廊坊市生態(tài)環(huán)境局 范泱

在信息化、數(shù)字化時代背景下，信息的獲取和處理更加便捷，數(shù)據(jù)采集技術(shù)以及分析手段也日趨完善，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用已成為當(dāng)今社會發(fā)展的重要方向。近年來，隨著人民生活水平和素質(zhì)的日益提升，人民群眾對環(huán)境污染問題的關(guān)注度愈來愈高，對環(huán)境治理工作愈來愈重視。在對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測與治理的過程中，將環(huán)境監(jiān)測信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合，不僅可以提高環(huán)境監(jiān)測工作的質(zhì)量，而且可以提高環(huán)境監(jiān)測信息的準(zhǔn)確性，促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測工作進(jìn)一步發(fā)展，對環(huán)境監(jiān)測工作具有深遠(yuǎn)的意義。

一、大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測的主要方式

（一）支持采集環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)

在環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集過程中，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確分類與采集，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的內(nèi)容以及生命周期進(jìn)行信息的全面收集，為后期的大數(shù)據(jù)分析整合與統(tǒng)計分析工作提供了科技保障。從信息內(nèi)容分類的視角出發(fā)，環(huán)境監(jiān)測工作中的大數(shù)據(jù)分析來源大致包括兩種類別，即環(huán)境安全監(jiān)測資料和人類社會活動數(shù)據(jù)，前者大多是指污染源排放數(shù)據(jù)和生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)，生命周期一般會維持40年之久，為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。后者一般為人和自然環(huán)境相關(guān)的數(shù)據(jù)，為非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)[1]。具體而言，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包括大氣環(huán)境數(shù)據(jù)、水體參數(shù)、噪聲數(shù)據(jù)和土壤數(shù)據(jù)等，主要監(jiān)測區(qū)域?yàn)樗吹刈匀槐Ｗo(hù)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)等，內(nèi)容可以充分體現(xiàn)出全國不同區(qū)域的自然環(huán)境狀況；污染源排放數(shù)據(jù)主要包括廢氣數(shù)量、生活廢物數(shù)據(jù)等，內(nèi)容主要涉及環(huán)境污染處理設(shè)施運(yùn)營、污染源檢測、監(jiān)督執(zhí)行等項(xiàng)目的執(zhí)行狀況；人和環(huán)境的監(jiān)測數(shù)據(jù)一般包括生活垃圾統(tǒng)計、基本氣象統(tǒng)計、地方國情統(tǒng)計資料等，都是政府部門所公布的統(tǒng)計資料。從生命周期分類的角度來看，可把環(huán)境監(jiān)測統(tǒng)計資料分成溫、熱、冷等類別。溫度數(shù)據(jù)是指環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的分類，如月報、年鑒數(shù)據(jù)；熱數(shù)據(jù)是指當(dāng)前數(shù)據(jù)，包括一些原始數(shù)據(jù)，如在線監(jiān)測數(shù)據(jù)等；冷數(shù)據(jù)是指歷史存檔數(shù)據(jù)或未處理的數(shù)據(jù)，如生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)和污染源排放數(shù)據(jù)。對上述數(shù)據(jù)的監(jiān)控必須與高速硬盤進(jìn)行協(xié)調(diào)，以保證數(shù)據(jù)應(yīng)用的有效性。（見圖1）

圖1 大數(shù)據(jù)技術(shù)在生態(tài)環(huán)境中的應(yīng)用機(jī)制

（二）支持集成環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)

在對環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析的基礎(chǔ)上，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用將能夠支持整合所有環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，并清除掉其中的異常數(shù)據(jù)，由此來提升數(shù)據(jù)的監(jiān)測品質(zhì)。環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)集成一般涉及分布、提取、交換、清理和加載，處理后的大數(shù)據(jù)需要統(tǒng)一存儲在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，便于以后分析。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)如下：第一，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。即對收集的格式和類型進(jìn)行統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，使數(shù)據(jù)符合深度挖掘的標(biāo)準(zhǔn)[2]；第二，數(shù)據(jù)補(bǔ)充。是指對收集數(shù)據(jù)的補(bǔ)充，確保環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)更加全面，補(bǔ)采方法也可以按照數(shù)據(jù)類型加以確定；三是信息清理。收集到的信息中出現(xiàn)不規(guī)則或者與真實(shí)狀態(tài)不相符的信息時，必須對其加以清除，防止這些信息對事后的結(jié)果造成干擾；第四是采集監(jiān)控。指在數(shù)據(jù)采集和整合的同時需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，對大數(shù)據(jù)平臺的采集、收發(fā)、啟停、加載等任務(wù)進(jìn)行監(jiān)督管理，確保大數(shù)據(jù)平臺的工作能夠正常有序地進(jìn)行。（見圖2）

圖2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

（三）支持分析環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)

在環(huán)境監(jiān)測的過程中，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測技術(shù)的深入分析與挖掘，專業(yè)人員也能夠按照環(huán)境監(jiān)測的實(shí)際需要，利用大數(shù)據(jù)分析工具建立工作流程，并按照集成信息的要求進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理。具體的數(shù)據(jù)處理過程主要包括模擬、運(yùn)算和大數(shù)據(jù)分析等，其統(tǒng)計分析方法主要包括預(yù)測分析、關(guān)聯(lián)分析、錯誤檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)評價等，可以為環(huán)境監(jiān)測人員提供實(shí)際的信息依據(jù)，并協(xié)助編制了環(huán)保政策。例如，在土地、海洋、城市環(huán)境等重要水體環(huán)境的監(jiān)測中，相關(guān)技術(shù)人員可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)設(shè)定預(yù)測的模型，并根據(jù)集成數(shù)據(jù)中的內(nèi)容進(jìn)行預(yù)測，使預(yù)測的結(jié)果為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局、環(huán)境容量核定、資源開發(fā)利用等決策提供參考數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的共同進(jìn)步。在對企業(yè)污染情況進(jìn)行監(jiān)控的過程中，技術(shù)工作人員可以在大數(shù)據(jù)平臺設(shè)定生產(chǎn)排污情況的監(jiān)控功能，實(shí)現(xiàn)企業(yè)加工、排放以及銷售等環(huán)節(jié)的全面采集，為環(huán)境執(zhí)法工作提供幫助。

二、大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測的不足

（一）信息保密工作制度不完善

現(xiàn)階段，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，其已經(jīng)成為當(dāng)前信息社會的重要組成部分。大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測的過程中，工作人員通常會將獲取到的海量數(shù)據(jù)儲存于數(shù)據(jù)庫中，但是受到保存方式的影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息的儲存無法充分滿足環(huán)境監(jiān)測工作的需求，信息儲存工作在開展過程中也會發(fā)生一系列故障。例如，環(huán)境監(jiān)測人員在運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對資料實(shí)施數(shù)字化保存后，沒有進(jìn)行信息安全保密的管理，使得資料安全遭受威脅，甚至?xí)斐少Y料內(nèi)容的外泄，嚴(yán)重侵犯了環(huán)境監(jiān)測工作人員的安全和單位的切身利益。

（二）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全性不高

互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)雖然為人們的生活提供了很大的便利，但是互聯(lián)網(wǎng)有利也有弊，在運(yùn)用不當(dāng)?shù)那闆r下也可能帶來一些負(fù)面影響。由于互聯(lián)網(wǎng)的不安全性以及不穩(wěn)定性，會使一些重要信息數(shù)據(jù)在傳輸、處理和分析的過程中出現(xiàn)錯誤、泄露，影響信息的使用和安全[3]。例如，環(huán)境監(jiān)測工作人員在完成監(jiān)測工作后，會將數(shù)據(jù)信息通過互聯(lián)網(wǎng)平臺傳遞到數(shù)據(jù)庫，但是由于互聯(lián)網(wǎng)平臺的不穩(wěn)定性，信息數(shù)據(jù)在傳輸過程中可能會受到一些不可預(yù)見的干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息在傳輸過程中出現(xiàn)錯誤，或者被不法分子盜取而丟失，從而使監(jiān)測人員無法準(zhǔn)確地獲取環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)。這不僅會給工作人員帶來不必要的麻煩，甚至?xí)ι鐣斐蓢?yán)重危害。

（三）環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)清理不徹底

在對環(huán)境污染實(shí)施監(jiān)控的過程中運(yùn)用大數(shù)據(jù)手段，就可以形成豐富的環(huán)境監(jiān)測信息數(shù)據(jù)。但并不是每個環(huán)境數(shù)據(jù)都滿足了環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的要求，究其原因，由于對信息資料的收集管理尚未制定具體的規(guī)范和要求，使得大數(shù)據(jù)收集管理工作缺乏規(guī)范化，無關(guān)的信息資料過多。要想進(jìn)一步保證大數(shù)據(jù)信息收集的真實(shí)性，增強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測與信息收集管理工作的有效性，就必須實(shí)現(xiàn)信息清理工作的完善，充分挖掘大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢與價值。工作人員在對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行清理的過程中，未對采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面分類，導(dǎo)致環(huán)境監(jiān)測工作受到影響。

三、大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測的主要措施

（一）加強(qiáng)信息數(shù)據(jù)的保密性

為全面增強(qiáng)信息數(shù)據(jù)的有效性與安全性，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、高效的環(huán)境監(jiān)測管理，必須采取具有針對性的保密措施，在完善的硬件設(shè)備配置的基礎(chǔ)上，利用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管來完成相對應(yīng)的工作。首先，對于環(huán)境監(jiān)測工作人員來說，儲存數(shù)據(jù)信息后需要對其進(jìn)行嚴(yán)格的加密處理，且儲存數(shù)據(jù)庫需要建設(shè)相應(yīng)的加密存儲系統(tǒng)，如防火墻、加密通信系統(tǒng)等，環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)也需要對局部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行凈化，以提高信息數(shù)據(jù)的安全性，讓環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的安全性更高，為環(huán)境監(jiān)測部門提供更加可靠的數(shù)據(jù)支持。其次，針對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的建設(shè)，需要環(huán)境監(jiān)測部門在對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總后傳輸至政府相關(guān)部門，并在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中加強(qiáng)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩Ｕ洗胧?，從而保證數(shù)據(jù)信息的安全[4]。這就需要環(huán)境監(jiān)測部門根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)，針對出現(xiàn)紕漏的工作人員制定明確的懲罰標(biāo)準(zhǔn)，以提高環(huán)境監(jiān)測人員的工作積極性和安全意識，同時也能夠?yàn)楹笃趫?zhí)法與追責(zé)提供方便。最后，環(huán)境監(jiān)測部門在向政府部門傳遞信息數(shù)據(jù)時，可以通過專門的加密信息傳送系統(tǒng)來提高信息的安全性，為了保障數(shù)據(jù)信息在傳遞過程中不會受到一系列因素的影響，還可以通過專用的信息數(shù)據(jù)傳送通道，提高環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)安全性的同時，加快信息傳遞的效率。

（二）完善環(huán)境監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)

導(dǎo)致我國環(huán)境污染的關(guān)鍵原因在于無法檢測的環(huán)境指標(biāo)以及治理環(huán)境問題的不斷出現(xiàn)，使得環(huán)境監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的實(shí)際建設(shè)能力不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，難以及時發(fā)現(xiàn)并治理環(huán)境污染相關(guān)問題。為此，必須利用大數(shù)據(jù)技術(shù)來提高環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)，從而完善環(huán)境監(jiān)測預(yù)警能力，為我國的生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供有效保障。首先，先進(jìn)的儀器設(shè)備是保障環(huán)境監(jiān)測工作有序推進(jìn)的基礎(chǔ)，這就要求有關(guān)單位必須積極改善環(huán)境監(jiān)測體系的裝備條件，構(gòu)建統(tǒng)一管理信息的網(wǎng)絡(luò)平臺，以有效控制大數(shù)據(jù)信息的利用和獲取，并在持續(xù)發(fā)展的過程中逐步形成具備相應(yīng)功能的大數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)[5]。其次，環(huán)境監(jiān)測部門應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)測排污企業(yè)的動態(tài)信息，提高對其監(jiān)測的次數(shù)與頻率，改變傳統(tǒng)定時監(jiān)測的方式，以避免無法及時掌握排污企業(yè)的動態(tài)變化，對于污染源所帶來的風(fēng)險情況進(jìn)行預(yù)警，為政府與相關(guān)部門制定有效措施提供參考數(shù)據(jù)。最后，通過運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對環(huán)境預(yù)警數(shù)據(jù)信息作出正確的研判，如果在環(huán)境監(jiān)測的過程中出現(xiàn)了環(huán)境污染事故，就能夠有效運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)中的放大功能來了解環(huán)境污染事故的信息動態(tài)，并及時向有關(guān)單位發(fā)布真實(shí)的環(huán)境信息，比如求助方案和污染警示信息等，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)將環(huán)境污染的實(shí)際情況通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)平臺，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的公開透明。

（三）對環(huán)境監(jiān)測內(nèi)容進(jìn)行分類

為發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和功能，必須按照環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實(shí)情況對其加以全面的劃分。具體來說，就是要運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)手段解析生態(tài)環(huán)境方面的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對電磁輻射和降水?dāng)?shù)據(jù)等信息進(jìn)行全面解析，以此進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量的即時監(jiān)控。對環(huán)境污染源排放信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行全面解析，借此來提高對廢氣污染源的實(shí)時控制能力，同時明確排污費(fèi)的具體繳納信息，推動現(xiàn)場監(jiān)管能力的提升。對于日常生活中所形成的信息資料，比如自然資源使用、日常垃圾處理等數(shù)據(jù)，能夠利用圖片或者是數(shù)據(jù)庫的方式將數(shù)據(jù)資料直觀展示在人們的面前。除此以外，還需要對環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選與清理，從而避免無用數(shù)據(jù)對監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生不良影響。為此，可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對其進(jìn)行初步識別，通過特征模型來篩選出與模型不相關(guān)的數(shù)據(jù)，從而提升監(jiān)測結(jié)果的真實(shí)性與精準(zhǔn)度。

（四）提高監(jiān)測人員的綜合素質(zhì)

環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的水平主要取決于環(huán)境監(jiān)測人員的素質(zhì)與能力，所以要積極培養(yǎng)具備大數(shù)據(jù)技術(shù)操作能力的專業(yè)人才，促使環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量的有效提升。首先，強(qiáng)化對監(jiān)測工作人員的培訓(xùn)教育，領(lǐng)導(dǎo)人員也要加強(qiáng)對培訓(xùn)的重視程度，通過對工作人員進(jìn)行技術(shù)基礎(chǔ)監(jiān)測知識以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的培訓(xùn)，來實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的深度融合。其次，實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)教育形式的多樣化發(fā)展，針對目前環(huán)境監(jiān)測工作形勢的復(fù)雜性，可以建立互動式的培訓(xùn)教育制度，并且在培訓(xùn)基地和實(shí)驗(yàn)室采取開放式的培訓(xùn)形式，來提高監(jiān)測工作人員的參與積極性。最后，對相關(guān)工作人員建立行之有效的激勵政策，在考慮工作壓力的情況下適當(dāng)提高薪資待遇，給予相應(yīng)的物質(zhì)獎勵與精神獎勵。與此同時，加強(qiáng)對工作人員的考核，需要聘請具有相關(guān)資質(zhì)的專業(yè)人員，完善現(xiàn)有的考核方式與管理模式，并適當(dāng)加大監(jiān)督管理力度，為環(huán)境監(jiān)測工作更好開展奠定良好的基礎(chǔ)。

四、結(jié)束語

綜上所述，由于環(huán)境監(jiān)測工作較為復(fù)雜，且在監(jiān)測過程中會出現(xiàn)大量具有分散性的數(shù)據(jù)，會給監(jiān)測工作帶來極大的不便。為此，可以在對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測的過程中積極應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，確保每項(xiàng)數(shù)據(jù)信息得到準(zhǔn)確的分類、分析與集成，并提高相關(guān)技術(shù)與設(shè)備的優(yōu)化水平，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，使其更好地為社會服務(wù)。

相關(guān)鏈接

環(huán)境監(jiān)測,是指環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)對環(huán)境質(zhì)量狀況進(jìn)行監(jiān)視和測定的活動。環(huán)境監(jiān)測是通過對反映環(huán)境質(zhì)量的指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視和測定，以確定環(huán)境污染狀況和環(huán)境質(zhì)量的高低。環(huán)境監(jiān)測的內(nèi)容主要包括物理指標(biāo)的監(jiān)測、化學(xué)指標(biāo)的監(jiān)測和生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測。

環(huán)境監(jiān)測，是科學(xué)管理環(huán)境和環(huán)境執(zhí)法監(jiān)督的基礎(chǔ)，是環(huán)境保護(hù)必不可少的基礎(chǔ)性工作。環(huán)境監(jiān)測的核心目標(biāo)是提供環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及變化趨勢的數(shù)據(jù)，判斷環(huán)境質(zhì)量，評價當(dāng)前主要環(huán)境問題，為環(huán)境管理服務(wù)。

環(huán)境監(jiān)測就是運(yùn)用化學(xué)、物理、生物、醫(yī)學(xué)、遙測、遙感、計算機(jī)等現(xiàn)代科技手段監(jiān)視、測定、監(jiān)控反映環(huán)境質(zhì)量及其變化趨勢的各種標(biāo)志數(shù)據(jù)，從而對環(huán)境質(zhì)量作出綜合評價的學(xué)科。

既包括對化學(xué)污染物的檢測和對物理（能量）因子如噪聲、振動、熱能、電磁輻射和放射性等污染的監(jiān)測；又包括對生物因環(huán)境質(zhì)量變化所發(fā)出的各種反映和信息測試的生物監(jiān)測，以及對區(qū)域群落、種群遷移變化進(jìn)行觀測的生態(tài)監(jiān)測等。