摘 要：本文介紹了流域水環(huán)境監(jiān)測信息采集交換系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，為水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集、傳輸與交換提供技術(shù)支撐與系統(tǒng)業(yè)務(wù)化運行示范。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集，信息交換，水環(huán)境
1. 引言
長期以來，由于體制機制的原因，歷史及現(xiàn)狀均存在多部門、多行業(yè)在流域開展水環(huán)境監(jiān)測或相關(guān)調(diào)查、監(jiān)測的事實，大量的以行業(yè)為主線監(jiān)測的水環(huán)境數(shù)據(jù)分散在各行業(yè)部門，數(shù)據(jù)沒有集約化共同分析利用，造成數(shù)據(jù)資源的極大浪費。因此，急需通過技術(shù)研究，實現(xiàn)水環(huán)境監(jiān)測信息的交換、集成和共享，形成數(shù)據(jù)資源合力，最大程度發(fā)揮各路水環(huán)境監(jiān)測信息資源的價值。
2. 建設(shè)目標
流域水環(huán)境監(jiān)測信息采集交換系統(tǒng)的建設(shè)目標是采用成熟的SOA架構(gòu)以及XML消息交換中間件技術(shù)、數(shù)據(jù)適配器實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的平臺化、穩(wěn)定可靠的交換，構(gòu)建先進實用、擴展性強的水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)物流傳送交換支撐平臺，基于支撐平臺與具體監(jiān)測數(shù)據(jù)內(nèi)容相分離的原則，避免水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)交換平臺與數(shù)據(jù)內(nèi)容（及其具體的監(jiān)測業(yè)務(wù)軟件）的深度耦合，能適應(yīng)今后不斷新增的環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)工作產(chǎn)生的新的數(shù)據(jù)交換需求。
3. 研究任務(wù)
流域水環(huán)境監(jiān)測信息采集交換系統(tǒng)具體研究內(nèi)容包括以下四個方面：
?、傺芯拷⑺h(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集交換目錄體系，實現(xiàn)水環(huán)境監(jiān)測要素的動態(tài)管理，確保水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的有序交換；
?、谘芯炕赬ML 、SOA技術(shù)的數(shù)據(jù)采集交換技術(shù)，構(gòu)建統(tǒng)一的水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集交換系統(tǒng)，實現(xiàn)多數(shù)據(jù)源、多層級、多部門間的水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)信息交換與共享；
?、垩芯拷⑺h(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸考核電子制度，規(guī)范水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、傳輸、交換與審核流程，確保數(shù)據(jù)的及時性、完整性與準確性；
?、芑诃h(huán)保部門現(xiàn)有的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，研究高速安全的水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法與安全保障技術(shù)，建立統(tǒng)一的水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集傳輸網(wǎng)絡(luò)與安全保障體系，確保數(shù)據(jù)的通暢、安全傳輸。
4. 功能結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)對研究任務(wù)內(nèi)容及流水環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)流程的分析，把應(yīng)用系統(tǒng)分成信息目錄管理系統(tǒng)、電子考核系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換傳輸系統(tǒng)、監(jiān)測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)四個相對獨立的部分。
信息目錄管理系統(tǒng)主要完成與水環(huán)境監(jiān)測信息交換目錄的設(shè)置、更新、同步處理，實現(xiàn)四級系統(tǒng)的目錄同步。電子考核系統(tǒng)主要完成考核制度的制訂、下發(fā)以及考核結(jié)果生成、統(tǒng)計分析等管理功能。數(shù)據(jù)交換傳輸系統(tǒng)則根據(jù)配置的交換任務(wù)自動將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)源傳輸?shù)侥康牡?。監(jiān)測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的采集（導(dǎo)入）、審核、上報、查詢等功能。
采用以上功能劃分方式，可使數(shù)據(jù)傳輸交換與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理分離開來，以保證數(shù)據(jù)傳輸交換部分能適應(yīng)不同的業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)平臺化、可配置、廣適應(yīng)的設(shè)計要求。
在四個子系統(tǒng)中，信息目錄管理系統(tǒng)、電子考核管理系統(tǒng)和監(jiān)測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)均是面向應(yīng)用的，操作人員需要登錄系統(tǒng)進行操作，為便于操作，這三個子系統(tǒng)集成到同一個水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理門戶中，該門戶采用B/S結(jié)構(gòu)，部署在各級環(huán)境監(jiān)測站。而數(shù)據(jù)交換傳輸系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)的運輸者，在交換任務(wù)配置完成后，無需人工干預(yù)自動完成數(shù)據(jù)的傳輸交換，采用C/S結(jié)構(gòu)部署在各級環(huán)境監(jiān)測站。
另外，為實現(xiàn)統(tǒng)一的信息目錄管理、考核制度管理和統(tǒng)一的用戶身份管理，我們還需要建立一套獨立的目錄同步服務(wù)、考核制度同步服務(wù)和CA認證系統(tǒng)。
5. 系統(tǒng)實現(xiàn)
1.1. 技術(shù)路線
本系統(tǒng)的開發(fā)采用面向服務(wù)的SOA系統(tǒng)架構(gòu)，所有模塊功能按照具有工業(yè)標準的Web Service方式進行設(shè)計，支持后續(xù)的應(yīng)用擴展、服務(wù)擴展、數(shù)據(jù)擴展、數(shù)據(jù)集成以及數(shù)據(jù)交換的需求。系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)所采用的技術(shù)路線如下：
* 采用.NET技術(shù)框架，使用VS.Net 2010開發(fā)工具；
* 采用SQLServer2008數(shù)據(jù)庫；
* 服務(wù)器端采用Windows 2003 Sever以上操作系統(tǒng)；
* 系統(tǒng)采用SOA架構(gòu)進行總體設(shè)計，使用Web Service技術(shù)；
* 采用XML作為系統(tǒng)接口的數(shù)據(jù)交換標準，采用BizTalk技術(shù)進行信息資源的傳輸；
* 采用信息開放等級劃分、權(quán)限許可和角色認證的方法，建立系統(tǒng)安全機制；
* 系統(tǒng)集成CA，用戶角色統(tǒng)一管理，完善安全體系。
* 系統(tǒng)基于SOA(面向服務(wù)架構(gòu))的設(shè)計思想，根據(jù)業(yè)務(wù)管理需要，提供集成相應(yīng)IT主流技術(shù)的一體化應(yīng)用集成框架。
1.2. 系統(tǒng)部署
系統(tǒng)部署時，在邏輯上需要配備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)交換服務(wù)器，并在整個四級系統(tǒng)范圍內(nèi)配備1臺目錄同步服務(wù)器和1臺CA認證服務(wù)器，每類服務(wù)器的主要作用如下：
1、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：用于安裝數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，保存本系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)，以及與外部系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換所需的中間數(shù)據(jù)庫。
2、應(yīng)用服務(wù)器：用于安裝發(fā)布數(shù)據(jù)交換管理門戶，供各級環(huán)境監(jiān)測站局域網(wǎng)內(nèi)用戶使用。
3、數(shù)據(jù)交換服務(wù)器：用于安裝數(shù)據(jù)傳輸交換系統(tǒng)（含中間件），是各級環(huán)境監(jiān)測站在示范系統(tǒng)中的唯一對外通道。
4、目錄同步服務(wù)器：用于安裝信息目錄同步服務(wù)和考核制度同步服務(wù)，向整個VPN網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)發(fā)布WEB服務(wù)，供各級環(huán)境監(jiān)測站系統(tǒng)調(diào)用。
5、CA認證服務(wù)器：用于安裝CA認證系統(tǒng)，以WEB服務(wù)的形式向外提供用戶管理、權(quán)限管理、身份認證服務(wù)。
在實際部署中，考慮到示范系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量、訪問量均較小，為節(jié)省服務(wù)器資源，在市、縣系統(tǒng)部署時，采用了服務(wù)器復(fù)用的方式。
6. 結(jié)束語
流域水環(huán)境監(jiān)測信息采集交換系統(tǒng)研究實現(xiàn)了水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集、傳輸與交換。系統(tǒng)建設(shè)過程中在流域水環(huán)境數(shù)據(jù)交換、信息采集方面許多有價值的試驗和嘗試，不僅具有深遠的學(xué)術(shù)價值，而且在全國具有廣闊的應(yīng)用價值和前景。
