大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領域應用研究進展

侯鵬

（江蘇省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控有限公司，江蘇南京 210019）

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展和移動通信技術的快速進步，我們可以發(fā)現(xiàn)，信息數(shù)據(jù)已經(jīng)呈現(xiàn)出了爆發(fā)性增長，對于這些數(shù)據(jù)，最好的利用方式就是使用大數(shù)據(jù)技術來進行統(tǒng)籌分析。而生態(tài)環(huán)境在監(jiān)測的過程中也會產(chǎn)生大量的大數(shù)據(jù)，對于這些數(shù)據(jù)的利用，大數(shù)據(jù)能夠發(fā)揮出最大的作用，從而更好地提升生態(tài)監(jiān)測水平以及監(jiān)測范圍。

1.生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)

隨著經(jīng)濟水平的快速進步與發(fā)展，全世界的生態(tài)環(huán)境都受到了一定的影響，因此這方面的問題也受到了廣泛的關注與重視。在當下的實際監(jiān)測過程中可以發(fā)現(xiàn)，全世界的生態(tài)環(huán)境問題具體來說主要表現(xiàn)在了幾方面，這其中包括環(huán)境污染、土地退化、森林衰減、生物多樣性下降、水資源匱乏、大氣環(huán)境污染嚴重等。而生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)這一概念早在20世紀中葉就有了相關思想的出現(xiàn)，站在宏觀的角度上來說，大數(shù)據(jù)技術的使用能夠有效地解決當下復雜的生態(tài)環(huán)境問題，同時也能夠帶來全新的機遇?？梢哉f生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)主要是站在多部門、多源頭的基礎上來進行連續(xù)觀測，從而實現(xiàn)對生態(tài)大數(shù)據(jù)的集成分析以及整體信息挖掘。通過在這一過程中找到關鍵問題與關鍵區(qū)域并且進行對比，就能夠制定出不同的處理方案以及解決方法[1]。

2.大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境領域的應用進展

大數(shù)據(jù)的實際價值很多時候還需要應用在大數(shù)據(jù)的應用方面，人們之所以關心大數(shù)據(jù)，主要的原因就是大數(shù)據(jù)能夠讓人們的生活擁有更強的針對性，提升工作效率以及生活目標的準確性。

2.1 全球氣候變化預測

進入20世紀之后，隨著工業(yè)革命的開展，生產(chǎn)力實現(xiàn)了爆發(fā)式的增長，而隨之而來的就是溫室氣體的逐漸增多，全球氣候都隨之出現(xiàn)了一定的異常。那么未來如何才能夠提升氣象預報的精確性，如何才能夠長期應對各種災害帶來的危害，避免人員傷亡和財產(chǎn)損失，成為人們關注的主要內(nèi)容和具體方向。然而，由于氣候體系整體上來說屬于一個不穩(wěn)定的高階非線性系統(tǒng)，因此內(nèi)部的相互作用非常復雜，這也導致氣候的變化極其復雜并且擁有一定的可變化性。未來使用大數(shù)據(jù)技術之后，能夠讓氣候變化預測以及氣象預報的精確性實現(xiàn)進一步的提升和增長。隨著新氣象觀測設備的推廣和使用后，氣象觀測水平由過去的較少常規(guī)觀測轉(zhuǎn)移到了現(xiàn)在的大量多指標非常規(guī)觀測，觀測的頻率以及精度實現(xiàn)了極大的提升，同時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)則是通過大數(shù)據(jù)技術進行對比分析，從而明確最大可能的未來天氣。

2.2 生態(tài)網(wǎng)絡觀測與模擬

在生態(tài)網(wǎng)絡研究方面，大數(shù)據(jù)的實際應用具體來說可以追溯到大科學研究時期，但是生態(tài)網(wǎng)絡研究的主要目的就是能夠收集大量的數(shù)據(jù)，而當下這一活動已經(jīng)轉(zhuǎn)變成為了國際長期生態(tài)研究計劃。國際長期生態(tài)研究計劃的主要目的就是依據(jù)研究站來開展生態(tài)系統(tǒng)過程與格局方面的研究工作，意義在于能夠系統(tǒng)性的收集并且存儲所有的二線關數(shù)據(jù)。而當下國際上存在的觀測網(wǎng)絡中，其中絕大多數(shù)都屬于站在長期定位污染的角度上來收集區(qū)域當中的大氣、水、土壤，從而進行綜合性觀測[2]。使用網(wǎng)絡觀測的方式能夠收獲超級多的數(shù)據(jù)以及資料，因此涵蓋的內(nèi)容也比較豐富，可以說具備有生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)的基本特征。除此之外，大數(shù)據(jù)在生態(tài)系統(tǒng)研究方面的應用還需要生態(tài)系統(tǒng)進行長期定位，從而對網(wǎng)絡進行研究。圖1為我國的國家生態(tài)系統(tǒng)觀測研究網(wǎng)絡基礎概念。

2.3 區(qū)域大氣污染治理

生態(tài)環(huán)境問題之所以復雜，不僅僅在于生態(tài)系統(tǒng)的復雜，更是由于生態(tài)環(huán)境問題時刻都受到地球、生命、社會等多領域的作用影響。改革開放之后，中國發(fā)展模式主要關注了經(jīng)濟的發(fā)展速度，忽視了對于資源的消耗和對于排放的控制，這導致生態(tài)環(huán)境污染問題極其嚴重。我國在近10年的發(fā)展中，出現(xiàn)了非常多的霧霾天氣以及空氣污染，比如說PM2.5劇增等問題[3]。

未來只有及時的分析大氣污染的主要原因，才能夠?qū)崿F(xiàn)精確的預測以及分析，從而及時反饋相關數(shù)據(jù)，明確災難出現(xiàn)的主要原因。然而，大氣污染數(shù)據(jù)由于各方面原因的影響，導致數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出非常復雜的時間關系以及空間關系，同時數(shù)據(jù)的類型非常多樣化，很多時候除了數(shù)據(jù)自身之外，還包括了相關經(jīng)濟統(tǒng)計問題、交通流量問題等內(nèi)容。大數(shù)據(jù)技術的出現(xiàn)讓地區(qū)大氣質(zhì)量管理、區(qū)域間協(xié)調(diào)合作等相關工作提供了技術以及決策支持，通過海量數(shù)據(jù)的整合與分析，能夠?qū)?shù)據(jù)進行抽取與分析，從而更好的為實施地區(qū)之間空氣污染聯(lián)防聯(lián)控處理帶來了全新的機遇。

2.4 其他方面

大數(shù)據(jù)技術在生態(tài)領域當中還有非常多的其他方面應用方式：比如說在生態(tài)環(huán)境資源管理方面，由于涉及到了非常的多的數(shù)據(jù)內(nèi)容以及存儲格式，因此使用的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理方法很多時候無法對生態(tài)環(huán)境資源進行有效管理和控制。隨著大數(shù)據(jù)技術的快速發(fā)展和進步，很多時候針對于數(shù)據(jù)的處理、分析、存儲技能水平也隨之提升。針對生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)平臺對于各類生態(tài)環(huán)境資源數(shù)據(jù)的重新整合，未來實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境資源的優(yōu)化以及開發(fā)成為解決當下資源開發(fā)過度并且過于不合理問題的主要方式。在生態(tài)環(huán)境評價方面，大數(shù)據(jù)技術的出現(xiàn)能夠?qū)⒛Ｐ湍M、人工智能、評價各類生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀以及可能存在的不利于穩(wěn)定的因素進行統(tǒng)一處理。比如說在對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價、安全評價、風險評價等過程中發(fā)揮出作用，從而更好地為生態(tài)環(huán)境決策提供科學的依據(jù)以及幫助。但是在實際應用的過程中可以發(fā)現(xiàn)，由于缺乏數(shù)據(jù)共享方式，很多時候數(shù)據(jù)孤島經(jīng)常出現(xiàn)，未來需要建立更加嚴謹?shù)臄?shù)據(jù)共享資質(zhì)，從而更好地進行數(shù)據(jù)分享，避免出現(xiàn)孤島。除了這些應用方面，我國大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境方面的應用依舊略顯不足，大數(shù)據(jù)的力量以及作用尚未發(fā)揮出來，尤其是政府對于大數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境方面的應用水平依舊很低，沒有形成一個成熟的生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈。

3.結語

在我國的生態(tài)領域當中，盡管大數(shù)據(jù)得到了初步的應用，但是中國幅員遼闊，生態(tài)環(huán)境非常復雜，很多時候雖然數(shù)據(jù)處理能力得到了提升，但是監(jiān)測網(wǎng)絡設備依舊需要加強。希望我國能夠在未來發(fā)展的過程中，對于環(huán)境監(jiān)測一條龍建設提供更好的發(fā)展空間以及發(fā)展方向，從而實現(xiàn)進一步的水平提升與進步。