附件3

江蘇省地方標準

《環境信息數據共享交換規范》

編制說明

一、工作簡況（任務來源、協作單位、主要工作過程、

主要起草人和所做工作）

根據《省政府辦公廳關于印發江蘇省生態環境標準體系

建設實施方案（2018-2022年）的通知》（蘇政辦發（2019）

26號）要求，2022年底前研究制（修）訂環境質量標準、

污染物排放標準、環境監測方法、管理規范、工程規范及實

施評估等六類100項生態環境標準項目。根據《標準化法》

《江蘇省標準監督管理辦法》要求，省政府辦公廳文件列出

的《環境信息數據共享交換規范》標準由無錫高科物聯網

科技發展有限公司牽頭起草。

經江蘇省生態環境廳和江蘇省市場監督管理局評審立

項文件，于2020年1月正式通過立項并公示。

本標準起草單位：無錫高科物聯網科技發展有限公司、

江蘇省生態環境監控中心、感知集團有限公司、江蘇環保產

業技術研究院股份公司、南京瀚和軟件技術有限公司等。

本標準主要起草人：錢維林、陳書義、陳媛、陳高、吳

云波、王燕、吳明娟、王樂菲、顧強、劉蕾、劉建、周揚、

周嫣娜、沈東曉、孫萬源、潘正勇等。

2020年1月，在江蘇省生態環境廳和江蘇省市場監督管

理局標準化管理處指導下，由無錫高科物聯網科技發展有限

公司牽頭組織成立標準編制組，征集了標準起草參與單位與

編輯人員，成立標準編制組，編制組對環境信息共享交換

相關的技術發展現狀、相關研究進展和應用實踐進行了廣泛

地調研，對標準的需求和內容進行了深入分析和研究。召開

1次標準啟動會，4次工作組標準編輯會，2次編制過程中專

家輔導會，對標準草案內容進行深入討論和修訂。

本標準主要工作過程如下：

(1)2020年1月-2020年2月

明確標準化對象和內容，形成了標準框架初稿。

(2)2020年3月-2020年4月

對國內外共享交換相關的標準進展進行了調研，對省內

共享交換方式及系統進行了調研，收集標準化需求。完成標

準草案初稿。

(3)2020年5月

2020年5月8日，本標準業務歸口單位江蘇省生態環境

監控中心在南京組織召開了本標準的開題論證會。專家組對

標準的必要性、適用范圍、主要技術內容進行了質詢和討論,

并形成了H條修改意見。

(4)2020年6月-2020年7月

標準編制組對專家組意見進行了集中修改，并繼續擴大

調研范圍。進一步梳理了標準的章節結構，確定主要內容為

數據共享交換架構、數據共享交換類型、數據共享交換過程

活動、數據共享交換技術要求。

(5)2020年8月-2020年9月

2020年8月11日，編制組邀請中國環境科學研究院吳

豐昌院士等5位專家，在無錫組織召開了討論會議，討論會

的其中一個議題為對本標準進行討論，與會專家對標準草案

的范圍、內容提出修改意見，會后根據專家意見進行了草案

的調整。

主要修改內容包括：環境信息與其他方面其他平臺有交

換的加入到該標準中；增加增量抽取、批量抽取描述；明確

交換策略、參考SC21信息系統交換共享方式。

(6)2020年10月-2020年11月

編制組在中國環境科學研究院組織召開了討論會議，參

會專家包括中國環境監測總站金小偉高工；中國環境科學研

究院徐建主任、吳琳琳高工；南京大學羅軍教授；吉林光大

分析技術有限公司承學東高工等。與會專家對標準草案的范

圍、內容提出修改意見，會后根據專家意見進行了草案的調

整。共形成了4家單位的9條反饋意見，9條意見全部采納。

標準組就標準草案進一步征集意見，根據意見，修改完

善術語等相關內容，完成標準征求意見稿。

(7)2020年12月

12月25日編制組在無錫高科物聯網科技發展有限公司

召開了征求意見稿技術審查會，參會專家包括南京大學張煒

銘教授；無錫市環境監控中心副站長杜元新；中國科學院南

京地理與湖泊研究所研究員朱廣偉；無錫生態環境局生態環

境監測與信息處處長嚴戈明；無錫學院環境工程學院院長王

霞無錫市質量和標準化研究中心副主任陳超JSO/IECJTC1

WG4召集人正高工王泉；江蘇省電子信息產品質量監督檢驗

研究院正高工王玉斐。專家對承擔單位提交的規范征求意見

稿和編制說明進行了論證，在聽取承擔單位匯報及審查相關

資料的基礎上，對規范征求意見稿和編制說明進行了質詢。

形成意見：標準征求意見稿及編制說明內容基本完整，同意

征求意見稿通過技術審查，并形成了13條意見。

(8)2021年2月

根據征求意見稿技術審查會專家意見，修改標準草案，

13條意見全部采納，修改完成后提交征求意見。

二'項目背景

(-)必要性

近年來，我國環境問題愈發突出，環境保護逐漸成為社

會關注與研究的熱點。《國務院關于落實科學發展觀加強環

境保護的決定》對環保信息化建設提出了明確的要求，“要求

完善環境監測網絡，實現“數字環保”,加快環境與核信息安全

信息系統建設，實行信息資源共享機制，建立環境事故應急

監控和重大環境突發事件預警體系。”

信息資源共享交換是一項很艱巨和任重道遠的工作，大

多數信息化建設項目缺乏統籌規劃，應用系統之間普遍缺乏

標準化的數據接口定義等，不同的應用系統之間成為彼此隔

離的信息孤島，信息資源縱強橫弱、條塊分割，所有這些成

為當前迫切要求信息整合和共享的主要原因。資源信息交換

與共享平臺的建設能解決這些問題，成為資源整合的一種有

效手段。本標準基于“行業發展、標準先行”理念，結合無錫

環保物聯網示范工程和十三五水專項經驗和研究成果而成

立，旨在制定環保行業標準，為環保信息化建設，實現“數字

環保”提供標準保障與支持。

(-)可行性

信息化建設的無序性、重復性、盲目性和隨意性不僅造

成了許多“信息孤島”的產生，同時也制造了許多信息垃圾，

嚴重阻礙了智慧環保的發展，打擊了人們獲取信息的熱情。

因此，整合信息資源，消除信息孤島，實現信息共享是智慧

環保建設的一項重要任務。

所謂信息共享是指依據一定的需求和要求，通過相關技

術，把不同來源和不同通信協議的信息完全融合，使不同類

型、不同格式的數字資源實現無縫鏈接，從而使來自不同層

次、不同部門的信息系統的信息能夠實現交流和共用。信息

共享建設是發展智慧環保的基礎前提和必然選擇，于智慧環

保建設而言，信息共享意義重大。信息共享的意義體現在以

下三點。

一是為各部門改進管理模式，開展業務流程重組、再造

提供基礎。智慧環保信息共享建設，將打破各部門不考慮整

體規劃，各自分頭建設、分頭采集信息，致使信息重復而不

一致，難以充分利用信息資源的格局。通過智慧環保信息共

享，將相同的信息項合理歸并，通過信息流的梳理優化，反

作用于業務管理流程，促使業務流程按照更合理的方式進行

重組和再造，達到業務流程優化的目的。

二是有助于推動政府信息公開，向社會提供更加廣泛、

準確、動態的信息服務，以往各部門分頭采集形成的信息覆

蓋范圍窄、數據分布在多個部門。隨著信息共享的實現，信

息將會形成一個更集中、范圍更廣、信息更準確的權威數據

庫，為政府信息資源整合、利用與公開提供了基礎保障。

三是為避免重復建設、重復采集、浪費資源、規范信息

資源提供指導。規避了由于數據庫異構造成的各系統間無法

實現互聯互通，以及由于數據項的定義不一致造成的采集信

息不標準、不統一，信息無法共享的問題。通過信息共享，

提高各部門的工作效能。

如果沒有信息共享，也就不會存在成熟的智慧環保，“信

息孤島”仍會遍及智慧環保的各個角落。只有建立了完善的信

息共享機制，實現了信息共享，才能掃除“信息孤島”，使信

息在智慧環保中自由流動，才能最大限度地發揮信息資源的

戰略性作用。

智慧環保信息共享的目標是：利用現代信息技術的一切

成果，在充分共享環境有限信息資源的前提下，合理利用信

息資源的可傳遞、可加工等特性，最大限度地實現信息的價

值轉換和增值，為城市的規劃、管理和經濟發展服務，促進

生態環境在信息化的過程中走可持續發展道路。智慧環保是

在實現城市信息資源有效共享的前提下，通過信息的深度開

發、加工、傳遞和實施，來滿足現代城市的發展需求。通過

環境信息資源共享體系的建立，使海量的環境信息資源在全

社會流動起來，使數據管理由傳統的存檔保護職能向提供服

務與信息產品開發的方向轉變，信息應用從單一目標向面向

社會多目標服務轉變，并在能規范信息資源管理的前提下，

最大限度地發揮信息作為戰略資源的作用。這是智慧環保建

設過程中必須完成的一項基礎性工作，也是智慧環保目標實

現的必然要求。

三、國內外研究情況

我國信息化工作起步雖然較早，大多仍是以行業、部門

為主，各自為戰，目前尚未形成統一的開發標準，數據結構、

信息編碼自成體系，行業內部的數據交換標準也未成體系，

各類信息管理軟件的通用性、適用性較差，信息化建設中存

在著重硬件、輕軟件，重視技術性實施建設、忽視信息標準

化工作的傾向，許多基礎信息還在重復采集、重復錄入，浪

費了大量的人力物力。為了能將不同系統異構數據進行統一

的交換共享，國內外普遍使用XML和數據庫這兩種方式進

行數據共享交換。

XML作為輕量級的數據儲存文件，具有內容和結構完

全分離、互操作性強、規范統一、支持多種編碼、可擴展性

等優點，用XML作數據交換毫無疑問應被列為第一位。XML

使用元素和屬性來描述數據，在數據傳送過程中，XML始

終保留了諸如父/子關系這樣的數據結構。幾個應用程序可以

共享和解析同一個XML文件，不必使用傳統的字符串解析

或拆解過程。因此XML作為數據共享交換的主要方式。

數據庫作為中心數據庫，集中存儲各業務部門經過數據

交換平臺清洗、校驗和整合的數據，形成了高度一致性和權

威性的中心信息資源。共享交換平臺需要實時讀取大量數據

庫內容，是數據共享交換的重要手段之一。

(-)省內數據共享交換系統現狀

數據共享交換系統提供高效的數據總線，能快速穩定地

實現異地、異構數據庫的數據整合、交換，消除信息孤島、

完成數據集中整合，支撐環保應用系統之間，以及其他部門

與共性平臺間的信息資源的按需交換與共享。

數據共享交換系統以松耦合的方式為應用系統提供支

撐，與環保應用子集業務系統相對獨立。數據共享交換系統

提供接口適配、數據采集、數據傳輸和交換管理監控等功能,

確保各環保應用子集、共性平臺之間，數據信息的安全、可

靠、高效傳輸與交換；數據共享交換系統內置安全保障機制，

并提供安全接口，以集成第三方安全認證平臺，在提供數據

信息交換傳輸加密保障的同時，可依托第三方平臺的安全保

證機制為信息交換提供認證、授權、防篡改等更高安全保障；

提供日志管理，支持日志分級管理和信息交換情況的按需統

計分析；系統提供接口及工具，支持對交換流程、交換節點

等進行統一管理和監控。

數據共享交換系統由交換中心、交換節點共同組成：交

換中心部署在共性平臺端的交換中心服務器上，負責數據交

換統一配置、管理與監控；交換節點部署在中心前置機和各

環保應用子集承擔單位的前置機上，負責交換適配、流程觸

發等、數據傳輸等；虛擬交換節點部署在共性平臺端的數據

交換服務器上，負責5個環保應用子集之外的其他部門應用

參與數據交換，相關人員通過權限驗證后，登錄虛擬交換節

點頁面，可以上傳其交換給其他部門或者匯集到中心的數

據，也可以下載其他部門或數據中心提供的數據，虛擬交換

節點通過中心前置交換節點融入數據總線；互聯網交換節

點，是感知農業和智能家居兩個企業承擔的環保應用子集交

換數據的中轉站。在交換中心的統一管控下，實現各交換節

點間的按需雙向、自動、實時、安全、可靠交換。

數據共享交換系統可根據應用需要進行靈活的部署，采

用適度集中、合理分布的混合部署模式。前置機由各設區市

生態環境局自行提供，部署在設區市側；如確有特殊原因，

可向省廳申請提供，部署在省廳側。

網絡拓撲如圖3.1所示:

圖3.1數據交換共享網絡拓撲圖

數據共享交換系統把數據的交換定義為更容易理解的

數據發布訂閱，發布和訂閱完全松耦合。數據源上建立觸發

器或者時間字段獲取變化的數據，數據總線將變化的數據發

送給訂閱方；數據傳輸采用消息中間件，確保數據的安全、

可靠傳輸；發布訂閱全部以流程的形式進行交換確保交換業

務邏輯清晰，通過日志記錄跟蹤數據流向及所處狀態，通過

交換統計方便查找和清晰查看數據交換情況。信息交換過程

如圖3.2O

/、

將要交換的數據庫信息注冊到前置服務器交換節點上。多

交換信息注冊

個數據庫可以注冊到一個服務器節點上。

1>

1「

將數據庫中的表信息對外發布成發布信息。針對一個庫可

信息發布

以創建多個發布信息。

1J

查找發布信息，根據需要進行訂閱，并設置訂閱后存儲的

信息訂閱

數據庫信息。針對一個數據庫可以有多個訂閱。

___________

數據交換發布訂閱關系建立成功之后，通道打通進行交換。

1>

圖3.2信息交換過程

（二）行標HJ727《環境信息交換技術規范》分析

1.環境信息交換總體框架

環境信息交換總體框架，規定了省級節點與國家級節點

之間、市級節點與省級節點之間的數據發送與數據調用。環

境信息交換總體框架見圖3.3O

圖3.3信息交換總體架構

2.環境信息交換模型

環境信息交換模型基于通用的XML技術進行數據標準

化集成，實現異構系統、異構數據庫之間的環境信息交換。

交換模型如圖3.4所示。

（三）國標《電子政務標準化指南第4部分：信息共

享》分析

隨著電子政務建設的深入開展，我們越來越認識到數據

才是信息化的核心內容。隨著時間推移，硬件在不斷老化，

系統軟件在不斷升級，唯有不斷積累的數據越加凸顯價值。

數據的采集、處理、加工、分析等工作不僅需要巨大的系統

性投入，而且由于部門職能有些數據無法直接采集，因此無

論從資源節約角度還是從職能履行需求來看，信息共享都是

電子政務的必然選擇。

數據作為信息共享活動的核心內容，它的標準化從來都

是國際標準和國家標準的重點。多年來，各領域圍繞數據的

標準化活動一直非常活躍，據不完全統計，僅國家已經發布

的數據相關標準就已經超過500項，這還不包括國家重大信

息化工程、地方信息化工作和企業自身制定的數據標準，所

以在實際工作中，如何使用這些標準即便對于專業標準化人

員而言也是一個挑戰，對信息系統規劃、設計和開發技術人

員來說，困難更是不言而喻。不止于此，從標準內容來看，

這些標準的類型也是有很大的差別，甚至很多情況下，我們

并不能簡單從標準名稱上來判斷標準的內容。

因此，為在實際工作中更好的使用這些標準，經過對多

領域不同數據標準的共性內容進行歸納分析，在這里給出了

常用的10類數據標準的關系模型，見圖3.5o

圖3.5數據標準參考模型

數據是標準化的對象，根據粒度的不同，數據可分為數

據集、記錄和屬性三個層級，數據集由若干記錄組成，記錄

由若干屬性組成。

按照描述特征的不同，10類數據標準可分為4組。

信息資源目錄標準：以數據集為主要描述對象，從外部

特征描述，用于建立可以共享的信息資源目錄，包括元數據

標準、標識符標準和信息分類標準。

信息資源內容標準：以數據集和屬性為主要描述對象，

描述數據的內部組成和結構特征，用于規范數據的語義，包

括數據模型標準、指標標準、數據元標準和代碼標準。

信息交換標準：以跨系統信息交換為目標，規范數據的

形式化編碼規則和方案，包括交換格式標準。

其他標準：規范數據的可視化和質量，包括圖示表達和

數據質量標準。

（四）國標《物聯網信息交換和共享》分析

物聯網信息交換和共享概念模型是對物聯網信息交換

和共享過程在系統層面的高度抽象和模型化表現，是分解物

聯網信息交換和共享系統組成，設計物聯網信息交換和共享

體系架構的基礎。

能夠在物聯網系統資源交換域中進行交換和共享的信

息包括：

感知控制域中的信息：主要包括感知控制系統中不同的

感知和執行功能單元對關聯目標對象進行信息采集和操作

后得到的信息。

服務提供域中的信息：主要包括業務服務系統中關于目

標對象信息統計查詢、分析對比、告警預警、操作控制、協

調聯動等信息，以及基礎服務系統中數據接入、數據處理、

數據共享、數據存儲、標識解析服務、地理信息服務、用戶

管理服務、服務目錄管理等信息。

運維管控域中的信息：主要包括運行維護系統中關于系

統接入管理、系統安全認證管理、系統運行管理、系統維護

管理等信息，以及法律監管系統中關于法律法規查詢、監督、

執行等信息。

資源交換域中的信息：主要包括本系統與外部系統交換

清單、交換記錄等相關信息。

用戶域中的信息：主要包括物聯網上層應用系統，如政

府、企業、個人用戶系統等信息。

物聯網信息交換和共享包括信息提供方和信息需求方，

還可包括信息服務方。

物聯網系統之間可直接通過資源交換域進行信息交換

共享，也可提供信息服務方間接進行信息交換共享。

1.物聯網系統間信息交換共享概念模型

物聯網系統之間信息交換和共享概念模型如圖3.6o

期聯網系統A（信息提供方）物聯網系統B（信息需求方力

信

息

服

務

方

y

圖3.6系統間信息交換共享概念模型

2.物聯網系統與非物聯網系統信息交換共享概念模型

物聯網系統與非物聯網系統通過標準化資源交換接口

實現訪問、解析及信息交換和共享。物聯網系統A與非物聯

網系統B信息交換和共享概念模型如圖3.7o

「非物聯網系統B'

交換接一

口B

圖3.7網系統與非物聯網系統進行信息交換共享概念模型

四、標準編制原則和編制思路

本標準按照GB/T1.1-2020給出的規則起草。

（一）編制思路

對當前江蘇省內外環境信息數據共享交換技術行業發

展現狀及標準化制定進行調研分析，收集相關調研和書面材

料，對當前標準化現狀進行深入了解，總結出當前存在的標

準化基礎，涉及已有開展工作的標準工作組和標準項目；通

過了解現有環境信息數據共享交換技術方案，以及現有采標

情況，分析標準制定需求，提煉用戶最關心的標準化問題；

分析研究江蘇省環境信息系統對數據共享交換的實時性和

數據量等要求，實現橫貫整個政府機構內外的異構系統、應

用、數據庫資源，支持不同處理業務系統、不同軟硬平臺與

不同結構數據共享交換需求；在基于XML文件交換的基礎

上，增加基于數據庫的數據共享交換方式；研究基于XML

和數據庫數據共享交換的接口；研究基于數據庫的交換共享

模型，確定其組成部分由數據轉換、作業調度和數據轉換管

理構成；研究基于數據庫共享交換流程、交換結果驗證、交

換策略、安全機制等技術細則要求。

(-)編制方法

該標準研制采取調研分析、實地考察、試驗分析和歸納

總結等方法逐步來完成環境信息數據共享交換技術規范的

標準制定。

首先對當前國內外環境信息數據共享交換技術行業發

展現狀及標準化制定進行調研分析，收集相關調研和書面材

料，對當前標準化現狀進行深入了解，總結出當前存在的標

準化基礎，涉及已有開展工作的標準工作組和標準項目；然

后有目標的去實地考察，了解現有環境信息數據共享交換技

術方案，以及現有采標情況，分析對標準制定需求，將行業

內重點企事業單位進行交流，收集應用場景中的關鍵技術，

提煉用戶最關心的標準化問題；最后歸納總結確定技術路線

組織人員進行標準編制。

本標準在調查梳理現有環境信息數據共享交換規范基

礎上，結合國內外相關研究探索、實踐經驗，開展以下幾方

面工作。

1.江蘇省環境信息數據共享交換技術調查

與典型行業的單位、企業開展會議交流，實際了解目前

實際應用的環境信息數據共享交換技術現狀，分析目前實際

應用中對環境信息數據共享交換技術的需求，總結目前環境

信息數據共享交換技術在實際應用中的核心競爭力。

在調查整理現有環境信息數據共享交換技術以及發展

趨勢的基礎上，根據數據共享交換的方式、流程、框架、協

議、接口等核心因素進行匯總歸納，從中凝練出環境信息數

據共享交換技術等的定義。

2.優化環境信息數據共享交換技術工作

針對基于XML文件的數據共享交換方式在實時性和大

數據傳輸等方面的限制，研究提出在江蘇省環境信息系統間

增加基于數據庫共享交換方式。

根據江蘇環境信息系統數據共享交換要求，對于業務數

據量小，實時性要求高的數據采用基于XML文件的交換方

式，如短信平臺的接口接入、視頻的接入以及報警服務的接

入；對于數據量大，數據結構比較復雜的數據則采用基于數

據庫的交換方式，如業務系統的基本信息、生產信息和交換

信息等數據的清洗、轉換、傳輸。

3.數據庫交換共享框架流程

基于現有數據庫共享交換技術條件和發展趨勢，研究提

出數據庫共享交換過程中的接口、傳輸協議、傳輸功能、數

據轉換、作業調度、數據轉換管理等技術細則要求。

4.編制環境信息數據共享交換技術規范標準

總結上述工作內容，整理匯編出環境信息數據共享交換

技術規范，系統地、明確地規定我省環境信息數據共享交換

過程中的各個要素（適用范圍、工作內容、框架、流程等），

對環境信息數據共享交換技術工作進行標準化規范。

5.驗證環境信息數據共享交換技術規范

選取過去成熟技術案例，運用新建立的環境信息數據共

享交換技術規范進行交換共享，根據結果，結合案例的實際

應用情況和先前結果，驗證新建立標準的科學合理性，保證

其經得起實踐的考驗。

五、標準主要內容

本文件規定了省環境保護部門與各設區市環境保護部

門數據共享交換總體架構、數據共享交換類型、數據共享交

換過程、數據共享交換技術要求等。

本文件適用于省市級環境保護部門、環境保護系統之間

的環境信息數據共享交換活動，為省及各設區市環境保護部

門做好地方數據歸集，獲得共享數據資源提供指導。

(-)共享交換總體架構概述

本文件所規定的數據共享交換總體架構為橫向和縱向

兩種，橫向主要為生態環境保護部門與其他行政部門間和其

他系統間的數據交換，縱向為省、設區市生態環境保護部門

間的數據交換。本文件僅對生態環境保護部門之間縱向數據

共享交換進行了規范。環境信息數據共享交換總體架構見圖

5.1

省級系統省級交換節點

I行政審批系統I

I監督執法系統］

I國土資源系統］◎

I水利業務系統］

設區市級交換節點設區市級交換節點

圖5.1數據共享交換總體架構

(-)共享交換平臺

共享交換平臺部署在省或設區市環境節點，由網絡和通

信設備、服務器及軟件系統構成，應實現提供環境數據的各

級交換節點中環境信息共享交換數據的在線發布、交換服務

和交換管理功能。

共享交換平臺對共享交換的環境信息數據進行資源目

錄管理并提供數據訪問接口，包括環境資源目錄管理(資源

目錄生成、資源目錄注冊、資源目錄數據管理、資源目錄發

布、資源目錄訪問)、共享交換監控管理、共享交換數據提

供/獲取接口等功能模塊。

共享交換平臺可以實現共享交換數據的集中匯集與管

理，共享交換活動的統一管控，從而提高各級生態環境系統

間數據共享交換的運行效率。

（三）共享交換方式

縱向交換規定了省級節點與設區市節點之間通過交換

數據庫或數據服務的方式實現數據發送與數據調用。根據設

區市交換節點有無共享交換平臺，縱向交換分為以下兩類。

1.設區市未建設共享交換平臺

通過前置機進行共享交換，包括以下三種共享交換形

式。

庫表交換：設區市數據中心將庫表類型數據推送至前置

機，省級共享交換平臺從前置機獲取庫表類型數據；省級共

享交換平臺將庫表類型數據推送至前置機，設區市數據中心

從前置機獲取庫表