更全的杂志信息网

海洋环境监测数据监管服务系统设计与实现

更新时间:2009-03-28

海洋环境监测数据是人们认识、开发和利用海洋的基础,是海洋环境保护工作的关键环节。加强海洋环境监测数据管理与共享服务是海洋行政管理职能之一,同时也是推动监测数据为海洋经济发展,提高海洋环境保护决策水平的重要保障。近几年来,随着科技的发展,信息化逐渐渗透进入传统的监测模式,高科技与传统模式的结合,业务化监测和在线监测的并行,也相应改变了海洋环境监测日常的工作和管理方式[1]。同时,生态文明建设工作的推进,生态用海理念的提出,对海洋环境保护工作也提出了更高的要求,海洋环境监测数据的管理和应用服务也相应产生了新的需求。

面对海洋生态环境监测数据管理服务新形势,积极调整工作思路,引入现代化信息管理机制和提升数据管理水平是合理利用海洋资源的重要保障和海洋事业发展的迫切需求[2]

1 监测数据管理面临的主要问题

目前我国海洋环境监测数据资料采取分级管理机制。国家、海区以及沿海省级行政主管部门围绕自身的主体职能,按照 “落实分级管理责任制”原则,指派了专门单位负责对本辖区里海洋环境监测数据的获取、审核、汇交和管理,形成了 “自下而上”逐级填报、审核、汇交的分级管理机制[3]。国家、海区以及省市县多家单位涉及海洋环境监测任务。从监测计划的制定、监测任务的设置到监测资料的使用均按照分块管理模式和各自的需求由各部门自行运作组织实施[4],但整个数据管理工作缺乏有机的联络和沟通,问题突出,主要体现在以下几个方面:

1.1 数据质控过程缺少统一规范

海洋环境监测数据质量控制缺少统一的规范或技术规程。对于业务化监测数据来说,在利用现有的填报系统进行数据填报时,经常会对某些必填字段控制不全,数据信息丢失现象严重,包括缺站位编号,缺监测单位,缺层号等;数据填报人员在上报数据中,也会出现站位编号不对、数据计量单位有误、监测要素遗漏、经纬度错误等问题;对于在线监测数据来说,不同的设备厂商有着不同的报文类型和格式,采集到的数据也存在着数据缺失、记录重复、字段缺失和无效数据等问题。

1.2 数据汇交监管不足

数据汇交面临的问题是数据重复报送和延时报送。国家海洋局属很多中心站,既承担了分局的监测任务,又承担了省市的监测任务,报送时将数据打包在一起,两头报送,导致同一数据重复报送;多数监测数据往往等到接近最后上报期限或是滞后于规定时间才集中报送,造成数据延误的同时也给各级机构的审核带来不便。

1.3 数据库建设缺少统一规划

海洋环境监测数据库建设标准规范研究滞后,没有专门的信息化建设规划,缺少统一的技术框架和体系架构的设计,国家、海区、地方根据自身工作需要建立起来的海洋环境监测数据库,没有考虑与其它数据库的优化整合和数据共享问题[5],普遍存在监测参数命名混乱、计量单位不统一、表结构不一致等问题,使监测数据无法在数据库层面上实现互联互通,造成数据不能直接传输和共享。

1.4 缺乏具有知识性、决策性的数据产品

目前反映环境状况的产品较单一,只有国家和地方环境公报,存在评价内容不连贯、有局限性等问题。其次,很多信息系统或是平台建设仍以业务流转或信息管理为主,虽能直观、可视化地提供海洋环境监测数据,展示环境状况,但缺少对监测数据信息的深层次挖掘,提供的产品服务已不能满足环境监测工作的需要,难以提供基于数据融合、业务协同的综合决策支撑服务[3]

北塔下横梁采用箱形断面,为预应力混凝土结构,下横梁采用C50混凝土,混凝土总方量2047.4m3。下横梁顶高程+48.298m,高8m、宽11.823m,腹板壁厚1.5m,顶底板壁厚1.0m,设2道壁厚1.5m的竖向隔板。

2 监管服务系统总体设计

海洋环境监测数据监管服务系统的建设是以海洋环境业务化监测和在线监测数据为基础,以网络传输为保障,以监测数据的采集、入库、管理和应用为核心,以服务为目标,集监测数据监管和服务一体化的综合性信息化工程。

多数高校图书馆开展新媒体阅读推广方式和具体内容并没有明显的差别,基本都是图书“推荐”与“评论”,或是将传统阅读时代的推广内容“电子化”,并进一步融合、丰富了所推荐图书的相关信息,给读者提供了更直观、更具参考价值的选择性内容[4],在一定程度上,确实能鼓励学生阅读。但是,随着新媒体技术的发展,大学生获取信息的渠道不断丰富,对图书馆依赖性降低,还是单纯采用以往的模式推广阅读,不再像以往那样吸引学生,活动效果大为降低。

2.1 建设目标

基于海洋环境监测数据数据库,实时统计各组织单位、各监测任务的数据总量,比对监测方案下达与完成情况,建立了监测任务完成统计、站位监控、组织单位监控等3种方式的任务评估模块,实现了从微观 (站位、区域、监测机构、监测时间)到宏观 (组织单位、海区、站次)的全方位监控。

2.2 总体结构

根据各监测要素的特点,设计的监测统计产品包括: (1)针对有评价标准和评价方法的,包括海水水质、沉积物质量、生物质量等监测要素,设计了站位评价、单因子评价、参数统计、变化趋势等统计产品; (2)针对浮游植物、浮游动物、底栖生物等生物监测要素,设计了多样性指数、多样性统计等统计产品; (3)针对二氧化碳、海岸侵蚀、红树林、珊瑚礁等无评价标准的监测要素,设计了综合统计产品; (4)针对陆源入海排污口、入海江河等入海污染源监测,设计了污染源评价、入海排污量等统计产品。

同时系统可以根据网络延伸情况进行分段移植,以国家层面为例,沿海地方管理部门可以延伸到下一级单位。

  

图1 海洋环境监测数据监管服务系统架构设计

  

图2 海洋环境监测数据监管服务系统数据组织

2.3 建设布局

海洋环境监测数据监管服务系统采用国家、海区、沿海省三级分布式的结构开展设计和建设 (市、县的建设布局由省确定,国家不作统一要求)。系统所依托的海洋环境监测数据库在各级节点统一定配制发放部署,通过建立标准化数据交换接口的方式,与地方系统进行对接,实现系统间数据传输,保证国家系统和地方系统均能正常运行。海区、省市节点可依托国家的海洋环境监测数据监管服务系统,根据各自业务需要,进行新增功能模块的开发和数据库的扩展。

第一,汇率风险,在大量商品价格波动、人民币汇率变化情况下,使得“一带一路”相关金融行业面临着较大的市场风险,银行在“走出去”政策中,会出现人民币兑换,这些会牵动汇率变动问题。第二,银行业务形式单一,难以实现风险的分散,导致资金投向集中,贷款期限也集中在长期贷款中,无法实现市场资产保值与增利。第三,银行业务创新风险,“一带一路”项目大部分均是银行未涉及的金融项目,业务创新会带来较大的风险。

同时各级节点采用数据库镜像和元数据技术,国家、海区、沿海省三级节点可以实现海洋环境监测数据的统一管理和同步更新。

2.4 数据组织

与此同时,具有中国特色的特殊食品管理制度以及食品安全社会共治的监管体系已经建立,并在实践中不断得到完善。

如图2,本系统的数据组织构成包括3个方面:一是海洋生态环境在线监测数据库,数据内容为海洋环境在线监测数据传输监控系统生产的各种数据,包括在线监测设备基本信息、实时监测数据、设备实时状态数据、在线监测设备管理数据、在线监测设备采集和传输配置数据等类型数据;二是海洋生态环境业务化监测数据库,按照海洋监测要素可分为海水水质、海洋沉积物、海洋生物质量、浮游植物、浮游动物、底栖生物、潮间带生物、鱼卵仔鱼、海洋大气、海洋垃圾、岸段侵蚀等;三是产品数据库’数据内容为加工后的反映海洋生态环境的结果数据,如海洋环境状况公报、海洋环境统计年报、海洋生物统计年鉴以及针对各类任务、各类要素设计的站位评价、单因子评价、参数统计等形式的监测统计产品。

2.5 功能设计

按照系统建设目标和软件工程规范,系统主要设计:监测数据报送、数据处理业务、数据管理和分析、产品制作与服务和任务监控与评估等子系统,其各个子系统下又包含一些功能模块和子模块。

(1)监测数据报送子系统是为实现国家、海区及省市县监测机构的数据报表文件批量上传、联网报送、逐级审核、一键式入库而开发的系统,旨在提高监测数据的报送和入库效率;

(2)数据处理业务子系统是为大批量监测数据的流程化处理、质控提供工具,提高监测数据的处理效率,保障数据质量;

(3)数据管理和分析子系统是将采集的在线监测和业务化监测数据进行入库、管理和分析。可支持调查资料的数据审查,监测数据的历史同期、同区域范围的提取对比等;

(4)产品制作与服务子系统是围绕监测数据的产品制作、数据与产品共享服务而设计的,旨在丰富数据产品表现形式、动态反映环境状况、提供决策支持保障和推进监测数据共享;

(5)任务监控与评估子系统是为实时掌握各组织单位或在线监测设备所承担监测工作的任务量、获取的成果量以及监测任务完成情况,监管与督促海洋环境监测工作而设计的。

除此之外,系统还设计了系统管理模块,主要包括后台管理、用户管理、机构管理、日志管理、数据库管理等内容。

3 关键技术研发

3.1 数据标准化处理技术

研发了海洋环境监测数据标准化方法,提出海洋环境监测任务名称及编码、海洋环境监测区域命名及编码、站位编号规则、监测参数名称与计量单位等规范来解决这一问题。通过将不同报表格式的数据集合并采用统一的监测数据库格式为蓝本,动态进行数据格式转换、计量单位转换、监测参数标准化等处理技术,最终动态批量地将不同监测任务的同一监测要素合并到一张数据集中,为数据质控和入库提供了前提条件[6’7]

至于在线监测数据,系统则对其完整性和有效性进行质控,对可疑或错误的在线监测数据进行标注。通过完整性和有效性质控规则的设定,筛选出记录数据缺失、记录重复、无效、可疑和不合逻辑的数据等。比如参数值为负数或低于仪器检出限的、连续12小时不变化的、上一时段与下一时间段检出数据差值超过前一日均值几倍的数据等都可能是有问题的。

3.2 数据质量控制技术

在监测数据入库使用前,需要对数据进行质量控制,以保证海洋环境科学研究和综合管理的科学性[8]

3.2.1 业务化监测数据的质控技术

主要通过齐全性检验、站位基础信息质控和站位监测参数数据质控方法来保障数据质量[8]。齐全性检验主要是检查监测任务、区域、站位、要素、参数和频次等上报是否齐全;站位基础信息质控使用空间位置检查、重复记录排查、平行样检验方法来排查异常;站位监测参数数据质控则包括:数据值域一致性检验、逻辑一致性检验、参数值时间分布检验、参数值空间分布检验、离群点检验和生物种名检验等方法[9]

3.2.2 在线监测数据的质控技术

易非的心痛了一下,像有个小人在心里把她唯一敏感的那根神经猛拽了一下,可她还是笑了,笑得像一朵雨后的栀子花,她说:“我是爸爸的亲女儿呢,能不像爸爸吗?”

1.我国公共舆论的传统构建模式。我国传统的公共舆论构建模型是一种单向度的国家掌握媒体,然后由媒体控制大众的强弱传递链条。在传递的过程中,国家最终实现了对公共舆论的领导。

国家统一的理论探讨——基于复杂性思维的视角 …………………………………………………… 朱 磊(4·26)

3.3 数据传输报送技术

3.3.1 业务化监测数据的传输报送

主要实现: (1)报表文件按照网盘模式进行管理。批量上传监测数据报表,保证数据报表的唯一性,避免重复报送; (2)报表内容动态解析,实现报表批量格式检查、内容检查、空间站位检查,报表实现逐级审批,审批通过后数据可一键进入数据库; (3)监测区域、监测单位等名称的标准化,保证关键信息命名规范准确; (4)监测任务管理,按照组织单位进行分配、任务到月提醒以及报表模板的定制等功能,简化了用户制作报表文件的过程,提高数据组织和上报的效率。

3.3.2 在线监测数据的传输报送

对于在线监测数据,则主要是对报文新增的信息,进行数据报送,实现采集数据实时增量报送功能。首先,通过监听各节点的在线监测报文目录,实时获取在线监测的整理数据;然后与上一次报送记录的时间戳、报文的字节数进行比对;最后,将本次新增加的已解析的数据向上级节点消息队列服务器报送出去,在各级节点针对下级节点报送的消息将其还原为标准化格式的数据文件,并在本地进存储,实现数据的完整性和一致性。

3.4 产品制作与服务技术

根据系统的数据和功能在系统架构中所处的角色不同,可以粗略地划分为数据层、功能层和服务层 (如图1所示)。数据层实现对海洋环境监测数据库的访问操作,提供统一的服务接口,国家级、分局和各省市县环境监测数据库可以同步共享,相互调用;功能层实现系统业务逻辑,是系统实现的主要功能,是对各业务模块操作进行封装的一系列服务接口;服务层则是面向用户的,为用户提供数据库、产品以及各种业务化工作支撑等。系统所有功能都通过数据层、功能层和服务层之间进行交互完成,用户的角色和权限则参与了各层的执行,保证各层访问的安全性和准确性。

3.5 任务监控与评估技术

针对海洋环境监测数据管理现状,在海洋信息化建设一盘棋的前提下,建设海洋环境监测数据监管服务系统,实现监测数据从采集、传输、质控、入库、管理、产品制作到服务共享等工作的一体化,为各级海洋环境管理和监测机构提供监测数据管理、产品制作与服务共享的技术方法和操作平台。

4 系统主要功能

通过对监测数据报送、标准化处理、质量控制、产品制作与服务等关键技术的研发,系统采用数据库、 3S、 WebGIS、 COM+、 Windows.NET、SQL Server等技术开发实现了五大主要功能:

连锁零售业的出现,无形当中,实现了新的销售模式与规模的创新。例如:连锁性超市、连锁性专卖店、连锁性购物中心等都属于连锁性零售行业的范畴。随着电子商务“爆炸式”的增长,在潜移默化中就为连锁零售业实体企业降低了销售额,还有不少连锁零售业实体企业纷纷加入了“关店潮”。例如:2012年底的时候家乐福就关闭了六家店面。还有很多实例,数不胜数,这些都充分展现了实体连锁零售行业的发展困境已经出现。这个时候就需要实现有效的转型,来改变连锁零售业实体企业销售规模不断下滑的局面[3]。

4.1 监测数据报送

如图3所示,主要分为两大功能模块:文件管理和报表管理。用户可根据上级单位分配的监测任务将本地监测数据文件上传至服务器,并对上传文件进行各种操作,包括文件夹管理、检索、移动、删除、在线打开、下载等。同时,系统会自动解析用户上传的文件的名称和内容 (监测单位、监测区域等),将报表文件提取显示到报表管理列表中,用户可以针对报表实现提交、格式和内容检查、编辑、审核及报表合并等操作。

自2012年起,海洋环境监测数据处理业务子系统已配发至海区、沿海省、市各级海洋环境监测机构的一线数据处理人员手中,实现了1天能完成过去2周的数据处理工作量,加快了监测数据处理的速度和效率;监测数据报送子系统,依托专网已在国家层面和山东省部署运行,实现了海区到国家节点、山东全省范围内数据报表上专、自查、逐级审核、报表批量转换入库在同一系统中操作完成,加快了数据入库的时效性和一致性;数据管理和分析、产品制作与服务和任务监控与评估等子系统依托海洋环境保护系统,通过专网在国家、海区、沿海省等三级相关单位进行了部署运行,系统成果报告如全国海洋环境监测数据产品年鉴、海洋环境监测资料业务工作季度报告和全国海洋环境监测数据统计报告等经相关单位转发应用,在监测数据管理、应用等方面发挥了重要作用。

  

图3 监测数据报送

4.2 数据处理业务

数据处理业务是指数据报表合并、资料标准化和数据质量控制等功能为一体的数据处理流程。首先,批量选择要合并的报表文件,将其导入系统,按监测任务和监测要素对监测数据报表进行报表格式初步检查;接着,对报表进行区域名称、组织单位、计量单位等标准化操作,导出Excel格式的标准化报表 (如图4(a)所示);最后对报表进行空间位置、重复记录、数据类型、值域一致性、逻辑一致性和异常值检验等质量控制操作,最终生成标准数据集 (如图4(b)所示)。

4.3 数据管理和分析

  

图4 数据处理业务

为方便监测数据的管理,数据管理和分析系统采用C#结合Developer Express的.NET窗体构成空间开发客服端。除了满足数据一般的管理需求外,还开发了空间范围过滤和数据范围统计等特色功能模块,实现数据的对比分析、参数值范围统计 (图5)。

  

图5 数据管理和分析

4.4 产品制作与服务

根据具体需要,确定所要制作的产品类型,选择监测数据、规则和参数,单击 “产品生成”,产品制作与服务系统会按照海洋环境状况评价方法制作评价产品。如图6所示,以海水水质监测数据为例,系统可以计算生产 “站位评价”、“单因子评价” “参数统计” “变化趋势”等类型的产品。最后可将产品文件保存到系统或是本地计算机,实现产品服务与共享。

4.5 任务监控与评估

可以实现监测数据查询、监测任务下达查询和监测任务监管评估等功能 (如图7所示)。监测任务下达查询实现各组织单位的下达工作量统计,动态掌握各单位的监测任务量。同时,通过任务监管模块的完成统计、数据量统计、站位监控和单位监控等4个子模块可以对已完成的任务量、数据量、监测要素、监测站次与下达任务进行比对分析,实现对各个组织单位的任务监管与评估。

  

图6 产品制作与服务

  

图7 任务监控与评估

5 应用与展望

计算出图2、图3中输出电压、电流的有效值,得出整流电路输入电压与输出电压、电流的关系,如图4所示。其中,UAC为输入交流电压,UDC为输出直流电压,IDC为输出直流电流。UDC和IDC都与交流输出电压成正比,这对后续直流电压的变换具有指导意义。

目前,海洋环境监测数据管理取得了一定成果,从监测数据的获取、报送、存储、处理、统计、评价到产品服务,已初步形成了一套系统的监测数据信息化管理流程,对我国海洋环境保护工作提供了可靠的技术支撑[3]。但是需要注意的是, 虽然系统调用的同一个数据库,但子系统多,展现方式也多种多样,没有进行较好的融合,下一步将在现有的基础上,开展系统功能模块综合集成,实现全部功能在同一操作平台下操作,丰富完善数据报送、升级质量控制和产品制作等功能,嵌入最新质控技术、评价方法,全方位满足用户需求。

参考文献:

[1] 张秀兰’陆玮静.我国环境监测信息化的现状及发展趋势[J].环境与发展’2016’28(3): 37-41.

图4为端横梁锚固块竖向应力云图,从图中可以看出,竖向拉应力主要出现在端横梁靠近跨中一侧人洞周边区域,最大值达到9.8 MPa;竖向压应力最大值为24.5 MPa,位于锚垫板下方。

[2] 曹丽娟’陈烽’姜雯斐’等.北海区执法监管综 合信 息系统的设计与应用[J].海洋开发与管理’2017’10: 104-108.

[3] 路文海.海洋环境监测数据信息管理技术与实践[M].北京: 海洋出版社’2013: 16-20.

[4] 董莹莹.完善我国海洋环境监测的法律途径[D].中国海洋大学’2008.

We thank L Yang, J Liu, Z C Chen and J Z Ling for their help. We are grateful for financial supports from the A*STAR, SERC 2014 Public Sector Research Funding (PSF) Grant (SERC Project No. 1421200080).

传统的钨、钼加热炉只是在炉内通有保护氢气,在炉外没有保护,因此在高温材料从炉内取出时,因为炉膛内压力的降低,造成炉外空气进入炉内,增加的火封装置能够在炉口形成火帘,阻止空气进入炉内,保持炉内气氛稳定,同时避免爆炸。

[5] 杨翼’路文海’崔晓健’等.海洋环境保护信息 化建 设问题与对策研究[J].环境与可持续发展 2014’39(2):50-53.

公共图书馆的人才需求量仅次于本科院校图书馆。公共图书馆招聘信息共有185条,占所有招聘信息的36.7%。近年来,国家层面上,随着免费开放政策的推行以及《公共图书馆建设用地标准》等文件的实施,公共图书馆的硬件条件取得了较大发展。地方层面上,地方政府及有关部门积极探索总分馆模式建设,努力克服区县一级图书馆财政保障不足的困境,出现了岭南模式、嘉兴模式等。在人才需求方面,与本科院校图书馆相比,公共图书馆具有法人代表资格,独立性更大,因此公共图书馆的招聘更加规范、多元、灵活。

[6] 陈上及’马继瑞.海洋数据处理分析及其应用[M].北京: 海洋出版社’1991.

[7] 路文海’向先全’杨翼’等.海洋环境监测数据 处理 技术流程与方法研究[J].海洋开发与管理’2015’32(2):58-62.

[8] 许自舟’宋德瑞’赵辉’等.海洋环境监测数据质量计算机控制方法研究[J].海洋环境科学’2009’3: 320-323.

[9] 向先全’路文海’杨翼’等.海洋环境监测数据集质量控制方法研究[J].海洋开发与管理’2015’32(1): 88-91.

 
杨翼,张玉佳,左国成,付瑞全,曾容
《海洋信息》 2018年第01期
《海洋信息》2018年第01期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号