本书系统地阐述了智慧环保的内涵及发展历程，从智慧环保理论基础、智慧环保核心技术等方面对智慧环保的构成体系进行总体论述。同时，在“数据资源中心”工程建设、“智慧环保空间信息共享服务平台”、“智慧环保业务应用平台”、“智慧环保环境决策支持系统”、“智慧环保标准规范体系”工程建设、“智慧环保系统集成”、“典型案例”中全新阐述了智慧环保的理念和技术体系。
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第一章 智慧环保概述 1
第一节 智慧环保的基本概念 1
一、数字环保 1
二、智慧环保 2
三、智慧环保与数字环保概念辨析 2
第二节 智慧环保的总体框架与内涵 3
一、“测得准”的智能多元化环境感知 4
二、“传得快”的高速网络传输 4
三、“搞得清”的智慧信息处理 5
四、“管得好”的智能管理服务 5
第三节 国外信息化建设经验对我国智慧环保建设的启示 6
一、美国 6
二、日本 8
三、德国 9
四、借鉴与启示 9
第四节 我国环境信息化发展现状 11
一、环境信息化发展战略及目标逐步确立 12
二、环境信息化发展的保障条件日益具备 13
三、环境信息化基础网络建设稳步推进 13
四、环保核心业务信息化逐步推进 13
五、环境信息化标准规范体系不断完善 14
六、环境信息与统计能力逐步提高 15
七、环保电子政务建设成效显著 15
第五节 我国发展智慧环保面临的机遇与挑战 16
一、我国智慧环保的发展机遇 16
二、我国智慧环保面临的主要挑战 19
第六节 我国智慧环保的发展策略 21
一、以标准化为纲，促进系统建设规范化 21
二、以数据流为轴，提高信息资源共享的水平和能力 22
三、以顶层设计为本，破解业务系统建设偏失 22
四、以流程规范为重，通过整合与重构推进业务协同 22
五、以数据挖掘和模型技术为径，提升综合决策能力 23
第二章 智慧环保理论基础 24
第一节 面向可持续发展的复合生态系统理论 25
一、可持续发展的含义与原则 25
二、生态系统研究的演变 26
三、复合生态系统的含义 26
四、复合生态系统的特点 27
第二节 智慧地球与地球信息科学理论 30
一、智慧地球概述 30
二、地球信息科学的含义 32
三、地球信息科学的产生 32
四、地球信息科学的研究内容 33
五、地球信息科学的应用 34
第三节 互联网进化论 34
一、互联网进化论的含义 34
二、互联网进化论的基本原理 34
三、互联网进化论的九个规律 36
第四节 “大数据”理论 37
一、大数据的含义 37
二、大数据的产生 38
三、大数据的挑战 39
第五节 普适计算理论 43
一、普适计算的含义 43
二、普适计算的发展 44
三、普适计算的特点 45
四、普适计算面临的挑战 45
第三章 智慧环保核心技术 47
第一节 物联网技术 47
一、物联网概述 47
二、物联网关键技术 48
第二节 泛在网与网络融合技术 52
一、泛在网概述 52
二、泛在融合网络下的业务技术研究 54
三、泛在网在环保行业的应用 57
第三节 云计算技术 57
一、云计算概述 57
二、云计算的关键技术 60
三、云计算与相关计算形式 61
四、云计算的应用 62
第四节 面向大数据的数据挖掘技术 63
一、数据挖掘的定义 63
二、数据挖掘国内外研究现状 63
三、数据挖掘的对象 65
四、数据挖掘流程 65
五、数据挖掘存在的问题 66
六、数据挖掘的发展展望 67
第五节 人工智能技术 68
一、人工智能的定义 68
二、人工智能国内外研究现状 69
三、人工智能的研究目标与表现形式 71
四、人工智能的应用现状 72
五、人工智能的发展前景 72
第六节 环境模型模拟技术 73
一、水质模型 73
二、空气质量模型 95
第四章 智慧环保物联网感知和传输体系建设 106
第一节 环保物联网概念 106
第二节 环保物联网感知与传输层建设内容 107
一、智慧环保物联网感知层建设 107
二、智慧环保物联网传输层建设 116
第三节 环保物联网应用特点 121
一、建设和应用的高复杂性与高难度 121
二、对信息资源整合共享提出高要求 121
三、对传感器设备与技术提出挑战 121
四、需要政企共同投入、社会各方共同参与 122
第五章 智慧环保数据资源中心工程建设 123
第一节 环保数据资源中心概述 123
一、环境数据中心的定义 123
二、环境数据资源中心发展现状 124
第二节 数据资源中心建设目标和内容 125
一、建设目标 125
二、建设内容 126
第三节 关键技术与发展展望 128
一、技术要求 128
二、关键技术 128
第四节 发展展望 132
第六章 智慧环保空间信息共享服务平台 133
第一节 空间信息共享服务平台概述 133
第二节 关键技术问题 137
第三节 未来展望 137
第七章 智慧环保业务应用平台工程建设 139
第一节 环境管理业务应用概述 139
一、环境管理部门职责概述 139
二、环境管理信息化建设概述 143
第二节 业务应用平台建设目标与内容 146
一、业务应用平台建设目标 146
二、业务应用平台建设内容 147
第三节 业务应用平台建设关键问题 164
一、污染源监管与总量减排体系 164
二、环境质量监测与评估考核体系 166
三、环境风险预警与应急体系 166
第四节 业务应用平台建设展望 167
第八章 智慧环保环境决策支持系统工程建设 168
第一节 决策支持系统概述 168
一、决策支持系统的概念 168
二、决策支持系统的结构 169
三、决策支持系统的类型 170
四、决策支持系统的发展趋势 174
第二节 环境决策支持系统概述 176
一、环境决策支持系统定义 176
二、环境决策支持系统结构 176
三、环境决策支持系统面临的挑战 176
第三节 环境决策支持系统研究进展 178
一、水环境规划与管理 178
二、大气环境质量管理 179
三、污染场地管理决策支持系统 180
四、突发环境事件应急管理 181
五、其他环境决策支持系统 184
第四节 环境决策支持系统的设计 184
一、系统的开发方式的选择 184
二、系统的基本功能的设计 185
三、系统的开放接口的设计 185
四、开发EDSS的关键技术 185
第九章 智慧环保标准规范体系工程建设 193
第一节 环境数据信息标准规范体系 193
一、发展历程 193
二、制定方法与原则 194
三、标准体系架构 194
四、标准建设现状 196
第二节 环境数据信息运营管理体系 202
一、运行维护的原则 203
二、运营维护工作内容 204
三、ITIL国际标准介绍 205
四、运营维护制度规范 206
五、运营维护工作流程 207
第三节 环境数据信息安全保障体系 207
一、安全保障体系技术要求 207
二、信息系统安全等级划分 208
三、安全技术体系 208
四、安全管理体系 208
第十章 智慧环保系统集成 210
第一节 系统集成概述 210
第二节 硬件集成 211
一、仪器设备控制集成 211
二、网络集成 212
第三节 软件集成 213
一、集成层次 213
二、集成接口 214
三、数据集成 215
四、流程集成 217
五、应用集成 218
第十一章 智慧环保典型案例 220
第一节 四川省环境信息化“十二五”规划 220
一、系统概述 220
二、建设目标 223
三、建设内容 224
四、系统特色 227
五、实施效果 228
第二节 北京市智慧环保顶层设计 230
一、项目概述 230
二、建设目标 230
三、建设内容 231
四、案例特色 246
五、实施效果 247
第三节 河北省环境监控云平台建设规划 247
一、项目概述 247
二、建设目标 248
三、建设内容 248
四、项目特色 264
五、实施效果 264
第四节 广州亚运会空气质量数值预测预报系统 265
一、系统概述 265
二、建设目标 265
三、建设内容 266
四、系统特色 278
五、实施效果 278
参考文献 279
附录一 289
附录二 290
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