薛思怡

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210000）

隨著全社會范圍內(nèi)對于環(huán)境保護(hù)重視程度的不斷提升，我國正大力發(fā)展大數(shù)據(jù)生態(tài)環(huán)境保護(hù)建設(shè)和應(yīng)用，同時環(huán)保部門還全面開展了環(huán)境統(tǒng)計、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、污染源監(jiān)控、監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量等活動，并積累下大量數(shù)據(jù)。環(huán)保大數(shù)據(jù)擁有巨大數(shù)據(jù)價值、多樣數(shù)據(jù)類型、快速數(shù)據(jù)流動、海量數(shù)據(jù)規(guī)模等優(yōu)勢，對于環(huán)境污染防治具有重要作用。

1 應(yīng)用環(huán)保大數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)境污染防治管理的關(guān)鍵點(diǎn)

1.1 創(chuàng)新思維

想要充分發(fā)揮出環(huán)保大數(shù)據(jù)的價值作用，需要通過一種開放性思維接受大數(shù)據(jù)。比如在防治大氣污染的過程中，可以向全社會范圍內(nèi)開放監(jiān)測數(shù)據(jù)，提高公眾的知情權(quán)，將各種數(shù)據(jù)引入到環(huán)保領(lǐng)域當(dāng)中，政府創(chuàng)建空氣質(zhì)量公共平臺，創(chuàng)建科學(xué)機(jī)制，鼓勵、引導(dǎo)企業(yè)或個人設(shè)備融入整個環(huán)保監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，為官方監(jiān)測提供有效補(bǔ)充，并將空氣質(zhì)量信息傳播給觀眾?？梢灶A(yù)測到，未來將會出現(xiàn)大量車載監(jiān)測設(shè)備和穿戴式監(jiān)測設(shè)備能夠融入空氣監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，有效解決當(dāng)下，監(jiān)測點(diǎn)密度不夠的問題，并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行合理矯正[1]。

1.2 共享模式

污染防治工作比較復(fù)雜，并不是一個部門或一片區(qū)域的問題，特別是在大氣污染的防治管理過程中，其復(fù)合型與區(qū)域性特征越加突出，因此對于數(shù)據(jù)共享方面的要求也相繼擴(kuò)大。數(shù)據(jù)資產(chǎn)主要優(yōu)勢是，在低成本條件下促進(jìn)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)多方共享，但不會影響數(shù)據(jù)價值。數(shù)據(jù)是像石油一樣寶貴的資源，但只有流動的數(shù)據(jù)才擁有更大的價值。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)條件下，結(jié)合數(shù)據(jù)共享技術(shù)能夠創(chuàng)造出更大的社會價值和經(jīng)濟(jì)價值。大數(shù)據(jù)不是大量的數(shù)據(jù)，也不代表多種數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)關(guān)鍵在于各種數(shù)據(jù)之間實(shí)現(xiàn)融合關(guān)聯(lián)，并在數(shù)據(jù)中挖掘出新的價值，為最終決策提供有效參考。就像在大氣污染防治中，會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)[2]。

2 環(huán)保大數(shù)據(jù)有效應(yīng)用于環(huán)境污染防治管理的有效措施

2.1 在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上創(chuàng)建全區(qū)域監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市規(guī)模相繼擴(kuò)大，其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局和功能區(qū)劃分持續(xù)優(yōu)化調(diào)整，在城市中的人口分布、數(shù)量、城區(qū)規(guī)模、城市環(huán)境等方面產(chǎn)生較大改變。傳統(tǒng)城市環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)已無法將環(huán)境質(zhì)量準(zhǔn)確反映出來，因此需要以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)創(chuàng)建高密度檢測體系，形成包括在線監(jiān)測系統(tǒng)、流動監(jiān)測車、固定監(jiān)測站點(diǎn)所構(gòu)成的全方位、全天候監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。以此提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性，從而真實(shí)反映出區(qū)域污染過程，使預(yù)報信息更加準(zhǔn)確。對環(huán)境監(jiān)測的實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行系統(tǒng)分析，充分利用物聯(lián)網(wǎng)的智能控制、可靠傳遞、全面感知等特點(diǎn)創(chuàng)建以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的高密度監(jiān)測平臺，增強(qiáng)公共能力，方便處理各個設(shè)備實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)處理，解決兼容性問題，形成一種擁有較強(qiáng)擴(kuò)展能力、安全可靠、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)體系。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)創(chuàng)建的環(huán)境監(jiān)測體系結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.2 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)建立共享平臺

在進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測的過程中，涉及多種數(shù)據(jù)類型，具體包括水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、污染源數(shù)據(jù)、大氣監(jiān)測數(shù)據(jù)等，其中不同種類的數(shù)據(jù)信息所屬單位也各不相同。而在分析污染原因的過程中，需要針對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。為了有效改善傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模式下，條塊分割的限制，需要以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)創(chuàng)建共享平臺，做好數(shù)據(jù)的共享、服務(wù)、維護(hù)工作，促進(jìn)環(huán)境信息數(shù)據(jù)的全面整合利用，并為決策提供全方位顯示圖，提高決策的科學(xué)性，為此需要統(tǒng)一信息資源庫，對數(shù)據(jù)服務(wù)接口和數(shù)據(jù)管理進(jìn)行明確定位。創(chuàng)建規(guī)范性數(shù)據(jù)運(yùn)維制度，加強(qiáng)數(shù)據(jù)回調(diào)歸檔、數(shù)據(jù)留存和數(shù)據(jù)質(zhì)量審核，支持?jǐn)?shù)據(jù)擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全面保護(hù)，發(fā)揮出災(zāi)難恢復(fù)和分布式備份的功能。

2.3 形成數(shù)據(jù)處理平臺提供數(shù)據(jù)服務(wù)

為了提供可擴(kuò)展的高性能服務(wù)，可以在大數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)上，結(jié)合SPARK和HADOOP分布式大數(shù)據(jù)框架，創(chuàng)建數(shù)據(jù)處理平臺，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)行支撐數(shù)據(jù)、輔助數(shù)據(jù)、產(chǎn)品業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)等各種類型數(shù)據(jù)實(shí)施非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和結(jié)構(gòu)化的綜合存儲、管理，支持應(yīng)用數(shù)據(jù)，并提供符合當(dāng)下業(yè)務(wù)邏輯的服務(wù)。具體包括高性能自適應(yīng)訪問、離線和實(shí)時性聯(lián)合使用的數(shù)據(jù)訪問、大數(shù)據(jù)的可視化挖掘展示[3]。

2.4 促進(jìn)使用新媒體技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)

為了滿足社會公眾需求和環(huán)境管理的現(xiàn)實(shí)要求，提升社會大眾環(huán)保意識，進(jìn)一步提高環(huán)境監(jiān)測形象，可以聯(lián)合使用新媒體和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，促進(jìn)傳統(tǒng)單向線性傳播有效轉(zhuǎn)化成以公眾需求為基礎(chǔ)的雙向傳播，融入人工智能和語音識別技術(shù)，創(chuàng)建環(huán)保型綜合服務(wù)平臺，提供擁有良好互動性和個性化的數(shù)據(jù)服務(wù)。線上環(huán)境系統(tǒng)轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)模式下受眾被動接收信息而政府主動發(fā)布信息的方式，實(shí)現(xiàn)了政府和公眾的同步參與，并利用手機(jī)APP、微博和微信等媒介載體，對社會公眾信息進(jìn)行廣泛傳播，促進(jìn)公眾參與實(shí)現(xiàn)以及環(huán)境監(jiān)督之間能夠?qū)崿F(xiàn)無縫對接。數(shù)據(jù)交互式分發(fā)，可以有效支持用戶自定義訂閱環(huán)境數(shù)據(jù)西信息，此外在認(rèn)知計算、人工智能和語言識別的基礎(chǔ)上，通過手機(jī)APP可以設(shè)計出環(huán)境保護(hù)的智能機(jī)器人，并利用交互智能問答的方式，增強(qiáng)環(huán)境管理和公眾之間的互動性和趣味性。提供個性化的服務(wù)推送服務(wù)，針對地域和類型的差異，可以實(shí)現(xiàn)個性化推送，并聯(lián)系時令推廣，進(jìn)一步提升客戶滿意度。

2.5 基于認(rèn)知計算構(gòu)建高精度空氣預(yù)報體系

為了使預(yù)報信息更加準(zhǔn)確，需要以認(rèn)知計算為基礎(chǔ)建立精確度較高的空氣預(yù)報系統(tǒng)，降低單模式預(yù)報中的信息誤差，從而在各種季節(jié)、地區(qū)、氣象廠中發(fā)揮出應(yīng)有的優(yōu)勢?？諝赓|(zhì)量預(yù)報優(yōu)化模型具體包括兩種關(guān)鍵技術(shù)：通過對預(yù)報模型長期預(yù)測數(shù)值和歷史實(shí)測氣象信息之間的差異，找出數(shù)值模型預(yù)報中出現(xiàn)偏差問題的發(fā)展特征，進(jìn)一步優(yōu)化模型參數(shù)，提高預(yù)報準(zhǔn)確性。模型多聯(lián)合預(yù)報，通過組合兩種獨(dú)立性預(yù)測結(jié)果，可以有效控制預(yù)測方差，預(yù)測的均方根誤差要低于單獨(dú)的均方根誤差。系統(tǒng)中融入了集合預(yù)報，通過把空氣質(zhì)量、排放源和氣象場等重要參數(shù)，制造出數(shù)量有限的預(yù)報樣本，并利用相應(yīng)的統(tǒng)計方法，集中各個預(yù)報樣本結(jié)果，在對模式預(yù)報性能進(jìn)行全面評估的基礎(chǔ)上，將各種模式優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，把確定性預(yù)報轉(zhuǎn)化成概率預(yù)報，提高設(shè)備預(yù)報能力。

2.6 動態(tài)分析污染物排放和演變過程

為了能夠更加準(zhǔn)確、快速發(fā)現(xiàn)污染源，可以通過數(shù)值源過程分析和追蹤技術(shù)對重污染環(huán)境下，污染物演變規(guī)律和污染物分布狀況進(jìn)行模擬計算，并對各個重污染典型環(huán)節(jié)中污染物演變規(guī)律、各種污染物來源對于污染物濃度的影響，對污染物來源、濃度進(jìn)行跟蹤、解析。結(jié)合污染源所處區(qū)域以及污染物種類追蹤各種類型的污染源，污染源具體包括單獨(dú)排放類型、邊界條件和初始條件。通過區(qū)域和種類相結(jié)合的方法能夠更加全面系統(tǒng)地分析特定污染源。此外，促進(jìn)化學(xué)模式和物理沉降的有機(jī)結(jié)合，將污染區(qū)域和污染物變化狀態(tài)準(zhǔn)確傳遞過來。對機(jī)動車的污染排放實(shí)施動態(tài)分析，并對交通控制措施進(jìn)行準(zhǔn)確評估，提高機(jī)動車排放效果，改造路網(wǎng)環(huán)境，降低機(jī)動車污染的影響。以人口出行數(shù)據(jù)和地圖數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對交通流實(shí)行準(zhǔn)確、快速仿真，兼容多樣化的機(jī)動車排放模型，對交通污染排放源實(shí)施動態(tài)更新，并對機(jī)動車的污染狀況實(shí)行量化分析，方便對相關(guān)交通政策進(jìn)行準(zhǔn)確評估，對道路建進(jìn)行量化，優(yōu)化交通運(yùn)行，改造舊道路，從而控制機(jī)動車的污染排放。

3 結(jié)語

綜上所述，在科技不斷發(fā)展的背景下，環(huán)保大數(shù)據(jù)在我國環(huán)境污染治理中的作用也越加突出。相關(guān)環(huán)保機(jī)構(gòu)需要全面聯(lián)合自媒體、互聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)建環(huán)保大數(shù)據(jù)管理平臺，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的環(huán)境污染治理理念，從而充分發(fā)揮出大數(shù)據(jù)的作用，為環(huán)境治理提供有效的數(shù)據(jù)支持。

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