，并根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)做出智慧決策是智慧環(huán)保的重點。智慧云平臺層承擔環(huán)境數(shù)據(jù)處理分析的工作，并將分析好的數(shù)據(jù)傳遞到云服務層使公眾能實時了解環(huán)境信息。這不僅極大地提高了監(jiān)測工作的透明度和公眾參與度，也大大減輕了工作人員的工作壓力，更有利于工作人員結(jié)合實際情況和環(huán)境數(shù)據(jù)做出科學合理的決策。云計算、數(shù)據(jù)挖掘及GIS技術是智慧云平臺層十分重要的數(shù)據(jù)處理分析技術。云計算能通過網(wǎng)絡將復雜龐大的計算機程序分成多個子程序，再經(jīng)由多臺服務器對數(shù)據(jù)進行計算并將結(jié)果反饋給使用者。數(shù)據(jù)挖掘融合了人工智能、數(shù)據(jù)庫技術和機器學習等多種理論和技術，通過分析大量數(shù)據(jù)能揭示許多有意義的新的關系、趨勢和模式。通過GIS能夠得到全面、實時、準確、客觀和有效的環(huán)境監(jiān)測信息，GIS能處理多源環(huán)境信息，并將環(huán)境的變化情況及規(guī)律以圖片的形式直觀表達出來，實現(xiàn)對環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測。

智慧環(huán)保體系中可能涉及的核心技術的優(yōu)缺點對比見表1。

表1 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧環(huán)保體系中核心技術優(yōu)缺點對比Table 1 Comparison of core technologies in the smart environmental protection system based on Internet of Things

云服務層。構建云服務平臺，建設業(yè)務系統(tǒng)及信息平臺，提高數(shù)據(jù)透明度，方便各使用機構及公民獲取數(shù)據(jù)，為環(huán)境管理、污染源治理、生態(tài)環(huán)境保護、輻射管理實現(xiàn)“更智慧的決策”。

應用層及用戶端。智慧環(huán)保最終的目標是為了做出更智能的決策。通過感知層、傳輸層和服務層，數(shù)據(jù)已經(jīng)經(jīng)歷了收集、處理、分析的形態(tài)，需要進一步分配到相應的部門或單位進行應用。如何使用處理分析完成的數(shù)據(jù)并以此為依據(jù)作出合理、智能的決策是應用層存在的意義。

生態(tài)環(huán)境保護的主要目標是維護和提升生態(tài)系統(tǒng)完整性及其生態(tài)服務功能。經(jīng)濟社會活動產(chǎn)生的環(huán)境污染和對生態(tài)系統(tǒng)的破壞是當前生態(tài)環(huán)境保護工作面臨的巨大挑戰(zhàn)。智慧環(huán)保體系的感知層和智慧云平臺層能實現(xiàn)環(huán)境信息的智能處理，并通過集中多個層面的環(huán)境資源，建立高效安全的環(huán)境信息系統(tǒng)，實現(xiàn)環(huán)境信息的智能處理。智慧環(huán)保體系的信息收集仍以人工監(jiān)測為主，通過污染現(xiàn)狀監(jiān)測和信息收集，智慧環(huán)保體系能提供環(huán)境問題的基礎數(shù)據(jù)，提高科研工作者及廣大人民群眾對環(huán)境治理工作的重視及關注程度。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)在智慧環(huán)保體系構建中的應用

智慧環(huán)保體系的每個層次都需要物聯(lián)網(wǎng)的參與。智慧感知層是整個智慧環(huán)保體系的基礎，發(fā)揮著信息收集的作用。智慧感知層通過智能網(wǎng)關系統(tǒng)與現(xiàn)場的環(huán)境檢測設備及傳感器、監(jiān)控攝像等檢測系統(tǒng)獲取所需要的環(huán)保數(shù)據(jù)、相應設備的數(shù)據(jù)，現(xiàn)場環(huán)境狀況及可能存在的環(huán)境報警信息，為服務層提供所需的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對監(jiān)測環(huán)境的一體化感知和認識。這一過程中物聯(lián)網(wǎng)作為技術支持為數(shù)據(jù)獲取提供支撐。傳輸層是通過各種傳輸網(wǎng)絡，將智慧感知層獲取的數(shù)據(jù)安全、準確和高效地傳輸?shù)焦芾韺印－h(huán)保領域數(shù)據(jù)具有多樣性，對傳輸要求較高。針對不同的傳輸業(yè)務需求，所能選取的無線廣域網(wǎng)也有所不同。針對功耗較低、覆蓋較廣的業(yè)務傳輸工作需求，主要選用低功耗的無線廣域網(wǎng)，常見的窄帶物聯(lián)網(wǎng)有NB-IoT網(wǎng)絡[21]、LoRa網(wǎng)絡[22]和基于LTE優(yōu)化的e MTC網(wǎng)絡[23]等。針對長距離實時傳輸及大數(shù)據(jù)傳輸，需要使用4G、5G、以太網(wǎng)和WIFI等帶寬更大的傳輸網(wǎng)絡。智慧云平臺層主要實現(xiàn)對傳輸層來源的數(shù)據(jù)進行智能管理，并對獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行存儲和可視化分析展示，全程為服務層提供全面的數(shù)據(jù)支撐。IoT設備管理服務平臺[24]是目前較常用的支撐上下層服務的智慧云平臺層設備。針對環(huán)保領域，環(huán)境管理部門構建了環(huán)保IoT設備管理平臺，這一平臺能通過使用智慧環(huán)保邊緣智能網(wǎng)關實現(xiàn)監(jiān)測現(xiàn)場設備的接入、數(shù)據(jù)獲取及遠程配置和調(diào)控，同時提供數(shù)據(jù)接口供服務層使用。云服務層所針對的服務對象和用戶類別較多，需要對數(shù)據(jù)進行更為精細的劃分及分析，從而實現(xiàn)對各種環(huán)境問題的預警預報和追蹤溯源，為環(huán)保部門及環(huán)保行業(yè)提供精細化服務和科學決策依據(jù)。整個云服務層通過智慧環(huán)保智能網(wǎng)關為環(huán)保行業(yè)提供有效數(shù)據(jù)，對外提供的服務是，針對一些比較嚴重和需要及時處理的污染信息，云服務層能及時反饋到應用平臺，為污染追蹤溯源提供有效依據(jù)。終端用戶層對數(shù)據(jù)的獲取需要依賴物聯(lián)網(wǎng)技術，通過智慧環(huán)保智能網(wǎng)關，用戶能更方便快捷地獲取所需的環(huán)保數(shù)據(jù)。

2.3 智慧環(huán)保體系建設面臨的問題

(1)環(huán)境監(jiān)測設備成熟度低。數(shù)據(jù)獲取是整個環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)的基礎。只有獲取完善、可靠的數(shù)據(jù)才能為智慧環(huán)保體系運行提供數(shù)據(jù)支撐，基礎數(shù)據(jù)缺失導致智慧環(huán)保體系分析對象缺失，最終嚴重阻礙智慧環(huán)保體系的運行。

(2)信息孤島現(xiàn)象嚴重。各部門之間缺少統(tǒng)籌規(guī)劃和組織協(xié)調(diào)，導致獲取的環(huán)境信息相對封閉、業(yè)務系統(tǒng)相對獨立。此外，部門之間尚未建設完備的共享平臺，數(shù)據(jù)采集具有重復性，數(shù)據(jù)利用率低，這些問題大大降低了工作效率，導致資源浪費嚴重，信息共享率低，很大程度上增加了環(huán)保工作者的工作量。

(3)信息透明度低。環(huán)保工作不能只依賴于環(huán)保部門工作人員，而應該協(xié)調(diào)公眾，提高公眾參與度。由于缺乏統(tǒng)一的標準，各部門之間對涉密、非涉密的工作數(shù)據(jù)規(guī)定各不相同，能與公眾分享的數(shù)據(jù)也相對有限。公眾只能通過已公布的環(huán)境數(shù)據(jù)了解地方環(huán)境質(zhì)量，但事實上公眾往往很難通過環(huán)境數(shù)據(jù)形成對環(huán)境質(zhì)量的自我判斷，長此以往，公眾對于環(huán)境保護工作的關心和參與度逐漸下降。同時，信息不透明在某種程度上忽視了公眾在環(huán)保工作中的作用，這不利于公眾配合環(huán)保工作，無形中增加了環(huán)保工作開展的難度。

(4)環(huán)境信息龐雜，無法共享。環(huán)境保護系統(tǒng)不僅具有豐富的環(huán)境監(jiān)測在線數(shù)據(jù)、污染源普查數(shù)據(jù)、節(jié)能減排數(shù)據(jù)等環(huán)保相關數(shù)據(jù)，還有人事部門的人事數(shù)據(jù)，科技部門的標準數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)目前是由各部門分開管理使用，存放于不同的數(shù)據(jù)平臺，很難做到數(shù)據(jù)共享，同時由于缺少統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，數(shù)據(jù)無法被統(tǒng)一整合?？茖W研究的數(shù)據(jù)獲取一直是研究人員面臨的困難，數(shù)據(jù)共享平臺的開通，能夠加強各部門的合作，有利于整體環(huán)保研究工作的開展。

2.4 智慧環(huán)保環(huán)境信息化標準體系構建

智慧環(huán)保環(huán)境信息化標準體系建設包括環(huán)境信息標準規(guī)范、環(huán)境信息運行管理和環(huán)境信息安全保障三大類(圖4)，這三大類標準最終服務于環(huán)境基礎設施標準。

圖4 環(huán)境信息化標準體系構架[25]Fig.4 Environmental informatization standard system framework diagram

當前環(huán)境信息化存在著數(shù)據(jù)更新不及時、透明度低、各自為政的問題，急需統(tǒng)一規(guī)范化的標準體系。建立信息標準體系，能夠為環(huán)境保護工作提供指導和規(guī)范，使環(huán)保部門人員的工作有章可循，最終將所有環(huán)保信息部門歸納到同一個標準體系下工作。環(huán)境信息標準規(guī)范是推動和促進環(huán)境信息化發(fā)展的依據(jù)和保障，加快環(huán)境信息化標準體系建設是智慧環(huán)保工作的重要內(nèi)容之一。

智慧信息運行管理需要從監(jiān)測系統(tǒng)建設、運行及管理等方面進行分析，從管理及決策角度提出環(huán)境保護方案及建議。智慧信息運行管理通過完善環(huán)境信息運行管理系統(tǒng)，加強環(huán)境信息網(wǎng)絡維護，故障報告和應急處理工作，以保證整個智慧環(huán)保體系安全高效穩(wěn)定的運行。

智慧環(huán)保體系需要統(tǒng)籌兼顧實時監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)、國家電子政務數(shù)據(jù)及業(yè)務應用系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)安全性要求較高。因此，智慧環(huán)保體系必須以環(huán)境數(shù)據(jù)為基礎，建設一個完整、多方面、多層次的安全保障體系，其中全方位、易于管理和維護的安全防御體系是智慧環(huán)保體系建設的保障。

智慧標準體系的最終目標是保障智慧環(huán)保體系正常、合理的運行，最根本宗旨是滿足人們對美好生態(tài)環(huán)境的需求，因此整個標準體系需要政府把關，通過政府出面統(tǒng)籌完成信息的整合，為智慧環(huán)保體系建成統(tǒng)一可行的標準體系。

3 智慧環(huán)保體系在環(huán)境治理中的應用

城市是環(huán)境治理的平臺，智慧環(huán)保體系需要以城市為依托，有針對性地對城市土壤、大氣、水體、噪聲等要素建設完善的監(jiān)管體系。目前，智慧環(huán)保在城市治理上的應用尚屬探索階段。由于智慧環(huán)保的城市治理的建設經(jīng)驗、模式等方面存在不足，需要將智慧環(huán)保體系由以人工監(jiān)測管理為主的環(huán)保模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐晕锫?lián)網(wǎng)為主的智慧模式，通過物聯(lián)網(wǎng)自動實時監(jiān)測，加強環(huán)境管控，提高城市環(huán)境質(zhì)量，減少環(huán)境能源和資源的浪費，提高整體環(huán)境能效。智慧環(huán)保的建設經(jīng)驗、模式能夠為智慧環(huán)保城市治理的推進提供良好的范例和可行的路徑，為將來全面推進智慧環(huán)保體系建設打下堅實的社會和技術基礎。城市環(huán)境治理是整個城市建設的重要模塊，智慧環(huán)境治理作為智慧城市建設的嘗試和創(chuàng)新，其應用和實現(xiàn)效果對未來智慧城市發(fā)展方向和治理水平具有直接影響，對城市治理具有重要的指導意義和現(xiàn)實意義。污染源監(jiān)控管理信息系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境保護管理系統(tǒng)、核安全與輻射管理信息系統(tǒng)和環(huán)境應急信息管理系統(tǒng)是目前應用智慧環(huán)保體系最多的幾個環(huán)境行業(yè)。

3.1 污染源監(jiān)控管理信息系統(tǒng)

環(huán)境質(zhì)量好壞直接影響人類健康和生態(tài)環(huán)境安全，保證環(huán)境質(zhì)量良好、減少和控制環(huán)境污染是人類在自然界生存及與自然和諧相處的保障。保證環(huán)境質(zhì)量的前提是隨時隨地掌握環(huán)境質(zhì)量情況，而污染源監(jiān)控工作是了解環(huán)境質(zhì)量狀況的根本性手段。然而，常規(guī)環(huán)境監(jiān)測技術目前面臨著樣品采集困難、數(shù)據(jù)更新不及時等問題。環(huán)境污染源自動監(jiān)測管理信息系統(tǒng)能有效解決這一問題。通過常規(guī)環(huán)境監(jiān)測與信息通信技術的結(jié)合，將高密度的傳感器和監(jiān)控網(wǎng)絡布置到環(huán)境空間中，能隨時獲取海量的環(huán)境數(shù)據(jù)，完成實時數(shù)據(jù)獲取和環(huán)境監(jiān)測。例如，南京市建鄴區(qū)的水環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)能根據(jù)區(qū)內(nèi)水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及要求分配不同采樣點。監(jiān)測位點設置方面，在保證監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性的同時，根據(jù)區(qū)內(nèi)莫愁湖和南湖湖泊水系分布現(xiàn)狀，將監(jiān)測位點設置在河面4個方向。監(jiān)測指標方面，遵循“代表性指標必須要監(jiān)測，其他指標酌情考慮”的原則有針對性地選擇監(jiān)測點參數(shù)指標。通過建立完整的智慧環(huán)境監(jiān)測體系，解決了以往人工采樣的低效率問題[26]。Yan等[27]通過建設自動采樣傳感器獲取環(huán)境監(jiān)測點位數(shù)據(jù)，再通過向科研人員和專業(yè)人士收集信息，將水質(zhì)監(jiān)測和先進數(shù)據(jù)技術聯(lián)系起來，以支持生態(tài)系統(tǒng)服務評估，并將所有的數(shù)據(jù)分解、合成進行大數(shù)據(jù)分析，用于評估與水質(zhì)相關的生態(tài)系統(tǒng)服務。最后，從大數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的角度，探討生態(tài)系統(tǒng)服務評價中水質(zhì)評價的技術障礙和機遇。自動監(jiān)測系統(tǒng)能屏蔽人工檢測受到的天氣、排污等因素影響，實時獲取水體質(zhì)量變化，對突發(fā)事件做出預警，減少重大環(huán)境災害發(fā)生的可能性。近年來，國家對大氣環(huán)境質(zhì)量的要求越來越高，大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)也一直在發(fā)展進步。智慧環(huán)保大氣實時監(jiān)測系統(tǒng)對獲取數(shù)據(jù)進行大氣質(zhì)量統(tǒng)計分析，再根據(jù)分析結(jié)果提供空氣污染精細化服務，同時提供相應數(shù)據(jù)平臺和手機APP進行數(shù)據(jù)顯示，方便用戶實時查看和監(jiān)管數(shù)據(jù)。圖5 展示了智慧環(huán)保大氣環(huán)境系統(tǒng)架構。該監(jiān)測系統(tǒng)有效提高了數(shù)據(jù)實時性和信息透明度。公眾能隨時隨地查看大氣質(zhì)量，有利于公眾深入了解大氣質(zhì)量變化對其生活的影響，同時，公眾會更加配合未來科研工作者開展的實地調(diào)查工作。

圖5 智慧環(huán)保大氣環(huán)境實時監(jiān)測分析服務平臺架構[27]Fig.5 Schematic diagram of the architecture of intelligent environmental protection atmospheric environment real-time monitoring and analysis service platform

3.2 生態(tài)環(huán)境保護管理系統(tǒng)

生態(tài)監(jiān)測是利用物理、化學、生態(tài)學手段，對生態(tài)環(huán)境中的特定地域范圍生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)系統(tǒng)中各要素的類型、數(shù)量、結(jié)構和功能進行定期、系統(tǒng)性監(jiān)測[28-29]。一般來說，生態(tài)監(jiān)測根據(jù)監(jiān)測對象的空間尺度可以分為宏觀和微觀生態(tài)監(jiān)測。宏觀生態(tài)監(jiān)測的對象是某特定生態(tài)系統(tǒng)。在宏觀生態(tài)監(jiān)測過程中，研究人員應用生態(tài)效果圖技術、遙感技術，輔以專業(yè)的信息處理分析系統(tǒng)，構建科學合理的地理信息系統(tǒng)，最終獲取生態(tài)系統(tǒng)信息，了解生態(tài)系統(tǒng)的變化，對任何可能的突發(fā)緊急事件采取緊急措施。微觀生態(tài)監(jiān)測對象的地域等級可以包括幾個生態(tài)系統(tǒng)組成的景觀生態(tài)區(qū)，也可以是代表單一的生態(tài)類型。微觀生態(tài)監(jiān)測需要大量工作基站，采用物理、化學和生物學方法對生態(tài)系統(tǒng)各組成成分進行分析并提取數(shù)據(jù)信息。微觀生態(tài)監(jiān)測是宏觀生態(tài)監(jiān)測的基礎，宏觀生態(tài)監(jiān)測又是微觀生態(tài)監(jiān)測的主導方向，一個完整的生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡應當同時具備宏觀和微觀2種尺度生態(tài)監(jiān)測方案。如圖6所示，生態(tài)環(huán)境實時監(jiān)測分析服務平臺首先通過野外傳感器對生態(tài)環(huán)境中各種參數(shù)進行自動檢測，并經(jīng)由通信網(wǎng)絡獲取實時數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)過自動處理和分析后交予數(shù)據(jù)使用門戶，由管理者進行進一步分析和操作。

圖6 智慧環(huán)保生態(tài)環(huán)境實時監(jiān)測分析服務平臺架構[38]Fig.6 Schematic diagram of intelligent environmental protection ecological environment real-time monitoring and analysis service platform architecture

同常規(guī)的環(huán)境生態(tài)監(jiān)測技術相比，遙感技術與生態(tài)監(jiān)測技術的結(jié)合不僅能夠提高生態(tài)監(jiān)測的效率，更重要的是能解決一些常規(guī)監(jiān)測技術無法解決的問題。例如，薇甘菊是一種入侵性極強的雜草，20世紀80年代初入侵我國后造成了巨大的經(jīng)濟損失。盡管我國學者一直在研究其生長特性、入侵機制和防控策略[30-31]，但是防控效果不理想，區(qū)域性的爆發(fā)時有發(fā)生且難以監(jiān)測。遙感技術具有一定的時空分辨率，能有效區(qū)分環(huán)境中入侵物種和本土物種[32]。孫中宇等[33]提出了無人機遙感技術識別和監(jiān)測薇甘菊爆發(fā)點，通過連接無人機飛行平臺、可見光相機和影像處理系統(tǒng)成功建立低空遙感系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于低空獲取高分辨率的紅綠藍波段影像，并利用波段運算、深度學習和影像分割對薇甘菊進行識別，最終確定薇甘菊爆發(fā)點。某一區(qū)域尺度上對薇甘菊的擴散機制、預警防控研究主要依賴于空間上識別和定量化，而無人機遙感因其特殊的分辨率能有效進行入侵植物識別和定量研究[34]，有望推動區(qū)域尺度上預警、防控入侵植物的研究。除了單一入侵物種研究之外，生態(tài)監(jiān)測的區(qū)域也可以覆蓋整個植被范圍。受氣候條件影響，植物生長狀況變化較為明顯，及時開展植被生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測，了解植被生長狀況是生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測的重要組成部分[35]。信息化在農(nóng)業(yè)上的應用也逐漸增多。在完善的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的支持下，農(nóng)民可以簡單地使用數(shù)字操作系統(tǒng)，在短時間內(nèi)提高農(nóng)作物產(chǎn)量并降低成本。智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能通過已有的數(shù)據(jù)對農(nóng)田肥料用量和植物生長狀況進行精確估算，降低農(nóng)藥過量施用對土壤造成的危害[36]。錢拴等[37]采集MODIS衛(wèi)星與NDVI數(shù)據(jù)，相關氣象數(shù)據(jù)，植被類型、土地質(zhì)地和利用方式等數(shù)據(jù)進行植被覆蓋率和初級生產(chǎn)力(net primary productivity，NPP)的估算，并構建植被生態(tài)質(zhì)量變化趨勢監(jiān)測評價模型。利用該模型對比2017年植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)和多年均值，繪制全國地理空間植被綜合生態(tài)質(zhì)量指數(shù)多年變化趨勢圖，較為直觀地展示了我國年植被生態(tài)質(zhì)量優(yōu)劣的分布格局，也反映了植被-氣候帶的對應關系。

3.3 環(huán)境應急信息管理系統(tǒng)

近年來，我國環(huán)境緊急突發(fā)事件頻發(fā)，如2005年松花江水污染事件，“8·12”天津濱海新區(qū)爆炸事故，廣西鎘污染事件，“11·24”甘肅銻泄漏事件等，這些突發(fā)事件嚴重威脅了人體健康。如何妥善處置各類突發(fā)環(huán)境事件，扎實完成環(huán)境風險防控工作，減少突發(fā)事件中人員傷亡和經(jīng)濟損失，并做出合理的應急方案是當前應對環(huán)境突發(fā)事件的最主要目標。

智慧環(huán)保體系下環(huán)境應急信息管理系統(tǒng)能在第一時間給出相應的應急預案，做出最為合理的人員調(diào)配和物資分配。環(huán)境應急信息管理系統(tǒng)需要搭建一套應對突發(fā)環(huán)境事故的管理系統(tǒng)和平臺，對重點河流、工廠園區(qū)等地進行實時監(jiān)控，最終目標是提高政府部門應對環(huán)境突發(fā)事件的能力，增強部門間聯(lián)動，以最快速度對突發(fā)事件做出響應[39]。環(huán)境應急信息管理系統(tǒng)主要由8個系統(tǒng)組成(圖7)。

圖7 環(huán)境應急信息管理系統(tǒng)Fig.7 Environmental emergency information management system

數(shù)據(jù)交換平臺是整個突發(fā)事件應急信息管理系統(tǒng)的基礎。數(shù)據(jù)庫包括環(huán)境數(shù)據(jù)信息和管理部門的管理數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)交換平臺將應急管理涉及的部門納入到同一個大的數(shù)據(jù)獲取及交流網(wǎng)絡，增強部門間交流，實現(xiàn)多部門、多層次的協(xié)同合作。

預測預警平臺是對可能發(fā)生的環(huán)境突發(fā)事件的信息進行預警分級的直接平臺。預警系統(tǒng)包括信息監(jiān)測和報告生成、隱患分析和風險評價、預警分級和發(fā)布的功能。通過信息監(jiān)測生成報告，工作人員能直接獲取地區(qū)基本信息及可能出現(xiàn)的不正常參數(shù)，第一時間發(fā)現(xiàn)異常，通過風險評估系統(tǒng)對事故嚴重性進行分級，決策人員可以通過事故預警分級采取相應的應急措施，并通報公眾以減少公眾恐慌。

數(shù)據(jù)預案系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)共同作用能對突發(fā)事件做出合理可行的決策。環(huán)境應急管理信息系統(tǒng)能在突發(fā)事件發(fā)生后迅速作出反應，提出切實可行的應急方案。而數(shù)據(jù)預案系統(tǒng)能按照預警分級、事件預案類別、分析模型提前做出一套預警方案，這套預警方案會根據(jù)預設條件的改變而做出調(diào)整，由于環(huán)境突發(fā)事件具有不確定性，所以數(shù)據(jù)預案系統(tǒng)可以作為突發(fā)事件發(fā)生后管理決策的參考。傳統(tǒng)的決策系統(tǒng)很多時候需要依靠決策者個人的經(jīng)驗和直覺判斷，而處理復雜的環(huán)境突發(fā)事件時，決策的影響因素增加，這就要求決策者在指定決策時需要考慮更多要素。當前，環(huán)境突發(fā)事件越來越復雜，僅靠決策者經(jīng)驗和直覺判斷并不能做出一份相對完善的應急管理決策，借助決策支持系統(tǒng)，以信息和計算機、仿真技術為基礎，通過空間數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，結(jié)合能支撐決策活動的智能人機系統(tǒng)，能提供更為科學合理的應急管理決策和方案。

指揮調(diào)度系統(tǒng)能實現(xiàn)應急決策指揮數(shù)據(jù)的發(fā)布、實時會議溝通及數(shù)據(jù)信息反饋和顯示。整個應急指揮系統(tǒng)能為所有參與突發(fā)事件應急管理的決策者及工作人員提供便利的、實時交流的平臺。環(huán)境應急事故現(xiàn)場處理是指揮調(diào)度的目標。工作人員需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(diào)整指揮決策，而現(xiàn)場處置與反饋系統(tǒng)能實時反映現(xiàn)場情況，有利于指揮調(diào)度系統(tǒng)指導工作人員根據(jù)實際情況進行決策調(diào)整，因此現(xiàn)場處置與反饋系統(tǒng)作為應急管理系統(tǒng)中決策和現(xiàn)場行動的連接系統(tǒng)，需要具有較高的機動性和響應能力。災后評估系統(tǒng)一般從社會、經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境3個方面對危險物質(zhì)和災害損失進行評估。通過相應的監(jiān)測手段，災后評估系統(tǒng)需要對自然生態(tài)環(huán)境所遭受的污染及生態(tài)破壞程度、經(jīng)濟社會損失進行評估，再根據(jù)災害分級建設相應的損失補償機制。

培訓演練系統(tǒng)應當貫穿于整個環(huán)境應急信息管理系統(tǒng)。其功能是通過模擬實際情況，加強應急平臺相關工作人員對應急管理系統(tǒng)和突發(fā)事件處理的熟悉度。通過應急事件培訓演練系統(tǒng)，相關人員可以深入了解自身在整個環(huán)境應急信息管理系統(tǒng)的崗位職責，有利于增強整個應急系統(tǒng)的協(xié)作性。

3.4 核安全與輻射信息管理系統(tǒng)

核技術目前廣泛應用于國防、醫(yī)學、環(huán)境保護等領域[40-42]，然而核素不穩(wěn)定產(chǎn)生的電離輻射和不當?shù)陌踩雷o措施都有可能造成嚴重的環(huán)境污染問題。核輻射波及的范圍較大，放射物質(zhì)一旦進入湖泊、河流等生態(tài)環(huán)境中，會嚴重危害生態(tài)環(huán)境和人類健康，因此核安全問題更應受到重視。構建合理可靠的核安全與輻射信息管理系統(tǒng)，借助物聯(lián)網(wǎng)技術對放射性污染源進行24 h連續(xù)監(jiān)測，避免核設施破壞及放射性物質(zhì)泄漏，或是在事故發(fā)生后第一時間做出相應應急預案，減少人員傷亡和經(jīng)濟損失，是目前核科學技術發(fā)展亟待解決的重要問題。核安全與輻射信息管理系統(tǒng)分為實時數(shù)據(jù)采集獲取、無線數(shù)據(jù)傳輸和核輻射應急處理決策3個部分。首先，對已有的核資源進行實際考察，根據(jù)核資源數(shù)量和分布建立基本的數(shù)據(jù)庫。為了獲取實時數(shù)據(jù)信息，建設移動源污染監(jiān)測設備，實現(xiàn)動態(tài)化計算管理。其次，建立以物聯(lián)網(wǎng)技術為基礎的輻射監(jiān)測網(wǎng)絡。建設一個相對完善和自動預警的全國性輻射監(jiān)測網(wǎng)絡是實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測核輻射事故的最根本措施。這一系統(tǒng)能第一時間感應環(huán)境變化，對突發(fā)事件做出響應，并及時給應急管理部門提供信息，極大地提高了應急管理部門應對突發(fā)核輻射事故的反應速度。最后，建立核安全突發(fā)事件的應急決策系統(tǒng)。通過構建適合我國情況的核輻射突發(fā)事件應急系統(tǒng)，對我國可能出現(xiàn)的核輻射突發(fā)事件做出分析和預警，為決策者做出合理科學的應急防護措施提供技術支持，是核輻射應急決策系統(tǒng)最主要的目標。劉占陽等[43]建立了以濱海核電站海上γ輻射劑量率為基礎的智能化自動監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能在無人值守的情況下為核電站提供實時有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)，能有效提高管理層對核電站信息的掌握程度和速度，對可能產(chǎn)生的問題做出最快響應。核輻射自動監(jiān)測作為智慧環(huán)保體系的一環(huán)，能有效減少環(huán)境突發(fā)事件產(chǎn)生的可能，同時，完善了智慧環(huán)保在環(huán)境管理系統(tǒng)中的應用。

4 智慧環(huán)保體系在環(huán)境治理中應用面臨的困難及發(fā)展方向

環(huán)境監(jiān)測技術是制約整個智慧環(huán)保體系發(fā)展的重要因素。以土壤監(jiān)測為例，各省(區(qū)、市)地勢和地理資源各有特點[44]，人為采樣難度大、效率低、耗時長，因此土壤自動監(jiān)測設備在土壤監(jiān)測中尤其重要。相較大氣和水體，旱地土壤和濕地在測定時更為復雜，對自動監(jiān)測設備的要求也更高。FDR土壤水分自動監(jiān)測儀是新研發(fā)的土壤水分監(jiān)測設備，主要是通過土壤的介電特性來反演土壤水分含量，其構造合理，精度較高[45]，可以適用于小范圍內(nèi)土壤環(huán)境監(jiān)測。土壤作為不均勻的介質(zhì)，取樣點的隨機性會導致其數(shù)據(jù)具有較大誤差，為了降低這種誤差，一般在土壤環(huán)境指標監(jiān)測時需要充分混合土壤樣品，但自動監(jiān)測儀的監(jiān)測位點是確定的，這就造成環(huán)境土壤樣品自動監(jiān)測系統(tǒng)誤差相對較大。因此，提高土壤樣品自動監(jiān)測系統(tǒng)的精度成為當前土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測面臨的問題。環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測工作是環(huán)境污染治理、環(huán)境管理的基礎，及時、迅速地掌握環(huán)境質(zhì)量狀況需要強大的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)支持。環(huán)境質(zhì)量自動監(jiān)測儀精度的提高是整個環(huán)境質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)準確及時開展工作的重要起點，也是整個智慧環(huán)保體系工作的基礎。

越來越多的生態(tài)大數(shù)據(jù)項目的建立增加了環(huán)境信息風險發(fā)生的可能[46]。智慧環(huán)保體系需要以大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)為依托，海量環(huán)境信息貫穿了整個智慧環(huán)保體系，如何保證環(huán)境信息安全，防止數(shù)據(jù)泄露是智慧環(huán)保的重要議題之一。例如，環(huán)境質(zhì)量檢測結(jié)果大多數(shù)是可公開的，對保密要求低，但是一些環(huán)境行業(yè)的數(shù)據(jù)具有敏感性，如自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)、國家重點文物等地的環(huán)境數(shù)據(jù)需要進行保密[47]，這就涉及信息泄露，網(wǎng)絡安全的問題。為了滿足環(huán)境自動檢測數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡安全要求，需要在局域網(wǎng)各連接口建立安全可靠的鏈接并定時更新維護，提高對信息安全的重視程度。整體來說，智慧環(huán)保體系網(wǎng)絡安全要求如下：需要高效的網(wǎng)絡管理軟件完成對海量環(huán)境信息的處理；需要構建網(wǎng)絡拓撲結(jié)構直觀準確地了解環(huán)境數(shù)據(jù)網(wǎng)絡實際運行情況；需要網(wǎng)絡管理軟件對故障網(wǎng)絡進行預警，以保證管理人員及時做出響應，保障環(huán)境信息網(wǎng)絡系統(tǒng)的正常運行[48]。

我國智慧環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊，推動智慧環(huán)保體系的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化是推動環(huán)保和經(jīng)濟同時發(fā)展的重要措施。自2015年國務院印發(fā)《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要的通知》，2016年國家發(fā)展和改革委員會印發(fā)《“互聯(lián)網(wǎng)+”綠色生態(tài)三年行動實施方案》以來，智慧環(huán)保已經(jīng)成為蓬勃發(fā)展的朝陽產(chǎn)業(yè)。當前，智慧環(huán)保產(chǎn)業(yè)市場需求巨大，各省(區(qū)、市)對環(huán)保尤其是智慧環(huán)保產(chǎn)業(yè)的重視度逐漸提高，大大推動了智慧環(huán)保體系向產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化發(fā)展。當前，我國智慧環(huán)保建設仍是以政府為主導、市場運營為輔的模式[49]。如衢州市智慧環(huán)保體系是典型的政府購買服務、企業(yè)組織運行、公眾參與的三位一體智慧環(huán)保建設模式[50]，同時也是目前應用較為廣泛的智慧環(huán)保產(chǎn)業(yè)商業(yè)化模式。政府購買服務的商業(yè)化模式增加了政府資金缺口，加大了政府壓力，不利于一些經(jīng)濟落后地區(qū)推行智慧環(huán)保政策，因此如何增加智慧環(huán)保和環(huán)境治理的商業(yè)化模式，推動企業(yè)參與智慧環(huán)保體系建設，減輕政府負擔是智慧環(huán)保在環(huán)境治理應用上的關鍵問題之一。

未來，智慧環(huán)保體系發(fā)展的方向主要是深度和廣度2個方面。廣度就是擴大智慧環(huán)保體系的應用范圍。當前，智慧環(huán)保體系涵蓋了水體(地表水和地下水)[51]、土壤[52]、大氣[53]、噪聲[54]等多個方面，涉及環(huán)境質(zhì)量自動檢測、污染源監(jiān)測、環(huán)境應急系統(tǒng)處理及環(huán)境突發(fā)事件處理等多個層面。海洋環(huán)境自動監(jiān)測，核輻射和電磁輻射安全管理及化學廢物、危險品安全管理等其他環(huán)境管理的重要組成部分尚未得到重視。固體廢物和化學危險廢物處理一直是實驗室、化工產(chǎn)業(yè)面臨的重要問題。固體廢物，尤其是危險廢物處理不當極容易產(chǎn)生安全事故，通過智慧環(huán)保體系中的危險廢物運輸自動監(jiān)測系統(tǒng)，對危險廢物的運輸路線及運輸過程中的性質(zhì)進行監(jiān)測，可以保證化工企業(yè)管理人員隨時掌握危險廢物在運輸過程中發(fā)生的化學、物理變化，并能在發(fā)現(xiàn)異常變化的第一時間做出應對，降低事故發(fā)生的可能性及危害性。深度就是通過提高智慧環(huán)保體系自身的準確性和時效性，提升整個系統(tǒng)的應用水平。監(jiān)測技術和數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡始終是智慧環(huán)保體系發(fā)展的制約因素。提高環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確度能從根本上提高智慧環(huán)保體系網(wǎng)絡對環(huán)境的感知能力，強大的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能保證整個系統(tǒng)正確的運行，有效的環(huán)境信息安全管理系統(tǒng)能保障整個系統(tǒng)安全平穩(wěn)地運行。