1.本发明涉及环境执法技术领域，具体涉及一种适用于环境执法的数据分析方法。
背景技术：
2.目前国内的环境监管部门，对于执法效能的分析以及查询，仍停留在纸质执法记录、手工整理文档记录或者简单的信息查询系统上。一方面使用纸质记录的方式不利于执法数据的持久化以及数据挖掘，而现场通过纸质方式手工记录执法情况，不利于数据的持久化以及数据挖掘；
3.另一方面，在信息系统上单纯查询原始信息，环境执法人员无法从中得到更有效、更深层的数据信息，同时，也缺乏关于污染源企业的其他环保数据信息作为辅助决策、参考。目前信息系统上简单的查询原始执法情况数据，数据过于庞大与杂乱，环境执法人员无法快速从中得到更深层次的执法数据、执法业务信息，无法更全面去统筹整个管辖区域的执法效能，做出重要决策，执法者也无法利用环保大数据，快速找到相关存疑的重点关注污染源企业，利用多个维度的环保数据数据，提供辅助执法手段。
4.因此，环境监管部门面对众多的执法对象、工业园区，目前依据执法手工数据、执法人员的业务经验，以及执法的“双随机抽取”业务规则，抽取一批企业或者工业园区进行现场检查、突击检查。从某个程度上，这耗费了大量的人力物力，如何能精准、有效找到“真正有问题”的监管对象，成为目前环境执法一大难题。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种适用于环境执法的数据分析方法，实现对海量环保数据进行有效数据分析管理，提升环保数据在环境执法方面的应用价值。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种适用于环境执法的数据分析方法，包括如下步骤：
8.s1、中心数据库建立标签体系，所述标签体系至少设定时间数据、空间数据、执法数据三个类型的维度特征，每个维度特征具有至少一个子特征标签；
9.s2、获取外部系统采集的环保数据，对获取的环保数据进行预处理，并将预处理后所得的元数据存储到中心数据库；
10.s3、基于预先建立的标签体系中不同类型维度特征与每个元数据的匹配关系，为每个元数据对应标识至少一个子特征标签，并基于同一维度特征下任意两个元数据的相关度，建立任意两个元数据的数据关联；
11.s4、设定以地理区域信息或时间周期信息为查找源信息；基于预先建立的标签体系中各元数据的子特征标签与所述查找源信息的匹配关系，抽取对应元数据以及与对应元数据建立数据关联的其余元数据，并建立查找源信息的对应关系，生成基于执法数据维度特征展示的数据分析结果；
12.s5、将数据分析结果进行可视化呈现。
13.本发明利用预先建立的标签体系对环保数据进行归类整合，根据用户需要的地理区域位置或者时间周期，生成以执法数据维度特征为展示信息的数据分析结果并可视化呈现，实现对区域内的环境进行可视化智能监控，可以有效帮助执法人员明确环境问题并为采取针对性的管理手段提供数据支撑，使环保执法人员对当前环境问题作出精准研判。
14.进一步地，在所述步骤s1中，时间数据维度特征的子特征标签包括执法对象的执法时间；空间数据维度特征的子特征标签包括执法对象的地理位置；执法数据维度特征的子特征标签包括环境信访、执法痕迹、工业园区、污染源企业、污染物排放总量、行政处罚、执法效能、镇街执法、执法人员。
15.进一步地，在所述步骤s2中，对获取的环保数据进行预处理包括：判断环保数据时效性及环保数据是否完整，对环保数据进行清洗，检查环保数据一致性，并处理无效值、缺失值和重复值。对环保数据进行预处理作业，解决以纸质版记录方式带来的问题，提高环保数据的可用性、准确性，剔除与实际业务含义偏离的无效数据，提升环保数据的数据质量，为后续的数据分析提供坚实的基础。
16.进一步地，在所述步骤s4中，在抽取对应元数据以及关联元数据后，基于预先建立的标签体系中不同类型子特征标签在元数据之间的匹配关系，从所述标签体系中获取基于当前抽取的元数据、关联元数据匹配的执法对象标签以及至少一个在执法数据维度特征下的其余子特征标签，并基于预设算法为所述其余子特征标签赋值，生成以执法对象标签为展示对象的标签排名。在所述步骤s5中，将展示对象的标签排名以图表形式进行可视化呈现。通过以图表形式呈现的展示对象的标签排名，执法人员可直观看出存在环境问题较多的执法对象，并推测出嫌疑度高的敏感执法对象名单，从而提高执法效能。
17.进一步地，在所述步骤s4中，设定以地理区域信息为查找源信息，查找与查找源信息相匹配并标识有执法对象标签的元数据，获取所述元数据相关联的目标对象数据；基于目标对象数据出现的频率，生成以颜色深浅变化呈现数据出现频率的可视化图像。通过颜色深浅来判断执法数据维度特征的热点聚集程度，可直观查询执法数据维度特征的聚集区域，为执法部门锁定聚集的违法区域。
18.进一步地，在所述步骤s4中包括如下步骤：设定以时间周期信息为查找源信息；在数据分析结果中获取与查找源信息相匹配并标识有执法对象标签的元数据；选取任意一个标识有执法对象标签的元数据为目标数据，获取与目标数据相关联的其余元数据，生成以设定的时间周期为演变方向、记载有与目标数据相关联的并属于执法数据维度特征的其他元数据的数据演变图。通过数据演变图可观察设定时间周期内的与执法对象相关联的元数据的历史变化，掌握执法对象在该时间周期内的执法情况，实现可视化监控。
19.进一步地，在所述步骤s4中包括如下步骤：设定以时间周期信息为查找源信息；在数据分析结果中获取与查找源信息相匹配并标识有执法人员标签的元数据；选取任意一个标识有执法人员标签的元数据为目标数据，获取与目标数据相关联的其余元数据，生成以设定的时间周期为演变方向、记载有与目标数据相关联的并属于执法数据维度特征的其他元数据的执法线路图。执法人员的执法线路图便于管理者查询执法人员过往的执法痕迹，可便于管理者掌握执法人员的执法情况。
20.进一步地，还包括步骤s6，通过远程通信系统将数据分析结果推送给环境执法人
员，便于执法人员实时了解所监管区域的环境情况，对存在环境问题的执法对象及时作出执法响应。
21.进一步地，在步骤s4中，建立数据管理平台和中间数据库，所述数据管理平台与中心数据库之间通过中间数据库形成数据交互并生成所述数据分析结果，所述数据管理平台与外部终端通信连接。执法人员可在外部终端实时查看数据管理平台生成的数据分析结果。
22.本发明的有益效果：
23.1、本发明利用预先建立的标签体系对环保数据进行归类整合，根据用户需要的地理区域位置或者时间周期，生成以执法数据维度特征为展示信息的数据分析结果并可视化呈现，实现对区域内的环境进行可视化智能监控，可以有效帮助执法人员明确环境问题并为采取针对性的管理手段提供数据支撑，使环保执法人员对当前环境问题作出精准研判。
24.2、数据分析结果包括生成以执法对象标签为展示对象的标签排名、生成以颜色深浅变化呈现数据出现频率的可视化图像、生成数据演变图、生成执法线路图，按不同环保数据分类、不同管理角度进行数据对比分析，使环保执法人员对当前环境问题作出精准研判，做到精准执法、智慧执法、高效执法。
25.3、本发明为环境管理工作提供全方位的数据支撑，推动生态环境大数据创新应用和服务，进而优化环境管理流程，提升生态环境治理能力。
具体实施方式
26.为了使本发明的技术方案、目的及其优点更清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的解释说明。
27.本实施例提供一种适用于环境执法的数据分析方法，该数据分析方法配合中心数据库、数据平台、外联终端等单元、装置，为环境执法人工判断执法对象、巡查对象提供参考依据，以提高目前环境执法人员的执法效能。本数据分析方法包括如下步骤：
28.s1、在中心数据库建立标签体系，所述标签体系设定时间数据、空间数据、执法数据三个类型的维度特征，每个维度特征具有至少一个子特征标签。
29.标签体系设定的子特征标签，能够以执法人员、执法部门在实际执法行动中记录的信息为依据，设定子特征标签的具体属性，如本实施例中，时间数据维度特征的子特征标签包括执法对象的执法时间；空间数据维度特征的子特征标签包括执法对象的地理位置；执法数据维度特征的子特征标签包括环境信访、执法痕迹、工业园区、污染源企业、污染物排放总量、行政处罚、执法效能、镇街执法等。
30.s2、获取外部系统采集的环保数据，对获取的环保数据进行预处理，如判断环保数据时效性及环保数据是否完整，对环保数据进行清洗，检查环保数据一致性，并处理无效值、缺失值和重复值；预处理后所得的元数据存储到中心数据库。
31.环保数据可通过定期采集环保部门的各业务系统获取。本实施例中，采集获取的环保数据包括污染源企业基础信息、环境执法检查、环境影响评价、环境技术评估、排污许可证、竣工环境保护验收、污染物排放总量控制、行政审批、环境信访、环境行政处罚、污染源统计数据、文档数据、工业园区等等。利用etl作业以及与中心数据库对接的方式，将采集获取的环保数据同步整理数据存储至中心数据库，同时，为中心数据库进行权限设置，创建
设有账号和密码的权限表。基于该权限表设置中心数据库的数据接口，通过账号和密码获取数据接口的访问权限，保证环保数据的安全性。
32.s3、基于预先建立的标签体系中不同类型维度特征与每个元数据的匹配关系，为每个元数据对应标识至少一个子特征标签，并基于同一维度特征下任意两个元数据的相关度，建立任意两个元数据的数据关联。
33.在本实施例中，元数据存储至中心数据库后，通过etl批处理把元数据设定到对应的子特征标签。比如中心数据库中存储有某个企业在2021年1月1日的工业废水排放量以及工业废气排放量，基于预先建立的标签体系，该企业被标识为执法对象标签，2021年1月1日被标识为时间数据维度特征的子特征标签，该企业的地理位置被标识为空间数据维度特征的子特征标签，工业废水排放量以及工业废气排放量被标识为污染物排放总量标签，并基于执法数据维度特征下将工业废水排放量以及工业废气排放量进行数据关联。
34.s4、设定以地理区域信息或时间周期信息为查找源信息；基于预先建立的标签体系中各元数据的子特征标签与所述查找源信息的匹配关系，抽取对应元数据以及与对应元数据建立数据关联的其余元数据，并建立查找源信息的对应关系，生成基于执法数据维度特征展示的数据分析结果。
35.在本实施例中，在所述步骤s4中，可在抽取对应元数据以及关联元数据后，基于预先建立的标签体系中不同类型子特征标签在元数据之间的匹配关系，从所述标签体系中获取基于当前抽取的元数据、关联元数据匹配的执法对象标签以及至少一个在执法数据维度特征下的其余子特征标签，并基于预设算法为所述其余子特征标签赋值，生成以执法对象标签为展示对象的标签排名。
36.例如，执法人员需要某个镇街内以污染物排放总量作为子特征标签的标签排名。在本实施例中，工业废水排放量、化学需氧量、氨氮、总磷、总氮、工业废气排放量、二氧化硫、氮氧化物、烟尘、vocs等环保数据均标识为污染物排放总量标签。先设定以镇街的地理区域信息以及时间周期信息为查找源信息，抽取该时间周期内在该镇街地理区域内标识有污染物排放总量标签的元数据，并获取匹配有污染物排放总量标签的企业名单，基于预设算法，为该企业名单所有标识有污染物排放总量标签的元数据进行赋值，生成该企业名单的污染物排放总量标签排名。
37.在本实施例中，在所述步骤s4中，可通过设定以地理区域信息为查找源信息，查找与查找源信息相匹配并标识有执法对象标签的元数据，获取所述元数据相关联的目标对象数据；基于目标对象数据出现的频率，生成以颜色深浅变化呈现数据出现频率的可视化图像。具体地，该可视化图像为热力图。执法人员可利用呈现数据出现频率的可视化图像进行任意两种或者两种以上的执法数据维度特征的子特征标签的数据对比分析。
38.例如，执法人员需要某个镇街内所有执法对象的环境信访作为子特征标签与执法痕迹作为子特征标签的数据对比分析图，可以先设定以该镇街的地理区域信息为查找源信息，查找在该镇街地理区域信息内的企业名单，即与查找源信息相匹配并标识有执法对象标签的元数据，通过中心数据库内数据关联的特性，获取与该企业名单关联的环境信访数据和执法痕迹数据作为目标对象数据。根据中心数据库存储的历史记录，计算该企业名单中各企业出现环境信访、执法痕迹的的频率，生成环境信访及执法痕迹的热力图。执法人员根据该热力图上的颜色深浅变化可以直观地对该区域内所有执法对象的环境信访与执法
痕迹进行对比分析。
39.在本实施例中，在所述步骤s4中，可通过设定以时间周期信息为查找源信息；在数据分析结果中获取与查找源信息相匹配并标识有执法对象标签的元数据；选取任意一个标识有执法对象标签的元数据为目标数据，获取与目标数据相关联的其余元数据，生成以设定的时间周期为演变方向、记载有与目标数据相关联的并属于执法数据维度特征的其他元数据的数据演变图。
40.例如，执法人员需要某个企业在2021年度执法数据的数据演变图。先设定以2021年度为查找源信息，在数据分析结果中获取在2021年度标识有该企业名称的元数据作为目标数据，从而获取与该企业名称相关联的执法数据维度特征的数据，生成该企业在2021年度的执法数据的数据演变图。
41.数据演变图可使执法人员查看某个执法对象在设定的时间周期内的所有执法数据的数据演变图，通过数据演变图可观察设定时间周期内的与执法对象相关联的元数据的历史变化，掌握执法对象在该时间周期内的执法情况，实现可视化监控。
42.在本实施例中，在所述步骤s4中，可通过设定以时间周期信息为查找源信息；在数据分析结果中获取与查找源信息相匹配并标识有执法人员标签的元数据；选取任意一个标识有执法人员标签的元数据为目标数据，获取与目标数据相关联的其余元数据，生成以设定的时间周期为演变方向、记载有与目标数据相关联的并属于执法数据维度特征的其他元数据的执法线路图。
43.例如，需要某个执法人员在2021年度的执法线路图。先设定以2021年度为查找源信息，在数据分析结果中获取在2021年度标识有该执法人员的元数据作为目标数据，从而获取与该执法人员相关联的执法数据维度特征的数据，生产该执法人员在2021年度的执法线路图。
44.执法人员的执法线路图便于管理者查询执法人员过往的执法痕迹，可便于管理者掌握执法人员的执法情况。
45.s5、将数据分析结果进行可视化呈现。
46.将上一步骤中生成以颜色深浅变化呈现数据出现频率的可视化图像、以执法对象标签为展示对象的标签排名、数据演变图、执法线路图进行可视化呈现。
47.在上述实施例中，还包括步骤s6，通过远程通信系统将数据分析结果推送给环境执法人员，便于执法人员实时了解所监管区域的环境情况，对存在环境问题的执法对象及时作出执法响应。
48.在上述实施例中，在步骤s4中，建立数据管理平台和中间数据库，所述数据管理平台与中心数据库之间通过中间数据库形成数据交互并生成所述数据分析结果，所述数据管理平台与外部终端通信连接。
49.以上所述仅为本发明的优选实施方式，对于本技术领域的技术人员，在不脱离本发明的实施原理前提下，依然可以对所述实施例进行修改，而相应修改方案也应视为本发明的保护范围。