系統(tǒng)環(huán)境

存在于系統(tǒng)周圍與系統(tǒng)有關(guān)的各種因素的集合，通常包括自然、社會(huì)、國(guó)際、勞動(dòng)和技術(shù)等方面的因素。這些因素的屬性或狀態(tài)及其變化（如社會(huì)對(duì)新建系統(tǒng)的要求，包括功能、費(fèi)用、工期、可靠性等）都對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，促使系統(tǒng)發(fā)生變化。反之，系統(tǒng)建成并開始運(yùn)行后，系統(tǒng)本身也會(huì)對(duì)周圍環(huán)境發(fā)生影響，使環(huán)境因素的屬性或狀態(tài)發(fā)生變化（如新建系統(tǒng)對(duì)社會(huì)有哪些貢獻(xiàn)或危害，對(duì)技術(shù)進(jìn)步有那些影響等）。因此，對(duì)系統(tǒng)環(huán)境的分析是系統(tǒng)分析的重要內(nèi)容之一。對(duì)系統(tǒng)環(huán)境各種因素的分析，不同系統(tǒng)各有所側(cè)重。復(fù)雜大系統(tǒng)的系統(tǒng)環(huán)境因素一般包括自然、社會(huì)、國(guó)際、勞動(dòng)和技術(shù)等方面的各種因素。屬于自然環(huán)境的因素主要有：①各種資源的制約，如能源、原材料的品種、規(guī)格和數(shù)量上的制約；②新材料、新能源出現(xiàn)的可能性；③生態(tài)平衡和協(xié)調(diào)的有關(guān)因素；④環(huán)境污染的產(chǎn)生和預(yù)防；⑤各種自然資源的利用等。社會(huì)環(huán)境的因素主要有：①生產(chǎn)社會(huì)化的擴(kuò)大；②社會(huì)需要的多樣化;③價(jià)值觀念的轉(zhuǎn)變;④政府政策和法令等。屬于國(guó)際環(huán)境的因素主要有：①工業(yè)先進(jìn)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家的協(xié)調(diào)；②國(guó)際專業(yè)化和協(xié)作化；③技術(shù)引進(jìn)。屬于勞動(dòng)環(huán)境的因素主要有：①人口總數(shù)的增長(zhǎng)；②勞動(dòng)力年齡結(jié)構(gòu)的變化;③勞動(dòng)力的素質(zhì);④勞動(dòng)時(shí)間的限定；⑤勞動(dòng)保護(hù)要求等。屬于技術(shù)環(huán)境的因素主要有：①固有技術(shù)的改進(jìn)和提高；②自動(dòng)化水平；③計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展；④計(jì)算機(jī)軟件的完善和充實(shí)；⑤人機(jī)系統(tǒng)、人工智能的開發(fā)等。進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通常把要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)稱為內(nèi)部系統(tǒng)，把圍繞系統(tǒng)的環(huán)境稱為外部系統(tǒng)。系統(tǒng)工程的特點(diǎn)之一就是把內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)合起來(lái)當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)設(shè)計(jì)內(nèi)部系統(tǒng)。

參考書目

R.E.Machol，Systems Engineering Handbook, McGraw-Hill, New York,1965.2100433B

環(huán)境信息系統(tǒng)按內(nèi)容可分為環(huán)境管理信息系統(tǒng)和環(huán)境決策支持系統(tǒng)。

環(huán)境信息系統(tǒng)環(huán)境管理信息系統(tǒng)

環(huán)境管理信息系統(tǒng)是一個(gè)以系統(tǒng)論為指導(dǎo)思想，通過(guò)人-機(jī)(計(jì)算機(jī)等)結(jié)合收集環(huán)境信息，通過(guò)物理或數(shù)學(xué)模型對(duì)環(huán)境信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和加工，并根據(jù)系統(tǒng)的輸出進(jìn)行環(huán)境評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)和控制，最后再通過(guò)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)境管理的計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)。環(huán)境管理信息系統(tǒng)的基本功能為：環(huán)境信息的收集和錄用，環(huán)境信息的存儲(chǔ)，環(huán)境信息的加工處理，環(huán)境信息以報(bào)表、圖形等形式輸出信息，為決策提供依據(jù)。

環(huán)境信息系統(tǒng)環(huán)境決策支持系統(tǒng)

環(huán)境決策支持系統(tǒng)是將決策支持系統(tǒng)引入環(huán)境規(guī)劃、管理和決策工作中的產(chǎn)物。決策支持系統(tǒng)也是一種人機(jī)交互的信息系統(tǒng)，是從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)量大、運(yùn)算速度快等特點(diǎn)，應(yīng)用決策分析方法進(jìn)行描述、計(jì)算，進(jìn)而協(xié)助人們完成管理決策的支持技術(shù)。

環(huán)境決策支持系統(tǒng)是環(huán)境信息系統(tǒng)的高級(jí)形式，在環(huán)境管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，使決策者能通過(guò)人機(jī)對(duì)話，直接應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理環(huán)境管理工作中的未定結(jié)構(gòu)的決策問(wèn)題。它為決策者提供了一個(gè)現(xiàn)代化的決策輔助工具，提高了決策的效率和科學(xué)性。

環(huán)境決策支持系統(tǒng)的主要功能有：收集、整理、儲(chǔ)存并及時(shí)提供本系統(tǒng)與本決策有關(guān)的各種數(shù)據(jù)；靈活運(yùn)用模型與方法對(duì)環(huán)境信息進(jìn)行加工、處理、分析、綜合、預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)，以便提供各種所需環(huán)境信息；友好的人機(jī)界面和圖形輸出功能，不僅能提供所需環(huán)境信息，而且具有一定推理判斷能力；良好的環(huán)境信息傳輸功能；快速的信息加工速度及響應(yīng)時(shí)間；具有定性分析與定量研究相結(jié)合的特點(diǎn) 。

環(huán)境系統(tǒng)是具有一定調(diào)節(jié)能力的系統(tǒng)，對(duì)來(lái)自外界比較小的沖擊能夠進(jìn)行補(bǔ)償和緩沖，從而維持環(huán)境系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

環(huán)境系統(tǒng)的穩(wěn)定性在很多情況下取決于環(huán)境因素與外界進(jìn)行物質(zhì)交換和能量流動(dòng)的容量。容量愈大，調(diào)節(jié)能力也愈大，環(huán)境系統(tǒng)也愈穩(wěn)定；反之，就不穩(wěn)定。在地球環(huán)境系統(tǒng)中，海洋、土壤和植被是最巨大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，對(duì)于維護(hù)環(huán)境系統(tǒng)的穩(wěn)定有巨大作用。海洋的巨大熱容量,調(diào)節(jié)著地表的溫度,使之不致發(fā)生劇烈變化。海洋又是二氧化碳(CO₂)的巨大儲(chǔ)存庫(kù)。海水中CO₂與大氣中CO₂ 進(jìn)行交換,處于動(dòng)態(tài)平衡，因此海洋能使大氣中的CO₂ 的濃度保持穩(wěn)定,從而保持地表層熱量的穩(wěn)定（見(jiàn)環(huán)境熱學(xué)）。土壤是陸地表面的疏松多孔體，又是一個(gè)膠體系統(tǒng)，對(duì)于植物所需的水分和養(yǎng)分有強(qiáng)大的吸收和釋放能力。表土一旦喪失，土地肥力就急劇下降。植被通過(guò)根系和殘落物層吸收水分和葉子的蒸騰作用，調(diào)節(jié)地面水分和熱量，使氣候穩(wěn)定。在生態(tài)系統(tǒng)中，構(gòu)成群落的生物種類愈是多樣化，食物鏈和食物網(wǎng)愈復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)也就愈穩(wěn)定。由此可見(jiàn)，任意縮小水面，濫事墾殖，毀壞植被，消滅野生生物或任意引進(jìn)新種，就會(huì)破壞環(huán)境中的穩(wěn)定因素，降低環(huán)境抗御自然災(zāi)害的能力。

環(huán)境中也存在著某些不穩(wěn)定因素，對(duì)外來(lái)的影響比較敏感。在一定的條件下，某個(gè)關(guān)鍵性因子發(fā)生小的變化，可能觸發(fā)內(nèi)在的反饋機(jī)制,引起一系列鏈?zhǔn)椒磻?yīng),對(duì)整個(gè)環(huán)境系統(tǒng)造成無(wú)法挽救的嚴(yán)重后果。例如，極地海冰就被認(rèn)為是一個(gè)不穩(wěn)定因素，因?yàn)樗芯薮蟮姆凑章?，吸收?yáng)光的能力比陸地和海洋小得多，對(duì)溫度變化很敏感。如果溫度稍微降低（特別是夏天），海冰面積便會(huì)向赤道方向擴(kuò)展。海冰面積的擴(kuò)大，又將反射更多的陽(yáng)光，使地球接受的熱量減少。如果地球進(jìn)一步降溫，海冰面積就繼續(xù)擴(kuò)展，直到赤道為止。

至今為止，人類還未完全了解環(huán)境系統(tǒng)中許多錯(cuò)綜復(fù)雜的機(jī)制，還未能建立精確的模式來(lái)揭示環(huán)境因素間的微妙平衡關(guān)系。人類仍然自覺(jué)與不自覺(jué)地不斷破壞環(huán)境系統(tǒng)的平衡。例如人們?cè)谑褂寐确鸁N（通稱氟里昂）時(shí)，沒(méi)有想到它會(huì)破壞大氣臭氧層的穩(wěn)定，這個(gè)問(wèn)題直到70年代中期才引起注意。

環(huán)境信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程可分為四個(gè)階段：可行性研究、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)實(shí)施。每個(gè)階段又分為若干步驟。

環(huán)境信息系統(tǒng)系統(tǒng)的可行性研究

可行性研究是環(huán)境管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一階段。該階段的工作目標(biāo)是為整個(gè)工作過(guò)程提供一套必須遵循的衡量標(biāo)準(zhǔn)，即針對(duì)客觀事實(shí)、考慮整體要求、符合開發(fā)節(jié)奏。具體內(nèi)容根據(jù)應(yīng)用的重要性和信息系統(tǒng)可利用的資源而定。

可行性研究階段的任務(wù)是確定環(huán)境管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和總體要求，研究設(shè)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域和完成設(shè)計(jì)的能力需求，進(jìn)行費(fèi)用一效益分析，制定出幾套設(shè)計(jì)方案，并對(duì)各方案在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行三方面進(jìn)行比較分析，得出結(jié)論性建議，并編制出可行性研究報(bào)告報(bào)上級(jí)主管部門審查、批準(zhǔn)。

環(huán)境信息系統(tǒng)系統(tǒng)分析

系統(tǒng)分析是環(huán)境信息系統(tǒng)研制的第二階段。這個(gè)階段的主要目的是明確系統(tǒng)的具體目標(biāo)、系統(tǒng)的界限以及系統(tǒng)的基本功能。這一階段的基本任務(wù)是設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的邏輯模型。系統(tǒng)分析不論資金的投入，還是時(shí)間的占用上，在整個(gè)環(huán)境管理信息系統(tǒng)的研制中都占有很大比例，具有十分重要的地位。這一階段的主要工作內(nèi)容包括：詳細(xì)的系統(tǒng)調(diào)查，以了解用戶的主觀要求和客觀狀態(tài)；確定擬開發(fā)系統(tǒng)的目標(biāo)、功能、性能要求及對(duì)運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行軟件需求的分析；數(shù)據(jù)分析；確認(rèn)測(cè)試準(zhǔn)則；系統(tǒng)分析報(bào)告編制，包括編寫可行性研究報(bào)告及制訂初步項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃等工作。

環(huán)境信息系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)是環(huán)境管理信息系統(tǒng)研制過(guò)程的第三個(gè)階段。該階段的主要任務(wù)是根據(jù)系統(tǒng)分析的邏輯模型提出物理模型。這個(gè)階段是在各種技術(shù)手段和處理方法中權(quán)衡利弊，選擇最合適的方案，解決如何做的問(wèn)題。系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段的主要工作內(nèi)容包括：系統(tǒng)的分解；功能模塊的確定及連接方式的確定；設(shè)計(jì)信息輸入；設(shè)計(jì)結(jié)果輸出；數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)及模塊功能說(shuō)明。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮該系統(tǒng)能否及時(shí)全面地為環(huán)境科研及管理提供各種環(huán)境信息，能否提供統(tǒng)一格式的環(huán)境信息，能否對(duì)不同管理層次給出不同要求、不同詳細(xì)程度的圖表、報(bào)告，是否充分利用該系統(tǒng)本身的人力、物力，使開發(fā)成本最低 。

環(huán)境信息系統(tǒng)系統(tǒng)的實(shí)施與評(píng)價(jià)

環(huán)境管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后就應(yīng)交付使用，并在運(yùn)行過(guò)程中不斷完善，不斷升級(jí)，因而需要對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)一個(gè)環(huán)境管理信息系統(tǒng)主要應(yīng)從五個(gè)方面進(jìn)行：系統(tǒng)運(yùn)行的效率；系統(tǒng)的工作質(zhì)量；系統(tǒng)的可靠性；系統(tǒng)的可修改性；系統(tǒng)的可操作性 。2100433B