一、国外智能城市环境发展的研究与发展现状
（一）美国
1．流域水环境监测及管理
美国的流域水环境管理体现了当今国际智能城市环境发展的方向，水环境保护工作开始较早。1960年，美国纽约州的环保部门开始建立自动水质监测系统，用以代替人工监测网络，并于1966年安装了第一台水质自动电化学监测仪，开始了水环境智能化管理的探索工作。经过多年的积累，美国的水环境以及水资源部门已普遍应用3S技术以及人工智能技术。IBM对作为智慧地球重要组成部分的水环境管理制订智慧化方案，催生了智能水环境管理，为应对全球气候变化和人类活动加剧情景下的城市水环境管理问题，实施严格的水环境管理制度，推动水环境信息化、现代化、可持续发展提供了全新的概念。2009年9月，美国迪比克市（Dubuque）与IBM共同宣布，将建设美国的第一个智慧城市，IBM将用一系列新技术武装迪比克市。它们通过构建包括流域管理控制平台、水资源管理平台、动态评估平台的区域水资源管理平台体系，整合了能源、地理、经济、环境与生态、水的数量与流量、水体质量等多样性信息与数据，通过工具、数据、模型整合，帮助决策者解决了现实的管理问题以及河流流域的可持续发展问题。
美国国家环保局（U.S. Environmental Protection Agency）从1989年使用ARC/INFO进行了大量科学研究和应用，范围覆盖环境影响评价、地下水保护、点源和面源污染分析、酸沉降分析、危险废物泄漏紧急响应等。美国犹他州大学的一个科研小组利用GIS技术对墨西哥与美国接壤地区进行了环境影响评价，建立了地表水和地下水污染路径模型，并用GIS的空间分析能力（如缓冲区分析）对该地区经济发展造成的环境影响进行了分析。美国加州大学、海军研究生院、蒙特雷湾水科学研究所共同研究开发的实时环境信息网络与分析系统（Realtime Environment Information Network and Analysis System, REINAS），是根据本国的实际需要而开发的区域性海洋环境与资源立体、动态监测和信息服务系统。对美国每一条河流而言，流域内资源的管理是相对独立的系统，现已建立了完善的水情水质自动测报网络系统、防洪自动预警系统及实时监测系统。其数据采集的主要手段是RS和GPS，而后使用功能强大的GIS对数据进行分析与处理。新技术的应用大大提高了数据采集速度和预报预警时效。例如，田纳西河流管理委员会建立的流域洪水预警决策支持系统，当预报洪水到达相应水位时，可在5分钟内发布流域洪水预警。美国联邦应急管理局（Federal Emergency Management Agency, FEMA）于1996年发布了Guide for All-Hazard Emergency Operations Planning，用于指导、规范突发性污染事故应急处置预案的编制。此外，美国在国际互联网上公布了几乎所有江河湖泊的水文水质信息等资料。
2．环境模拟模型
20世纪60年代，美国国家环保局推出了综合性、多样化的河流水质模型模拟软件QUAL2E，用于一维水质模拟。Yang等结合水质模型QUAL2E，建立水质短期预报系统，采用GIS对结果进行可视化表达；Paliwal等利用QUAL2E水质模型确定了印度新德里亚穆纳河的污染负荷，主要目的在于检测河流水质在不同情况下的变化，并将评价结果通过GIS技术表达出来。各种水质模型及其软件的出现，为水环境的污染物扩散、预测和水质模拟提供了有力的工具。1983年，美国国家环保局建立了水环境模拟系统（Water Quality Analysis Simulation Program, WASP），实现了对河流、水库、河口、海岸等进行通用模拟，目前已经发展到基于Microsoft Windows操作系统和可视化界面的WASP 7。
SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型是在20世纪90年代中后期推出的分布式流域水文模型，由美国农业部农业研究中心的Arnold博士所开发，是一个具有物理基础的、以日为时间单位运行的流域尺度的动态模拟模型，可以进行连续多年的模拟计算。SWAT模型最初的开发目的是模拟流域非点源污染，在一个大型复杂的流域内，在长期的降雨、土壤、土地利用和管理措施等条件下，预测土地管理措施对流域产流、产沙和化学污染物负荷的影响。模型主要模拟不同的土地利用方式以及多种农业管理措施对流域的长期影响，不能进行单一事件的细节模拟。SWAT模型自开发以来，已经在北美、欧洲等地得到了广泛的应用验证，并在应用中被不断地改进。20世纪80年代晚期，美国印第安事务局急需一个适用于数千平方千米的模型来评价亚利桑那州和新墨西哥州的印第安保留土地区的水资源管理措施对下游流域的影响。其后该模型被广泛应用于非点源污染模拟和控制、水文过程模拟及土地覆被变化条件下的多年降水-径流关系模拟。
3．大气监测
美国国家级空气质量监测网络日渐成熟完善，美国国家环保局和国家海洋与大气管理局天气服务局均设立专门站点来发布空气质量信息。AirNow是美国国家环保局发布全美空气质量预报和实时情况的网站，可按州和城市查看当日和次日空气质量指数（Air Quality Index, AQI）。除政府外，商业机构的天气频道也在网站上发布各州当天和次日空气质量等级和首要污染物信息。除AirNow之外，纽约环保网站发布纽约各监测点AQI和细颗粒物（PM2.5）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）和二氧化氮（NO2）等污染物的浓度。PM2.5数据每小时更新一次，其余指标每3小时更新一次。纽约环保网站有2000—2009年年报，统计每个监测站点各污染物的年均浓度和最大值，还提供180天内每小时变化图查询。
在理论研究方面，美国国家大气研究中心（National Center for Atmospheric Research, NCAR）是美国大气及相关科学问题的国家研究机构，下设计算和信息系统实验室、对地观测实验室、地球系统实验室和研究应用实验室等4个研究实体。NCAR的研究偏重于一些重要的学科领域，包括在区域和全球尺度上开展空气质量和大气成分与气候系统相互作用的大气化学研究。该中心设有通过无人机进行大气数据采集的专门研究。这些无人机上安装了用于测量风暴系统温度、水汽含量、云层结构、悬浮颗粒物或尘埃水平的激光测量仪，可以采集风暴系统中的温度、气压、风力以及湿度等有关数据。这些高精度数据可供研究应用。
美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration, NASA）于2012年决定资助建设全球首个天基大气污染物观测系统，用于北美大陆主要大气污染物监测。该观测系统建设计划由史密森尼天体物理天文台提出，将于2017年前建成；观测系统将充分利用地球赤道上空3.5万千米轨道商业卫星的有效载荷。该计划负责人、史密森尼天体物理天文台首席科学家Chance博士称，观测系统建成后将首次实现对北美大陆对流层主要污染物的高分辨率、高频度监测，可准确监测O3、NO2、SO2、CH4（甲烷）和气溶胶等污染物。
4．固体废物管理
美国北卡罗来纳州三角研究园建立了废旧资源回收空间数据库，吸引了1300多家企业参与，1200多种不同废弃物进入废弃物交换平台；美国再生银行公司通过物联网技术将垃圾清运量与垃圾排放人员对应起来，并进行积分奖励。为了防止突发性危险废物污染事故的发生，1998年联合国环境规划署制订了“地区级紧急事故意识和准备”（Awareness and Preparedness for Emergencies at Local Level, APELL）计划，旨在增强公众对风险事故的意识，制订必要的应急行动方案，强化事故预防措施，最大限度地减少由此带来的人员伤亡和财产损失。在APELL计划的指导下，美国和欧洲的一些国家先后建立了城市级的重大污染事故预警系统，广泛采用3S技术。危险废物转移联单是以美国为代表的发达国家跟踪危险废物转移、处理及处置的基本方法，但该方法无法监控和管理在途车辆，对运输车辆在运输途中的非法或非正常行为缺乏有效的制约和监督。
5．土壤环境管理
在城市污染场地或土壤环境管理方面，由于在世界各国，污染场地种类多且数量大，并且污染场地的修复治理费用昂贵，以污染场地分类机制为基础，进行污染场地档案信息管理，对场地的修复采用计算辅助决策，可以大大减少污染场地对人体健康和环境安全造成的实际或潜在威胁。美国的污染场地分类管理系统基于危害排序系统（Hazard Ranking System, HRS）。1980年，美国通过《环境应对、赔偿和责任综合法案》（通常称为“超级基金法案”）, HRS是在该法案的指导下建立的污染场地分类评分系统，它是将污染场地列为国家优先名录（National Priorities List, NPL）的主要机制。在国家优先名录中，通过信息管理系统进行全国污染场地信息的管理。
在土壤管理方面，美国土壤信息系统是全球目前最有影响的区域土壤信息系统之一。该系统的建立始于20世纪70年代，在美国农业部自然资源保护中心的领导下，经过将近30年的努力，初步建立起了覆盖全国约90%国土面积的，分县、州、国家3级的土壤信息系统服务网络。该系统由土壤特性记录、土壤系统分类单元记录、土壤制图单元记录、土壤调查地理数据库、州级土壤地理数据库、国家土壤地理数据库6个基本数据库组成。各数据库在系统工具的组织、管理下实现各种应用，该土壤信息系统现已经应用到农业、环保、土地、生态等多个领域。
6．环境信息共享
在环境信息共享研究方面，美国起步较早并已经取得了长足的发展。美国在20世纪70年代就开始利用GIS专业技术软件进行环境信息的管理和研究。为促进环境信息交换、发展和应用，由美国国家环保局牵头美国34个州参与筹建国家环境信息交换网络（National Environmental Information Exchange Network, NEIEN），并研究和制定环境数据标准。美国在20世纪后10年确立了在国家层面上建设国有科学数据和信息全社会共享的战略部署。目前美国国家航空航天局、美国国家地质调查局、美国国家气候数据中心、美国农业部自然资源保护中心、美国全球环境战略研究所等机构已经建成数据共享网络，面向全社会提供遥感数据、水文监测、土地植被、水资源、海洋、大气、高程、洪水、干旱、飓风、暴雪、森林火灾、气候、自然资源保护等公共数据资源及模型服务。美国国家环保局建立的中央数据交换系统（Central Data Exchange, CDX），用于实现州和地区政府、工厂、部落进行快速、高效、精确的环境数据上传。CDX使得美国国家环保局能够更好地管理相关的环境数据，而利益相关者通过CDX读取所需环境数据的过程减少了时间和金钱的消耗。
（二）欧洲
1．水环境监测系统
目前欧洲发达国家的河流监测自动化、半自动化监测网络也基本完善，其监测网络主要由国家或区段固定观测站、地面雷达网、遥感卫星等组成，主要包括水质监测网、水文气象监测网、大地测量站网、遥感和航测及其他监测站网。对水文气象站点数据的采集主要采用水位自动记录仪、超声波、雨量自动记录仪、温度自动记录仪等自动化仪器，水文（含水质）、气象数据的采集基本上实现了由手工作业向自动化测量的过渡。监测项目包括水质监测、水文气象监测、地形地貌监测、数据传输及储存等，监察内容、方法和采用的设备均利用了信息技术。欧洲多瑙河流域的德国、奥地利、捷克等9个国家的相关研究机构和政府部门，专门针对多瑙河的突发性污染事故（主要是船舶溢油泄漏事故和工业事故性排放）设计了“多瑙河突发性事故应急预警系统”。该系统自运行以来经过不断地更新和改进，已具有快速的信息传递能力、较为完备的危险物质数据库、较为准确的污染物影响模拟水准，已成为多瑙河突发性污染事故风险评价和应急管理的主要工具。
2．大气监测系统
得益于成熟的大气环境监测网络和健全的大气环境信息公开制度，英国伦敦的空气质量信息内容丰富、公布及时、查阅便捷。英国的空气污染指数（Air Pollution Index, API）为1~10分，按照污染对易感人群健康的影响分为低（Low,1~3分）、一般（Moderate,4~6分）、高（High,7~9分）和很高（Very High,10分）4个等级。英国空气质量档案网站（UK Air Quality Archive）提供大伦敦交通繁忙路段附近地区空气污染指数预报和其他地区空气污染指数预报。伦敦空气质量网络强大的检索功能使历史数据的获取极为方便。用户可查询1993年以来任一监测点SO2、PM10、NO2、O3和CO的15分钟均值、1小时均值、8小时均值、24小时均值、日均值和年均值，也可以通过曲线图进行比较或下载不同监测点指定时间段内的数值。伦敦空气质量网络开通了Twitter和Facebook，开发了iPhone应用软件为用户报告不同监测点的API分值；Your Air for London网站向用户发送电子邮件和语音邮件以提供空气质量信息。新兴的信息传播方式进一步缩短了空气质量信息与大众的距离。
法国的空气质量指数监测的污染物为O3、SO2、NO2和PM10，分为1~10分，6个等级。AirParif是发布法兰西岛地区（含大巴黎地区）空气质量信息的主要网站，特点是统计污染物种类多、数据详细、检索方便，每日11:00发布当日至次日大巴黎地区空气质量预报，包括空气质量指数、空气质量等级和首要污染物。
3．固体废物管理
固体废物的自动识别和实时监控技术应用广泛。随着发达国家固体废物收费管理方式转向垃圾按量收费，RFID在垃圾识别和信息传输方面快速发展。在欧洲，RFID系统显著提高了家庭垃圾的回收率。德国2003年已采用RFID技术建立了垃圾清运及计量系统，提高了垃圾回收和运输效率，约20%的垃圾采用RFID系统进行管理。欧美等发达国家利用全球定位系统、地理信息系统及无线通信技术对危险废物运输车辆进行监控，以加强对危险废物运输环节的安全监管。
4．智能环境管理
2005年7月，欧盟正式实施“i2010”战略，该战略致力于发展最新的通信技术、建设新网络、提供新服务、创造新的媒体内容。2009年3月欧盟委员会提出了“信息通信技术研发和创新战略”，将智能城市建设提高到战略层面。欧盟在莱茵河、多瑙河、易北河先后建立了莱茵河国际预警系统、多瑙河水质突发事故预警系统、易北河国际河流预警体系，旨在开发跨界河流污染事故早期信息发布系统，建立流域国际合作程序，以便相关国家及时应对污染事故，有效保护用水户的利益。上述系统主要由3部分组成：信息处理系统、流域卫星通信预警系统、流域预警及影响评估模型。其中流域预警及影响评估模型是系统的决策支持工具，模型对象包括莱茵河、多瑙河、易北河及其重要支流，可设定区域、设定时间模拟计算污染发展特征参数，如污水团流动时间、断面浓度、污水团形状等。流域预警及影响软件由3部分组成：用户界面模块、模拟模型模块、模型成果显示模块。其中的模拟模型模块是在莱茵河预警模型基础上的改进。信息处理系统可以很好地处理多语言流域内信息的互换和管理问题，评估模型则充分利用了信息处理系统提供的数据。系统基于流域卫星通信预警系统及所在国水行政管理部门之间的信息数据的传递与交流，有良好的监测网络及适当的数据传输、处理系统。该系统采用卫星传输数据，同样也可以采用其他的替代方案，例如地面网络等，从而确保水质监测数据的可靠性和及时性。系统为突发水污染事故预警系统建立了一套有效的技术体系，基于该体系，可以应用任何一种类似的系统。上述系统已经在多瑙河、莱茵河、易北河流域的多起水污染事故的预警评估中得到成功应用。该系统在事故期间反应良好，给下游国家发送了必要的警告和信息，有效削弱了突发事故的影响。近两年，欧盟一直致力于制订一个战略以保障城市以一种智能化的形式增长，充分利用网络基础设施，以文化和城市发展为中心，充分保护城市水环境，并带来最前沿的增长源。
5．环境信息共享
欧盟早在1990年便颁布了环境信息公开指令（Richtlinie 90/313/EWG），对政府环境信息公开做出规定，确保公众获取公共权力机关所持环境信息的自由，同时也确保整个欧盟环境信息发布方式的可比性和协调性。2003年，欧盟又颁布新的环境信息公开指令（EU Rechtlinie 2003/4/EG）。新指令除了重申原指令的目的以外，还提出进一步促进环境信息的“众”得和传播，使环境信息能够被公众最大限度地系统化利用和传播。指令突出了信息社会背景下对环境信息公开的技术性和有效性要求，强调环境知情权的保护和信息技术发展的结合，要求公共机构利用信息技术（电子数据库、公共通信网络）主动收集、系统公开和更新特定环境信息。
为了实现环境信息的共享，欧洲环境署（European Environment Agency, EEA）建立了环境信息和观察网络（Environmental Information and Observation Network, EIONET），以及欧洲共享环境信息系统（Shared Environmental Information System, SEIS）。该系统经历了三个阶段：从“独立”的信息系统阶段，到“报告式”的环境信息共享阶段，直至现在形成真正的环境信息共享，各成员国所形成的环境信息子系统与欧洲环境署的中央数据库之间可以直接访问、共享和互通环境信息。
2007年，奥地利成立了针对环境信息的电子政务工作小组，它的主要任务是根据2004年环境信息法案（Environment Impact Assessment, EIA）修正法案的规定，确保每一个人可以自由方便地获取环境信息。为此，电子政务工作小组的一个重要目标是在奥地利建立一个中央环境信息门户网站（一站式服务）。这种做法符合当前奥地利政府的法律方案，也符合欧盟委员会SEIS框架。在具体建设SEIS上，奥地利政府参照由欧盟委员会和欧洲环境组织确认为国家SEIS的成功范例——德国环境信息门户网站的做法，特别强调了以下10条指导原则和要求：
（1）尽可能地在互联网上搜寻所有由联邦政府、各省、城镇和直辖市公布的最新的环境信息；
（2）为了符合EIA 2004的要求，所有由联邦政府、各省、城镇以及直辖市提供的环境信息，必须经过比对，以统一的标准格式呈现在奥地利环境信息门户网站上；
（3）为符合欧洲空间信息基础设施委员会（Infrastructure for Spatial Information in the European Community, INSPIRE）的实施框架，奥地利环境信息门户网站应该开发空间数据基础设施访问接口结点；
（4）奥地利环境信息门户网站是一个协调和统一所有行政级别的环境信息的中心；
（5）奥地利环境信息门户网站要与“数字奥地利”展开合作；
（6）为调整战略，奥地利环境信息门户网站的发展进程包含SEIS理念；
（7）在欧洲环境信息管理中，奥地利环境信息门户网站代表着奥地利环境管理的利益；
（8）在欧洲地理信息门户网站和空间数据基础设施访问接口的壁垒之间，奥地利环境信息门户网站支持INSPIRE的具体实施措施；
（9）奥地利环境信息门户网站履行向国家和欧盟递送报告的义务；
（10）奥地利环境信息门户网站要以较低的成本和最少的工作量来收集和提供信息。
总之，奥地利政府将根据EIA 2004，在坚持SEIS原则的基础上，利用国家最先进的电子信息网络和长期委托大量信息提供机构，为对环境信息感兴趣的公众和专业机构创造有利条件。
德国于20世纪70年代开始了环境信息资源共享平台的建设，其中环境规划信息系统及综合的公众环境信息系统为公众提供了解国家环境监测计划、环境报告以及环境质量等相关数据的渠道，同时公众可以将自己的意见反馈给政府。德国环境系统网络整合了由公共机构［如环保部门、机构和联邦土地（州）级别的部委］管理的网站发布的大量信息。该网络是德国环境信息的信息提供者，被称为“德国环保信息门户”。至2000年，德国环境系统网络拥有504位环境信息提供者，80000以上的网页，并且其数据量仍在增加。德国联邦环保署（Umweltbundesamt）建立了这一全国范围的信息网络，并通过这一举动表示对环境保护的支持。
德国环境门户网站（http://www.portalu.de/）的创建是联邦与各州环境管理部门长期有效合作的成果。各州签订了关于共同开发、维护和运行环境信息网络和元信息系统的协议，目的在于全面收集快速增长的、分散存储于各管理部门的大量环境信息，并在互联网上提供统一入口，以满足欧盟及联邦、各州有关环境信息法对信息公开的要求。为此他们成立了专门的领导小组、内容与技术开发工作组、协调处等部门，以促进协议各方的有效合作。2006年6月，德国环境门户网站正式发布上线。该网站由德国联邦与各州共同建设、维护，网站的技术和内容管理由设在下萨克森州环境与气候保护部的PortalU协调处承担。该门户网站提供了联邦和各州政府环境信息与数据（超过200家官方组织和机构的网站和数据库目录）的统一入口，从最新的环保工作动态、环境状况、环境出版物到历史上的环保大事记都可以通过相应栏目查询获得。为方便用户对海量信息的检索，网站提供了功能强大的搜索引擎、环境数据目录及分类索引等。其中，搜索引擎和环境数据目录是PortalU的核心构件。通过该引擎可以搜索超过100万个网站和50多万个数据库中的内容条目。除了PortalU的成员机构外，其他许多机构组织的专业数据库和元数据库也被纳入搜索目标范围。环境数据目录是为使公众快速获得政府机构统计的环境信息而建立的统一资源目录系统，提供了联邦及各州有关环境信息数据的联机在线目录，给出了各类环境信息的来源，诸如什么部门、在哪里、拥有什么样的环境信息等。
德国环保部门还在互联网上建立了一系列大型数据库和专业环境信息系统，其中许多数据库或系统由联邦与地方共同建设维护。同时，大力促进不同政府部门和组织机构间的合作，建立跨部门的、统一的环境信息系统，使所有与环境相关的主题，如土壤、空气、水、噪声、气候、自然保护区、洪泛区等数据得以在同一个系统中得到管理和利用，从而使部门间的协同变得简便，使所有环境相关领域的信息共享成为可能。对于环境空间地理信息服务共享，德国十分重视GIS在环境信息资源管理与发布中的应用，积极推进统一的地理信息系统门户建设，搭建基于WebGIS的信息交换共享平台，实现不同服务提供商、不同地点环境空间数据的分布式存储与服务共享。
瑞典的CDS（Conserved Domain Search）工程（数据资源目录）建成了连接全国各城镇的环境信息网络，通过互联网为广大市民提供各类环境信息服务，建立了政府同政府之间、政府同企业之间和政府同市民之间广泛进行信息交流的渠道。
（三）加拿大
加拿大是一个资源大国，其国土面积仅次于俄国，森林、矿产及水资源均十分丰富，而人口却只有3000万左右。因此，不论是资源总量还是人均拥有量方面，加拿大都独具优势。加拿大政府高度重视自然资源合理、高效的开发利用，使生态环境得到很好的保护。纵观全境，无论是工业污染的治理，还是森林草场和野生动物的保护，都取得了显著的绩效。为避免工业化国家“先污染，后治理”的教训，加拿大政府非常重视环境保护与经济的协调发展，在西方的工业化国家中，加拿大的环境保护成效尤其令人称道。
1．环境信息系统
加拿大在20世纪80年代开始环境信息系统的研究，其中由Envista公司开发的一个环境信息系统主要用来管理安大略湖沿岸矿产企业所产生的污染对沿岸环境的影响及周边环境的变化等。该系统有助于各区域环境例行监测计划的设立及环境管理和规划，减少环境监测的重复及资源的浪费。同时，相关的环境保护条例及规定共享制度也有助于相邻区域之间所产生的环境问题的快速协调。
2．污染场地国家分类系统
加拿大环境部长委员会于1992年出台了污染场地国家分类系统，2002年建立了联邦污染场地名录数据库，从而实现了污染场地管理的网络化。加拿大国家分类系统将污染场地分类评估因子分为污染特性、潜在迁移和暴露3大类，它们被认为是同等重要的。该体系采用数值加和的评分方法，即各因子实际分值相加得出场地总分值，根据对场地评分的分值范围可将场地分为5个类型。同时，系统提供可视化的空间分析能力。这些可视化技术可以使决策者能够形象地理解决策结果，发现数据中隐含的规律，从而为决策提供帮助。
3．土壤系统
加拿大农业土壤信息服务平台如今已经发展成为世界上覆盖面积最广、数据存储最翔实、开放程度最高的土壤信息平台。加拿大早在20世纪70年代就已初步建立了农业土壤信息服务平台，从1972年开始，隶属加拿大农业部的土地资源研究中心开始着手农业土壤信息服务平台的建设。到了1992年，土地和生物资源研究中心取代了土地资源研究中心成为大多数省一级土壤地图数据的唯一管理者。1996年，第一个版本的加拿大土壤地貌完成。同年，加拿大农业土壤信息服务平台的网络地图应用上线，提供实时地图服务。1997—2003年，加拿大农业土壤信息服务平台一直处于地理信息技术领先地位，运用土地调查、土壤采样、农业遥感等手段开发了一系列服务。2009年，该平台成为加拿大农业与农业食品部农业环境局的一个分支部门，可提供一系列的数据库、地图集和应用程序。加拿大农业土壤信息服务平台总部设在渥太华，储存了各个地方通过土地分析工程生成的土地信息数据，建立了加拿大国家土壤数据库。包含了不同尺度和不同类型的土壤系列数据集，包括国家生态框架、加拿大土壤地图、加拿大土壤地貌、农业生态资源区域、加拿大土地存货系统、土地精细调查。其中，国家生态框架是一种基于生态学的土地分类，描绘了地球表面生态学视角下的差异。每一个生态学区域可认为是相对独立的系统，而决定这一独立系统的是地质、地形、土壤、植物生长、气候、野生动物、水和人类活动等因素的综合考量。加拿大生态层工作组将土地依照生态层次划分为4个层次，即生态地带、生态省、生态区和生态块。如今，加拿大国家生态框架作为一种基础的土地和生态系统划分，已经广泛运用在全国农业土地环境保护、作物产量管理和区域生态管理中。
4．水资源管理
尽管加拿大的水资源十分丰富，但城市化和工业发展也给水资源的利用带来压力，政府制定全国性水资源政策，以指导人们合理使用淡水资源。政府明确提出：“水质和水资源保护是现代环境保护中的基本问题。”各级机构十分注重流域规划和给排水问题，针对所有污染源制定高标准并实行严格管理，在水资源利用上实行许可证制度，要求废水循环利用或优于标准排放，用户提出用水申请时必须保证不污染环境及水生生物。对于可能造成环境影响的建设项目，必须向环保局及环境影响服务部提交环境影响评估报告；向环保局的水、空气两个专门委员会报送建设影响情况申请报告；向能源及城建部门申请发展许可证；向政府呈送建设许可证及地下水申请报告，与政府签订合同，指明用多少水、排多少水，再发放许可证，但若有特殊情况，政府有权修改和收回许可证；经过河湖的工程项目必须申请批准施工期限，一年内未能建设则需另行申请；不准跨流域调水或将水出口。
5．废弃物管理
在废弃物管理方面，加拿大每个城市均有“废弃物处理中心”或“垃圾处理场”，实行垃圾分类回收，凡金属、玻璃、塑料、橡胶、建筑材料等一律分类回收，废物利用。“非危险的固体废物”及“生活垃圾”运到市郊垃圾处置场集中处理，或发电，或无害化堆放再覆土后种上树木花草加以绿化；“危险废弃物”则由政府负责集中处理；处置场渗出的液体也应经过严格的生化处置，决不随意排放。垃圾处置场由政府筹建，建成后招标给私人公司营利管理，利润由企业和政府按比例分成。自1988年以来，加拿大全年所产生的包装垃圾已经减少了50%。
（四）韩国
在过去几十年，韩国经济飞速发展，从贫穷国家一跃成为亚洲经济发展的“四小龙”之一，期间自然环境付出了沉重的代价。20世纪七八十年代是韩国环境污染最为严重的时期，同大多数发展中国家一样，韩国环境保护也经历了“先污染后治理”的过程。近年来，随着韩国教育水平、公民意识、政府重视度的提高，韩国环境保护正依据“有法可依，有法必依”的道路前行，公民的环保意识非常强，环保概念无处不在。如今韩国整体环境状况越来越好。
1．饮用水质量监测系统
在韩国首尔，市政府供水公司需向至少104.2万市民供应饮用水。这个饮用水供给系统包括至少14106 km长的管道和近19.6万个水龙头，并有100个以上用于紧急储水、水量调控、水压调控等的蓄水池（Shin et al，2009）。首尔市政府于2006年7月完成了一个实时监测系统，对饮用水供水过程进行管理。这个水质自动监测系统对进入水龙头的饮用水进行24小时监测，以确保饮用水的安全性。同时，监测的原始数据还用于净水系统的优化以及安全给水的分布管理。为了便于公众查看这些实时监测数据，相关的数据均发布在互联网，包括浊度、余氯量、水温等相关的水质信息。
2．水资源保护
韩国对水资源的管理和保护非常重视，实行“立法先行，措施跟进；系统促进，综合发展；分工明确，共同促进”等举措。据陈元卿于2012年发表的《韩国汉江环境管理的成功案例》，汉江流域已建成8座水库，逐步健全了供水和发电系统，其水力发电量占全国水力发电总量的32.2%，水库蓄水量为65.5亿吨，可调节本流域27%的总降水量。汉江不允许运输船舶行驶，只允许部分游船航行，江边不得开地种田。汉江两岸建成12座公园，总面积达40 km2。市民公园事业所下设环境、治水、绿地等科室，100多名环境监督监察员日夜对环境进行监督和管理。目前汉江的水质已达到2级国际标准。汉江流域已逐步发展成为韩国的生态乐园。
3．空气质量实时监测数据平台
自2002年起，韩国环境部发布了其世界杯体育场附近16个地区的空气质量实时监测数据。随着公众对于空气污染的关注度增加，以及对于安全、清洁环境的要求提高，公开全国范围内的空气质量数据成为趋势。因此，韩国环保部和环境管理股份有限公司建立了Airkorea网站，向公众提供全国空气质量的相关信息。该网站提供了韩国全国范围内的空气污染数据，包括CAI、PM10、O3、CO、SO2、NO2等（Comprehensive Air-quality Index, CAI）。除了提供实时在线监控数据之外，网站还提供小时、月、年数据等。这些数据以图形或表格形式呈现给公众。同时，为了普及大气污染的相关知识，网站还增加了有关CAI的计算方法等内容。
韩国为减少空气污染出台了一系列法规政策，特别是对于减少汽车尾气排放的规定，鼓励发展清洁燃料车和电动汽车是其中一项措施。为减缓交通压力，韩国政府为那些有3人以上乘车人的私车开辟绿色通道，绿色通道是不收费的。韩国政府对空气质量进行24小时的监测，并随时通报市民。当空气中的一些污染物超标时，政府会建议人们减少出行和户外活动。在首尔的市府中心，一个大屏幕的指示牌实时播报空气质量，市民可以拨打128电话投诉破坏环境的事件。
4．土壤监测
韩国环保部在对土壤进行规划管理方面，建立了土壤测量网络。这个网络旨在收集全国范围内所有时间段的土壤数据，建立一个数据库。韩国环保部下面有7个地方机构对其土壤进行监测：汉江流域监测机构、洛东江流域监测机构、锦江河流域监测机构、灵山江流域监测机构、原州办公室、大邱办公室、全州办公室。监测样品在地表下0~15 cm范围内收集。在分析测试之后，所有相关信息都会被记录，并纳入土壤测量网络。原样品需在实验室保存一年以上。土壤的相关数据须包括重金属、pH值、有机物等。根据土壤测量网络的数据，相关机构可以分析其土壤信息，进行土壤污染的预防和治理。若发现土壤中的某些成分（如重金属）会对环境造成影响时，相关部门会采取措施，对当地土壤进行修复或处理。
5．韩国垃圾填埋场废气管理系统
韩国Sudokown垃圾填埋场位于首尔，总面积有2000000 m2。该填埋场有两期场地，2000年9月一期场地已填埋完毕，2000年10月二期场地投入使用。在进行填埋场管理的时候，在场内建立一个气体处理厂，以对填埋区所产生的废气进行处理。这个气体收集系统由管道、气井、监测仪等设备组成。填埋区内设有竖直方向的气井，气体通过气井收集，并直接由管道输送至填埋场边缘，进行集中收集。监测仪监测管道中气体的质量以及流量，并通过中央控制器对管道中气体的流量进行调控。这些废气被输送至气体处理厂，在那里通过过滤、燃烧等物理和化学方法进行处理。
6．智能环保服务
韩国正在积极开展多个智能城市“U·City”（“U”指“Ubiquitous Network”，泛在网）建设试点项目，韩国政府的国土海洋部负责U·City建设规划与管理，并制定了相关规章制度。在2008年以前的物理融合阶段，韩国政府实施了大量信息化工程，很多物理基础设施实现了共享、共用。2008年以后，随着各地方政府的应用系统建设逐步完成，各个系统开始对接，公共服务开始对接的时候需要很多共同标准、共同接口、共同规范，逐渐消除信息孤岛效应，实现公共服务融合。2013年左右将服务推广到企业和公众，公共服务要与民间很多服务进行连接。韩国国内有40多个地区正在建设U-City。韩国土地住宅公社于2008年9月建成的华城东滩新城市成为韩国第一个U-City示范城市。将三星公司的研究发现真正用得好的服务集中在交通、基础设施管理、安全、环境以及智慧城市综合管理中心这5大领域。在板桥新城，已经搭建了综合监控室、公共信息通信网络，提供包括智能环保应用的13项服务，包括气象、大气、水质、自然灾害预测等服务。
（五）日本
1．环境信息披露
2000年，日本出台了第一份官方环境会计报告——《环境会计指南》，该指南对环境保护成本体系进行了详细的论述。环境省还提供环境会计帮助系统软件，设立“环境报告资料库”，建立“全球环境信息中心”，为企业编制环境报告提供进一步指导。此后，环境省颁布了一系列完善环境会计体系的指南，如《企业环境业绩指标准则》（2000年版）、《环境报告书指南》（2003年版）、《环境成本分类细则》（2003年版）、《环境会计指南》（2005年版）、《环境报告指南》（2007年版），对环境信息披露的范围、方式、内容等做了更加明确和详细的规定，增加了操作的可行性，对日本环境报告的发展和推广产生了非常重要的作用。
除了环境省的推动外，日本公认会计师协会于2000年7月发布了《环境报告书保证业务指南》，以增强企业环境报告书的可信性。日本环境省的“全球环境信息中心”也为公众提供了环境报告的网络图书室。一些公司、组织、大学及普通大众联合成立了一个“日本环境报告网”，举办了许多会议、研究及交流活动。一些非政府组织也积极倡导和宣传企业环境报告。日本民间组织于1997年设立“环境报告奖”和“绿色报告奖”，奖励企业环境报告优秀者。各行业积极主动引进环境会计与环境报告，甚至连大学、医院等事业单位也发布环境报告，接受社会公众的监督。以上措施大大促进了企业环境报告的公众参与度，提升了公众的环境意识，也使企业环境报告能够充分发挥作用。
2．环境信息共享
日本宽带项目和日本IPv6普及 •高度化促进协议会于2005年共同建立了一个联合研发项目“Live E! ”，该项目通过在全球范围内建立传感器装置，形成了一个共享数字环境信息的平台。通过这个平台，与环境相关的信息可以被共享，用于与环境保护相关的应用中，如城市的热岛效应、灾害防护、环保教育、公共安全和公共服务，甚至用于商业用途。该项目希望有不同需求的各种人，都可以通过其获得所需的环境信息。
3．大气监测系统
日本政府建立了完善的大气环境监测体制，规定都道府县等要持续性地进行有关大气污染的测定，以掌握地区的大气污染状况、污染源状况、高浓度污染物的地区分布、污染防治措施的效果以及全国性的污染趋势及污染物历年变化等情况。日本环境标准所规定监测的物质包括SO2、CO、SPM（悬浮颗粒物）、PM2.5、OX（光化学氧化剂）、NO2、生成SPM及OX的NMHC（非甲烷碳氢化合物）、NO以及风向和风速等气象要素。
连续监测的大气环境数据除用于应急措施和判断环境是否符合标准之外，还可作为环境影响评价、大范围污染机制研究、环境基本计划的制订等的基础资料。
日本全国各地约有550处观测点对PM2.5实施监测，其中约220处向环境省的网站提供数据，由环境省官网公布各地大气污染物监测数值。
4．八郎湖流域水质监测和管理系统
日本八郎湖流域建立了完善的水质监测和管理系统。八郎—卡塔位于秋田县，曾是一个220.24 km2的咸水潟湖。1966年，其中的127.92 km2被开垦作为农业用地以种植水稻，而未被填埋开垦的区域中的47.32 km2地区形成了新的淡水湖，即八郎湖。
八郎湖是一个淡水湖，但当海水与湖之间的流通通道被堵住之后，湖水变得混浊，并引发了诸多环境问题。20世纪70年代，该水域的水质严重受到蓝绿水藻的影响。甚至在2003年，八郎湖被列为第5个水质较差的水域，近一半的污染源为附近的稻田。1976年，为了对八郎湖的水质进行整顿，该地区建立了水质监测系统。到现在，在流入湖区的主要水域有11处水质检测点，填埋区主要排水管道有2处连续自动监测点，湖区水体有9处监测点；同时，有3处监测点用于监测水底沉积物。监测的主要环境因素为氮成分、磷成分、悬浮物、化学需氧量、生物需氧量等。
为了扩展水质监测项目，秋田政府与当地相关的研究组织、大学等合作，开展水质监测与管理工作。政府希望通过合作，能够持续对农业和渔业实施管理，优化农村地区的自然环境，保护和提高生态多样性。对此，他们开展了6项相关工作：减少整地所需用水量，以减少流入湖中的沉积物；提高对闸和泵的管理，以增强水循环；对管道内的水进行生物处理；建立湿地保护地带；应用先进的污水处理系统和扩充排水管网；培育外来鱼种，以去除湖底营养物质并将其转化为有机肥料。
截至2007年，尽管还会有水藻存在，但是通过水质监测与管理，水藻问题得到了有效的解决。
5．智能环保发展
日本智慧城市建设的初期，主要是从汽车交通和基础信息网络两大方面入手，建立智慧城市的雏形，再向其他方面扩展。当前，日本智慧城市建设是以企业和地方政府为主力军，主要向节能和环保方向发展。东芝公司计划在大阪附近建设一座智能化的环保样板城市，采用可再生能源，并配备有通信功能的新一代智能电表和家用蓄电池，使节能效果达到最佳；污水经处理后循环进入自来水管道，实现水资源的最大化利用。富士通和三井物产将共同出资设立新公司，携手推进智能环保城市事业，首先在日本千叶县浦安市参与智能环保小区开发建设，以期在日本国内成功示范后向国外推广。由富士通、富士电机、METAWATER（日本大型水处理企业）3家企业组成企业联合，在沙特阿拉伯首都利雅得和东部工业城市达曼工业园区内导入环保城市智能管理系统，对辖区内空气质量、上下水处理进行系统管理和监测，为城市居民和入驻企业提供相关数据和信息，进一步改善居住环境。