＊?jiǎng)⑤?孔茹

（1.山東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 山東 250000 2.山東省煙臺(tái)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 山東 264000）

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，數(shù)據(jù)的重要性不言而喻，環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更是支持環(huán)境保護(hù)工作的重要基礎(chǔ)，如何保證環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的完整性、一致性、歷史延續(xù)性，是決定環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)的主要因素。在不同歷史階段中，所使用的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，它們?cè)诓僮髌脚_(tái)、用戶界面、數(shù)據(jù)處理方式、表征形式以及對(duì)硬件資源的利用上各有不同，下面就針對(duì)幾個(gè)具有代表性的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)建議，以解決因數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的不完善而帶來(lái)的各種問(wèn)題。

1.環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)常見的3種基本數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

(1)dBASEIII或Foxbase建立的數(shù)據(jù)庫(kù)

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，是90年代普遍使用的一種庫(kù)結(jié)構(gòu)，這種數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)采用dBASEIII或Foxbase系統(tǒng)建設(shè)[1]，符合巴斯范式要求，基本信息分解為多個(gè)數(shù)據(jù)表。以河流基本信息為例，基本信息由河流名稱數(shù)據(jù)表，斷面名稱數(shù)據(jù)表，所屬城市數(shù)據(jù)表，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目代碼4個(gè)數(shù)據(jù)表構(gòu)成，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表又分為必測(cè)數(shù)據(jù)表和選測(cè)數(shù)據(jù)表，必測(cè)數(shù)據(jù)表鍵值只有斷面代碼和日期，選測(cè)數(shù)據(jù)表增加了監(jiān)測(cè)項(xiàng)目代碼。這種數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)在使用時(shí)，要關(guān)聯(lián)這6個(gè)數(shù)據(jù)表，才能得到一條完整的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。該歷史數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)出到第三方數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件后，很難直接查閱。即便是專業(yè)人員做導(dǎo)入，也要反復(fù)測(cè)試、核對(duì)，特別需要注意各數(shù)據(jù)庫(kù)之間的關(guān)聯(lián)順序，否則很容易造成數(shù)據(jù)疏漏。數(shù)據(jù)庫(kù)中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用數(shù)值型存儲(chǔ)，未檢出的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目要在檢出限前加“-”號(hào)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，在統(tǒng)計(jì)均值等問(wèn)題時(shí)，需要特別注意“-”號(hào)帶來(lái)的問(wèn)題。

這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：一是減少了冗余，保存空間少，符合當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)空間的要求；二是涵蓋所有的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，即便是之后的新增的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，也只需要在監(jiān)測(cè)項(xiàng)目信息庫(kù)中新增，不用修改數(shù)據(jù)庫(kù)就可以使用，適合環(huán)境保護(hù)工作發(fā)展的進(jìn)程。隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展，這種結(jié)構(gòu)已被新的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)所替代，但在整理、導(dǎo)入歷史數(shù)據(jù)等工作時(shí)，還會(huì)用到，在使用中要認(rèn)真查看資料，做好與歷史數(shù)據(jù)的銜接和匹配工作。

(2)ACCESS+SQL Server組合建立的數(shù)據(jù)庫(kù)

SQL Server是一個(gè)可擴(kuò)展的、高性能的、為分布式客戶機(jī)/服務(wù)器計(jì)算所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)管理先進(jìn)，支持Windows圖形化管理工具，支持本地和遠(yuǎn)程的系統(tǒng)管理和配置。但對(duì)計(jì)算機(jī)配置要求較高。Microsoft Office Access是由微軟發(fā)布的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。是Microsoft Office的系統(tǒng)程序之一，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析能力，運(yùn)行速度快，對(duì)計(jì)算機(jī)配置要求不高。這種組合結(jié)構(gòu)是在省級(jí)站布署使用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)，在市、縣級(jí)站使用Access數(shù)據(jù)庫(kù)[2]。利用這種組合結(jié)構(gòu)很好的解決了當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)配置參差不齊帶來(lái)的諸多問(wèn)題。這套系統(tǒng)首次完成了系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)在線傳輸，減少出錯(cuò)率，大大提高了數(shù)據(jù)及時(shí)性，工作效率得到了有效提升。

對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)分析可以得知，河流、湖庫(kù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)表，飲用水、地表水、地下水存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)表，通過(guò)識(shí)別碼進(jìn)行區(qū)分，因此同一個(gè)字段因?yàn)榇鎯?chǔ)的數(shù)據(jù)類別不同，存儲(chǔ)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也不相同。如果直接從數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)出數(shù)據(jù)，要結(jié)合數(shù)據(jù)識(shí)別碼分析結(jié)構(gòu)和字段，才能得知字段所代表的數(shù)據(jù)名稱。該系統(tǒng)能直接導(dǎo)入、導(dǎo)出EXCEL等文件，極大的方便了使用人員，也給歷史數(shù)據(jù)的整理帶來(lái)了便利。但系統(tǒng)也存在一個(gè)問(wèn)題，是由于Access系統(tǒng)的主鍵為自動(dòng)生成的隨機(jī)數(shù)，當(dāng)多個(gè)城市在各自的計(jì)算機(jī)上增減點(diǎn)位代碼時(shí)，會(huì)生成相同的隨機(jī)數(shù)，再上傳到上一級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，就會(huì)造成數(shù)據(jù)的混亂，為避免這個(gè)問(wèn)題，對(duì)點(diǎn)位的修改權(quán)限只能上收統(tǒng)一建立，再下發(fā)，這在應(yīng)用上有很大的局限性。

該系統(tǒng)點(diǎn)位信息合并為一個(gè)數(shù)據(jù)表，且監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表里含有多個(gè)基本信息，即便自行導(dǎo)出，也可立即使用，極大地方便了用戶。數(shù)據(jù)采用字符型存儲(chǔ)，解決了未檢出填報(bào)問(wèn)題，由于是字符型，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)要有必須的數(shù)值檢查，以免存儲(chǔ)其它字符。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表為一個(gè)，沒有選測(cè)數(shù)據(jù)表，這樣隨著監(jiān)測(cè)要求的變化，若有新增監(jiān)測(cè)項(xiàng)目就要修改數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，很容易造成應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)生其它問(wèn)題，也正因?yàn)楸O(jiān)測(cè)項(xiàng)目的固定，也會(huì)造成歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)入時(shí)，部分監(jiān)測(cè)項(xiàng)目無(wú)處可存的情況發(fā)生。

(3)SQL Server建立的數(shù)據(jù)庫(kù)

目前當(dāng)下流行的、普遍采用的數(shù)據(jù)庫(kù)就是SQL Server。監(jiān)測(cè)基本信息也逐步完善，存在適合多種平臺(tái)的應(yīng)用系統(tǒng)；監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表的基本信息越來(lái)越細(xì)化、越來(lái)越豐富，導(dǎo)入、導(dǎo)出方便，表征形式多樣化，用戶權(quán)限管理、安全性都得到了提高。該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)完善基本數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和數(shù)據(jù)的高效安全傳輸，各種應(yīng)用系統(tǒng)由各用戶在其基礎(chǔ)上再進(jìn)行二次開發(fā)應(yīng)用。該系統(tǒng)存在的問(wèn)題依舊是監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的不完整，雖然監(jiān)測(cè)項(xiàng)目已相對(duì)完善，但若有新增的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目免不了修改數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。特別是地表飲用水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目較多，除填寫全分析數(shù)據(jù)以外，每月要填寫未監(jiān)測(cè)項(xiàng)目較多，造成不便。

2.常用的三種數(shù)據(jù)庫(kù)存在的問(wèn)題分析和解決方法

簡(jiǎn)單分析了以上三種結(jié)構(gòu)，再來(lái)看一下以上結(jié)構(gòu)是否存在普遍性的問(wèn)題，又該如何解決這些問(wèn)題，如何更合理的建立環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)呢?

以上數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)中往往因?yàn)樵O(shè)置主鍵等原因，基本信息表都沒含日期信息，并且很多開發(fā)人員，也認(rèn)為沒有建立日期信息的必要。但這種結(jié)構(gòu)類型的數(shù)據(jù)庫(kù)基本信息如有變化，不再使用的點(diǎn)位的信息依舊保存，對(duì)更改的信息就要替換原有的信息，這樣不僅不能完整的保留歷史信息，而且也會(huì)造成統(tǒng)計(jì)結(jié)果的不一致。

下面舉幾個(gè)實(shí)例進(jìn)行分析：

（1）在功能區(qū)噪聲監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理中，某點(diǎn)位的功能區(qū)類型原為工業(yè)區(qū)，隨著城市的發(fā)展，企業(yè)外遷或轉(zhuǎn)型等因素，現(xiàn)功能區(qū)類型更改為商業(yè)區(qū)，出現(xiàn)這種情況，要如何解決。以往通常的解決方案有兩個(gè)，一是把功能區(qū)類型直接修改成現(xiàn)狀的商業(yè)區(qū)，這樣統(tǒng)計(jì)當(dāng)前數(shù)據(jù)是可以的，但統(tǒng)計(jì)歷史數(shù)據(jù)時(shí)的評(píng)價(jià)結(jié)果就與原統(tǒng)計(jì)結(jié)果以及實(shí)際情況不符，要進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)工作，就要借助之前保存的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，隨著時(shí)間的推移和人員的變化，很容易造成遺忘，造成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤。二是對(duì)該點(diǎn)位重新設(shè)一個(gè)編號(hào)，這樣同一個(gè)點(diǎn)位實(shí)際處理中就成為兩個(gè)不同點(diǎn)位來(lái)統(tǒng)計(jì)，這樣就解決了當(dāng)前以及歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)問(wèn)題。但想要查看該點(diǎn)位歷史以來(lái)的變化情況，就比較麻煩，需要人工再合并兩個(gè)點(diǎn)位的數(shù)據(jù)后再進(jìn)行計(jì)算；這個(gè)問(wèn)題在利用點(diǎn)位信息的生成的GIS圖時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)同一個(gè)點(diǎn)位兩種不同的類型，需要每次都進(jìn)行人工處理，造成使用不便。

類似這種情況在基本信息表中填加上年度信息，就可以很好的解決。每一年的該點(diǎn)位的信息保持一致，如遇到信息變化，只修改當(dāng)前年度的信息即可。每一年對(duì)基本信息做一次維護(hù)，追加上一年的信息，修改年度和改變的信息。

（2）工作中還會(huì)遇到一種情況，就是不以年度為單位而改變基本信息，比較典型例子就是重點(diǎn)排污企業(yè)監(jiān)督性監(jiān)測(cè)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的起止時(shí)間并沒有按照年度來(lái)變化，有的企業(yè)同一個(gè)年度會(huì)執(zhí)行兩種不同的標(biāo)準(zhǔn)，如果只增加年度字段也不能解決此類問(wèn)題，所以基本信息的存儲(chǔ)還是要有完整的日期數(shù)據(jù)，在基本信息表里要包含年、月、日這些具體日期數(shù)據(jù)。

目前監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，除重點(diǎn)排污企業(yè)監(jiān)督性監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)之外，大都是按監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的排列存儲(chǔ)[3]。比如上面提到的地表飲用水全分析的項(xiàng)目，多達(dá)109項(xiàng)，這樣飲用地表水?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)就有109個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目字段，再加上基本信息，不用說(shuō)，也能想象的到這個(gè)表有多長(zhǎng)。這么長(zhǎng)的表不論是在軟件中使用，或者是導(dǎo)出到其它應(yīng)用軟件中，查看、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)都是非常的不方便。即便是109項(xiàng)，也不能保證以后監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的完整性。

（3）在土壤例行監(jiān)測(cè)要求中，需要監(jiān)測(cè)土壤的特征污染物，每個(gè)地塊的特征污染物可能都不相同。類似于這種情況，固定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目模式的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，就不能很好的滿足工作需求。可能要反復(fù)修改數(shù)據(jù)庫(kù)、更新升級(jí)系統(tǒng)才能解決。為解決諸如此類問(wèn)題，可以參照文中第一種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，建立一個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目庫(kù)和選測(cè)項(xiàng)目庫(kù)，或者將某些數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表直接采用監(jiān)測(cè)項(xiàng)目+監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的形式存儲(chǔ)，這樣，不僅可以滿足今后工作發(fā)展的要求，而且極大的方便了綜合數(shù)據(jù)分析人員的查看、統(tǒng)計(jì)等工作需要，并且還可以很方便的利用第三方統(tǒng)計(jì)軟件，例如EXCEL的數(shù)據(jù)透視表功能，更大地提高了工作效率。

3.結(jié)論

分析以上幾種環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)得知，環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，不僅考慮到當(dāng)前工作的需要，更要考慮到歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)入的完整性和當(dāng)今環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的發(fā)展需求。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)建設(shè)中充分做好調(diào)研，了解數(shù)據(jù)的歷史沿革，信息做到盡可能的完善，數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)盡可能的減少修改，這樣才可以不僅保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而且更能保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性、完整性和可比性。只有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息化建設(shè)上了新臺(tái)階，才能更好地為環(huán)境科學(xué)分析、管理提供準(zhǔn)確依據(jù)，為政府各級(jí)主管部門進(jìn)行決策提供信息保障。