三、智能城市环境发展的内涵

智能城市环境发展以信息化环境管理为基础,最近几年才在发达国家兴起,并逐渐成为一种改变环境管理模式、提高管理水平的先进做法。从国外发展趋势来看,在城市水环境、大气环境、生态环境、固体废物等方面,信息化技术应用较多,其智能化管理进程也快于其他环境要素。智能城市环境发展是将高新信息化技术用于环境信息的采集、处理和应用,通过射频识别、无线传输、物联网等技术,形成泛在的环境信息传输网络,提高环境信息的全面性和时效性;通过信息中心、云计算平台等,快速甄别、处理、评估、决策、反馈环境信息,实现以环境质量改善和环境风险防控为目标的环境综合智能管理。

20世纪70年代末,发达国家开始了以系统论、信息论、控制论为基础,利用计算机系统管理环境保护问题的研究,旨在实现对城市环境管理信息的自动化、智能化管理。20世纪90年代初,水质自动监测技术和计算机网络技术的应用实现了可用于水质动态监测、预警预报及污染趋势分析的水质移动监测系统、自动监测系统和在线监测系统。在20世纪90年代初,污染物自动监测技术和计算机网络技术的应用完善了可用于大气环境质量动态监测、监控、预警预报及污染趋势分析的大气环境监测系统、自动监测系统和大气环境在线监测系统、污染源在线监测系统。我国环保部门已基本形成了国控、省控、市控为主的环境质量监测网;结合飞机航测技术,通过3S技术3S技术:遥感技术(Remote Sensing, RS)、地理信息系统(Geographic Information System, GIS)和全球定位系统(Global Positioning System, GPS)。与无人机航空测量技术等的完美融合和无缝连接,逐步形成了天、空、地一体化的城市大气环境全天候、全方位立体预警监测管理系统。20世纪90年代初,以德国为代表的欧洲国家的生活垃圾收费管理方式转向垃圾按量收费模式,RFID在垃圾识别和信息传输上快速发展。针对危险废物转移过程的风险防控,欧美等发达国家利用全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)及无线通信技术对危险废物运输车辆进行监控,以加强对危险废物运输环节的安全监管。

可以看出,新一代信息化技术已经在环境管理的各个方面得到应用,智能化环境管理已现雏形,但是在海量复杂环境信息的获取、多源多维环境信息的集成整合、综合性环境信息处理平台的建设等方面仍与智能化管理的要求存在较大差距。因此,智能化城市环境发展的内涵可以归纳为以下3个方面:

(1)加强海量复杂环境信息的获取能力。通过建设泛在的用于环境信息识别监测的“神经元”网络和物联网,提升环境信息的获取和传输能力,为智能城市环境管理提供数据支持。

(2)提升多源、多维环境信息的集成整合能力。通过分布式数据库,对多源、多维环境信息进行集成。建立智能城市环境监测与信息服务数据交换共享中心,提高多维、多源、多尺度、海量环境信息的集成整合能力。

(3)建设多功能的综合性环境信息处理应用平台。环境信息的评价、模拟、运算等处理是智能环境决策的核心。针对环境信息复杂、海量等特点,建立内嵌多种环境模型的云计算平台,为智能城市环境管理提供全方位、多功能的综合解决方案。