大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用

王漢東 撫順市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站

大數(shù)據(jù)技術(shù)，簡(jiǎn)而言之，就是提取大數(shù)據(jù)價(jià)值的技術(shù)，就是從各種各樣類型的數(shù)據(jù)中，快速獲得有價(jià)值信息的能力，包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、基礎(chǔ)架構(gòu)、數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)挖掘、模型預(yù)測(cè)、結(jié)果呈現(xiàn)。大數(shù)據(jù)技術(shù)不僅具有體量大、多樣性、價(jià)值密度低、速度快的特點(diǎn)，而且運(yùn)用大數(shù)據(jù)還能夠加快政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享，推動(dòng)資源整合，提升治理能力。

一、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用的現(xiàn)實(shí)意義

當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了信息爆炸的時(shí)代。各行各業(yè)時(shí)時(shí)刻刻產(chǎn)生著海量的信息數(shù)據(jù)，并通過高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)、傳媒等通道，將信息數(shù)據(jù)傳送到社會(huì)的各個(gè)層面與節(jié)點(diǎn)，為公眾提供快速便捷的服務(wù)。為了使數(shù)據(jù)計(jì)算與處理更加豐富完善，數(shù)據(jù)信息的儲(chǔ)存與運(yùn)算更加靈敏，大數(shù)據(jù)技術(shù)[1]應(yīng)運(yùn)而生。以在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用為例說明，大數(shù)據(jù)技術(shù)與云計(jì)算的深度結(jié)合，將難收集和使用的數(shù)據(jù)充分利用起來，在通過相關(guān)模型的建立，可以精準(zhǔn)有效地預(yù)測(cè)大氣環(huán)境的數(shù)據(jù)，以此根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行預(yù)警。可以這樣說大數(shù)據(jù)技術(shù)在當(dāng)前以及未來社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)中，有著功不可沒的發(fā)展地位。

從大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的角度來看，大數(shù)據(jù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)如下：第一，提升大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警能力。在大數(shù)據(jù)的記錄與云計(jì)算處理的相互依托下，數(shù)據(jù)分析的質(zhì)量得到有效的提升，誤差率低使得對(duì)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的預(yù)警性更為準(zhǔn)確，在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)采用多模塊共同工作的模式，首先廣泛采集大氣質(zhì)量的環(huán)境參數(shù)，其次按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器，并將這些設(shè)備與大數(shù)據(jù)系統(tǒng)連接，以此提升數(shù)據(jù)收集的效率，數(shù)據(jù)的整理和研究，最終大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)大氣環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算后，依照相關(guān)的環(huán)境參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣環(huán)境的預(yù)警[2]；第二，提升公眾的環(huán)保意識(shí)。公眾對(duì)于環(huán)保的關(guān)注是通過環(huán)保部門與環(huán)保相關(guān)的企業(yè)公布的環(huán)境數(shù)據(jù)以及他們的知曉能力去評(píng)價(jià)結(jié)果，同時(shí)公眾也可以參與到大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)管理當(dāng)中。環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在大數(shù)據(jù)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的相互配合下完整的呈現(xiàn)給公眾，為公眾提供一個(gè)非常好的、能夠互動(dòng)的大氣環(huán)境監(jiān)管平臺(tái)；第三，提升研究人員的科學(xué)決策水平。在利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)，由于大數(shù)據(jù)技術(shù)具有可視性，不僅能夠提高科學(xué)決策水平，還可以將自由變動(dòng)的相關(guān)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及時(shí)完整的展現(xiàn)出來，然后人們便可以根據(jù)各種環(huán)境數(shù)據(jù)信息進(jìn)行合理的預(yù)測(cè)和判斷，進(jìn)而有針對(duì)性的進(jìn)行輔助活動(dòng)。

大數(shù)據(jù)的平頂山精準(zhǔn)治霾項(xiàng)目就是充分利用了大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用控制策略，該項(xiàng)目建立了天空與地下一體化立體監(jiān)控體系，以大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)和環(huán)境污染源的精準(zhǔn)判斷為兩個(gè)主導(dǎo)思想，最后進(jìn)行網(wǎng)格化綜合評(píng)估與管理。監(jiān)測(cè)是主要手段，通過專家團(tuán)隊(duì)每日、每周的氣象狀況、污染源排放狀況，快速準(zhǔn)確地獲取數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行研究與判斷，最后提出評(píng)估和管理的措施。

二、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用現(xiàn)狀

大數(shù)據(jù)技術(shù)的戰(zhàn)略意義不在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息，而在于對(duì)這些含有意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理。換而言之，如果把大數(shù)據(jù)比作一種產(chǎn)業(yè)，那么這種產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)盈利的關(guān)鍵，在于提高對(duì)數(shù)據(jù)的“加工能力”，通過“加工”實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。大數(shù)據(jù)分析常和云計(jì)算聯(lián)系到一起，因?yàn)閷?shí)時(shí)的大型數(shù)據(jù)集分析需要像Map Reduce一樣的框架來向數(shù)十、數(shù)百或甚至數(shù)千的電腦分配工作。大數(shù)據(jù)無法用單臺(tái)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，所以它的特點(diǎn)決定了大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用的局限性。比如，全國性的大氣PM2.5污染問題，嚴(yán)重的影響了人們的健康與生活。為此，相關(guān)建設(shè)人員嘗試在設(shè)備不間斷的情況下連續(xù)監(jiān)測(cè)，然后對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)模擬、大數(shù)據(jù)技術(shù)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算等進(jìn)行分析，卻發(fā)現(xiàn)在一個(gè)城市中并不是每一個(gè)地方都可以建設(shè)大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，這樣就無法獲取連續(xù)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)、完整的數(shù)據(jù)，因而對(duì)其也無法運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析。

大數(shù)據(jù)作為當(dāng)下一個(gè)新晉信息資產(chǎn)，目前還未在我國得到廣泛的應(yīng)用，主要集中在城市發(fā)達(dá)的地方，以大數(shù)據(jù)促進(jìn)精準(zhǔn)化環(huán)境管理為目標(biāo)，以大數(shù)據(jù)促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法為導(dǎo)向，應(yīng)用于大氣、水、土壤、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)，支撐和創(chuàng)新環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法方式，提高環(huán)境監(jiān)管有效性和精準(zhǔn)性，在加上高速的運(yùn)算來對(duì)龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合計(jì)算，使其得到更為真實(shí)的結(jié)果[3]。

當(dāng)前，雖然大數(shù)據(jù)技術(shù)尚不夠完善，但由于快速的發(fā)展以至于廣泛應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域。大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)實(shí)際上也在國家大數(shù)據(jù)的整個(gè)建設(shè)趨勢(shì)下發(fā)展。政府部門將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在惠民的領(lǐng)域中，這一舉措增加了對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的扶持，因此也進(jìn)一步推動(dòng)了大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展。一是用數(shù)據(jù)管理，將環(huán)境監(jiān)管精準(zhǔn)化，這代表數(shù)據(jù)的監(jiān)管；二是用數(shù)據(jù)決策，將綜合決策科學(xué)化，這個(gè)科學(xué)化就是用數(shù)據(jù)說話；三是用數(shù)據(jù)服務(wù)，將公共服務(wù)便民化。新《環(huán)保法》公布后，環(huán)境數(shù)據(jù)要對(duì)外公開、透明。

由于大氣環(huán)境的復(fù)雜性，大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)難度也越來越大。運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的方法作為大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)工具，而大數(shù)據(jù)為我們?cè)诃h(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用和實(shí)施的過程中提供了一個(gè)非常好的工具，對(duì)于大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)具有重要意義。所以在對(duì)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的過程中，不僅僅要求環(huán)境監(jiān)測(cè)人員具有強(qiáng)烈的責(zé)任心，還應(yīng)具有過硬的技術(shù)水平和文化知識(shí)，來保障后期設(shè)備的穩(wěn)步運(yùn)行，從而高效的提高對(duì)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精確度。