Реферат: Принцип построения и опыт практической реализации экологических информационных систем
Реферат: Принцип построения и опыт практической реализации экологических информационных систем
ВВЕДЕНИЕ
Проблема охраны
окружающей среды и рационального использования природных ресурсов
рассматривается во всем мире как одна из важнейших. Научные и практические
разработки по этой глобальной проблеме в виду ее комплексности и
междисциплинарного характера требуют привлечения огромного числа различных
данных, передового отечественного и зарубежного опыта, широкого
международного сотрудничества, использования мировых информационных ресурсов.
В настоящее время как
в нашей стране так и за рубежом широко развертываются работы по
комплексному изучению процессов, происходящих в биосфере, в том числе и под
влиянием антропогенных факторов. Исследования по охране окружающей среды
ведутся практически во всех областях науки и техники. Их результаты
публикуются в тысячах разных изданий, многие из которых труднодоступны,
или накапливаются в фондах различных учреждений. В мире выходит свыше 10
тысяч различных периодических изданий, отражающих экологическую тематику.
Число организаций занимающихся этими проблемами также велико. Здесь
достаточно упомянуть формируемые в последнее время программу
«экологической безопасности России» и Международную
геосферно-биосферную программу. Однако практическое использование результатов
этих исследований для решения экологических проблем сдерживается
недостаточным развитием теории и практики построения экологических
информационных систем, представляющих собой один из новых видов
автоматизированных информационных систем(АИС) и предназначенных для сбора и
анализа разнородной информации о состоянии биосистемы для задач
рационального природопользования. Понятие АИС используется обычно как
обобщающее для всех систем, выполняющих функции сбора, обработки и выдачи
информации в автоматизированном режиме [8]. Говоря о функции сбора
информации надо упомянуть о экологическом мониторинге, который играет большую
роль в сборе информации. Мониторинг представляет собой постоянное наблюдение за
действиями и событиями в определенных местах в рамках конкретного временного
интервала. Мониторинг можно определить как «процесс постоянно повторяющихся
замеров одного или более элементов или характеристик окружающей среды».
Замеры производятся с точно определенными целями и в точно определенные
моменты времени с использованием сравнимых и воспроизводимых приемов,
которые характеризуют элементы окружающей среды или индикаторы. И для
решения таких многоцелевых экологических задач и нужны
экологические информационные системы, которые могут быть как
глобального, так и регионального масштаба.
Одна
из самых развитых информационных систем мир - ИНФОТЕРРА, создана на основе
решений Стокгольмской конференции ООН по окружающей человека среде 1972 г.
В настоящее время ИНФОТЕРРА -одна из самых широко известных глобальных
информационных систем. Ее тематика охватывает все аспекты охраны окружающей
среды [8].
Автоматизированные
системы, предназначенные для интеграции разнородной информации,
называются информационно-моделирующими системами. Они представляют
собой информационное «ядро» географических информационных систем, создаются
в идеологии, объединяющей концепции банков данных и знаний (экспертных систем)
и систем моделирования. Благодаря этому ИМС не только сохраняет преимущества
объединяемых видов систем, но и приобретает новые качества, связанные с
возможностью интегрирования разнородной информации, накапливаемой в
моделях и базах знаний. ИМС рассматриваются как перспективный
инструмент для решения региональных экологических проблем и повышения качества
окружающей среды.
1. ПОТРЕБНОСТЬ, КАК ФАКТОР ПОЯВЛЕНИЯ
НОВЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Современный
уровень сложности задач, решаемых с помощью информационных систем,
постоянно растет. Именно поэтому с позиций даже самого сдержанного
оптимизма вполне логично ожидать дальнейшую оптимизацию уже существующих
информационных систем и создание новых, многоцелевых систем глобального
масштаба, функционально обеспечивающих решение вопросов от банального
справочного общения с компьютером до автоматизированного сбора и
интерпретации информации, управления, проектирования,
моделирования и прогнозирования различных процессов.
К
настоящему времени практикой накоплен обширный опыт построения многоуровневых
информационных систем, решающих те или иные узко специфичные или, .
напротив, многоцелевые задачи. Часть из них хорошо исследована
теоретически, другая часть стой или иной долей достижимого эффекта осуществлена
на практике. В области экологии попытки создания многоцелевой информационной
системы и перехода от идей к их практическому воплощению не реализованы. И по
сути даже сама мысль о подобной разработке, за отсутствием приемлемых
концепций и теоретических выкладок, в известной мере было и остается
фантомом. В числе объективных причин, определивших ситуацию, была
отсутствие до последнего времени основного потребителя -
государственной структуры, контролирующей экологическую ситуацию,
координирующей разрозненные действия различных природоохранительных органов,
определяющей и лимитирующей те или иные виды природопользования. С
момента создания Минприроды РФ и начала деятельности его территориальных
органов ситуация изменилась. Сформировавшаяся специфика задач, решаемых
региональными комитетами охраны природы, вынуждает последние к
систематической интерпретации лавинообразно нарастающей информации. При
этом становится все более ясным, что локальное использование мощных средств
вычислительной техники для оптимизации отдельных процессов (в основном
расчетных) не приносит желаемого эффекта и что нужна целостная
взаимосвязанная и взаимозависимая информационная система, осуществляющая поддержку
деятельности
подразделений комитетов на всех уровнях и по всем проблемным вопросам.
Основываясь на
этой реальной необходимости. Кировским областным комитетом охраны природы,
на который возложены координирующие функции всех специально уполномоченных
органов в области охраны окружающей природной среды, предпринята попытка
создания экологической информационной системы, комплексно характеризующей
аспекты природопользования и состояния окружающей природной среды региона [14].
Последовательно излагая результаты
предпринятой работы, остановимся на постановке основных задач, рассмотрим
способы их решения, процесс построения алгоритма и его перевода в машинную
программу.
2. ЗАДАЧИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Еще
на этапе пред проектных исследований самой возможности создания
региональной информационной системы были определены концептуальные
положения, конкретизированы ее основные задачи : [15]
•
централизованное объединение информации, комплексно характеризующей состояние и
использование природных ресурсов региона;
• максимальное информационное обеспечивание
природоохранных служб региона в выполнении функций общего экологического
контроля за состоянием окружающей природной среды;
• оперативное использование информации
для оценки
экологической ситуации и принятия
управленческих решений;
• обеспечение органов государственного
управления, научных, проектных и общественных организаций, населения
необходимой достоверной информацией о состоянии природной среды;
• развитие и совершенствование системы
обмена научно-технической информацией, внедрение технических и организационно-экономических
решений в области охраны окружающей природной среды;
• обеспечение исходными данными ряда
прикладных задач по экономике природопользования, нормированию вредных воздействий
на окружающую среду.
По всем
указанным общим и более частным вопросам информационная система осуществляет:
упорядоченный сбор и хранение информации по единой методике с
использованием современных информационных технологий; быстрый доступ к полной
экологической информации для всех уровней управления охраной природы в
области, а также для других организаций и т.д. С учетом поставленных целей и
перечня решаемых задач она получила условное наименование - единая
региональная информационная система природопользования (ЕРИСП)[15].
3. СТРУКТУРА ЕРИСП
Специфика
работы комитета и перспективные задачи на ближайшее будущее предопределяют
конфигурацию ЕРИСП, в которую входят самостоятельные и взаимосвязанные
подсистемы: «Административно -управленческой», представленная
аппаратом Облкомприроды;
«Райгоркоми
- теты», включающая периферийные структурные подразделения комитета;
«Справочная информационная система» (СИС);
«Банки данных
природоохранных и природоресурсных организаций и служб»; «Экологическая
паспортизация»; «Экологический мониторинг», а также самостоятельные
блоки -программные комплексы государственной экологической экспертизы,
инспекции аналитического контроля, инспекции экологического контроля, и
регионального информационного аналитического центра (РИАЦ) Облкомприроды [13].
Такая
структура позволяет осуществлять оперативный контроль за состоянием,
использованием и охраной земель, недр, подземных и поверхностных вод,
атмосферы, растительного и животного мира, а также а источниками, объектами
загрязнений, за использованием, хранением и захоронением отходов, а кроме
того, предоставляет возможность прогнозирования экологической обстановки,
нормирования потребления природных ресурсов и объемов выбросов загрязнений,
выявления зон экологического бедствия и чрезвычайных экологических ситуаций,
сертификации охраняемых территорий и объектов региона и т. д. Естественно,
что при таком объеме разнородной информации основу информационного
обеспечения ЕРИСП могут составлять существующие и перспективные
ведомственные системы наблюдения и контроля за состоянием природной
среды, официальные формы отчетности по охране окружающей среды (ООС),
кадастры природных ресурсов. По отношению к ним ЕРИСП является интегрирующей
системой межмашинного обмена информацией в электронной форме.
3.1. ДОКУМЕНТАЦИЯ, КАК ОСНОВА ЕРИСП
При
этом информация ЕРИСП дополняется следующими видами и формами
документации: государственная статистическая отчетность, оперативная и
первичная отчетность предприятий, проекты предельно допустимых выбросов и
сбросов, разработанные на предприятиях, материалы местных органов
управления об образовании и использовании экологических фондов и
страховых фондов охраны природы, о выдаче разрешений на природопользование и
др.
Исходя из .
того, мы полагаем, что ЕРИСП следует считать совокупностью
интегрированных подсистемных образований, объединенных техническими
программными средствами, общей целью, назначением, перечнем решаемых задач и
определяющих поступление, хранение и интерпретацию информации.
3.2. ПОДСИСТЕМА БАНКОВ ДАННЫХ
Основой
и одним из составных звеньев ЕРИСП является подсистема банков данных региональных
природоохранных и природоресурсных ведомств и служб. В их число, помимо
Облкомприроды, вошли: Центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей
среды, комитеты по земельным ресурсам и землеустройству, по геологии и
использованию недр, водному хозяйству, по экономике и прогнозированию развития
территории области. Департамент сельского хозяйства. Областной центр
Госсанэпиднадзора, Станция защиты растений, Проектно-изыскательный центр
агрохимслужбы. Инспекция рыбоохраны.
В системе ЕРИСП
банки данных вышеперечисленных ведомств и служб, являющихся главными источниками
информации объединенных банков данных социально-гигиенического мониторинга,
кадастров природных ресурсов и т. д., технически связаны с центральным банком
данных РИАЦ Облкомприроды модемной связью, которая обеспечивает
бесперебойное функционирование сети, систематическое поступление, обновление
и архивирование внутри системы поступающих данных. Централизация и
концентрирование информации ведомств и служб основывается на принципах
добровольного обмена и частичного объединения информационных материалов, что
оговорено в специально разработанном документе - «Положение о единой
региональной информационной системе природопользования (ЕРИСП)
Кировской области». Практическая реализация этого принципа позволяет
исключить возможности многократного дублирования ведомственной информации,
циркулирующей по сетям ЕРИСП, свести ее погрешности и неточности к минимальному
значению, обеспечить методологическое единство и репрезентативность
используемой информации. В результате этого информация, получаемая на
всех иерархических уровнях ЕРИСП, является приоритетной по отношению к
информации из других источников при подготовке и принятии решений в области
охраны окружающей природной среды и экологической безопасности для всех органов
государственного управления, а также при определении
административно-правовых отношений между юридическими и
физическими лицами, осуществляемых органами представительной, исполнительной
и судебной власти па территории области.
3.3. ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ
ПАСПОРТИЗАЦИИ
В
подсистемном блоке экопаспортизации в рамках ЕРИСП обобщаются данные
предприятия по всем видам природопользования, в том числе:
сведения об
оснащенности, техническом состоянии очистного оборудования предприятия;
данных по выбросам, сбросам и размещению отходов по региону, о наличии
разрешений о природопользовании; по автоматизированному составлению отчетов
предприятий по охране природы; по обмену информации по вопросам природопользования
на машинных носителях; внедрению компьютерных программ на
предприятиях для обобщения данных, по автоматизации работ службы охраны природы
[5].
Основная
цель и назначение экопаспорта - создание информационной базы данных
рационального природопользования, сети регулярной отчетной информации,
формирование и упорядочение первичных экологических данных предприятий,
получение информации для определения экономичности используемых
технологий с целью дальнейшей сертификации, обязательного
экострахования, регулирования налогооблажения и т. д. Схематически
подсистемный блок экопаспортизации организован четырьмя иерархическими
уровнями, связанными потоками информации: банк первичных экологических
данных предприятий (экопаспорт природопользователей); банк
городов, административных районов, промзон (экопаспорт
производственных и административно-производственных конгломератов) и
банк первичных экологических данных областей (экопаспорт области).
Промежуточную и связующую роль выполняет банк первичных экологических данных
паспортизации (сертификации) природопользования Облкомприроды.
Экопаспорт как
таковой построен на принципах, включая единый системный подход к проблеме
охраны окружающей среды. Он является первичной базой данных по воздуху, воде,
почве, отходам и т. д. и обязателен для всех природопользователей.
В форму
экопаспорта как нормативно-технического документа заложены технологические
планировки природопользователя, операционные карты, технологические
инструкции, ГОСТы, ТУ на основные и вспомогательные материалы. При
заполнении форм составляются балансовые схемы материальных потоков,
рассчитываются расходы энерго- и материальных ресурсов на единицу выпускаемой
продукции, эффективность производства [16].
Индивидуальный
экопаспорт природопользователя реализован по блочному принципу - обобщенные
сведения, база данных по воде, воздуху, отходам, по состоянию окружающей
среды. При этом стратегия экопаспорта рассчитана на любого
природопользователя, независимо от формы собственности, любую специфику
производства -химическую, сельскохозяйственную, оборонную,
лесоперерабатывающую и др. Использованные принципы объектно-ориентированного
программирования позволили состыковать базы данных ресурсных
природопользователей, периодически их обновлять, выявлять «узкие места»,
грязные производства, вводить экономические методы управления, связывать
кадастры природных ресурсов с влиянием технологии переработки
конкретного материала у природопользователя, создавать банк данных
по природоохранным и ресурсосберегающим технологиям. Заполненный
экопаспорт дает возможность разработать формы госотчетности для любого
уровня управления, а также тома ПДВ, ПДС предприятия, города, территории, иметь
информацию по полигонам, отходам производства и динамики их влияния на
окружающую среду. Кроме того, предлагаемая схема построения
экологического паспорта позволяет прогнозировать создание аварийных
ситуаций, рассчитывать зоны поражения.
3.4. МЕСТО СИСД В ЕРИСП
В
общей схеме ЕРИСП нетрадиционное место занимает справочная информационная
система данных (СИСД). В ней отсутствуют стереотипные данные по
всевозможным нормативам, ГОСТам, правовым актам и т. д. и осуществляется
обобщение, экспертная оценка, систематизация и доведение до потребителя
справочно-информационных материалов по:
• инновационным технологиям, процессам,
направленным на совершенствование природопользования и производственных
процессов;
• разработчикам современного
оборудования и технологий, рекомендаций по рациональному использованию различных
видов природных ресурсов;
• ведущим специалистам региона и страны,
занимающимся разработкой проблем природоохранного значения;
• организациям, основными направлениями
деятельности которых являются вопросы природопользования; промышленной
экологии, их экономические и юридические ; аспекты.
Справочная
информационная система данных формируется на добровольных началах -
организациями-учредителями. В качестве первичных материалов используются:
информационные и рекламные письма организаций и
авторов-разработчиков; информационные сообщения министерств и ведомств,
носящие рекомендательный и обязательный характер в части внедрения
описываемых процессов, приборов и оборудования; информационные карточки об
инновациях, методиках, технологиях и т. п., заполненные на основе материалов
конференций, совещаний и других научно-практических форумов;
информационные сведения, поступившие по ведомственным системам
телекоммуникационных и модемных сетей, разрешение на использование которых для
формирования баз и банков данных имеется. Первичные информационные материалы
проходят экспертную технологическую экспертизу, после чего
интерпретируются в уникальные информационные карты, обеспечивающие
жестко заданный сценарий ввода данных в компьютер, и далее непосредственно
заносятся в соответствующие базы данных. Поддержание баз данных в актуальном
состоянии осуществляет региональный информационно-аналитический центр Облкомприроды.
Страницы: 1, 2, 3
|
|