黃俊樺

（云南省普洱市生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究所 云南普洱 665000）

引言

與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)相比，大數(shù)據(jù)技術(shù)一次性存儲(chǔ)與一次性處理的信息量都更大，能夠很好地滿足生態(tài)環(huán)境保護(hù)機(jī)制的運(yùn)行需求。大數(shù)據(jù)技術(shù)除了可以捕捉到系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化的信息之外，還可以對(duì)歷年來產(chǎn)生的原始信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，以此來得到區(qū)域生態(tài)環(huán)境的變化情況，精準(zhǔn)定位亟待保護(hù)的項(xiàng)目。與此同時(shí)，環(huán)境保護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)化工程，需要綜合考慮多個(gè)方面的因素。大數(shù)據(jù)系統(tǒng)當(dāng)中包含了種類豐富的數(shù)據(jù)信息，可以基于多個(gè)角度對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的開展情況進(jìn)行分析與評(píng)估，對(duì)影響因素進(jìn)行分析[1]。除此之外，系統(tǒng)當(dāng)中的數(shù)據(jù)更新速度更快，可以為特殊的生態(tài)環(huán)境的保護(hù)提供實(shí)時(shí)性的幫助。

1 大數(shù)據(jù)技術(shù)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

1.1 在水體污染治理當(dāng)中的應(yīng)用

對(duì)于水體污染的治理，大數(shù)據(jù)技術(shù)展現(xiàn)出了明顯的潛力，為治理效率的提升提供了保障。在該技術(shù)的支持下，人們生產(chǎn)出了輕巧的傳感器，將其放置到河流當(dāng)中之后就可以自動(dòng)化地對(duì)河流信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在這之后，這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)將會(huì)被傳輸至系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心供相關(guān)人員作進(jìn)一步的研究。在深入分析之后，可以針對(duì)該河流的環(huán)境保護(hù)構(gòu)建起一個(gè)完整的模型，并將該模型作為基礎(chǔ)對(duì)人們當(dāng)前的破壞行為進(jìn)行評(píng)估，將行為產(chǎn)生的后果直觀地展示出來。同時(shí)，還可以水體污染形成的原因進(jìn)行總結(jié)，并制定相應(yīng)的治理方案。

1.2 在空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)當(dāng)中的應(yīng)用

在對(duì)空氣質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測(cè)之前，工作人員需要廣泛收集特定時(shí)間內(nèi)的氣象信息以及空氣質(zhì)量信息。在將這些信息輸入到系統(tǒng)當(dāng)中之后，大數(shù)據(jù)技術(shù)就可以進(jìn)行檢測(cè)，將空氣質(zhì)量狀況直觀地展示出來，并從更微觀的角度進(jìn)行分析，比如污染物的具體成本及其比例、懸浮顆粒的運(yùn)動(dòng)速度與運(yùn)動(dòng)特征等。基于這些信息，人們可以對(duì)未來一段時(shí)間內(nèi)空氣污染情況做出預(yù)測(cè)。與此同時(shí)，基于該技術(shù)，還可以形成空氣污染物的擴(kuò)散模型，并在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行持續(xù)收集與分析的基礎(chǔ)上對(duì)模型的準(zhǔn)確度進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而為預(yù)測(cè)提供可靠的信息。在這個(gè)基礎(chǔ)上，還可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信息與地圖信息、環(huán)境信息之間的疊加與融合，提高空氣質(zhì)量管理的動(dòng)態(tài)化，最后，面對(duì)突發(fā)性的污染問題，還可以基于大數(shù)據(jù)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)常態(tài)化的防控。這需要各個(gè)地區(qū)的生態(tài)環(huán)境部門將在應(yīng)急管理過程當(dāng)中所積累的經(jīng)驗(yàn)輸入到系統(tǒng)當(dāng)中去，通過認(rèn)知計(jì)算與較差驗(yàn)證之后實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)防控與提前預(yù)警。

1.3 在生態(tài)退化完善當(dāng)中的應(yīng)用

近年來，生態(tài)退化的表現(xiàn)越來越突出，相關(guān)的問題也在快速擴(kuò)散，森林與土地的退化對(duì)生物多樣性造成了不良的影響，而水資源的退化則直接影響到了人們的生活。生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)循環(huán)性的體系，而生態(tài)退化問題的發(fā)生也并不是一蹴而就的，而是在多種因素共同影響的作用下發(fā)生的復(fù)雜反應(yīng)，是量變逐漸積累、最終形成質(zhì)變的結(jié)果。在對(duì)這一問題進(jìn)行完善的過程中，除了需要運(yùn)用生態(tài)學(xué)、環(huán)境學(xué)的知識(shí)之外，還需要了解生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)等方面的內(nèi)容[2]?；诖髷?shù)據(jù)技術(shù)，人們可以通過傳感、無線通信等方式來獲取各個(gè)領(lǐng)域的綜合性信息，對(duì)生態(tài)退化的因素進(jìn)行系統(tǒng)化分析，并通過建立生態(tài)模型的方式來挖掘數(shù)據(jù)背后的信息，掌握生態(tài)退化與生態(tài)修復(fù)的規(guī)律。還可以基于決策樹、分布式數(shù)據(jù)庫等來對(duì)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析，在相互碰撞的過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)更為有價(jià)值的信息。

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用價(jià)值

2.1 可以構(gòu)建與完善排污權(quán)許可平臺(tái)

為了在整體上實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)，中央政府會(huì)制定相應(yīng)的排污指標(biāo)，地方則會(huì)按照該指標(biāo)來對(duì)排污量進(jìn)行劃分，并以排污權(quán)的方式向企業(yè)發(fā)放排污指標(biāo)。為了完成這一工作，需要構(gòu)建一個(gè)交易平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)排污權(quán)在各個(gè)企業(yè)之間的相互流通，使其以商品的形式在該地區(qū)完成有效分配。具體來說，企業(yè)可以根據(jù)自身的生產(chǎn)規(guī)模、現(xiàn)階段的生產(chǎn)計(jì)劃來對(duì)污染排放量進(jìn)行規(guī)劃，并在將計(jì)劃排污量與標(biāo)準(zhǔn)排污量進(jìn)行對(duì)比。如果發(fā)現(xiàn)計(jì)劃排污量大于標(biāo)準(zhǔn)排污量的話，需要購進(jìn)更多的排污權(quán)；而如果發(fā)現(xiàn)計(jì)劃排污量小于標(biāo)準(zhǔn)排污量的話，則可以將部分排污權(quán)進(jìn)行出售。排污權(quán)許可平臺(tái)的作用就是為交易的雙方提供相互溝通的機(jī)會(huì)，促進(jìn)供需之間的平衡。對(duì)于政府部門來說，可以更好地對(duì)排污總量進(jìn)行控制。而無論是平臺(tái)的構(gòu)建與管理還是排污量的宏觀調(diào)控，都離不開大數(shù)據(jù)技術(shù)?；谠摷夹g(shù)，可以更好地對(duì)了解排污權(quán)分配情況、排污總量信息，為動(dòng)態(tài)管理提供了便利。對(duì)于企業(yè)來說，基于該技術(shù)可以對(duì)過去的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并基于未來的生產(chǎn)計(jì)劃來獲得計(jì)劃排污量，為交易決策提供依據(jù)。

2.2 可以對(duì)生態(tài)環(huán)境污染進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控

監(jiān)測(cè)與監(jiān)控是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要手段。基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以在化工企業(yè)等容易污染性比較強(qiáng)企業(yè)的污水排放系統(tǒng)中安裝傳感器，它不僅可以對(duì)排放物質(zhì)的成分進(jìn)行檢測(cè)、對(duì)排放物質(zhì)的量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還可以將這些信息實(shí)時(shí)地傳輸?shù)较到y(tǒng)當(dāng)中去，相關(guān)人員基于對(duì)數(shù)據(jù)的深入分析可以獲取企業(yè)的排放行為信息。與此同時(shí)，為了更好地對(duì)水體環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，還可以在與工廠相鄰的位置安裝監(jiān)控設(shè)備，將企業(yè)的污水排放行為納入到在線監(jiān)測(cè)的范圍當(dāng)中來。除此之外，針對(duì)那些有過違法排放行為的企業(yè)，政府部門還可以對(duì)其環(huán)保設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果出現(xiàn)設(shè)備故障、無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就會(huì)發(fā)出警報(bào)，要求工廠暫時(shí)停工[3]。而政府部門的技術(shù)工作者還可以基于大數(shù)據(jù)技術(shù)來上述監(jiān)控信息進(jìn)行深入分析，對(duì)信息的真實(shí)性進(jìn)行核對(duì)與檢查。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用價(jià)值策略

3.1 挖掘核心數(shù)據(jù)、為生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供精準(zhǔn)依據(jù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)的本質(zhì)就是對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與分析，從海量的信息當(dāng)中找到最為核心的部分并加以利用。由此可見，核心數(shù)據(jù)是該技術(shù)發(fā)揮價(jià)值的關(guān)鍵，在生態(tài)領(lǐng)域當(dāng)中，要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行充分挖掘，體現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的精準(zhǔn)性與有效性。比如對(duì)于荒遠(yuǎn)山區(qū)，在生態(tài)修復(fù)的過程中，可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)搜集近3-5 年間該地區(qū)的降水量、生物種類、工業(yè)產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，這都是與生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有直接關(guān)聯(lián)的核心數(shù)據(jù)。通過建立相關(guān)模型，可以了解該地區(qū)生態(tài)環(huán)境所發(fā)生的線性變化，并找到變化發(fā)展的規(guī)律，明確污染的因素，在對(duì)未來的污染程度進(jìn)行分析、對(duì)變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)判的基礎(chǔ)上制定相應(yīng)的方案。當(dāng)?shù)貐^(qū)環(huán)境在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生明顯變化的情況下，也可以基于這些數(shù)據(jù)在第一時(shí)間了解變化的原因，進(jìn)而做好標(biāo)準(zhǔn)化處理與規(guī)范化管理。

3.2 完善數(shù)據(jù)分類、實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)捕捉

在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用的過程當(dāng)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以搭建起一個(gè)完善的分類體系，并在這個(gè)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)不同環(huán)保領(lǐng)域的相互融合，促進(jìn)各項(xiàng)環(huán)保工作的相互聯(lián)系。在統(tǒng)一的分類體系下，相關(guān)部門可以根據(jù)實(shí)際需要直接獲取相應(yīng)體系下的信息，比如針對(duì)不同的地區(qū)、不同項(xiàng)目的信息，這樣可以去除數(shù)據(jù)篩選的環(huán)節(jié)，減少了重復(fù)性與無效性的工作。與此同時(shí)，為了更好地應(yīng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化，還要在環(huán)境保護(hù)的過程當(dāng)中更好地對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)捕捉。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，各個(gè)地區(qū)的生態(tài)環(huán)境部門要積極地引入第三方機(jī)構(gòu)，通過與其簽署合作協(xié)議的方式來獲取專業(yè)化服務(wù)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，還可以運(yùn)用關(guān)鍵詞評(píng)估法來對(duì)系統(tǒng)當(dāng)中的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行處理。

3.3 加強(qiáng)數(shù)據(jù)反饋、對(duì)生態(tài)環(huán)境污染問題進(jìn)行全面監(jiān)督

生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化決定了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的變化。因此，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)使用的過程當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)信息滯后的問題。系統(tǒng)當(dāng)中的信息更新不及時(shí)，傳感器所收集到的信息沒有及時(shí)地被傳輸?shù)较到y(tǒng)當(dāng)中去。比如森林覆蓋率的下降可能只是局部地區(qū)的行為，雖然對(duì)整體產(chǎn)生了影響，但在一些地區(qū)并不會(huì)產(chǎn)生明顯的生態(tài)性問題。在這樣的背景下，為了發(fā)揮大數(shù)據(jù)的價(jià)值，就要加強(qiáng)數(shù)據(jù)的反饋，構(gòu)建完善的反饋系統(tǒng)。具體來說，工作人員可以將系統(tǒng)當(dāng)中的數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行細(xì)致劃分，將其分為不同的子項(xiàng)目，在這樣的情況下就可以實(shí)現(xiàn)信息的專項(xiàng)獲取與獨(dú)立獲取。根據(jù)實(shí)際需要選擇核心信息，并將與之相關(guān)的信息作為輔助性的信息[4]?；诖?，政府部門可以對(duì)在社會(huì)范圍內(nèi)開展更為全面的監(jiān)督，通過安裝污染物檢測(cè)裝置的方式來對(duì)重點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。還可以基于物聯(lián)網(wǎng)形成線上監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，使企業(yè)管理者對(duì)生產(chǎn)行為進(jìn)行自覺約束與自我管理。

結(jié)語

綜上所述，在水體污染治理、空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)以及生態(tài)退化完善等環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域當(dāng)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)的作用都是不容忽視的?；诖耍梢栽诟鱾€(gè)地區(qū)構(gòu)建排污許可平臺(tái)，在整體上對(duì)污染排放量進(jìn)行精準(zhǔn)控制。同時(shí)，還可以利用檢測(cè)傳感器系統(tǒng)來對(duì)污染的排放情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在源頭處體現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的理念。在應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的過程當(dāng)中，需要挖掘核心數(shù)據(jù)、完善數(shù)據(jù)分類并加強(qiáng)數(shù)據(jù)反饋。