基于大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建生態(tài)環(huán)境信息化體系及其重點應(yīng)用研究

王輝 王松森 宋杰

摘要：經(jīng)濟社會飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)隨之日新月異，云計算、大計算在各行各業(yè)中得到了廣泛運用。在生態(tài)環(huán)境保護工作中，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)有助于充分挖掘有用的信息，致力于生態(tài)環(huán)境問題的精準(zhǔn)治理。當(dāng)然，如何在生態(tài)環(huán)境治理過程中利用好大數(shù)據(jù)，仍需不斷的探索，要走的路還很長。本文重點探討生態(tài)環(huán)境信息化體系的構(gòu)建，并分析其未來的應(yīng)用前景，以期待對相關(guān)研究有所幫助。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);生態(tài)環(huán)境信息體系;重點應(yīng)用

中圖分類號：TP311.13 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）03-0071-02

1 大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境信息中應(yīng)用的緊迫性

當(dāng)前，在生態(tài)環(huán)境治理信息化推進工作中，仍然面臨著許多問題，具體來說主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

（1）缺乏相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)管理平臺，利用大數(shù)據(jù)進行物聯(lián)網(wǎng)連接時，沒有統(tǒng)一的管理監(jiān)控平臺。

（2）監(jiān)控環(huán)境的軟硬件設(shè)施比較分散，無法形成合力。監(jiān)控的相關(guān)信息分別存放于各自的服務(wù)器，并且安置服務(wù)器的機房處于長期無人看守的狀態(tài)，存在一定的安全和應(yīng)用風(fēng)險和隱患。

（3）數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)不全面，當(dāng)前只包括氣象方面的數(shù)據(jù)，缺乏水環(huán)境、土壤等方面的數(shù)據(jù)。此外，數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)資源目錄不全面，數(shù)據(jù)傳輸交換過程中缺乏統(tǒng)一的機制。

（4）已建成的部分系統(tǒng)，較為分散，使用率不高。如何對其進行運營維護尚不明確，導(dǎo)致各部門存在“扯皮”的現(xiàn)象，未真正發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

2 利用大數(shù)據(jù)構(gòu)建生態(tài)環(huán)境信息的總目標(biāo)

（1）推動監(jiān)管執(zhí)法、科學(xué)決策、服務(wù)公眾、現(xiàn)代化治理方面的進一步發(fā)展。

（2）有助于精細(xì)化管理氣、水、土污染，打贏防治攻堅戰(zhàn)。

（3）提高生態(tài)環(huán)境管理的水平。

3 利用大數(shù)據(jù)構(gòu)建生態(tài)環(huán)境信息化的框架和技術(shù)路線

3.1 整體框架

整體框架主要包括五個部分，具體來說如下：（1）完善感知網(wǎng)，將環(huán)境監(jiān)測、生態(tài)環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)平臺進行整合;（2）利用大數(shù)據(jù)，構(gòu)建統(tǒng)一的環(huán)境云平臺，提升網(wǎng)絡(luò)安全的等級水平，將所有的環(huán)境監(jiān)測項目納入到云平臺中;（3）規(guī)范數(shù)據(jù)管理，上傳到云平臺的數(shù)據(jù)要按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和格式，數(shù)據(jù)管理的維護制度要健全;（4）利用好生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)，做好各方面的開發(fā)應(yīng)用研究。重點做好綜合、即時監(jiān)管和分析，提前做好預(yù)警;（5）將信息融入到平臺中，實現(xiàn)檢測、監(jiān)管和服務(wù)等于一體的綜合化信息平臺，統(tǒng)籌各個方面，實現(xiàn)管理效益的最大化[1]。

3.2 技術(shù)路線

（1）數(shù)據(jù)資源的架構(gòu)：數(shù)據(jù)資源的架構(gòu)要重點做好數(shù)據(jù)源、管理流程和數(shù)據(jù)共享等幾個方面。生態(tài)環(huán)境部門擁有的數(shù)據(jù)、市級環(huán)境政府部門數(shù)據(jù)、相關(guān)的環(huán)保網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)的主要來源。數(shù)據(jù)的管理流程主要分為采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、可視化數(shù)據(jù)幾個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，缺一不可。采用ETL軟件等進行數(shù)據(jù)的采集，利用既定的數(shù)據(jù)處理規(guī)則對數(shù)據(jù)進行處理。利用大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)各個單位的數(shù)據(jù)上傳以及單位之間的數(shù)據(jù)共享[2]。

（2）云服務(wù)架構(gòu)：借助虛擬化技術(shù)和開放融合技術(shù)，在云資源管理平臺內(nèi)實現(xiàn)監(jiān)控、調(diào)度和管理職能，將相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲、備查。云服務(wù)架構(gòu)主要包括計算類、存儲類、網(wǎng)絡(luò)類和安全類幾個方面的服務(wù)。

4 重點領(lǐng)域的應(yīng)用研究

實現(xiàn)精細(xì)化管理，框架和技術(shù)路線只是基礎(chǔ)。實際過程中，要立足氣、水、土污染防治的特點，進一步匹配功能設(shè)計。

4.1 水環(huán)境精準(zhǔn)防控方面的研究

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，水環(huán)境精準(zhǔn)防控方面的研究較多，筆者認(rèn)為可重點做好預(yù)判，分析水環(huán)境的敏感點、水污染排放清單和污染物溯源等幾個方面。

將常規(guī)的COD、氨氮等水指標(biāo)與監(jiān)控的數(shù)據(jù)相結(jié)合，利用大數(shù)據(jù)的分析功能，做好對比、聚類等分析，分析得出較為重要的影響因素，探討各個指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系，預(yù)測其將來的發(fā)展趨勢[3]。

利用大數(shù)據(jù)平臺，將實際中的排污口與平臺模型中的節(jié)點一一對應(yīng)，進而分析出流域中排放口數(shù)量的多少，分析污染物從流域的哪個節(jié)點進入到流域。利用大數(shù)據(jù)，計算出河流的流域面積。依據(jù)面源面積和排污系數(shù)，估算流域的排污量。利用大數(shù)據(jù)模型，得出污染物的排放清單，預(yù)測排放量的變化趨勢等。

借助污染物溯源分析模型，能夠?qū)崿F(xiàn)追溯考核斷面的污染來源。這是大數(shù)據(jù)基于流域的水溫情況、檢測斷面情況、水污染排放清單等數(shù)據(jù)綜合得出的。

4.2 智慧大氣精準(zhǔn)防控方面的研究

利用建立的智慧大氣精準(zhǔn)防控信息化平臺，可準(zhǔn)確預(yù)測未來7天的天氣情況，有針對性的應(yīng)對突發(fā)狀況。關(guān)聯(lián)分析，預(yù)測天氣及分析引發(fā)污染的原因是未來大數(shù)據(jù)研究的重點領(lǐng)域[4]。

一方面，做好關(guān)聯(lián)分析，探討污染物與排放源、經(jīng)濟要素等各個因素之間的關(guān)系。對比分析污染物濃度和氣象要素之間的關(guān)系，尋找合適的規(guī)律。分析污染物濃度和經(jīng)濟要素之間的關(guān)系，尋找兩者間的平衡點，獲取最大的經(jīng)濟效益。

做好大氣環(huán)境質(zhì)量的精準(zhǔn)預(yù)測，并對污染原因進行分析。立足大氣污染的網(wǎng)格化管理，將各個站點的數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)叫畔⒒脚_，疊加網(wǎng)格化數(shù)據(jù)，做好因子分析。只有這樣，才能精準(zhǔn)預(yù)判，才能真正做到精細(xì)化管理。

4.3 土壤環(huán)境決策支持方面的研究

當(dāng)前，土壤環(huán)境信息化管理平臺能夠?qū)崿F(xiàn)土壤檢測、管理農(nóng)用地、監(jiān)管土壤污染源等幾個方面的職能。借助GIS技術(shù)，可實現(xiàn)掛圖作戰(zhàn)，可視化分析土壤的質(zhì)量信息和防治任務(wù)。

客觀來說，對于土壤環(huán)境質(zhì)量的檢測，實現(xiàn)自動在線監(jiān)測的難度較大。這是由于土壤環(huán)境污染具有累積性、長期性和滯后性等原因。人工取樣的方式，又較為耗時費力。采用大數(shù)據(jù)技術(shù)，綜合各方面的結(jié)果，得出土壤的大數(shù)據(jù)模型，這樣可以判斷出造成土壤污染的因素。

5 結(jié)語

云計算、大計算在各行各業(yè)中廣泛運用，在生態(tài)環(huán)境保護工作中，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)有助于充分挖掘有用的信息，致力于生態(tài)環(huán)境問題的精準(zhǔn)治理。當(dāng)然，如何在生態(tài)環(huán)境治理過程中利用好大數(shù)據(jù)，仍需不斷的探索，需要走的路還很長。

參考文獻

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[4] 陳健.我國大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展的政策體系研究[D].昆明：云南師范大學(xué)，2017.

Abstract：With the rapid development of economy and society， science and technology are changing with each passing day. Cloud computing and big computing are widely used in all walks of life. In the work of ecological environment protection， the use of big data technology is conducive to fully mining useful information， committed to the precise management of ecological environment problems. Of course， how to make good use of big data in the process of ecological environment governance still needs to be explored continuously， and the way to go is still very long. This paper focuses on the construction of the ecological environment information system， and analyzes its future application prospects， in order to look forward to help related research.

Key words：big data; ecological environment information system; key applications