大数据环境监测云平台解决方案

环境监测云平台解决方案

目录

1项目背景 (3)

1.1背景概述 (3)

1.2需求分析 (3)

2总体设计 (4)

2.1逻辑架构设计 (4)

2.2物理拓扑设计 (6)

2.3平台主要功能设计 (7)

3前端数据采集设备 (9)

3.1水质因子数据采集设备 (9)

3.2土壤因子数据采集设备 (10)

3.3空气污染因子数据采集设备 (11)

3.4室内PM2.5、甲醛数据采集设备 (12)

3.5室外PM2.5数据采集设备 (14)

4数据网络传输 (14)

4.1物联网无线通信 (14)

4.2高并发实时数据接入 (15)

5中心大数据云平台 (16)

5.1万物云平台 (16)

5.1.1万物云架构 (16)

5.1.2平台优势分析 (18)

5.1.3数据整合 (19)

5.2cStor云存储平台 (19)

5.2.1云存储架构 (19)

5.2.2平台优势分析 (20)

5.2.3数据管理模块 (22)

5.3cProc云处理平台 (23)

5.3.1云处理架构 (23)

5.3.2平台优势分析 (24)

5.3.3数据立方技术 (26)

5.4DataSense数据挖掘平台 (28)

5.4.1数据挖掘架构 (28)

5.4.2数据挖掘功能 (30)

5.5环境云承载平台 (35)

6平台主要应用功能 (36)

6.1常用功能及展示 (36)

6.1.1GIS地图展示 (36)

6.1.2常用报表功能（日报、周报、月报等） (37)

6.2基于实时预警的环控应急处置 (41)

6.2.1空气质量监测 (41)

6.2.2空气质量发布 (41)

6.2.3空气质量预警 (42)

6.3基于数据挖掘的污染源追踪 (43)

6.3.1污染物演化预测 (43)

6.3.2污染物数据追踪 (44)

6.4基于数据管理的辅助决策 (45)

6.5移动终端服务 (45)

7案例分享....................................................................................................错误!未定义书签。

7.1PM2.5云监测平台 .......................................................................错误!未定义书签。

7.2城市市千灯镇环保空气在线监测平台........................................错误!未定义书签。

7.3江苏省环境监控系统固定风险源视频监控联网集成及存储设备错误!未定义书签。8预期效益 (46)

8.1经济效益 (46)

8.2社会效益 (47)

9联系我们....................................................................................................错误!未定义书签。

1项目背景

1.1背景概述

随着空气污染程度日趋严重，公众对于空气质量的关注度不断提升，由于数据信息化工作仍处于低端水平，使得空气质量的监测重要性日益突出。针对环境的监控和治理需求，南京云创大数据科技股份有限公司打造的“环境监测云平台”，实现对环境质量的全面管控。

“环境监测云平台”通过特征因子传感器结合最新云技术监测系统，既能够解决资金投入问题，同时满足一定的测量精度，构建前端高性价比的空气、水质、土壤等环境质量特征因子采集设备和中心端大数据云计算支撑平台，为环保部门、高校企业等应用场所提供完善的应用服务、技术支撑、预测预警、辅助决策等功能，更好地为环境质量的保护与治理贡献力量。

1.2需求分析

结合当前环保监测实际情况，目前“环境监测云平台”主要需求如下：

➢前端数据采集主要包括：室内PM2.5、甲醛等，室外PM2.5、空气污染因子、水质情况、土壤污染等大量不同种类的数据；

➢平台在大数据的基础上，建立对数据的深入分析和挖掘体系，为整体平台做最优化支撑；

➢针对目前应急管理制度，缺乏有利的数据支撑，需要建立基于技术手段的污染预警和预测机制；

➢支持多终端访问，图形化展示各类空气质量数据，支持实时数据展示、历史数据呈现、大数据应用体验等功能；

➢接口协议标准开放，可以轻松与第三方现有应用对接集成，便于横向和纵向的扩展。

2总体设计

2.1逻辑架构设计

“环境监测云平台”方案着眼于环保大数据相关领域，包括环保大数据的采集、存储、处理、挖掘、展示等。采用“互联网+环保”的思路，解决方案总体架构如下图所示。

总体逻辑架构图

整个架构由四层组成，从下往上依次为：

数据源：本层是环保数据的采集，包含现有业务系统数据的抽取、环境监测

站的数据、部署大规模的环境传感器的数据、PM2.5传感器数据、水质监测站数据、土壤传感器数据、人工现场采集数据、移动监测仪数据、以及视频数据等。物联网技术已经比较成熟，在环保行业已有大量应用，我们建议在现有范围内更大规模部署环境监测传感器。

云平台层：本层包含解决海量环保数据存储问题的分布式云存储平台，环境云、万物云平台，以及实现IaaS、PaaS甚至SaaS功能的云计算平台等。可以将省、市、区县各级的环保业务应用系统部署在统一的云计算平台上，实现业务系统的快速部署上线，实现资源弹性供给，有效降低总体拥有成本。

万物云提供海量实时传感器大数据托管服务，实现了大规模物联网传感器的实时数据传输、处理、存储、数据挖掘等功能。万物云平台支持主流的HTTP、MQTT等协议使得传感器通过无线网络将数据可靠传输到平台服务器，用户可在这些协议的基础上实现传感器与万物云的互联，为用户提供一个涵盖数据采集、可靠传输、大数据存储和处理的完整解决方案。

大数据层：本层实现了基于数据立方技术的大数据库，基于分布式技术的大数据的挖掘、分析，该层主要对各类数据进行处理分析，为业务应用层提供服务。

数据立方是一种高效分布式海量数据的云处理软件，具有从TB至PB级的数据中挖掘出有用的信息并进行快捷、高效处理的能力，同时支持数据仓库存储和商业智能分析等业务。目前已大规模商用。在中国联通某省安全生产运行了三年，仅用了400多台服务器，就支持了1亿手机用户形成的15Gbps的信令数据流的实时处理，每天新增100亿条记录。

应用层：环保业务应用包含了已有或新建的各类业务应用系统、门户网站、移动业务、App等。应用层提供了不同角色人员（公众、企业、专家、环保部门等）获取环保信息、服务环保事业的窗口。

互联网技术，特别是移动互联网在环保产业中的广泛深入应用，对于促进环保信息公开、激发公众参与环保、促进环保事业快速发展有着积极作用。建议将更多的信息向公众开放，将更多的功能提供给公众、企业。

通过多种渠道、方式汇集的海量环保数据如何实现高效、低成本存储，如何对海量环保数据进行快速处理分析，从海量数据中挖掘有用有价值的信息，对信息价值和保密级别进行分类等，这些依赖于大数据的存储和大数据处理技术。