大數(shù)據(jù)在環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

陳利彬

（廣東省揭陽(yáng)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，廣東 揭陽(yáng) 522000）

2015年，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要》明確指出，要積極建立“互聯(lián)網(wǎng)+”綠色生態(tài)，利用大數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)互通共享。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，為保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，推進(jìn)環(huán)境管理轉(zhuǎn)型提供了一條技術(shù)賦能之路。而針對(duì)環(huán)境技術(shù)進(jìn)步的測(cè)度，同樣可以應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立一套普適的測(cè)度方法，為環(huán)境管理注入新的活力，提高我國(guó)生態(tài)環(huán)境治理能力和水平。

1 環(huán)境技術(shù)進(jìn)步重要性分析

如今改革開放已歷經(jīng)43個(gè)年頭，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展日益成熟，社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛提升。但不得不承認(rèn)的是，過去的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式較為粗放，以犧牲環(huán)境為代價(jià)，最終導(dǎo)致了國(guó)內(nèi)生態(tài)環(huán)境問題日益突出。如今我國(guó)已經(jīng)深刻認(rèn)識(shí)到了保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要性。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)：“綠水青山就是金山銀山”，大力發(fā)展綠色生態(tài)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)是我國(guó)未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必經(jīng)之路。而為了達(dá)到這一目標(biāo)，必須要從技術(shù)層面入手，推動(dòng)綠色技術(shù)發(fā)展進(jìn)步，從而為我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)大助力。對(duì)此很多學(xué)生進(jìn)行了相關(guān)研究。例如王淑鴻等在研究環(huán)境影響因素的過程中，通過應(yīng)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法，將其分為了兩大重要因素，一是環(huán)境規(guī)制因素，二是環(huán)境技術(shù)因素[1]。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)證分析，得出了如下研究結(jié)論：在推動(dòng)環(huán)境保護(hù)的過程中，環(huán)境技術(shù)因素發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用價(jià)值，通過推動(dòng)環(huán)境技術(shù)進(jìn)步，能夠在顯著提高生產(chǎn)力的同時(shí)，降低成本浪費(fèi)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，有效扭轉(zhuǎn)以往粗放生產(chǎn)方式，推動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)綠色生態(tài)化可持續(xù)發(fā)展。由此我們能夠認(rèn)識(shí)到在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的過程中環(huán)境技術(shù)進(jìn)步的重要性。

2 大數(shù)據(jù)與環(huán)境技術(shù)測(cè)度

為保障環(huán)境技術(shù)能夠發(fā)揮出更大作用價(jià)值，需要對(duì)其進(jìn)行技術(shù)測(cè)度，這對(duì)后續(xù)環(huán)境管理工作開展也有著較為積極的影響。但當(dāng)前關(guān)于如何進(jìn)行環(huán)境技術(shù)測(cè)度，尚未有一個(gè)行之有效的方法。業(yè)界內(nèi)學(xué)者對(duì)此也進(jìn)行了大量的研究。比如Bentolina等在進(jìn)行環(huán)境技術(shù)進(jìn)步衡量時(shí)，采用了全要素生產(chǎn)率方法[2]。而Cave等則在上述研究的基礎(chǔ)上，再結(jié)合數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法，完成了不同決策單元技術(shù)進(jìn)步效率的計(jì)算[3]。從國(guó)內(nèi)研究來看，宋馬林等選擇采用固定效應(yīng)模型與數(shù)據(jù)包絡(luò)方法結(jié)合，以各省份環(huán)境數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象，分析了其技術(shù)進(jìn)步[4]。上述這些研究方法雖然均取得了一定的效果，但由于選擇的指標(biāo)不統(tǒng)一，因此實(shí)際得出的結(jié)論也有一定的差異性，并不具備普適性與代表性。如何進(jìn)一步提高環(huán)境技術(shù)進(jìn)步測(cè)度的有效性，已經(jīng)是當(dāng)前環(huán)境管理領(lǐng)域亟待解決的一項(xiàng)難題。

如今伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，各種先進(jìn)的信息技術(shù)層出不窮。比如云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等。尤其是大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)，為環(huán)境技術(shù)進(jìn)步測(cè)度的研究提供了新的思路。在如今的環(huán)境管理領(lǐng)域中，伴隨著研究不斷深入，已經(jīng)產(chǎn)出了海量的數(shù)據(jù)信息。這些數(shù)據(jù)信息隱藏的價(jià)值不可估量，且在互聯(lián)網(wǎng)的支持下，相應(yīng)數(shù)據(jù)信息資源已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了共享。這為大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用提供了非常便利的條件。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)本身作為信息技術(shù)革命重要的產(chǎn)物之一，其所具備的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了信息技術(shù)本身變革所體現(xiàn)的價(jià)值。如今環(huán)境治理已經(jīng)是社會(huì)治理重要的組成部分，在實(shí)際治理過程中，同樣會(huì)受到大數(shù)據(jù)的影響。從HACE定理中我們能夠了解到，大數(shù)據(jù)在誕生之初，主要源自于非集中控制的異構(gòu)、巨容以及自治源，關(guān)于大數(shù)據(jù)的研究，便是對(duì)海量數(shù)據(jù)之間潛藏復(fù)雜聯(lián)系的研究，從中發(fā)現(xiàn)隱藏的規(guī)律與價(jià)值信息，這是大數(shù)據(jù)研究的價(jià)值所在。如今互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遍布全球，每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)資料高達(dá)4澤字節(jié)。同時(shí)在各行各業(yè)發(fā)展過程中，大數(shù)據(jù)也在逐漸滲入，已經(jīng)是很多業(yè)務(wù)不可或缺的一項(xiàng)技術(shù)資源，顯著推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展與進(jìn)步。

但同時(shí)我們也應(yīng)認(rèn)識(shí)到，大數(shù)據(jù)本身有著非常大的規(guī)模，生成速度非?？?，這進(jìn)一步增大了研究的難度。但通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，深入挖掘內(nèi)部的信息，將能夠保證得出結(jié)論的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。這使得相應(yīng)學(xué)者在環(huán)境技術(shù)進(jìn)步研究方面，開始著重應(yīng)用大數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的探索分析。比如Russom通過研究認(rèn)為，針對(duì)環(huán)境技術(shù)進(jìn)步的研究，可綜合采用多種技術(shù)，比如大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)采集等，能夠降低受大數(shù)據(jù)本身特點(diǎn)影響所帶來的研究困難程度[5]。

在我國(guó)，早在2015年，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設(shè)總體方法》，方案提出要通過圍繞生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)監(jiān)管，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，搭建監(jiān)管平臺(tái)，整合采集環(huán)境數(shù)據(jù)資源，加強(qiáng)對(duì)大數(shù)據(jù)在環(huán)境治理中的應(yīng)用。而大數(shù)據(jù)應(yīng)用對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提出了更高要求，需要確保獲得的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠、全面客觀。數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)是生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)的關(guān)鍵，在建庫(kù)的時(shí)候，要充分考慮數(shù)據(jù)有效共享的需求，同時(shí)也要保證數(shù)據(jù)訪問的合法性和安全性。數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容包含了諸多分類，比如基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、主題數(shù)據(jù)庫(kù)、環(huán)境指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)等。其中基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)是指按照信息資源規(guī)劃及資源目錄建設(shè)的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)各類基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，包括污染源自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)資源。環(huán)境指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)包含大氣、水、土壤、自然生態(tài)等環(huán)境保護(hù)和污染防治的指標(biāo)信息、業(yè)務(wù)各級(jí)考核指標(biāo)，用以結(jié)果對(duì)比、績(jī)效考核等。當(dāng)下我國(guó)的大數(shù)據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)正日趨健全，例如當(dāng)下已經(jīng)建立了1個(gè)國(guó)家質(zhì)控平臺(tái)，6個(gè)區(qū)域質(zhì)控中心，環(huán)境監(jiān)測(cè)與運(yùn)維機(jī)構(gòu)更是達(dá)到了2000多個(gè)。并由此形成了一個(gè)完善的國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)體制，從而順利實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)6項(xiàng)指標(biāo)監(jiān)測(cè)到大氣污染綜合立體觀測(cè)的過渡，促使我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)變得更加多樣化。比如有前體物監(jiān)測(cè)、垂直立體監(jiān)測(cè)、組分監(jiān)測(cè)等，這為環(huán)境數(shù)據(jù)信息的采集以及環(huán)境污染執(zhí)法聯(lián)防聯(lián)控提供了非常便利的條件。

3 基于大數(shù)據(jù)的最優(yōu)環(huán)境技術(shù)進(jìn)步分析

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用逐漸趨于成熟，為環(huán)境技術(shù)進(jìn)步分析提供了更為廣闊的探索空間。但在實(shí)際探索過程中，必然也會(huì)面臨種種困難與挑戰(zhàn)。通過上文敘述可知，大數(shù)據(jù)本身體量較大，種類繁多，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，當(dāng)前環(huán)境大數(shù)據(jù)具體類型如表1所示。在實(shí)際研究的過程中，必然會(huì)出現(xiàn)很多半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)信息無法被直接應(yīng)用，還需要采用合理的方法，完成上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化，使其成為能夠被直接應(yīng)用的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這是推動(dòng)最優(yōu)環(huán)境技術(shù)進(jìn)步的重要基礎(chǔ)。如今在新形勢(shì)下，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)增速逐漸放緩，從原本的高速發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)橹械退俜€(wěn)定發(fā)展。與此同時(shí)，針對(duì)環(huán)境偏向型技術(shù)，實(shí)際投資力度也逐漸增大，這進(jìn)一步推動(dòng)了環(huán)境技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展，目前已經(jīng)達(dá)到最優(yōu)，是否繼續(xù)進(jìn)行投資，深入挖掘進(jìn)步空間，至今尚未有明確的定論。

表1 環(huán)境大數(shù)據(jù)類型

在實(shí)際分析基于大數(shù)據(jù)最優(yōu)環(huán)境技術(shù)進(jìn)步的過程中，還應(yīng)認(rèn)識(shí)到生產(chǎn)偏向型技術(shù)進(jìn)步與環(huán)境偏向型技術(shù)進(jìn)步之間的矛盾。所謂環(huán)境偏向型技術(shù)，簡(jiǎn)單來說是在實(shí)際進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)時(shí)，更加對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。而生產(chǎn)偏向型技術(shù)，則更加注重生產(chǎn)效率的提升。當(dāng)前隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)理念逐漸深入人心，環(huán)境偏向型技術(shù)進(jìn)步受到了各行各業(yè)越來越多的關(guān)注。而大數(shù)據(jù)的存在，則為其測(cè)度方法的探究提供了可行性路徑。伴隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，國(guó)家對(duì)整體環(huán)境治理重視程度越來越高，為了進(jìn)一步提高環(huán)境績(jī)效，改善環(huán)境質(zhì)量問題，政府因此出臺(tái)了很多政策制度，為環(huán)境偏向型技術(shù)進(jìn)步發(fā)展提供了一個(gè)良好的環(huán)境。但我國(guó)在注重環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展的過程中，伴隨著環(huán)境偏向型技術(shù)進(jìn)步地位的提升，在此消彼長(zhǎng)之下，必然會(huì)逐漸壓縮生產(chǎn)偏向型技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展空間，從而在一定程度上影響生產(chǎn)力的提升，降低經(jīng)濟(jì)增速。而在生產(chǎn)偏向型技術(shù)進(jìn)步模式下，更加推崇雖然生產(chǎn)技術(shù)的不斷優(yōu)化升級(jí)，產(chǎn)能得到顯著提升，但通常會(huì)忽略了環(huán)境的治理與保護(hù)，因此產(chǎn)能增加速度較快，更加有利于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。但受此影響，必然會(huì)導(dǎo)致廢水、廢氣等污染物排放增加，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。與此同時(shí)，在產(chǎn)出與生產(chǎn)過程中，污染物排放通常會(huì)呈現(xiàn)出高度正相關(guān)。而對(duì)環(huán)境偏向型技術(shù)進(jìn)步來說，在推動(dòng)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步發(fā)展過程中，實(shí)際消耗的能源反而會(huì)有所降低，能源利用率提升，非期望產(chǎn)出減少，更加有利于減少污染物的排放，給予生態(tài)環(huán)境良好的保護(hù)。但在上述過程中，實(shí)際產(chǎn)出增加可能會(huì)有所降低，甚至不會(huì)增加產(chǎn)能。甚至在一些特殊情況下，環(huán)境偏向型技術(shù)進(jìn)步還會(huì)對(duì)企業(yè)正常產(chǎn)出造成負(fù)面影響。這就需要企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中，結(jié)合自身的實(shí)際需求，在產(chǎn)能提升與污染物排放成本之間做出權(quán)衡。通常而言，產(chǎn)出越多，利潤(rùn)越大，但實(shí)際污染物排出成本也會(huì)隨之攀升。而污染物排放成本與國(guó)家環(huán)境保護(hù)的政策制度則有著非常密切的關(guān)系，本身會(huì)受到國(guó)家環(huán)保政策的限制。因此如何進(jìn)行產(chǎn)出與污染物排放的調(diào)整，結(jié)合企業(yè)實(shí)際，明確技術(shù)進(jìn)步偏向性，最終使得企業(yè)政策總效益達(dá)到最大化，已經(jīng)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。

在不同區(qū)域之中，文化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等有著明顯的差異性，因此環(huán)境技術(shù)進(jìn)步模式必然也各不相同。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的區(qū)域，一般更加關(guān)注環(huán)境偏向型技術(shù)進(jìn)步的投資，著重于先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)，即保障生產(chǎn)效率，又兼顧環(huán)境保護(hù)。而對(duì)一些經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后的區(qū)域，針對(duì)環(huán)境技術(shù)的投資，則注重偏向生產(chǎn)型環(huán)境技術(shù)，即注重挖掘環(huán)境資源，擴(kuò)大生產(chǎn)力，對(duì)環(huán)境保護(hù)力度不足。同時(shí)受不同區(qū)域環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度存在差異性的影響，在一些環(huán)境規(guī)制較強(qiáng)的區(qū)域，排污企業(yè)為了順利生產(chǎn)，需要加大對(duì)環(huán)境偏向型技術(shù)的研發(fā)，而環(huán)境規(guī)制力度相對(duì)較弱的區(qū)域，為提高生產(chǎn)效益，則更加注重生產(chǎn)偏向型技術(shù)的研發(fā)。因此即使向相應(yīng)區(qū)域之中，投入等量的生產(chǎn)要求，也會(huì)產(chǎn)生不同的環(huán)境技術(shù)進(jìn)步結(jié)果。

為進(jìn)一步推動(dòng)環(huán)境技術(shù)進(jìn)步最優(yōu)化，可以應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，結(jié)合偏向型技術(shù)的測(cè)度、區(qū)域差異、關(guān)聯(lián)性等因素，準(zhǔn)確找出適合不同區(qū)域的最優(yōu)環(huán)境技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展模式。在這一過程中，通過搭建、模擬、仿真最優(yōu)偏向型環(huán)境技術(shù)模型，輸入?yún)^(qū)域環(huán)境數(shù)據(jù)信息，結(jié)合模型計(jì)算結(jié)果，作為我國(guó)環(huán)境管理方式調(diào)整的重要依據(jù)。同時(shí)在后續(xù)出臺(tái)相關(guān)的環(huán)境保護(hù)政策時(shí)，也能夠利用相應(yīng)模型，提高政策發(fā)布的科學(xué)合理性。同時(shí)在實(shí)際分析過程中，還可以著重加強(qiáng)對(duì)節(jié)能減排型技術(shù)、生產(chǎn)型技術(shù)以及開采型技術(shù)的考察，在嚴(yán)格遵循綜合利益最大化原則下，加強(qiáng)對(duì)上述技術(shù)的研發(fā)投資，通過對(duì)節(jié)能減排型技術(shù)的測(cè)度，最終能夠順利得出某個(gè)區(qū)域環(huán)境偏向型技術(shù)的最優(yōu)進(jìn)步率。但想要獲得整個(gè)區(qū)域的環(huán)境偏向型技術(shù)的最優(yōu)進(jìn)步率，還需要加強(qiáng)對(duì)區(qū)域之間關(guān)聯(lián)性分析，組建一個(gè)完整的多區(qū)域綜合系統(tǒng)，該系統(tǒng)由能源、科技、經(jīng)濟(jì)等多種因素組成，通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)多因素背后的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，最終順利實(shí)現(xiàn)整個(gè)區(qū)域的環(huán)境偏向型技術(shù)的最優(yōu)進(jìn)步率的獲取。

4 總結(jié)

總而言之，在環(huán)境技術(shù)進(jìn)步的研究中，大數(shù)據(jù)技術(shù)憑借著自身種種技術(shù)優(yōu)勢(shì)，比如數(shù)據(jù)挖掘能力、高效的數(shù)據(jù)信息處理等，在推動(dòng)環(huán)境技術(shù)進(jìn)步發(fā)展過程中起到了非常關(guān)鍵的作用。因此需要提高對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的重視程度，助力環(huán)境技術(shù)進(jìn)步的研究，從根本上提高我國(guó)的環(huán)境管理質(zhì)量水平。