大數(shù)據(jù)在水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用

□張　毅（河南省水土保持監(jiān)督監(jiān)測(cè)總站）

大數(shù)據(jù)在水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用

□張毅（河南省水土保持監(jiān)督監(jiān)測(cè)總站）

大數(shù)據(jù)技術(shù)在水土保持監(jiān)測(cè)的結(jié)合使用，能夠使得水土流失發(fā)生的規(guī)律以及發(fā)展的探索更為高效，這有助于災(zāi)害的提前預(yù)判，從而為生態(tài)決策的制定提供足夠的理論依據(jù)，使得最終的大數(shù)據(jù)決策發(fā)揮出更大的效果。為了使得水土保持監(jiān)測(cè)工作得以持續(xù)的進(jìn)行，要進(jìn)行大數(shù)據(jù)的深入研究，并且制定好發(fā)展的計(jì)劃，有條不紊地進(jìn)行大數(shù)據(jù)的應(yīng)用探究工作，從而確定最為合適的大數(shù)據(jù)應(yīng)用方案，將其真正運(yùn)用到水土保持監(jiān)測(cè)過(guò)程之中。

大數(shù)據(jù)；水土保持；監(jiān)測(cè)；技術(shù)

1　引言

水土保持工作和我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)是極為密切的，而水土保持工作的根本任務(wù)就是水土保持監(jiān)測(cè)和監(jiān)督，這也是水土保持生態(tài)決策制定的核心依據(jù)。水土保持監(jiān)測(cè)是以保護(hù)水土資源以及維護(hù)生態(tài)環(huán)境為基礎(chǔ)目的，結(jié)合多種技術(shù)手段，對(duì)水土流失的原因、類型、強(qiáng)度、影響區(qū)域、危害和防治效果等進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、連續(xù)的監(jiān)測(cè)與評(píng)估，這是進(jìn)行水土流失預(yù)防監(jiān)督的基礎(chǔ)工作。水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)中對(duì)于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用探索正是基于這一需求之下，因而探索研究大數(shù)據(jù)在水土保持監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用有著比較明確的理論參考價(jià)值與實(shí)踐指導(dǎo)意義。

2　大數(shù)據(jù)的發(fā)展

2.1大數(shù)據(jù)的發(fā)展特點(diǎn)

隨著大數(shù)據(jù)近年的持續(xù)發(fā)展，當(dāng)前大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)主要為數(shù)據(jù)規(guī)模巨大、多樣性突出、速度快、應(yīng)用價(jià)值高等。大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)規(guī)模巨大這是基礎(chǔ)特點(diǎn)，其主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、傳送以及存儲(chǔ)，因而規(guī)模和數(shù)量肯定是巨大的，而數(shù)量大自然也代表了信息量的巨大，數(shù)據(jù)所反映出的信息十分全面，這就使得數(shù)據(jù)的真實(shí)性更為可靠，能夠更為全面的展現(xiàn)出所需要的信息。大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型多樣性是必然的，因而大數(shù)據(jù)所收集的數(shù)據(jù)是多種類型的，其并不是單一的定向收集，而是全面集中。大數(shù)據(jù)技術(shù)下的數(shù)據(jù)以及信息獲取速度是十分迅速的，其整個(gè)過(guò)程十分連續(xù)，并且隨著傳感、采集等相關(guān)技術(shù)的使用，所消耗的時(shí)間越來(lái)越短，最快的幾秒內(nèi)就能夠完成工作。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值之高主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)本身上，其經(jīng)過(guò)重組、發(fā)展以及相互作用，產(chǎn)生附帶的信息價(jià)值等，借以給行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)良性幫助。

2.2大數(shù)據(jù)的發(fā)展現(xiàn)狀

最近幾年，大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為了新的戰(zhàn)略性資源，并且引起了世界各國(guó)政府的重視。以美國(guó)為例，在2012年就制定了大數(shù)據(jù)的研究和發(fā)展計(jì)劃，之后世界上很多的國(guó)家都開始了這一技術(shù)的戰(zhàn)略性研究。對(duì)于行業(yè)而言，主要在互聯(lián)網(wǎng)、金融、通信等行業(yè)有著更為廣泛的使用，而隨著大數(shù)據(jù)的不斷發(fā)展，在其他行業(yè)也開始得以使用。大數(shù)據(jù)應(yīng)用成功的案例也比比皆是，不僅在科技行業(yè)，在一些體育競(jìng)技活動(dòng)中也開始使用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，借以制定應(yīng)對(duì)策略。就我國(guó)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用而言，發(fā)展相對(duì)較晚，不過(guò)確實(shí)引起了人們的廣泛關(guān)注，而我國(guó)的信息化建設(shè)進(jìn)程在不斷的加快中，對(duì)于大數(shù)據(jù)的研究與應(yīng)用也成為了國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略任務(wù)。在我國(guó)的行業(yè)方面，電商、銀行、通信等的大數(shù)據(jù)使用已經(jīng)極為廣泛，并且取得了比較大的成功，產(chǎn)生了巨大的價(jià)值，而由此我國(guó)的其他行業(yè)也逐漸進(jìn)行大數(shù)據(jù)的應(yīng)用試驗(yàn)。水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)中對(duì)于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用也由此拉開帷幕。

3　水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)中大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用條件及方法

我國(guó)當(dāng)前的水土保持工作開始向預(yù)防監(jiān)督實(shí)時(shí)化、綜合治理科學(xué)化、監(jiān)測(cè)評(píng)估及時(shí)化等更為先進(jìn)的層面發(fā)展，因而需要更多的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)提供支持，而在水土保持監(jiān)測(cè)中進(jìn)行大數(shù)據(jù)應(yīng)用能夠使得這一問(wèn)題得以有效解決。

3.1應(yīng)用條件

水土保持監(jiān)測(cè)工作的過(guò)程是連續(xù)和長(zhǎng)期的，要對(duì)水土保持的信息進(jìn)行及時(shí)的獲取以及傳送、收集，主要是進(jìn)行水土流失影響因子監(jiān)測(cè)、水土流失狀況監(jiān)測(cè)、水土流失危害監(jiān)測(cè)、水土保持措施及效益監(jiān)測(cè)等4大方面，而這些監(jiān)測(cè)所獲得的數(shù)據(jù)規(guī)模的數(shù)量是巨大的，所以有著成為大數(shù)據(jù)的先決條件。在進(jìn)行大數(shù)據(jù)的應(yīng)用之后，能夠使得管理、分析更為科學(xué)、合理，可以使得最終的預(yù)判更為準(zhǔn)確，對(duì)于水土保持監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分析、決策制定等有著明顯的幫助作用，可以使得水土保持監(jiān)測(cè)的目的得以更好的實(shí)現(xiàn)。我國(guó)的水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)以及信息系統(tǒng)的工程在2011年就已經(jīng)完成，主要為一個(gè)監(jiān)測(cè)中心以及七個(gè)流域機(jī)構(gòu)監(jiān)測(cè)中心站，在各省、部分市區(qū)也設(shè)置了監(jiān)測(cè)總站，并且有相應(yīng)的數(shù)據(jù)收集、處理以及傳送設(shè)備，依靠水利信息網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通，使得我國(guó)的主要水土流失區(qū)域有了相對(duì)比較完整的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)庫(kù)以及信息系統(tǒng)的建設(shè)上，我國(guó)的水土保持監(jiān)測(cè)中心已經(jīng)有了專業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)國(guó)內(nèi)水土流失、水土保持管理、生態(tài)建設(shè)等數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。我國(guó)的部分省市也有了相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，借以確保水土保持監(jiān)測(cè)工作的順利開展，而且數(shù)據(jù)庫(kù)中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也在不斷的增加之中。隨著我國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的建立與逐年完善，我國(guó)的監(jiān)測(cè)工作也在持續(xù)進(jìn)行，而且相關(guān)的數(shù)據(jù)也在不斷增多之中，這使得我國(guó)的水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)中的大數(shù)據(jù)使用有了極為良好的發(fā)展基礎(chǔ)。

3.2應(yīng)用方法

一般對(duì)于不同的監(jiān)測(cè)內(nèi)容要選用相應(yīng)的監(jiān)測(cè)方法。對(duì)于水土流失面積大、侵蝕性強(qiáng)度高的區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要采用3S技術(shù)，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與評(píng)估。對(duì)于局部的水土流失嚴(yán)重、人為水土流失等情況，在監(jiān)測(cè)上主要以定點(diǎn)觀測(cè)及調(diào)查統(tǒng)計(jì)為主，再結(jié)合相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與評(píng)估。我國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)的發(fā)展是比較晚的，所欠缺的經(jīng)驗(yàn)難以在短期內(nèi)得以補(bǔ)充，所以存在的問(wèn)題也比較多。因而在大數(shù)據(jù)的應(yīng)用上，一般是結(jié)合具體的監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行配合使用，確保大數(shù)據(jù)給監(jiān)測(cè)工作所帶來(lái)的積極效果。主要的數(shù)據(jù)采集方法如圖1所示。

圖1　數(shù)據(jù)采集方法圖

目前我國(guó)正推進(jìn)數(shù)字化在各行業(yè)中的應(yīng)用，基于當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，建立起分布式的水土保持監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)庫(kù)，促進(jìn)水土保持監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)安全管理更為全面。同時(shí)在法規(guī)制度上也不斷完善，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，并且加強(qiáng)了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)社會(huì)公眾、管理決策的服務(wù)力度。我國(guó)也開始利用大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行有計(jì)劃、有組織的開放與使用，而且在部分地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)工作的全自動(dòng)化，確保了數(shù)據(jù)信息的全面性和傳播速度。

4　大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展及展望

4.1合理進(jìn)行大數(shù)據(jù)規(guī)劃

在水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)中對(duì)于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，需要進(jìn)行合理的規(guī)劃，在細(xì)致的研究之上要確保分析的科學(xué)性，要按照監(jiān)測(cè)工作的需求進(jìn)行大數(shù)據(jù)的使用，逐步將其融入到已有的技術(shù)之中，使得其發(fā)揮出應(yīng)有的作用，最終使得大數(shù)據(jù)得以全面使用。在進(jìn)行大數(shù)據(jù)的規(guī)劃時(shí)，要按照水土保持部門的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，確保與信息化建設(shè)的相適應(yīng)，而并非盲目實(shí)施。

4.2提高數(shù)據(jù)收集與提取能力

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的收集與信息數(shù)據(jù)的提取能力提升，直接決定著數(shù)據(jù)處理過(guò)程的高效性。要提升監(jiān)測(cè)設(shè)備的自動(dòng)化水平，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)收集時(shí)的快速準(zhǔn)確性。要加強(qiáng)站網(wǎng)的自動(dòng)化、系統(tǒng)化程度，提升監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理與分析能力。對(duì)于遙感影像的信息源數(shù)據(jù)提取能力要不斷進(jìn)行提升，增強(qiáng)其數(shù)據(jù)收集的時(shí)效性，以此來(lái)提升水土保持監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的提取能力，確保數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性。

4.3加強(qiáng)數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用

關(guān)于水土流失的原因和過(guò)程是較為復(fù)雜的，其影響因素也較多，而大數(shù)據(jù)的應(yīng)用基于大量的數(shù)據(jù)之上，要積極獲取不同領(lǐng)域的信息，例如林業(yè)、氣象、水文地質(zhì)、農(nóng)業(yè)等數(shù)據(jù)的共享，通過(guò)結(jié)合分析，使得大數(shù)據(jù)的價(jià)值得以開發(fā)實(shí)現(xiàn)，而最終確保大數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)有效性以及應(yīng)用深度。

4.4進(jìn)行大數(shù)據(jù)的深入發(fā)展與研究

在我國(guó)的重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行特殊布局，使得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的獲取更為迅速，并且在集成和應(yīng)用分析上不斷進(jìn)行探析，幫助決策部門依照大數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行解決對(duì)策的制定，以此來(lái)提升決策的有效性。在實(shí)際的應(yīng)用方面，更要按照實(shí)際的需求，進(jìn)行大數(shù)據(jù)應(yīng)用方案的制定，通過(guò)實(shí)踐來(lái)不斷進(jìn)行應(yīng)用方案的改進(jìn)，最終使得大數(shù)據(jù)應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)。

5　結(jié)論

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的情況下，生態(tài)環(huán)境需要更多的保護(hù)，而大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)不僅是給經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來(lái)了全新的可能，更是使得我國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展有了更大的機(jī)遇，我國(guó)在進(jìn)行信息化社會(huì)建設(shè)的同時(shí)，要進(jìn)行大數(shù)據(jù)的深度研發(fā)以及規(guī)劃，要逐步使得大數(shù)據(jù)應(yīng)用到水土保持監(jiān)測(cè)中去，真正使得預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性得以提升，為最終的決策提供更有力的依據(jù)，使得我國(guó)的水土生態(tài)得以更好地保護(hù)，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)環(huán)境的健康發(fā)展！

（責(zé)任編輯：張進(jìn)平）

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1673-8853（2016）08-0059-02

2016-06-21