依据《土壤污染防治行动计划》,全国范围内开展了土壤环境质量调查行动,并将构建监测点位覆盖所有县(市、区)的土壤环境质量监测网络。海量土壤环境监测数据和当今信息化的潮流极大地促进了土壤环境大数据的发展。如何应对土壤环境大数据带来的挑战,发挥土壤环境大数据在农业生态环境保护、土壤污染防治、土地利用规划中的作用,提升土壤环境信息化水平,成为当前的一大研究热点。本文研究基于参与研发的国家重点研发课题“农业面源和重金属污染管理决策系统平台”,以“应用土壤环境大数据进行土壤重金属污染评价”为切入点,开展相关研究。通过开展对相关业务单位的需求调研工作,深入了解了实际进行土壤重金属评价过程中所应用到的数据、模型和系统等具体业务资源及业务流程。本研究发现,各领域、各部门采集的土壤环境数据,其数据采集、存储、使用方式相对分散,数据存在多源异构性,数据应用限制较大,数据共享、利用效率低;同时,各级单位执行的土壤重金属污染评价任务各样,使用的相关数据和模型存在共性和异性,针对不同决策场景执行任务时,步骤较为繁琐,资源利用效率较低。本文针对上述两个问题开展相应研究。首先,分析业务单位进行土壤重金属业务时对于数据、模型等资源的具体需求,扩展了国家环境数据元数据标准,研究了土壤重金属污染元数据标准的建立和扩展规范并构建以元数据库为核心的土壤重金属资源集成框架;设计了污染评价流程抽象处理链,研究了基于元数据的土壤重金属污染资源匹配和绑定技术,依托开放式工作流平台构建了重金属污染评价工作流系统,最终实现基于元数据和工作流的土壤重金属污染资源集成及流程自动化执行。本文的主要研究内容及成果如下:(1)通过对具体业务资源进行特征分析,依托国家标准,构建土壤重金属污染评价元数据标准。同时,研究分类、分层的资源存储方案,实现了多源异构土壤重金属污染评价资源在数据访问方式的统一。最后,构建了以元数据为资源索引,物理上分类、分层存储,逻辑上统一集中组织的土壤重金属污染评价资源中心。(2)设计了土壤重金属污染评价业务抽象处理链模型,实现了工作流抽象层和实例层的相互分离,提升了处理模型的共享、复用和重构能力,增强了工作流系统的可扩展性。同时,基于该模型构建了相应污染评价业务的抽象处理链模型,将实际业务流程转化为计算机能理解、处理的抽象处理链。并基于开放式工作流开发平台Windows Workflow Foundation实现了抽象处理链中数据、处理节点的实例化。(3)利用元数据来描述土壤重金属污染评价数据、模型,同时,利用工作流技术来封装土壤重金属污染评价资源。通过研究基于元数据的工作流资源动态匹配技术,实现元数据库、资源中心和工作流系统之间的有机集成。“三位一体”,旨在应对土壤环境大数据蓬勃发展的大趋势,面向愈发复杂的海量污染评价任务,最终实现了集成应用多源异构土壤重金属污染评价资源进行(半)自动化的土壤重金属污染评价流程。