摘 要：本文介紹了流域水環境監測信息采集交換系統的設計與實現，為水環境監測數據的統一采集、傳輸與交換提供技術支撐與系統業務化運行示范。
關鍵詞：數據采集，信息交換，水環境
1. 引言
長期以來，由于體制機制的原因，歷史及現狀均存在多部門、多行業在流域開展水環境監測或相關調查、監測的事實，大量的以行業為主線監測的水環境數據分散在各行業部門，數據沒有集約化共同分析利用，造成數據資源的極大浪費。因此，急需通過技術研究，實現水環境監測信息的交換、集成和共享，形成數據資源合力，最大程度發揮各路水環境監測信息資源的價值。
2. 建設目標
流域水環境監測信息采集交換系統的建設目標是采用成熟的SOA架構以及XML消息交換中間件技術、數據適配器實現監測數據的平臺化、穩定可靠的交換，構建先進實用、擴展性強的水環境監測數據物流傳送交換支撐平臺，基于支撐平臺與具體監測數據內容相分離的原則，避免水環境監測數據交換平臺與數據內容（及其具體的監測業務軟件）的深度耦合，能適應今后不斷新增的環境監測業務工作產生的新的數據交換需求。
3. 研究任務
流域水環境監測信息采集交換系統具體研究內容包括以下四個方面：
①研究建立水環境監測數據采集交換目錄體系，實現水環境監測要素的動態管理，確保水環境監測數據的有序交換；
②研究基于XML 、SOA技術的數據采集交換技術，構建統一的水環境監測數據采集交換系統，實現多數據源、多層級、多部門間的水環境監測數據信息交換與共享；
③研究建立水環境監測數據傳輸考核電子制度，規范水環境監測數據的采集、傳輸、交換與審核流程，確保數據的及時性、完整性與準確性；
④基于環保部門現有的信息網絡基礎，研究高速安全的水環境監測數據傳輸網絡構建方法與安全保障技術，建立統一的水環境監測數據采集傳輸網絡與安全保障體系，確保數據的通暢、安全傳輸。
4. 功能結構設計
根據對研究任務內容及流水環境監測業務流程的分析，把應用系統分成信息目錄管理系統、電子考核系統、數據交換傳輸系統、監測數據處理系統四個相對獨立的部分。
信息目錄管理系統主要完成與水環境監測信息交換目錄的設置、更新、同步處理，實現四級系統的目錄同步。電子考核系統主要完成考核制度的制訂、下發以及考核結果生成、統計分析等管理功能。數據交換傳輸系統則根據配置的交換任務自動將數據從數據源傳輸到目的地。監測數據處理系統完成數據的采集（導入）、審核、上報、查詢等功能。
采用以上功能劃分方式，可使數據傳輸交換與業務數據處理分離開來，以保證數據傳輸交換部分能適應不同的業務處理系統，實現數據交換系統平臺化、可配置、廣適應的設計要求。
在四個子系統中，信息目錄管理系統、電子考核管理系統和監測數據處理系統均是面向應用的，操作人員需要登錄系統進行操作，為便于操作，這三個子系統集成到同一個水環境監測數據管理門戶中，該門戶采用B/S結構，部署在各級環境監測站。而數據交換傳輸系統作為數據的運輸者，在交換任務配置完成后，無需人工干預自動完成數據的傳輸交換，采用C/S結構部署在各級環境監測站。
另外，為實現統一的信息目錄管理、考核制度管理和統一的用戶身份管理，我們還需要建立一套獨立的目錄同步服務、考核制度同步服務和CA認證系統。
5. 系統實現
1.1. 技術路線
本系統的開發采用面向服務的SOA系統架構，所有模塊功能按照具有工業標準的Web Service方式進行設計，支持后續的應用擴展、服務擴展、數據擴展、數據集成以及數據交換的需求。系統設計開發所采用的技術路線如下：
* 采用.NET技術框架，使用VS.Net 2010開發工具；
* 采用SQLServer2008數據庫；
* 服務器端采用Windows 2003 Sever以上操作系統；
* 系統采用SOA架構進行總體設計，使用Web Service技術；
* 采用XML作為系統接口的數據交換標準，采用BizTalk技術進行信息資源的傳輸；
* 采用信息開放等級劃分、權限許可和角色認證的方法，建立系統安全機制；
* 系統集成CA，用戶角色統一管理，完善安全體系。
* 系統基于SOA(面向服務架構)的設計思想，根據業務管理需要，提供集成相應IT主流技術的一體化應用集成框架。
1.2. 系統部署
系統部署時，在邏輯上需要配備數據庫服務器、應用服務器、數據交換服務器，并在整個四級系統范圍內配備1臺目錄同步服務器和1臺CA認證服務器，每類服務器的主要作用如下：
1、數據庫服務器：用于安裝數據庫管理系統，保存本系統運行中產生的各類數據，以及與外部系統進行數據交換所需的中間數據庫。
2、應用服務器：用于安裝發布數據交換管理門戶，供各級環境監測站局域網內用戶使用。
3、數據交換服務器：用于安裝數據傳輸交換系統（含中間件），是各級環境監測站在示范系統中的唯一對外通道。
4、目錄同步服務器：用于安裝信息目錄同步服務和考核制度同步服務，向整個VPN網絡范圍內發布WEB服務，供各級環境監測站系統調用。
5、CA認證服務器：用于安裝CA認證系統，以WEB服務的形式向外提供用戶管理、權限管理、身份認證服務。
在實際部署中，考慮到示范系統的數據量、訪問量均較小，為節省服務器資源，在市、縣系統部署時，采用了服務器復用的方式。
6. 結束語
流域水環境監測信息采集交換系統研究實現了水環境監測數據的統一采集、傳輸與交換。系統建設過程中在流域水環境數據交換、信息采集方面許多有價值的試驗和嘗試，不僅具有深遠的學術價值，而且在全國具有廣闊的應用價值和前景。
