1、智慧环保(大气)构建中多源数据优化融合方案智慧环保(大气)构建中多源数据优化融合方案一、空气环境监测历史背景一、空气环境监测历史背景二、大数据时代监测新趋势三、多元数据的优化与融合四、智慧环保平台建设应用目录目录空气环境监测历史背景空气环境监测历史背景官厅水库污染事件：官厅水库污染事件：1972年，官厅水库污染事件开启中国环境保护的新篇章。环境监测作为环境保护的重要技术支撑走向中国经济社会发展的历史舞台。明确了服务管理服务决策的方向。各地陆续建成环境监测机构，为大气监测奠定了基础。各地陆续建成环境监测机构，为大气监测奠定了基础。（一）、前奏（1972-1982）探索监测方法、建立监测体系（一）

2、、前奏（1972-1982）探索监测方法、建立监测体系空气环境监测历史背景空气环境监测历史背景（二）、起步（1982-1996）走上科学化、法制化轨道（二）、起步（1982-1996）走上科学化、法制化轨道一、依据经国务院环境保护领导小组批准，1982年大气环境质量标准（GB3095-82）首次制定并发布实施环境监测标准分析方法（试行）明确了布点、采样、分析、数据在、处理等具体方法和程序。二、监测项目-常规监测项目（6）：-常规监测项目（6）：总悬浮颗粒（TSP）、飘尘、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）、光化学氧化剂（O3）-其他监测项目（3）：-其他监测项目（3）：降

3、尘、烟气林格曼黑度、硫酸盐化速率空气环境监测历史背景空气环境监测历史背景（二）、起步（1982-1996）走上科学化、法制化轨道（二）、起步（1982-1996）走上科学化、法制化轨道三、监测频次-监测频次：每季度一次（1月、4月、7月、10月）四、成果报告-监测成果报告：季报、年报五、应用环境质量评价、建设项目“三同时”管理、环境执法管理、排污收费等监测手段：人工采样，手工实验分析空气环境监测历史背景空气环境监测历史背景（三）、提升（1996-2012）技术方法丰富，监测能力成长（三）、提升（1996-2012）技术方法丰富，监测能力成长一、依据-1996年环境空气质量标准(GB3095-1

4、996)发布二、监测项目（10+3）-常规监测项目：增加到10项，将“飘尘”替换为“PM10”，新增了二氧化氮、铅、苯并芘、氟化物空气环境监测历史背景空气环境监测历史背景（三）、提升（1996-2012）技术方法丰富，监测能力成长（三）、提升（1996-2012）技术方法丰富，监测能力成长三、监测频次-监测频次：每季度一次（1月、4月、7月、10月）四、成果报告-监测成果报告：（74个重点城市开始日报试点）周报、季报、年报，五、应用在原有用途上增加了具备一定的处理环境污染事故等应急监测能力-监测手段：自动化监测技术大量引进应用空气环境监测历史背景空气环境监测历史背景（四）、跨越（2012-）建

5、立了与国际接轨的监测技术体系（四）、跨越（2012-）建立了与国际接轨的监测技术体系一、依据-2012年2月29日，环境空气质量标准(GB3095-2012)颁布，2016年1月1日全国实施二、监测项目（6+4+5）基本项目：6项，常规六参数，其中PM2.5为新增项其他项目：4项，总悬浮颗粒物、氮氧化物、铅、苯并芘参考项目：5项，镉、汞、砷、六价铬、氟化物空气环境监测历史背景空气环境监测历史背景（四）、跨越（2012-）建立了与国际接轨的监测技术体系（四）、跨越（2012-）建立了与国际接轨的监测技术体系三、监测频次-监测频次：每小时、每日四、成果报告-监测成果报告：日报、月报、季报、年报、专

6、报，（周报、旬报）五、用途区域评价、政府决策（经济、规划）、环境管理、预警预报、科学研究-监测手段：自动连续监测技术成为空气监测主要手段空气环境监测历史背景空气环境监测历史背景（四）、跨越（2012-）建立了与国际接轨的监测技术体系（四）、跨越（2012-）建立了与国际接轨的监测技术体系特征：特征：各级党委政府主导的全民参与社会关注度大幅提升的内在动力广泛需求促动的环保产业高速发展国际环境保护履约的外部展示自动监测全面实行，高新技术手段层出不穷分析评价方法引进，环境检测主体雨后春笋重点排污单位在线监测全覆盖，排放监管全流程一、空气环境监测历史背景一、空气环境监测历史背景二、大数据时代监测新趋势

7、二、大数据时代监测新趋势三、多元数据的优化与融合四、智慧环保平台建设应用目录目录大数据时代监测新趋势大数据时代监测新趋势环境监测大数据：创新管理制度，强化监管能力环境监测大数据：创新管理制度，强化监管能力2015年8月国务院印发促进大数据发展行动纲要2016年3月环保部印发生态环境大数据建设总体方案空气质量监测网完善，初步建成覆盖省、市、县、乡和企业的五级生态环境监测网络；。大数据时代监测新趋势大数据时代监测新趋势数据来源多元化数据来源多元化环境监测大数据PM2.5在线源解析质谱监测系统监测站点（国控点、省控点、乡镇点）工地扬尘监测系统走航监测遥感（卫星、无人机监测）城乡管控网格监测机动车尾气

8、监测污染源自动监测激光雷达监测系统VOCs在线监测系统大数据时代监测新趋势大数据时代监测新趋势地面常规监测：监测站点-国控点（53个）地面常规监测：监测站点-国控点（53个）河北省2012年底于11个地市建设完成53个国控空气监测点位，2013年年初投入使用。与国家其他地区共计74个城市组成环境空气质量监测网。河北省国控点分布情况张家口5个点位承德5个点位秦皇岛5个点位唐山6个点位沧州3个点位廊坊4个点位保定6个点位石家庄8个点位邢台4个点位邯郸4个点位衡水3个点位大数据时代监测新趋势大数据时代监测新趋势地面常规监测：监测站点-省控点（337个）地面常规监测：监测站点-省控点（337个）自20

9、13年起河北省分三期共在168个县（市、区）中建设省控站点337个。河北省国控点省控点分布情况河北省国控点省控点分布情况大数据时代监测新趋势大数据时代监测新趋势地面常规监测：监测站点-乡镇站地面常规监测：监测站点-乡镇站2018年河北省全面建设乡镇空气质量自动监测站，共建成乡镇站1952个，每个站至少监测二氧化硫、PM2.5两项指标，实现全省乡镇空气质量监测全覆盖。2019年6月前，乡镇空气质量自动监测站增加氮氧化物、PM10、一氧化碳、臭氧等监测因子，实现监测项目全覆盖。大数据时代监测新趋势大数据时代监测新趋势空气自动监测站点数据审核平台空气自动监测站点数据审核平台环境监测数据：真、准、全质

10、控任务自动分配下达至运维工程师，智能判断设备质控项目是否合格；对运维站点异常数据的智能判断和报警，对区域性突出峰值有效判断。大数据时代监测新趋势大数据时代监测新趋势空气质量发布平台空气质量发布平台总体描述建议及现场实时照片总体描述建议及现场实时照片采用地理信息技术，准确标注各监测点位地理位置采用地理信息技术，准确标注各监测点位地理位置采用污染程度分色表征采用污染程度分色表征大数据时代监测新趋势大数据时代监测新趋势地面辅助监测：管控网格站点-微型站地面辅助监测：管控网格站点-微型站仪器检出限低、数据精度高、时间分辨率高，体积小巧、价格低廉，适合网格化、密集化布点。实现小范围实时精准监测。大数据时

11、代监测新趋势大数据时代监测新趋势地面辅助监测-高时空分辨巡航监测地面辅助监测-高时空分辨巡航监测巡航监测，全面、快速、精准诊断VOCs污染的通过对不同区域开展科学、系统的网格化整体分布情况。锁定重点污染区域特征污染及其时空分布整体把控区域VOCs污染情况地面辅助监测-PM2.5在线源解析质谱监测地面辅助监测-PM2.5在线源解析质谱监测在线单颗粒气溶胶质谱仪PM2.5在线源解析质谱监测系统包括三部分：在线单颗粒气溶胶质谱仪(简称SPAMS）、污染源谱库和“指纹”比对模型。当仪器在进行监测时，与仪器配套的模型比对系统会自动将实时测到的每个颗粒物特征与谱库中的谱图进行比对，即：“指纹”比对，及时判

12、断出颗粒物的来源。大数据时代监测新趋势大数据时代监测新趋势大数据时代监测新趋势大数据时代监测新趋势地面辅助监测激光雷达监测系统地面辅助监测激光雷达监测系统激光雷达监测系统可用于分析颗粒物的垂直分布情况。可实时测量、记录通过激光的气溶胶特性数据。灰霾监测分析、沙尘监测分析、颗粒物形成与迁移、污染边界层监测、高空颗粒物浓度监测、边界站通量监测。激光雷达监测方式灵活，同时适用于环境突发事件应急监测、企业偷排漏排监测。大数据时代监测新趋势大数据时代监测新趋势地面辅助监测手工监测地面辅助监测手工监测手工监测作为监测的基础，仍然有着不可替代的优势：1、手工监测有完整的质量管理体系，质控措施完善；2、手工检

13、测标准齐全、方法成熟；3、手工监测可适用于各种环境监测需求。比对、核查、采测分离。大数据时代监测新趋势大数据时代监测新趋势卫星遥感监测应用卫星遥感监测应用基于高分辨率、高精度的卫星遥感，结合地面监测、大气模式和气象资料，对目标区域/格网内的未知排放“热点”或潜在排放源进行识别，弥补排放清单或监管的空白；同时对区域/格网内的排放源的空间分布、时间变化进行精细的刻画，为排放清单校正和精准管控提供支持。利用高分红外探测的热异常信息，精准识别排放区域将卫星观测辐射量化信息与企业能耗、排放等关联，可实现动态客观监控大数据时代监测新趋势大数据时代监测新趋势航空遥感监测航空遥感监测无人机作为地面监测系统的补

14、充，可不定期对重点区域开展空中巡查。具备系统成像系统。搭载传感网络监测仪可实时监测。大数据时代监测新趋势大数据时代监测新趋势CEMS示意图污染源自动监控设施是排污单位污染防治设施的重要组成部分，企业有责任和义务对其进行运营维护，确保数据真实有效。同时，污染源自动监控设施能够实时有效监测企业排污情况。河北省目前已安装污染源在线监测1万多套，并与省级平台联网。有效监控企业排污的“第三只眼”。固定污染源在线监测固定污染源在线监测固定污染源在线监测-企业自测信息平台固定污染源在线监测-企业自测信息平台重点监控企业的污染源监测数据与信息公开进行统一管理。重点污染源实现自行监测数据的采集与发布。大数据时代

15、监测新趋势大数据时代监测新趋势机动车尾气遥感监测系统机动车尾气遥感监测系统 机动车尾气遥感监测系统可对道路行驶汽车排放的氮氧化物、碳氢化合物和一氧化碳的浓度进行监测。可实现对经过监控路段的黑烟车进行自动抓拍、识别、处理、记录和数据传输的功能，能够实时记录通行车辆信息。通过主控系统进行数据的采集处理汇总，再经由网络将结果传输至环保主管部门的数据库中。大数据时代监测新趋势大数据时代监测新趋势一、空气环境监测历史背景二、大数据时代监测新趋势一、空气环境监测历史背景二、大数据时代监测新趋势三、多元数据的优化与融合三、多元数据的优化与融合四、智慧环保平台建设应用目录目录环境大数据现状环境大数据现状海量化

16、：海量化：存量大40年历史数据增量大难以统计多样化：多样化：来源多 不同行业部门格式多 不同单位量纲种类多 不同技术方法多元数据的优化与融合多元数据的优化与融合密度大：密度大：采集速度快实时自动化数据更新快连续在线传输存储快收集汇总方式利用低：利用低：数据关联度低整合不够缺少数据清洗无效数据环境大数据现状环境大数据现状点位分布立体化：点位分布立体化：1、地面常规监测：国控站点、省控站点、乡镇站点2、地面辅助监测：管控网格站点、雷达监测、走航监测、手工监测3、卫星遥感监测：高分卫星、风云卫星、环境卫星等4、航空遥感监测：通用飞机、无人机5、污染源在线监测：CEMS系统6、机动车尾气遥感监测：机动

17、车遥感监测系统等多元数据的优化与融合多元数据的优化与融合项目分析复杂化：项目分析复杂化：1、考核项目逐年增加2、分析手段日渐丰富设备精准智能化：设备精准智能化：1、精度提高2、密度增加3、自动化管理需求多样化：管理需求多样化：1、多级管理2、多部门联动3、各类排污企业多元数据的优化与融合多元数据的优化与融合数据融合的目标1、将枯燥无味的数字转化成有价值的数据1、将枯燥无味的数字转化成有价值的数据：没有融合的数据，只是大量的数字！多元数据的优化与融合多元数据的优化与融合数据融合的目标2、看似无关的数据转化成有用的信息2、看似无关的数据转化成有用的信息数据组合由各类数据的简单叠加，是物理反应；数据

18、属性本质没有改变。只是数据的简单拼装而成。多元数据的优化与融合多元数据的优化与融合数据融合的目标3、看似独立的信息转化成相关联的信息3、看似独立的信息转化成相关联的信息传统各类数据之间是割裂的，导致对对象的认识比较片面，可能做出错误的决策；大数据的融合，具有互补性和完整性，将有效提升数据内涵价值，发现新规律。多元数据的优化与融合多元数据的优化与融合数据融合的目标4、信息转化成决策支持依据4、信息转化成决策支持依据传统数据的价值体现在信息传递与表征，是对现象的描述与反馈，让人通过数据去了解数据。大数据融合是对现象发生过程的全记录，通过融合不仅能够了解对象，还能分析对象，掌握对象运作的规律，挖掘对

19、象内部的结构与特点。融合包含数据挖掘、分析结果的可视化，是大数据的价值所在。一、空气环境监测历史背景二、大数据时代监测新趋势一、空气环境监测历史背景二、大数据时代监测新趋势三、多元数据的优化与融合四、智慧环保平台建设应用四、智慧环保平台建设应用目录目录总体目标“智慧环保”是“数字环保”概念的延伸和拓展，它是借助物联网技术，把各类监测设备嵌入到各种环境监控对象中，通过超级计算机和云计算将环保领域物联网整合起来，以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的智慧体现。最终实现：打造打造环境立体监测网络环境立体监测网络，实现环境问题定量化；打造实现环境问题定量化；打造智慧环保大数据平台智慧环保大数据平台

20、，实现环境信息资源化；建立实现环境信息资源化；建立环境智慧决策指挥中心环境智慧决策指挥中心，实现环境管理智能化：健全实现环境管理智能化：健全环境公共管理平台环境公共管理平台，实现生态环境治理全民化。实现生态环境治理全民化。智慧环保平台应用智慧环保平台应用1、系统科学的统筹规划：1、系统科学的统筹规划：加强顶层设计指导，使用便捷、安全的技术手段自上而下规划开发，分步建设循序渐进：省级平台 各市、各县分级平台，各职责部门分平台，各企业分平台；2、经济有效的开发建设：2、经济有效的开发建设：保证规范化、标准化的前提下，根据区域具体情况（区域污染特点、地理环境因素，气象条件等）进行针对性开发，按需选择

21、；提高服务效率，控制投资成本避免过度投资，过度监测，优化选择技术手段。建设原则建设原则智慧环保平台应用智慧环保平台应用3、统一有序的数据管理：3、统一有序的数据管理：确保数据的准确性、有效性；按不同行业部门应用特点，根据数据时效性，代表性等择优选择；实行数据统一标准化管理，规范数据库表结构、数据格式、通信标准。4、开放兼容的信息系统：4、开放兼容的信息系统：打破行业部门之间数据壁垒垄断；促进数据资源共享，避免重复建设与“信息孤岛”。提供面向数据采集、处理、挖掘、分析、服务的一整套解决方案；实现环境信息资源的高效应用。5、自主可控的指挥平台：5、自主可控的指挥平台：优化技术手段，提高环境监管与应

22、急防范能力;提高环境保护综合决策与服务能力。建设原则建设原则智慧环保平台应用智慧环保平台应用技术框架技术框架基于环境综合数据库，实现环保部门内部、其他相关部门各类业务数据的深度融合应用，通过环境监测监控和综合业务协同，实现八个“一体化”，即：环保业务管理一体化；点源监管到面源监管的一体化；业务办理与业务分析一体化；工作绩效与目标考核一体化；数据挖掘与数据可视化一体化；日常管理与应急管理一体化；在线监测与业务管理一体化；相关单位业务系统一体化。智慧环保平台应用智慧环保平台应用平台要点平台要点一张图：基于GIS分析技术，以地理信息数据、环保业务数据为基础，为各类环境业务系统提供一张图展示，集成各类

23、环境监测要素，实现形象直观、统一可视化的分析和展示平台，为环境保护提供全面、及时、准确和客观的信息服务与技术支持。一个体系：通过高分辨率地理数据图，将各类环境信息清晰地展现并形成对不同要素、不同领域的信息分层管理，生成动态、直观的地图界面。一组模块：多功能模块可自主拆分组合，实现无缝对接，有机连接。智慧环保平台应用智慧环保平台应用智慧环保指挥平台区域污染分析发现实时问题企业执行职责部门监督作业调度监控问题处理反馈应用措施评估管控绩效评定软件模块软件模块规律分析污染分析预警预报达标规划实时管控考核评估企业服务公众平台达标规划模块是通过对管控区域现有情况的统计分析、相关大数据收集，数据库建立，实现

24、治理方案的针对性精准定制实施。包括：目标分析、产业结构、能源结构、交通运输、用地结构、污染源、应急防控等内容。智慧环保平台应用智慧环保平台应用规律分析污染分析预警预报达标规划实时管控考核评估企业服务公众平台1、实时空气质量查询1、实时空气质量查询按条件数据查询比对提供本地区空气质量的实时状况、任意时段的累积状况、历史数据以及周边区域的比对，在省、市的排名情况，各污染因子的变化趋势。2、时段分布特征分析2、时段分布特征分析对历年监测数据进行拟合叠加分析，弄清本地区各个时段的数据变化规律。找出污染扩散规律及对污染进行溯源。3、其他影响因子分析3、其他影响因子分析对在不同风向、风力、温度、湿度情况下

25、污染情况分析研判，有效应对不同气象条件下的污染过程。软件模块软件模块智慧环保平台应用智慧环保平台应用规律分析污染分析预警预报达标规划实时管控考核评估企业服务公众平台构建污染源数据库点、线、面源；污染源按区域、行业等条件细分、录入。污染源信息可供查询、搜索、分类。按时间变化实时显示，支持自定义时间进行排放情况排序、分析。按行业、排放源类型(四级分类)进行分类小时分辨率统计分析，叠加地图展示。软件模块软件模块智慧环保平台应用智慧环保平台应用规律分析污染分析预警预报达标规划实时管控考核评估企业服务公众平台区域环境应急响应：利用在线监测数据、走航监测数据、网格化数据、激光雷达、卫星遥感、尾气遥感、无人

26、机监测、源解析数据等各项监测结果进行污染状况综合分析。借助区域环境污染模型和专家研判等综合技术分析区域污染历史成因。制定针对性预警方案及企业应急预案。综合服务平台及公众号等多渠道实现一站式预警信息发布。加强联防联控，根据应急预案及时响应。软件模块软件模块智慧环保平台应用智慧环保平台应用规律分析污染分析预警预报达标规划实时管控考核评估企业服务公众平台通过综合数据分析及预报预测情况，实时调整管控建议，通过视频、监测数据评估管控效果。1）道路作业指导：对洒水车等作业车辆进行实时定位跟踪、作业统计。2）重型车辆管控：通过现有黑烟抓拍系统、车辆统计等有效识别重型车辆对空气质量影响分析。3）工地扬尘治理：

27、对工地喷淋作业信息等进行收集，结合工地扬尘监测系统以及空气质量监测数据进行综合分析，评估管理效果。4）道路限行分析：统计汇总道路限行时间和次数、结合道路历史拥堵状态以及监测数据变化，评估限行效果。软件模块软件模块智慧环保平台应用智慧环保平台应用规律分析污染分析预警预报达标规划实时管控考核评估企业服务公众平台利用GPS轨迹、视频记录等技术手段，针对实时管控建议的落实情况实时显示及留痕。实现区域内实时污染问题发布，相关责任单位问题处理及情况反馈，处理情况录入数据库。根据处理记录对管控落实和污染处理进行情况反馈和评价，做到有据可查和奖罚分明。软件模块软件模块智慧环保平台应用智慧环保平台应用规律分析污

28、染分析预警预报达标规划实时管控考核评估企业服务公众平台一企一档综合管理：实现对污染源全生命周期变化的动态跟踪与查询。包括企业基本信息、项目审批、在线监控、监察执法记录、排污收费、行政处罚、信访投诉等。环保税申报向企业提供环保税计算、申报一站式入口，申报资料可以直接提高到税务部门，同时为企业提供政策技术咨询。软件模块软件模块智慧环保平台应用智慧环保平台应用规律分析污染分析预警预报达标规划实时管控考核评估企业服务公众平台环保违法举报：公众通过手机程序、网站等方式提交，审核后直接下发到各个相关责任部门进行调查处理。空气质量发布：利用统一信息交换平台，多途径、多渠道实时发布空气质量信息。污染排放公示：

29、利用公众号、网站等统一平台，对各类污染源实时监测数据进行全自动信息报送、发布。软件模块软件模块智慧环保平台应用智慧环保平台应用指挥中心指挥中心作为业务管控的信息中枢和指挥中枢，具备信息汇集、监管监督、指挥调度协同三个核心职能。指挥大厅、分指挥中心及前方指挥部等多级调度中心所组成多级指挥通信和管理调度体系中。整个调度平台将整合各类图像、语音、数据等信息资源及情报消息，根据具体的权限和级别，安全有效地分享给各级调度中心。各级中心将根据任务流程，形成多资源整合、多级指挥通信、多单位协同联动的完整的指挥通信系统。硬件集成硬件集成智慧环保平台应用智慧环保平台应用指挥大厅指挥大厅是智慧环保指挥平台的载体，

30、包括空间设计、装修，视频显示系统建设，音响扩声系统建设，信号处理系统建设，智能中控系统建设和综合布线工程于一体的多媒体综合信息化工程。分指挥中心分指挥中心是总调度指挥中心的分支系统，主要部署在二级机关单位。可根据规模及实际工作需要建立小型调度室或调度台，设立中型视频会议终端或小型一体化视频会议终端等。硬件集成硬件集成智慧环保平台应用智慧环保平台应用前方指挥系统前方指挥系统可根据现场情况部署在指挥通信车或临时搭建的指挥场所内。配备完备的通信设备、服务端设备和终端设备。可以通过卫星网络或其他无线网络与后方指挥部进行联通。前方指挥系统前方指挥系统所配备的网络通信设备，包括网络交换机设备、车载/便携式

31、卫星站，以及用于与前方一线进行通信的无线基站设备，匹配传输图像、语音、数据等资源。硬件集成硬件集成智慧环保平台应用智慧环保平台应用应急管控一线应急管控一线会进行大话务量通信，可通过应用卫星小型化终端，来进行无障碍通信覆盖，不受距离限制和地形限制，也可通过LTE、MESH等无线通信设备快速搭建前方无线通信覆盖，让接入到当前无线覆盖区域内的各类手持终端、图传设备、现场音视频布控设备、无人机等能够快速实现图像、语音、数据的通信和应用。硬件集成硬件集成智慧环保平台应用智慧环保平台应用 大气污染源排放清单编制服务 重污染期间加强观测服务 颗粒物污染来源解析服务 大气臭氧污染成因分析及科学控制技术服务 大

32、气污染过程分析报告服务 监测站点选址规划和优化服务 污染控制措施成效评估服务 城市大气污染管理机制协建服务 环境污染问题第三方驻场督查服务 城市限期达标规划和治理规划服务服务报告服务报告智慧环保平台应用智慧环保平台应用-顶层设计规划先天不足，造成开发乱象-顶层设计规划先天不足，造成开发乱象-业务系统重复交叉，急需整合提升-业务系统重复交叉，急需整合提升-贪大求全，功能闲置，利用效率低-贪大求全，功能闲置，利用效率低-新技术新资源应用障碍-新技术新资源应用障碍-缺乏核心技术定型产品-缺乏核心技术定型产品-售后服务质量不高信誉低-售后服务质量不高信誉低-信息工程监理服务市场广阔-信息工程监理服务市场广阔关于生态环境信息化的几点思考关于生态环境信息化的几点思考感谢聆听！