基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)研究

文_陳楓 李慧

1.彭州市環(huán)境保護(hù)局； 2 .彭州市環(huán)境監(jiān)測(cè)站

1 大數(shù)據(jù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中的適用性

1.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的本質(zhì)就是對(duì)環(huán)境信息的搜集和整理

所謂環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，實(shí)際上就是通過(guò)專(zhuān)業(yè)化的抽樣與分析來(lái)對(duì)環(huán)境中的各類(lèi)特征污染物的產(chǎn)生、排放、流向、消解或治理等情況進(jìn)行科學(xué)地反映，以便于管理者追蹤環(huán)境的綜合污染情況，分析環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢(shì)。在進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的過(guò)程中，最主要的操作就是通過(guò)相關(guān)的平臺(tái)技術(shù)和算法來(lái)對(duì)環(huán)境質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集和分析，并針對(duì)分析結(jié)果來(lái)制定下一步的工作方法。在當(dāng)前的環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中，大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以視為一個(gè)綜合的工作設(shè)備，是多個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)位或部門(mén)在信息相互共享以后集成的一個(gè)總的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，讓這個(gè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)貫穿整個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的數(shù)據(jù)收集和處理的過(guò)程，就基本做到了大數(shù)據(jù)系統(tǒng)與現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)合。

1.2 大數(shù)據(jù)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作分析效率的影響

大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析功能，能夠有效提高傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的效率。通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的精細(xì)化管理能實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大數(shù)據(jù)的高效便捷處理。

根據(jù)地區(qū)污染分布特征，大量建設(shè)基礎(chǔ)監(jiān)控點(diǎn)位形成大數(shù)據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，便于及時(shí)傳遞環(huán)境信息。特別是當(dāng)前我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作形勢(shì)嚴(yán)峻，而監(jiān)測(cè)人員和工作時(shí)間是相對(duì)有限的，而大數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以有效提高工作效率。

1.3 大數(shù)據(jù)能夠?qū)Νh(huán)境治理的績(jī)效進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋

大數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)環(huán)境質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)環(huán)境治理情況的反饋。為了提高環(huán)境保護(hù)工作的成效，很多環(huán)境管理決策者通過(guò)高強(qiáng)度的環(huán)境治理工作，期望能夠?qū)崿F(xiàn)工作效率的提高和工作成效的顯現(xiàn)。但是環(huán)境質(zhì)量最終還是要依靠科學(xué)的數(shù)據(jù)來(lái)體現(xiàn)。因此，要實(shí)現(xiàn)科學(xué)地開(kāi)展對(duì)環(huán)境治理績(jī)效的考核，需要充分采用信息化的技術(shù)來(lái)幫助。在環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)境治理工作中，實(shí)時(shí)和高效是重點(diǎn)，通過(guò)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，能夠有效實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，通過(guò)云技術(shù)的應(yīng)用，能夠進(jìn)一步提升處理過(guò)程的高效化。結(jié)合當(dāng)前我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的實(shí)際，在現(xiàn)已建立的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和污染源在線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，引進(jìn)大數(shù)據(jù)的收集、整理和分析系統(tǒng)，將大數(shù)據(jù)分析結(jié)果綜合運(yùn)用，能夠較快、較準(zhǔn)確地反映一定時(shí)間內(nèi)監(jiān)控區(qū)域的污染源排放趨勢(shì)，跟蹤環(huán)境質(zhì)量的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境治理工作績(jī)效進(jìn)行實(shí)時(shí)的反饋，而反饋的信息本身也是大數(shù)據(jù)的組成部分，又能促進(jìn)大數(shù)據(jù)的信息更新。

2 大數(shù)據(jù)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中的挑戰(zhàn)

2.1 大數(shù)據(jù)系統(tǒng)和傳統(tǒng)工作理念的沖突

大數(shù)據(jù)系統(tǒng)是一個(gè)持續(xù)不斷更新和累積的數(shù)據(jù)庫(kù)，而非傳統(tǒng)意義上的單次或幾次環(huán)境監(jiān)測(cè)行為所獲得的數(shù)據(jù)。環(huán)境監(jiān)測(cè)的大數(shù)據(jù)包含了很多信息和數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)單獨(dú)來(lái)看很多時(shí)候并沒(méi)有太大的意義，而是這些數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)方能反映出有效信息；而對(duì)于傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)工作來(lái)講，工作者往往習(xí)慣于依賴(lài)某一份監(jiān)測(cè)報(bào)告的某些關(guān)鍵指標(biāo)，比如污染物濃度來(lái)開(kāi)展后續(xù)工作。大數(shù)據(jù)系統(tǒng)反映出來(lái)的信息往往是持續(xù)性的數(shù)據(jù)流，很多工作者對(duì)其結(jié)果有效性的信任度不高，對(duì)其結(jié)果反映出來(lái)的信息也較難理解。對(duì)環(huán)境保護(hù)工作來(lái)講，關(guān)鍵數(shù)據(jù)的達(dá)標(biāo)與否是很重要的內(nèi)容，但是對(duì)于大數(shù)據(jù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這些數(shù)據(jù)的涉及范圍很廣，數(shù)據(jù)量很大，其中還涉及異常數(shù)據(jù)和無(wú)效數(shù)據(jù)的確認(rèn)與篩除等工作；特別是一些敏感數(shù)據(jù)，若未經(jīng)過(guò)細(xì)致核查就形成相關(guān)報(bào)告，或者將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行公開(kāi)是非常不負(fù)責(zé)任的行為，這對(duì)相關(guān)工作人員的工作理念和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)都提出了新的要求。

大數(shù)據(jù)的應(yīng)用往往會(huì)導(dǎo)致環(huán)境保護(hù)工作思路的轉(zhuǎn)變。在傳統(tǒng)的工作理念當(dāng)中，尋找事物的因果關(guān)系是重要的工作內(nèi)容，工作人員習(xí)慣于在遇到問(wèn)題后去分析產(chǎn)生問(wèn)題的原因，并嘗試和探索解決問(wèn)題的辦法。而大數(shù)據(jù)系統(tǒng)則能分析各種數(shù)據(jù)的相關(guān)性，能夠在某種程度上取代因果關(guān)系，來(lái)幫助工作者了解事情的發(fā)生經(jīng)過(guò)，在遇到某些難尋因果關(guān)系的環(huán)境事件時(shí)，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)可能回避了事件的因果關(guān)系分析，甚至可以通過(guò)大數(shù)據(jù)的結(jié)果預(yù)判與建議，直接改變數(shù)據(jù)的預(yù)期。

2.2 大數(shù)據(jù)在技術(shù)層面面臨的挑戰(zhàn)

（1）前端有效數(shù)據(jù)的整合難度較大

數(shù)據(jù)收集是大數(shù)據(jù)處理前期階段的主要工作內(nèi)容，而數(shù)據(jù)收集質(zhì)量難以有效保障。當(dāng)前的環(huán)境監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效性不高，時(shí)效性較差等問(wèn)題?？陀^方面來(lái)講，大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)前端的數(shù)據(jù)搜集與處理設(shè)備不夠先進(jìn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)置不合理等因素會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)精度不夠，點(diǎn)位代表性不夠。因?yàn)榇髷?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)一旦建設(shè)完成，后期無(wú)論是進(jìn)行設(shè)備更新還是點(diǎn)位的變更都是較為困難的。隨著系統(tǒng)的運(yùn)行，設(shè)備的老化和故障難免；隨著自然和人為環(huán)境的改變，監(jiān)控點(diǎn)位的代表性也會(huì)發(fā)生變化。

（2）數(shù)據(jù)應(yīng)用效率不高

在當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中數(shù)據(jù)的應(yīng)用十分基礎(chǔ)，很多實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)僅僅只是作一個(gè)參考值以反映當(dāng)前的環(huán)境狀況，或者將某一點(diǎn)位在某時(shí)段內(nèi)的均值數(shù)據(jù)用作環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。數(shù)據(jù)的很多其它作用沒(méi)有得到充分的發(fā)揮。比如在當(dāng)前的大數(shù)據(jù)應(yīng)用中，將監(jiān)控點(diǎn)位納入到電子地圖信息系統(tǒng)中，通過(guò)關(guān)聯(lián)點(diǎn)位和關(guān)聯(lián)時(shí)段數(shù)據(jù)，可以有效體現(xiàn)污染物的出現(xiàn)、擴(kuò)散、消解等變化趨勢(shì)，從而使得精確預(yù)判、精準(zhǔn)治理和精準(zhǔn)管控成為可能?？傮w來(lái)說(shuō)，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用還有很大的開(kāi)發(fā)和利用空間。

（3）大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行成本高

從大數(shù)據(jù)的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，除了環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的資金外，還需要在云計(jì)算和數(shù)據(jù)庫(kù)等應(yīng)用范圍較為廣泛的大數(shù)據(jù)技術(shù)方面投入大量的資金。隨著大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的不斷使用，軟件維護(hù)、算法更新、系統(tǒng)分析等過(guò)程還會(huì)持續(xù)產(chǎn)生運(yùn)行成本，導(dǎo)致大數(shù)據(jù)系統(tǒng)是一個(gè)較為“燒錢(qián)”的項(xiàng)目，客觀上導(dǎo)致大數(shù)據(jù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)尤其是基層環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中難以被廣泛應(yīng)用。

3 加強(qiáng)大數(shù)據(jù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中的應(yīng)用建議

3.1 加大基礎(chǔ)建設(shè)投資，完善數(shù)據(jù)管理

為了提高大數(shù)據(jù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用水平，就必須加強(qiáng)對(duì)于大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，在大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的思維模式下，利用先進(jìn)和廣泛的通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立統(tǒng)一的環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，并嚴(yán)格把控?cái)?shù)據(jù)質(zhì)量，對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面整合，形成技術(shù)水平先進(jìn)、具備充分制度保障的全新數(shù)據(jù)信息中心系統(tǒng)。強(qiáng)化信息基礎(chǔ)建設(shè)，不僅要加強(qiáng)通訊系統(tǒng)建設(shè)，還要加強(qiáng)空間地理信息資源方面的建設(shè)，推動(dòng)重要信息的實(shí)時(shí)交換，形成數(shù)據(jù)信息資源的共享和協(xié)同處理。

3.2 注重對(duì)人員數(shù)據(jù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)

大數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)和高效的特性，但是對(duì)人員提出了更高的要求。因此提升相關(guān)工作人員的專(zhuān)業(yè)水平對(duì)于提高環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作水平就顯得十分重要。要加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)人員的大數(shù)據(jù)應(yīng)用意識(shí)，要培養(yǎng)一種大數(shù)據(jù)的思維方式，只有人員具備了與硬件系統(tǒng)相適應(yīng)的工作觀念和能力，才能真正有效通過(guò)大數(shù)據(jù)來(lái)提升工作效率。

3.3 在環(huán)境管理工作中加入大數(shù)據(jù)元素

在當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作形勢(shì)下，管理者可以考慮在環(huán)境管理工作的安排部署中加入大數(shù)據(jù)元素，嘗試體會(huì)大數(shù)據(jù)在提高環(huán)境治理工作的精確性和科學(xué)性方面的優(yōu)勢(shì)，提高環(huán)保決策的準(zhǔn)確性，降低經(jīng)驗(yàn)主義可能產(chǎn)生的工作漏洞，不斷完善政府在環(huán)境管理和環(huán)境治理工作的整體思路。要在環(huán)境保護(hù)工作中充分利用好大數(shù)據(jù)這一先進(jìn)技術(shù)，需要在環(huán)境保護(hù)工作的思路、管理體系，甚至是包括法規(guī)、政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面提供支持，構(gòu)建環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的大數(shù)據(jù)框架，實(shí)現(xiàn)利用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)提高監(jiān)測(cè)管理效率的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)正處于社會(huì)轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，一方面需要繼續(xù)大力發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也將生態(tài)環(huán)境保護(hù)提到了一個(gè)全新的高度。在環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中融入大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠提高環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境污染的精準(zhǔn)把控和精準(zhǔn)治理,符合黨和國(guó)家在新時(shí)期對(duì)環(huán)境保護(hù)工作提出的要求。