大數(shù)據(jù)技術(shù)在大氣監(jiān)測中的應(yīng)用研究

【摘要】大氣監(jiān)測是對空氣環(huán)境進(jìn)行空間、時間的數(shù)據(jù)采集，在數(shù)據(jù)參數(shù)基準(zhǔn)的確定下，對大氣環(huán)境污染值進(jìn)行衡量，為人們?nèi)粘９ぷ髋c生活提供基礎(chǔ)保障?；诖?，文章以大數(shù)據(jù)技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，對其在大氣監(jiān)測中的應(yīng)用優(yōu)勢及實(shí)際應(yīng)用形式進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)技術(shù);大氣監(jiān)測;環(huán)境監(jiān)測

網(wǎng)絡(luò)信息時代的到來，加快行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展效率，但同時各項運(yùn)營行為產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息也逐漸加大，在一定程度上阻緩行業(yè)發(fā)展進(jìn)程。大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)則有效解決數(shù)據(jù)信息的加載與存儲問題，依托于數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)，可對各類信息儲備資源進(jìn)行深度挖掘，然后依據(jù)既有的程序指令，對內(nèi)部信息進(jìn)行精細(xì)化核對，確保各項數(shù)據(jù)信息運(yùn)行的精準(zhǔn)性。對于大氣監(jiān)測系統(tǒng)來講，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，可對氣體危害形式產(chǎn)生的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)分類與存儲，并依據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫將所測得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行核對，然后將數(shù)據(jù)信息的誤差值及時上傳到交互界面，為技術(shù)人員提供決策信息，為大氣環(huán)境監(jiān)管舉措的建設(shè)提供信息化保障。

1. 大數(shù)據(jù)技術(shù)在大氣監(jiān)測中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 共享性優(yōu)勢

近年來，我們國家基礎(chǔ)建設(shè)的不斷完善，令社會經(jīng)濟(jì)體系的發(fā)展呈現(xiàn)出直線上升趨勢，但同時也催生出較為嚴(yán)重環(huán)境污染問題，如汽車尾氣排放、企業(yè)不規(guī)范排污等，均將對現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境造成污染。而在實(shí)際防控過程中，獨(dú)立的職能部門運(yùn)營體系工作范疇具有一定的局限性，需要通過多部門協(xié)同工作，才可形成聯(lián)動處理機(jī)制，對大氣環(huán)境進(jìn)行立體化監(jiān)測。但在監(jiān)測過程中，污染類氣體屬于動態(tài)移動體系，其隨著風(fēng)向的變化而呈現(xiàn)出區(qū)域移動的特性，同時在移動過程中，不可控因素較多，增加實(shí)際監(jiān)測的難度。傳統(tǒng)的監(jiān)測體系只是針對既有的氣體環(huán)境得出結(jié)論，然后將影響因素結(jié)合自身的經(jīng)驗來制定防控舉措，在動態(tài)化環(huán)境的變化下，無法保證某一區(qū)域的值量監(jiān)測范圍。而在大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用下，可通過終端數(shù)據(jù)庫對內(nèi)部信息資源進(jìn)行存儲與共享，并為各監(jiān)管部門提供信息交流平臺。但受到傳統(tǒng)工作體制的影響，各職能部門間的協(xié)調(diào)機(jī)制不足，仍處于各自為戰(zhàn)的工作情況。為此，要想發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢，應(yīng)對傳統(tǒng)運(yùn)營形式進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，積極探索大數(shù)據(jù)技術(shù)的價值，然后將技術(shù)與工作體制進(jìn)行深度融合，以保證大氣環(huán)境監(jiān)測工作的順利開展。

1.2 職能部門融合優(yōu)勢

大氣監(jiān)測過程中，數(shù)據(jù)信息的展現(xiàn)形式較為繁瑣，如各項氣體基準(zhǔn)參數(shù)不一致的話，在數(shù)據(jù)資源交換過程中，將難以發(fā)揮數(shù)據(jù)本身的優(yōu)勢，進(jìn)而造成實(shí)際監(jiān)測結(jié)果存在一定的誤差。從我國現(xiàn)有的監(jiān)測體系來講，環(huán)保部門實(shí)際工作形式是無法滿足高效率、高質(zhì)量監(jiān)測需求的，同時，在多形式化的監(jiān)測機(jī)制下，每一個職能部門的監(jiān)測形式也各不相同，如各項參數(shù)基準(zhǔn)制定不合理的話，將對監(jiān)測結(jié)果造成較大的誤差影響。而大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，則可為各個監(jiān)管部門建立溝通平臺，令各部門之間可依據(jù)各項參數(shù)信息來制定參數(shù)基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫對接，打破傳統(tǒng)職能部門的交流局限，以便于建立標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的數(shù)據(jù)參數(shù)，提高大氣監(jiān)測的精準(zhǔn)性。

1.3 數(shù)據(jù)整合優(yōu)勢

在大氣監(jiān)測中，大數(shù)據(jù)技術(shù)呈現(xiàn)出的數(shù)據(jù)流動記錄與核對的優(yōu)勢，在每一項數(shù)據(jù)監(jiān)測中，如二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、大氣粉塵顆粒含量等，可將數(shù)據(jù)值進(jìn)行時間、空間維度下的精準(zhǔn)記錄，然后依據(jù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的基準(zhǔn)值對有害氣體的含量值進(jìn)行比對。從大氣防控角度來看，監(jiān)測體系一般以全天候為基準(zhǔn)，而統(tǒng)計人員在對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合時，則需從空氣質(zhì)量、大氣環(huán)境等方面進(jìn)行分析，而大數(shù)據(jù)技術(shù)則可與衛(wèi)星系統(tǒng)、地面監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)連接，依托于人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，進(jìn)而對大氣環(huán)境中的各項污染值進(jìn)行精準(zhǔn)分析，為技術(shù)人員提供決策信息。

1.4 時效性優(yōu)勢

從我國既有的固定節(jié)點(diǎn)監(jiān)測形式來講，顯然已經(jīng)無法滿足當(dāng)前城市格局的發(fā)展形勢，而對于政府職能部門來講，則需通過建設(shè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，對大氣環(huán)境實(shí)行多點(diǎn)線控監(jiān)測。大數(shù)據(jù)技術(shù)則不受時間、空間的限制，只需要終端智能設(shè)備便可進(jìn)行動態(tài)化監(jiān)測，同時，在移動監(jiān)測的無規(guī)律特性下，可令監(jiān)測結(jié)果具有一定的時效性與精準(zhǔn)性，拓展實(shí)際監(jiān)測范圍，令數(shù)據(jù)本身的處理結(jié)果也呈現(xiàn)出動態(tài)特性。

2. 大數(shù)據(jù)技術(shù)在大氣監(jiān)測中的應(yīng)用研究

2.1 物聯(lián)網(wǎng)體系建設(shè)

空氣環(huán)境污染呈現(xiàn)出擴(kuò)散性、區(qū)域性、動態(tài)性等特點(diǎn)，如單一化的對城市區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測，而未將城市周邊區(qū)域納入到監(jiān)測范疇內(nèi)，則實(shí)際監(jiān)測結(jié)果只能在固定的時間節(jié)點(diǎn)下呈現(xiàn)出一定的效果，如當(dāng)前監(jiān)測結(jié)果在正常值的范疇內(nèi)，而隨著大氣動態(tài)運(yùn)動趨勢，可能在下一秒的時間下，各類危害空氣質(zhì)量的物質(zhì)將超出實(shí)際檢測范疇，令數(shù)據(jù)監(jiān)測結(jié)果不準(zhǔn)確。依托于大數(shù)據(jù)技術(shù)來建立物聯(lián)網(wǎng)體系，是以外界傳感器為監(jiān)測載體，通過對大氣環(huán)境中各類信息值及時反饋到物聯(lián)網(wǎng)體系中，以組建一個高精密性的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管體系。而此種監(jiān)測體系則是將大氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、移動監(jiān)測裝置、監(jiān)測節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行綜合，打造出一個空前體系下監(jiān)測格局，對大氣質(zhì)量進(jìn)行全天候監(jiān)管。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測體系的覆蓋范疇是以傳感器的分布形式來決定的，即傳感器的數(shù)量及空間布局，將直接影響實(shí)際監(jiān)測效率。同時，在系統(tǒng)內(nèi)部多點(diǎn)控信息的傳遞下，可對某一項信息資源進(jìn)行整合，然后依托于內(nèi)部精密算法及數(shù)據(jù)庫信息資源匹配，決定未來一段時間內(nèi)大氣質(zhì)量的變化趨勢，為技術(shù)人員提供較為全面的信息。而技術(shù)人員通過內(nèi)部信息可依據(jù)信息的變化趨勢，對某一空間節(jié)點(diǎn)下污染源進(jìn)行確定，然后將信息上傳到執(zhí)行部門，令部門及時制定出防范舉措。

2.2 數(shù)字化模型建設(shè)

數(shù)字化模型建設(shè)是依據(jù)信息采集結(jié)果，制定監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，然后依托于大氣污染的數(shù)據(jù)基準(zhǔn)，對各項數(shù)據(jù)行為進(jìn)行監(jiān)測與分析，確保監(jiān)測結(jié)果可滿足當(dāng)前大氣環(huán)境的監(jiān)測需求。從大氣污染源來講，內(nèi)部污染物不具備穩(wěn)定的化學(xué)特性、物理特性等，其在一定反應(yīng)條件下，可與其它基體進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而增大物體本身的不確定性。而從模型建設(shè)角度來看，大數(shù)據(jù)技術(shù)則可對空氣污染物進(jìn)行多維度監(jiān)管，然后深度挖掘污染物本身的特性、反應(yīng)機(jī)理等，如大氣環(huán)境中二氧化硫含量較多時，則當(dāng)在雨水天氣下，大氣中的二氧化硫氣體可形成酸雨，此時固然空氣污染降低，但生成的酸雨將對地表物體、植物等造成一定的影響。而數(shù)字化模型的建設(shè)，可將各類信息資源進(jìn)行整合，及時對各類反應(yīng)信息進(jìn)行處理，并將結(jié)果傳輸?shù)讲僮飨到y(tǒng)內(nèi)，當(dāng)工作人員接收到相應(yīng)的信息時，可及時制定方案，減小大氣污染對環(huán)境造成的危害。

2.3 數(shù)據(jù)平臺建設(shè)

數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)，主要是對系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的信息進(jìn)行整合，為各部門之間建立數(shù)據(jù)對接平臺。如不同區(qū)域下的氣體監(jiān)測結(jié)果具有一定差異性，而相鄰兩個監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的信息值關(guān)聯(lián)性較大，在數(shù)據(jù)信息資源的定向整合下，可有效提升數(shù)據(jù)監(jiān)管效率，提升實(shí)際監(jiān)測質(zhì)量。

3. 結(jié)語

綜上所述，大數(shù)據(jù)技術(shù)是數(shù)據(jù)采集、處理、挖掘等技術(shù)的總稱，在內(nèi)部精密算法的作用下，可對數(shù)據(jù)預(yù)期變化行為進(jìn)行預(yù)測，極大提升數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)性。大數(shù)據(jù)技術(shù)在大氣監(jiān)測環(huán)境中應(yīng)用時，通過物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化模型、數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)，可對大氣環(huán)境進(jìn)行多維度監(jiān)管，內(nèi)部信息的實(shí)時反饋下，可為職能部門建立信息對接渠道，加大各部門工作的協(xié)調(diào)性。

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作者簡介：武勇 碩士研究生，工程師，研究方面：大氣監(jiān)測設(shè)備方面的。