大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用研究

陳向進(jìn)

摘 要 在當(dāng)今時(shí)代，環(huán)境問題越來越突出，環(huán)境監(jiān)測的重要性越來越大。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展，其在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用也獲得了越來越多的關(guān)注。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的引入，可以幫助環(huán)境監(jiān)測實(shí)現(xiàn)模式上的創(chuàng)新，使環(huán)境監(jiān)測更加全面，使分析和收集數(shù)據(jù)的能力更強(qiáng)，從而使環(huán)境監(jiān)測能夠?qū)Νh(huán)境進(jìn)行預(yù)警。在本文中，筆者首先對大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，其次就大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用從三個(gè)方面進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞 大數(shù)據(jù)技術(shù);環(huán)境監(jiān)測;應(yīng)用

前言

環(huán)境監(jiān)測中心站每天需要面對大量的環(huán)保監(jiān)測任務(wù)，并且該任務(wù)所覆蓋的范圍非常廣泛，不僅包括土壤污染和水污染這兩個(gè)方面，還包括大氣污染等。在環(huán)境監(jiān)測中，如何更好地利用大數(shù)據(jù)技術(shù)收集和分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行科學(xué)分類，這是環(huán)境數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確計(jì)算與分析的關(guān)鍵之處。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的幫助，使環(huán)境監(jiān)測時(shí)間更短，使環(huán)境保護(hù)預(yù)警能力更強(qiáng)，使環(huán)境保護(hù)得到更可靠的數(shù)據(jù)支持。

1大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

大數(shù)據(jù)屬于新興的行業(yè)，大數(shù)據(jù)技術(shù)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯總和處理是不一樣的，其能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的高速運(yùn)算，并且在最短的時(shí)間內(nèi)獲得真實(shí)的結(jié)果。大數(shù)據(jù)的發(fā)展主要集中在較為發(fā)達(dá)的城市，比如北上廣深等城市。百度、阿里巴巴和華為等互聯(lián)網(wǎng)巨頭為大數(shù)據(jù)的信息收集提供了極大的幫助，這樣使我國的大數(shù)據(jù)市場形成了基本的框架[1]。

現(xiàn)在，大數(shù)據(jù)技術(shù)在我國的應(yīng)用還不是十分廣泛，尤其是在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，因?yàn)榧夹g(shù)發(fā)展的限制以及環(huán)境監(jiān)測設(shè)施的不完善，大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用現(xiàn)狀不夠樂觀。特別是在一些中小城市，環(huán)境監(jiān)測設(shè)施尚不完善，更不用說利用大數(shù)據(jù)技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集與分析了。近年來，政府部門也在積極開展大數(shù)據(jù)技術(shù)，將其應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中，并且對大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行扶持。因此，大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用呈現(xiàn)了越來越好的趨勢。

2大數(shù)據(jù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用研究

2.1 大數(shù)據(jù)環(huán)境監(jiān)測采集與集成

（1）數(shù)據(jù)采集。通過對環(huán)境監(jiān)測中的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，并且收集結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。另外，與此對應(yīng)，還有一些非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存在，比如人群活動(dòng)中產(chǎn)生與環(huán)境相關(guān)的數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括的對象主要有大氣、土壤和降水中的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)。其中，在線監(jiān)管數(shù)據(jù)主要是針對廢水、廢氣、固廢監(jiān)測所得到的數(shù)據(jù)。通過分析發(fā)現(xiàn)，這些數(shù)據(jù)的主要來源是環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)和日常環(huán)境監(jiān)管執(zhí)法活動(dòng)所獲取得到的。非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)可以從年鑒或者網(wǎng)絡(luò)途徑獲取得到，這類數(shù)據(jù)主要包括經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、氣象、地理等方面的數(shù)據(jù)信息。所以，在數(shù)據(jù)采集這一步，我們需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類的基礎(chǔ)之上，然后針對性地進(jìn)行采集。

（2）數(shù)據(jù)集成。在上文提到的數(shù)據(jù)采集步驟之后，就需要進(jìn)行數(shù)據(jù)集成了。所謂的數(shù)據(jù)集成，就是對上述環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)做適當(dāng)?shù)奶幚砉ぷ?，去掉一些不符合?shí)際情況的數(shù)據(jù)，從而使數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提高，提高大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用的可靠性。大數(shù)據(jù)技術(shù)在數(shù)據(jù)集成的過程中，需要經(jīng)歷抽取、分發(fā)、清洗、轉(zhuǎn)換和裝載等多個(gè)步驟，最后才可以將原始的數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)共享平臺(tái)中去[2]。

2.2 大數(shù)據(jù)環(huán)境監(jiān)測平臺(tái)架構(gòu)

在大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測中的過程中，還需要建設(shè)環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺(tái)。通過這個(gè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的挖掘和分析。不僅如此，還需要根據(jù)環(huán)境監(jiān)測的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)則進(jìn)行適當(dāng)?shù)厣?jí)，使其符合環(huán)境監(jiān)測行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。在環(huán)境監(jiān)測中，需要注意數(shù)字從單一方向到多維方向的轉(zhuǎn)化。環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺(tái)所包含的數(shù)據(jù)信息非常豐富，不僅包括數(shù)據(jù)信息的采集和存儲(chǔ)功能，還包括了數(shù)據(jù)信息、共享及其應(yīng)用等功能。在這個(gè)過程中，還可能會(huì)使用到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過該技術(shù)，幫助公眾、企業(yè)和政府等不同用戶獲取可靠的環(huán)保數(shù)據(jù)信息。

依托大數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)據(jù)庫平臺(tái)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫平臺(tái)有較大的差異，前者的數(shù)據(jù)規(guī)模更大一些。并且，依托大數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)據(jù)庫平臺(tái)的數(shù)據(jù)類型主要是結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生之后，可能發(fā)生動(dòng)態(tài)性的變化。所以，在大數(shù)據(jù)背景下，所采集的環(huán)境信息可以充當(dāng)資源來利用。

從以上分析可知，環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺(tái)主要是由5個(gè)部分組成的：數(shù)據(jù)源、采集層與存儲(chǔ)層、處理層、共享層和應(yīng)用層。其中，數(shù)據(jù)源包括的數(shù)據(jù)主要來源于污染源排放數(shù)據(jù)和生態(tài)環(huán)境監(jiān)測，采集與存儲(chǔ)層這個(gè)部分是在將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行一些必要的處理之后，通過一定的技術(shù)，使大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫之中。處理層是在通過建模和挖掘之后，達(dá)到環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)測目標(biāo)，使數(shù)據(jù)的質(zhì)量得到進(jìn)一步的提升。共享層的主要功能是借助信息化的技術(shù)，使環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，從而使數(shù)據(jù)更好地共享和管理，從而為環(huán)境保護(hù)行業(yè)更好地服務(wù)。

應(yīng)用層是在經(jīng)歷了前面幾個(gè)數(shù)據(jù)處理步驟之后，使環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠得到實(shí)際應(yīng)用。比如，生態(tài)環(huán)境綜合評價(jià)、生態(tài)環(huán)境綜合預(yù)警、健康風(fēng)險(xiǎn)評估等就是其中比較典型的應(yīng)用。

2.3 大數(shù)據(jù)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用保障

要使大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測工作中的得到更好的應(yīng)用效果，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的保障和人才的支持是非常重要的。將環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合起來，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，幫助更好地開展環(huán)境監(jiān)測工作。在大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的過程中，提高其標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的程度。比如，在制定了《環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警方法技術(shù)指南》類似的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制度基礎(chǔ)之上，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，幫助建立數(shù)據(jù)模型，使環(huán)境監(jiān)測實(shí)現(xiàn)更加智能化。除此之外，加強(qiáng)大數(shù)據(jù)復(fù)合型人才的培養(yǎng)，也是非常重要的。比如，大數(shù)據(jù)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用開發(fā)工程師、分析師和安全研發(fā)人才是最近幾年環(huán)境監(jiān)測行業(yè)所需要的專業(yè)復(fù)合型人才[3]。

3結(jié)束語

近年來，大數(shù)據(jù)技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，其在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用也在逐漸得到完善與優(yōu)化。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)和環(huán)境監(jiān)測行業(yè)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)將在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域得到更好的應(yīng)用，從而為我國的環(huán)保事業(yè)提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李安增，王寧，王常權(quán)，等.大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境信息中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2015（1）：60-64.

[2] 詹志明，尹文君.環(huán)保大數(shù)據(jù)及其在環(huán)境污染防治管理創(chuàng)新中的應(yīng)用[J].環(huán)境保護(hù)，2016（6）：44-48.

[3] 張洪君.大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用探討[J].環(huán)境與發(fā)展，2017（8）：149.