大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用進展與展望

摘 ?要 ?在進行生態(tài)環(huán)境評估的過程中，信息采集工作一直是一個非常重要的環(huán)節(jié)，信息數(shù)據(jù)的完整性、采集樣本的覆蓋范圍和時間跨度以及數(shù)據(jù)分析的科學(xué)性直接影響著對生態(tài)環(huán)境評估結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此對生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的信息和數(shù)據(jù)的采集分析工作一直受到人們的普遍關(guān)注和重視。隨著信息時代的來臨，信息數(shù)據(jù)收集和分析工作發(fā)生了翻天覆地的變化，信息覆蓋范圍之廣、信息量之大以及層出不窮的分析方法前所未見，將大數(shù)據(jù)充分運用到生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域進行評估的工作也面臨著巨大的機遇和挑戰(zhàn)。因此，有必要對大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用的現(xiàn)狀和未來發(fā)展前景進行分析和研究，為相關(guān)工作的開展提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞 ?大數(shù)據(jù) ?生態(tài)環(huán)境 ?氣候變化 ?生態(tài)網(wǎng)絡(luò) ?大氣污染

引言：

在信息技術(shù)不斷發(fā)展的帶動下，所能接觸和收集到的數(shù)據(jù)和信息的質(zhì)量以及數(shù)量都不斷發(fā)展，“大數(shù)據(jù)”的出現(xiàn)和不斷應(yīng)用引起人們的普遍關(guān)注。在我國，相關(guān)部門和機構(gòu)對其的應(yīng)用和發(fā)展高度重視，并將其列為國家重要的發(fā)展戰(zhàn)略之一。大數(shù)據(jù)的來源非常廣泛，所涉及的領(lǐng)域眾多，因此通過其采集的信息具有高度的關(guān)聯(lián)性。大數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式也是多樣的，除了一些純數(shù)字型材料，還有更多圖像、視頻、音頻等直觀材料，這些基礎(chǔ)材料共同為人們進行數(shù)據(jù)分析和研判提供助力。大數(shù)據(jù)為人們提供信息的同時，也更加深入地參與到分析、運用中，為人們提供更加科學(xué)的決策依據(jù)。隨著大數(shù)據(jù)分析的優(yōu)勢不斷凸顯，多個領(lǐng)域和專業(yè)都意識到了運用大數(shù)據(jù)進行分析和研判勢在必行，生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域也不例外，大數(shù)據(jù)的運用和發(fā)展勢必將為我國生態(tài)文明建設(shè)提供重要的助力。在分析生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)的時候需要注意這些方面：數(shù)據(jù)源廣泛、采集方法沒有固定標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)對象對專業(yè)化的要求更高。大數(shù)據(jù)更加廣泛地在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域發(fā)揮作用，特別是在環(huán)境動態(tài)觀測和實驗、氣候變化監(jiān)測以及地區(qū)污染防控等方面的作用更為突出。當(dāng)前，中國的大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境的應(yīng)用還存在著一些需要不斷完善的方面，主要表現(xiàn)在信息不能完全共享、環(huán)境監(jiān)測科技起步晚、起點低、對國外設(shè)備過度依賴、對數(shù)據(jù)的集成和有效分析等方面的能力有待提升等。隨著信息技術(shù)的不斷進步，大數(shù)據(jù)的收集和分析能力也在不斷提高。在可期的將來，大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域?qū)l(fā)揮著更加顯著的作用，比如可以有效幫助維持良好的生態(tài)環(huán)境、更加科學(xué)的檢測生態(tài)風(fēng)險、協(xié)助增加生態(tài)科研能力等。大數(shù)據(jù)的運用最大的價值就在于為人們進行生態(tài)環(huán)境保護方面的工作提供科學(xué)的依據(jù)。

一、大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境中的運用現(xiàn)狀

隨著社會經(jīng)濟的快速進步，世界上的生態(tài)環(huán)境方面爆發(fā)出的問題越來越引起人們的高度重視。當(dāng)前，在這方面我們所面臨的問題主要集中在大氣質(zhì)量惡化、耕地地力弱化、植被覆蓋面積縮小、物種滅絕速度加劇和可用的水資源不斷枯竭這些方面。就我國而言，當(dāng)前環(huán)境方面問題的特點是植被減少土地沙化、湖泊沼澤等傳統(tǒng)濕地功能降低、可用的人畜飲水和灌溉水源更加緊缺、生物種類進一步減少、水土流失和沙漠化情況不能得到科學(xué)的治理。此外，氣候變化還導(dǎo)致冰川永凍層融化速度加快、面積擴張形勢嚴峻，一些地方的土質(zhì)沙化、干旱和水澇加劇，使中國內(nèi)地農(nóng)業(yè)受到嚴重打擊。對于這些環(huán)境方面的問題要進行有效解決絕對是一個系統(tǒng)工程，因為所涉及的問題背景復(fù)雜、領(lǐng)域眾多、成因多樣，運用傳統(tǒng)的手段處理好各方面的關(guān)系難度非常大。

其實在二十世紀五十年代就有相關(guān)專家提出了運用“大數(shù)據(jù)”分析和解決生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域突出問題的理論，特別是在宏觀生態(tài)領(lǐng)域領(lǐng)先一步意識到了大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的運用所具備的優(yōu)勢。要實現(xiàn)對上述生態(tài)環(huán)境方面的問題的有效解決離不開具有較大時間跨度信息和數(shù)據(jù)，隨著信息時代的來臨，大數(shù)據(jù)在這方面發(fā)揮著無可比擬的作用，為人們解決復(fù)雜問題提供了新的方向和思路。

生態(tài)環(huán)境的大數(shù)據(jù)是通過對多專業(yè)、多個領(lǐng)域、多個角度和口徑的數(shù)據(jù)集中分析，通過對生態(tài)環(huán)境“空間與地表的集成”全方位持續(xù)監(jiān)測匯集了大量數(shù)據(jù)，采用信息技術(shù)、智能分析、自動建模等大數(shù)據(jù)分析技術(shù)達到信息數(shù)據(jù)集中匯總分析的目的，找出了解決問題的關(guān)鍵節(jié)點和關(guān)鍵領(lǐng)域，提出了具有針對性的工作方法和解決途徑，通過比較判斷決定采用最佳解決辦法。這種方法能夠有效的為我國當(dāng)前生態(tài)環(huán)境方面存在的問題提供解決方案，同時對具有較高風(fēng)險的相關(guān)問題進行高水平的預(yù)警，為相關(guān)部門出臺相應(yīng)的規(guī)章制度提供科學(xué)技術(shù)支持。

從技術(shù)上來講，大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境的運用就是把大數(shù)據(jù)概念和技術(shù)處理方案充分運用到生態(tài)環(huán)境問題處理中，并制定出切實有效的解決方法。這些研究和實踐大大推動了大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境方面的運用。在生態(tài)環(huán)境方面的大數(shù)據(jù)分析除了具備大數(shù)據(jù)分析的共同特性，還具有生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的特殊性質(zhì)，更加特殊和復(fù)雜。這些特殊性集中體現(xiàn)在數(shù)據(jù)收集涵蓋范圍更廣、時間跨度更大、涉及領(lǐng)域更多、專業(yè)性要求更高、服務(wù)對象更多等。

目前，我國生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域所涉及的數(shù)據(jù)資源主要有地面觀測數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)、專項調(diào)查數(shù)據(jù)和科學(xué)研究數(shù)據(jù)[1]。這些數(shù)據(jù)并不是由一個部門和單位進行統(tǒng)一管理，而是根據(jù)職能職責(zé)的要求分布在環(huán)境保護、土地、水資源、第一產(chǎn)業(yè)、森林資源、醫(yī)療資源、氣候變化、大海等多個行業(yè)和部門。此外，關(guān)于生態(tài)環(huán)境的數(shù)據(jù)和信息種類樣式復(fù)雜、數(shù)量較多，包含超過兩千卷應(yīng)用生態(tài)學(xué)期刊以及大量文字、圖片、視頻等信息。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的一大目的就在于將這些繁雜的數(shù)據(jù)進行邏輯處理，從中分析出存在的問題并給出解決之道。

二、大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境中的運用前景

雖然大數(shù)據(jù)已經(jīng)逐步開始應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域，但因為我國地域廣闊、生態(tài)環(huán)境具有多樣性和復(fù)雜性，一些檢測技術(shù)還不能十分圓滿的為一些問題的解決提供支持，觀測網(wǎng)需要更多時間和精力進行健全。由于生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)自身的特性，當(dāng)前在數(shù)據(jù)分析和研判方面有著很大的提升空間。具體來講，需要解決數(shù)據(jù)共享不足、分析技術(shù)落后、實際應(yīng)用不到位等方面的問題?？梢詮囊韵聨讉€方面來做：

一是加強政府的主導(dǎo)力度。在進行生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)的建設(shè)過程中，離不開政府相關(guān)部門的引導(dǎo)和統(tǒng)籌，要做到各個領(lǐng)域和專業(yè)部門以及單位行動的一致性，需要加強統(tǒng)籌安排。在政府主導(dǎo)的前提下，還要注意引導(dǎo)各種社會團體組織和具備專業(yè)知識的個人參與到生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設(shè)中，同時將數(shù)據(jù)項社會公開，便于人們查詢和分析。

二是提升環(huán)境風(fēng)險預(yù)警能力。要充分利用大數(shù)據(jù)這一分析技術(shù)切實提升對自然災(zāi)害的預(yù)測預(yù)警能力，在一定程度上防范環(huán)境污染、維系生態(tài)系統(tǒng)的平衡穩(wěn)定、進一步遏制生物多樣性，減少現(xiàn)象的發(fā)生。同時注重將環(huán)境風(fēng)險與原因分析結(jié)合起來，建立相應(yīng)的風(fēng)險防范機制。

三是加強對工程建設(shè)環(huán)境評估力度。要注重充分運用大數(shù)據(jù)的分析能力，在開展相應(yīng)的工程建設(shè)前，要對該工程項目的環(huán)境影響情況進行全方位的分析和評估，在最大程度上降低工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的破壞，同時為政府相關(guān)規(guī)劃和決策提供科學(xué)的依據(jù)。

四是將生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)其他行業(yè)的大數(shù)據(jù)進有機結(jié)合。在運用生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域大數(shù)據(jù)分析的時候，也要注重與其他行業(yè)和領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)進行綜合分析和研判，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建數(shù)據(jù)共享和共同應(yīng)對的綜合機制，不斷促進社會經(jīng)濟平穩(wěn)健康發(fā)展。

三、結(jié)束語

當(dāng)前，我國的大數(shù)據(jù)技術(shù)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用還處于初級階段，肯定還面臨許多不可預(yù)知的技術(shù)難關(guān)，需要社會共同努力為之奮斗。那么通過怎樣的方法科學(xué)合理的利用和保護大數(shù)據(jù)這種重要的數(shù)據(jù)分析方法，從中提取對人們工作有用的信息，從而促進生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)研究能力不斷進步，還需要付出巨大的努力不斷進行研究和分析。隨著大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的不斷運用，又一個最大的目標(biāo)就在于實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境研判的量化工作，為相關(guān)問題的解決提供決策依據(jù)。

參考文獻：

[1]董玉紅，劉世梁，張月秋，等.大數(shù)據(jù)在我國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價中的應(yīng)用與問題[J].科研信息化技術(shù)與應(yīng)用，2017，8（3）：18-26.

[2]苗銀家，金朔.大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境危機治理中的應(yīng)用研究[J].河北地質(zhì)大學(xué)學(xué)報，2017（6）：54-58.

[3]汪自書，胡迪.我國環(huán)境管理新進展及環(huán)境大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用展望[J].中國環(huán)境管理，2018，10（5）：90-96.

[4]趙苗苗，趙師成，張麗云，等.大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用進展與展望[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2017，28（5）：1727-1734.

[5]劉麗香，張麗云，趙芬，等.生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)面臨的機遇與挑戰(zhàn)[J].生態(tài)學(xué)報，2017，37（14）：4896-4904.

[6]樊俊梅，邢旗，紀大才，等.生態(tài)大數(shù)據(jù)在草原生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用[J].草原與草業(yè)，2017（4）：1-6.

作者簡介：王曉茜（1988.08-），北京，漢，大數(shù)據(jù)應(yīng)用，對外經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)高級研修班。