郭炬

（西安曲江臨潼旅游投資（集團(tuán)）有限公司，陜西西安 710000）

“大數(shù)據(jù)”是指借助多元形式，諸多來源，經(jīng)過充分收集后形成的龐大數(shù)據(jù)組，具備實(shí)時(shí)性。大數(shù)據(jù)解析技術(shù)最早應(yīng)用于企業(yè)的戰(zhàn)略決策層面，目的在于獲得社交網(wǎng)絡(luò)、電子商務(wù)網(wǎng)站、顧客來訪記錄中記載的所有反饋信息，從“非常規(guī)渠道”了解客戶的真實(shí)想法，從而使企業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃方案更加完善。目前，此種技術(shù)的應(yīng)用范圍正在逐漸擴(kuò)大，而“大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)”正是其中一個(gè)“絕佳去處”。

1 大數(shù)據(jù)解析技術(shù)與大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)工程的契合度分析

1.1 全面提升環(huán)境監(jiān)督預(yù)警能力

大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)是指對(duì)大氣環(huán)境中污染物的濃度進(jìn)行觀察，分析其變化趨勢(shì)以及對(duì)環(huán)境的具體影響。一般來說，監(jiān)測(cè)的分子狀污染物主要為硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、臭氧、鹵代烴、碳?xì)浠衔锏?；顆粒狀污染物主要包含降塵、總懸浮顆粒、飄塵、酸沉降等。

大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的常規(guī)開展方式為，在目標(biāo)區(qū)域設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)主要污染物進(jìn)行采樣、分析，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件、地形地貌，完成規(guī)定項(xiàng)目的定期監(jiān)測(cè)。

在大數(shù)據(jù)解析技術(shù)得到深度運(yùn)用前后，大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)工程的體內(nèi)容并未出現(xiàn)顯著差異。一方面，在人們的印象中，我國(guó)環(huán)保工程總體水平“相對(duì)落后”，但實(shí)際上，隨著投入的提升、技術(shù)的更新，我國(guó)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)水平已經(jīng)位居世界前列，故大數(shù)據(jù)解析技術(shù)是否得到運(yùn)用，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的收集過程、數(shù)據(jù)結(jié)果的質(zhì)量并無實(shí)質(zhì)影響。另一方面，大數(shù)據(jù)解析技術(shù)的重點(diǎn)在于“解析”，是指在足夠數(shù)據(jù)支撐的基礎(chǔ)上，對(duì)其發(fā)展變化的真實(shí)情況進(jìn)行深層次的探索，進(jìn)而找到隱藏于其后的客觀規(guī)律。由此可見，該技術(shù)應(yīng)用于大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)后，帶來的直觀改變?cè)谟?，以環(huán)境監(jiān)測(cè)站理念收集的大氣污染物數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，分析污染物的變化趨勢(shì)，與當(dāng)?shù)丨h(huán)境治理大方針相結(jié)合，最終制定出針對(duì)性更強(qiáng)的環(huán)境保護(hù)策略。

1.2 為環(huán)境治理決策工作提供強(qiáng)有力的科學(xué)依據(jù)

以我國(guó)北方某城市綜合治理的全過程為例。該城市是典型的資源型重工業(yè)城市。在該市北部地區(qū)，存在3座大型煤礦、一座火力發(fā)電廠、一家熱力供應(yīng)公司。其中，火力發(fā)電廠負(fù)責(zé)全市及下屬村鎮(zhèn)的電能供應(yīng)；熱力公司負(fù)責(zé)冬季全市的集中供暖?；跉v年的數(shù)據(jù)，該市北部地區(qū)的大氣環(huán)境水平常年處于較低級(jí)別；在一段時(shí)期內(nèi)，空氣中甚至彌漫肉眼可見、疑似為煤炭殘?jiān)暮谏w粒狀物質(zhì)。該市常年以煤炭資源的開發(fā)、銷售為主要經(jīng)濟(jì)來源，故在此經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式無法改變的情況下，地區(qū)整體性的大氣污染治理方案如同一張“白紙”，幾乎沒有任何實(shí)際效力。為了達(dá)到“保證發(fā)展”與“環(huán)境治理”雙軌并進(jìn)的目的，該市政府有關(guān)部門牽頭，引入大數(shù)據(jù)解析技術(shù)，希望對(duì)污染物排放的具體成分進(jìn)行解析，做到“對(duì)首要污染物重點(diǎn)控制，對(duì)次要污染物分層級(jí)控制”。經(jīng)過近3年監(jiān)測(cè)后，該市大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)顯示，火力發(fā)電廠與熱力公司直接消耗的煤炭資源，產(chǎn)生的一氧化碳、硫氧化物含量連年大幅下降。特別是氣態(tài)二氧化硫排放量，幾乎不會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)乜諝猸h(huán)境造成任何影響。細(xì)查之下發(fā)現(xiàn)，該市火力發(fā)電廠改善鍋爐燃燒工藝，并在“煙氣脫硫”這一環(huán)節(jié)運(yùn)用新技術(shù)——將收集的含硫氧化物作為材料，與石灰、工業(yè)用水等相結(jié)合，制作成硅酸鹽含硫石膏，實(shí)現(xiàn)“創(chuàng)收”。在大數(shù)據(jù)解析技術(shù)未曾得到運(yùn)用時(shí)，當(dāng)?shù)厝藢?duì)于此種污染物處理方式心存懷疑；但大數(shù)據(jù)追蹤調(diào)查結(jié)果顯示，制作成含硫石膏后，“硫元素”的穩(wěn)定性極高，不僅發(fā)電廠的硫氧化物排放量持續(xù)走低，應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)后，環(huán)境質(zhì)量幾乎沒有變化。由此可見，大數(shù)據(jù)解析技術(shù)應(yīng)用于大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)工程時(shí)，能夠從直接、間接兩個(gè)層面，為環(huán)境治理決策工作提供強(qiáng)有力的科學(xué)依據(jù)[1]。

2 大數(shù)據(jù)解析技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)工程中的具體應(yīng)用

2.1 建立完善的環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)控、采集、分析體系

大數(shù)據(jù)解析技術(shù)應(yīng)用于大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)功成之后，將會(huì)形成較為完善的環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)控、采集、分析體系，具體內(nèi)容為：

（1）該體系依托于計(jì)算機(jī)及互聯(lián)網(wǎng)，具備云端自動(dòng)在線校準(zhǔn)功能。如果監(jiān)測(cè)傳感器的位置發(fā)生變化，或是因自然原因?qū)е略O(shè)備精準(zhǔn)度出現(xiàn)問題，在無需人工介入的情況下，能夠自主完成修復(fù)。

（2）該體系能夠?qū)^(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行全天候、連續(xù)、自動(dòng)地監(jiān)測(cè)；通過“參數(shù)設(shè)置”之后，系統(tǒng)對(duì)于二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、PM2.5等常見污染物的“敏感程度”可以提高至較高水平，實(shí)現(xiàn)迅速、精準(zhǔn)地收集、處理、分析。

（3）在多種氣象環(huán)境下，均能夠?qū)崿F(xiàn)空氣的“無死角流通”，將監(jiān)控區(qū)內(nèi)外環(huán)境的溫度控制在同一水平。

（4）實(shí)現(xiàn)對(duì)氣態(tài)監(jiān)測(cè)物及可吸入顆粒物的同時(shí)監(jiān)測(cè)，并將有關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在計(jì)算機(jī)屏幕中；如果監(jiān)測(cè)人員需要進(jìn)行額外操作，則歷史同期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也會(huì)實(shí)時(shí)顯現(xiàn)。

（5）此項(xiàng)大數(shù)據(jù)解析技術(shù)結(jié)合大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的模式，本質(zhì)上是單片機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的結(jié)合，具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、調(diào)用功能（可借助PLC可編程邏輯控制器）。與計(jì)算機(jī)總控端相連時(shí)，如果其中任意一個(gè)邏輯處理器自動(dòng)完成日均值、月均值、污染指數(shù)對(duì)比，甚至生成多種圖形數(shù)據(jù)標(biāo)，則通過實(shí)時(shí)傳輸，即可使系統(tǒng)內(nèi)的所有邏輯處理器實(shí)現(xiàn)解析數(shù)據(jù)的“共享”，極大地提升環(huán)境監(jiān)測(cè)效率[2]。

（6）一般情況下，大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)必須遵循局限性、完整性、代表性三項(xiàng)原則。否則，在低質(zhì)量數(shù)據(jù)的影響下，地區(qū)環(huán)境真實(shí)情況無法得到有效展現(xiàn)，將會(huì)嚴(yán)重影響大氣環(huán)境治理方案的生成。

2.2 構(gòu)建智能化的環(huán)境信息數(shù)據(jù)綜合預(yù)警平臺(tái)

基于大數(shù)據(jù)解析技術(shù)，構(gòu)建智能化的環(huán)境信息數(shù)據(jù)綜合預(yù)警平臺(tái)，采用數(shù)據(jù)智能動(dòng)態(tài)分析機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境質(zhì)量的評(píng)估、對(duì)污染物的監(jiān)控，并通過污染源追溯功能，為環(huán)境的宏觀調(diào)控提供建設(shè)性意見。如圖1所示，為環(huán)境信息數(shù)據(jù)綜合預(yù)警網(wǎng)格化分析平臺(tái)的運(yùn)行示意圖。其運(yùn)行過程為：

圖1 環(huán)境信息數(shù)據(jù)綜合預(yù)警網(wǎng)格化分析平臺(tái)的運(yùn)行

（1）實(shí)時(shí)展示各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并基于大數(shù)據(jù)解析功能，實(shí)時(shí)顯示歷史同期對(duì)比情況，如圖2所示。

（2）在此平臺(tái)中，歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以按照觀測(cè)者的需求，自動(dòng)開展多元化的分析，比如每日變化追蹤、時(shí)間序列最終等。

（3）如果某個(gè)目標(biāo)監(jiān)測(cè)區(qū)的污染超標(biāo)情況較為嚴(yán)重，平臺(tái)在自動(dòng)完成“累積”計(jì)算之后，如果判定該區(qū)域有成為“潛在污染源”的情況，則會(huì)即時(shí)發(fā)出預(yù)警，提醒觀測(cè)人員及在該地區(qū)工作、生活的人民群眾，密切注意。

（4）當(dāng)平臺(tái)中收集的數(shù)據(jù)超過一定量級(jí)之后，大數(shù)據(jù)解析技術(shù)會(huì)自主運(yùn)行，生成動(dòng)態(tài)的污染分布圖，圍繞“歷史累計(jì)污染物排放量”“單一污染物歷史生成量”發(fā)布排名，有助于人們查找歷史重點(diǎn)污染區(qū)域以及“頑固”性的污染物[3]。

圖2 基于大數(shù)據(jù)解析的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)歷史同期對(duì)比

3 結(jié)語

時(shí)至今日，大數(shù)據(jù)解析技術(shù)已經(jīng)成為勞動(dòng)力和資本之外的“第三生產(chǎn)力”。盡管在一些特殊的行業(yè)中，大數(shù)據(jù)可能會(huì)對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的安全性造成侵害，但大數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為不可阻擋的歷史潮流。在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)工程中，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)在對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及特征量的收集與選取、數(shù)據(jù)工具的運(yùn)用方面更加精確，基于多元化的運(yùn)算方式，為環(huán)境治理提供行之有效的新思路。