試論大數(shù)據技術在生態(tài)環(huán)境保護領域的應用架構及相關技術

孫永鵬

【摘? 要】促進大數(shù)據在生態(tài)環(huán)境保護領域的深化應用，可以提高生態(tài)環(huán)境監(jiān)管能力，并實現(xiàn)環(huán)境管理工作精細化。實踐中需要把握生態(tài)環(huán)境信息化的大數(shù)據需求，對其應用架構及相關技術進行深入探究，以從多維度出發(fā)挖掘有價值的信息，更好地服務生態(tài)環(huán)境保護工作。

【Abstract】Promoting the deeper application of big data in the field of ecological and environmental protection can improve the ability of ecological and environmental supervision and realize the refinement of environmental management. In practice， it is necessary to grasp the big data requirements of ecological environmental informatization， and conduct in-depth research on its application framework and related technologies， so as to dig out valuable information from multi-dimensional perspective and better serve the ecological environment protection work.

【關鍵詞】大數(shù)據技術;生態(tài)環(huán)境保護領域;應用架構;相關技術

【Keywords】big data technology; field of ecological environment protection; application framework; related technology

【中圖分類號】TP311.1;X321? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）02-0162-02

1 引言

面對日益嚴峻的環(huán)境問題，我國加大了生態(tài)環(huán)境保護力度，并積極引入現(xiàn)代化先進技術，推動生態(tài)環(huán)境保護信息化進程，助力大氣、水、土壤污染防治工作更加順利、高效和高質完成。然而受到基礎設施不完善、大數(shù)據資源中心缺乏、監(jiān)測網絡及數(shù)據管理不科學等因素影響，削弱了生態(tài)環(huán)境監(jiān)管能力，環(huán)境管理工作科學化、精細化進程也遭受極大制約，將大數(shù)據技術應用到生態(tài)環(huán)境領域中可以妥善解決這些問題，尤其是依托大數(shù)據技術構建的生態(tài)環(huán)境信息化總體應用架構體系發(fā)揮作用，可以實現(xiàn)決策、監(jiān)管、執(zhí)法、服務科學化和精準化，并促進生態(tài)環(huán)境保護邁向嶄新臺階[1]?；诖耍瑢Υ髷?shù)據技術在生態(tài)環(huán)境保護領域的應用架構及相關技術進行探討。

2 大數(shù)據技術在生態(tài)環(huán)境保護領域應用的重要價值

開展生態(tài)環(huán)境保護工作，對大數(shù)據技術進行應用，可以起到以下作用：①踐行大生態(tài)戰(zhàn)略，依托大數(shù)據技術可以為各地區(qū)落實大生態(tài)戰(zhàn)略規(guī)劃提供有力保障，除了可以將不同部門職責與生態(tài)環(huán)境規(guī)劃目標有效整合起來以外，還能夠充分發(fā)揮大數(shù)據數(shù)據挖掘方面的優(yōu)勢，對生態(tài)環(huán)境保護工作相關要素、職能和環(huán)保手段進行匯總，并實現(xiàn)環(huán)保信息交互與整合，進而達到提高生態(tài)環(huán)境保護工作整體性和協(xié)同性效果;②強化數(shù)據管理，在大數(shù)據技術支持下，生態(tài)環(huán)境保護領域出現(xiàn)的各類信息數(shù)據都能夠進行有效整合與管理，尤其是在分析和處理容量大、類型多生態(tài)環(huán)境數(shù)據上面，通過大數(shù)據技術可以進一步完善數(shù)據信息分析、處理、挖掘和利用工作，并通過數(shù)據庫對各類生態(tài)環(huán)境監(jiān)測信息進行統(tǒng)一管理，生態(tài)環(huán)境管理工作規(guī)劃也能實現(xiàn)創(chuàng)新升級;③促進科學決策，仰賴大數(shù)據技術可以對出現(xiàn)的碎片化生態(tài)環(huán)境信息實施富集處理，并在對這些信息進行深入挖掘中，準確把握各數(shù)據信息之間存在的聯(lián)系，而發(fā)掘的有價值信息又能夠為生態(tài)環(huán)境保護科學決策制定提供有力支持，同時在大數(shù)據技術支撐下，生態(tài)環(huán)境信息孤島問題也能得到切實解決，并促進各系統(tǒng)協(xié)同共享機制建立[2]。

3 大數(shù)據技術在生態(tài)環(huán)境保護領域的應用架構及相關技術

3.1 應用架構

大數(shù)據技術支持下的生態(tài)環(huán)境保護應用架構主要表現(xiàn)為：①一張感知網，簡單來說就是利用現(xiàn)代先進科學技術，對生態(tài)環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網及管理平臺進行建立和完善，同時對現(xiàn)有環(huán)境質量、生態(tài)監(jiān)測、污染源等系統(tǒng)進行充分整合，使之成為完整的生態(tài)環(huán)境物聯(lián)網管控平臺，并仰賴大數(shù)據技術為生態(tài)環(huán)境污染監(jiān)管和治理提供數(shù)據支持;②一朵環(huán)保云，透過生態(tài)大數(shù)據環(huán)境云平臺，可以為生態(tài)環(huán)境保護工作順利開展提供基礎支撐，涉及的各項業(yè)務系統(tǒng)也能夠在云部署上面進行可靠運行;③一套環(huán)保數(shù)，從功能和數(shù)據入手，對生態(tài)環(huán)境數(shù)據資源中心進行構建，操作中也要依靠大數(shù)據技術對所有生態(tài)環(huán)境監(jiān)管相關業(yè)務數(shù)據進行細致梳理，在經過清洗整合以后對各類信息數(shù)據進行集中管理，在為業(yè)務應用提供必要數(shù)據信息支持的同時，也能夠進一步規(guī)范數(shù)據，為數(shù)據分析和價值利用奠定良好基礎;④一個環(huán)境腦，緊密聯(lián)系業(yè)務應用對生態(tài)環(huán)境數(shù)據信息進行開發(fā)應用研究，操作中也要依托綜合分析、實施監(jiān)管、預警預報等體系，說明生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀、污染問題之間關系和有效治理方向，然后利用大數(shù)據分析、挖掘等技術，打造核心數(shù)據、核心展示等能力，為綜合生態(tài)環(huán)境保護提供強有力支持;⑤一個信息平臺，要想實現(xiàn)一個平臺對環(huán)境進行綜合管理的目的，就要結合實際對已經開發(fā)建設的生態(tài)環(huán)境保護綜合信息平臺進行完善和優(yōu)化，尤其是在開展集成環(huán)境監(jiān)測、監(jiān)管、服務等工作時，需要依托大數(shù)據技術為其提供可靠、精準的數(shù)據信息支持，使生態(tài)環(huán)境整體對外服務能力得到進一步提升，同時為移動平臺應用內容添加留有余地[3]。

3.2 相關技術

大數(shù)據技術下的生態(tài)環(huán)境保護應用架構技術路線為：①數(shù)據資源架構，在數(shù)據源方面，主要包含生態(tài)環(huán)境主管部門自有數(shù)據，如業(yè)務管理數(shù)據、公共數(shù)據等。與環(huán)境管理相關的其他部門數(shù)據，如工地揚塵數(shù)據、機動車數(shù)據、煤電數(shù)據等。環(huán)保網絡數(shù)據，如政府和媒體網站出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護相關數(shù)據。在數(shù)據管理流程方面，生態(tài)環(huán)境大數(shù)據采集主要集中在結構化數(shù)據和非結構化數(shù)據兩方面，針對不同來源數(shù)據需要采用對應采集方式，并利用大數(shù)據分析、處理、挖掘等技術，為生態(tài)環(huán)境保護領域提供簡潔、準確的數(shù)據信息，在減少數(shù)據處理工作量的基礎上，數(shù)據分析效率和準確性也會得到明顯提高，針對處理以后的數(shù)據信息，也要分門別類納入不同數(shù)據源，并存放到一個數(shù)據儲存庫當中，最后通過模型算法對各類生態(tài)環(huán)境要素污染、分布、治理等情況進行深度分析，并將海量數(shù)據信息轉化為可用信息，為科學生態(tài)環(huán)境保護決策制定提供有力支撐，涉及的各類生態(tài)環(huán)境數(shù)據信息能夠通過大數(shù)據平臺進行共享。②云服務架構，通過開放融合、虛擬化等技術應用，可以促進各類基礎設施資源池化，并透過云資源管理平臺，對資源池進行統(tǒng)一調度、監(jiān)控和管理，在這過程中也可以為大數(shù)據應用提供必要計算、儲存、網絡等類服務。在儲存類服務方面，可以通過虛擬化軟件將大量不同類型儲存設備集合起來開展協(xié)同工作;在網絡類服務方面，借助虛擬私有云可以為用戶提供專屬的虛擬網絡，并且安全隔離、靈活互通優(yōu)勢十分明顯;在安全類服務方面，通過虛擬化技術可以為業(yè)務系統(tǒng)提供安全保障資源服務，包含入侵檢測、流量監(jiān)控等內容。

4 相關領域實踐應用研究

在完成大數(shù)據技術下生態(tài)環(huán)境保護應用架構和技術路線以后，還要結合大氣、水、土壤等生態(tài)環(huán)境污染防治工作特點及要求，對各自領域功能設計和專題架構進行進一步優(yōu)化，并促進大數(shù)據技術在這些領域中得到更加深入的應用。具體表現(xiàn)為：①水環(huán)境領域大數(shù)據應用，通過大數(shù)據可以對重點流域環(huán)境容量進行動態(tài)測算，并結合所收集的水環(huán)境相關數(shù)據信息，對存在的污染問題進行溯源分析，實際應用時主要是將重點放在水環(huán)境敏感點預判、水污染排放清單、污染物溯源等三方面分析上;②大氣環(huán)境領域大數(shù)據應用，大數(shù)據在大氣環(huán)境領域加以運用，主要體現(xiàn)在關聯(lián)分析、質量預測和污染源成因三方面，通過大數(shù)據利用可以準確把握污染物與氣象要素、濃度與污染源排放等存在密切聯(lián)系，并在關聯(lián)分析中掌握氣象要素變化趨勢和污染物影響規(guī)律，進而通過監(jiān)測到的氣象、工業(yè)污染源等數(shù)據，將之納入大數(shù)據模型當中，可以預測大氣環(huán)境質量數(shù)據，并在進行因子分析以后得到污染源排放清單，為精細化管控提供有力支持;③土壤環(huán)境領域大數(shù)據應用，通過大數(shù)據可以對土壤數(shù)據進行深入分析和有效利用，尤其是在土壤監(jiān)測任務管理、土壤污染源監(jiān)管、環(huán)境質量監(jiān)測管理等方面，通過大數(shù)據技術可以對污染成因進行細致分析，并結合監(jiān)測到的土壤、地表水、地下水等數(shù)據信息，對大數(shù)據模型進行建立，以找出土壤污染問題出現(xiàn)的真正原因，進行防治也會更具有針對性。

5 結語

本文是基于對大數(shù)據技術在生態(tài)環(huán)境保護領域應用架構及相關技術的探討，依托大數(shù)據技術可以提高生態(tài)環(huán)境數(shù)據管理水平，并在大數(shù)據分析、挖掘、利用等技術支持下，使各類生態(tài)環(huán)境數(shù)據信息得到高效處理，潛藏的有價值信息也能夠為生態(tài)環(huán)境保護科學決策制定和執(zhí)行奠定良好基礎。實踐中也要聯(lián)系生態(tài)環(huán)境保護實際，對大數(shù)據平臺進行優(yōu)化建立，并結合業(yè)務開展需要完善相應技術路線，助力大氣、水、土壤等環(huán)境領域工作更加高效高質地完成。

【參考文獻】

【1】張達敏.大數(shù)據技術在漳州生態(tài)環(huán)境保護中的應用實踐[J].海峽科學，2019（2）：60-62.

【2】曹越.大數(shù)據技術在生態(tài)環(huán)境保護中的應用價值研究[J].環(huán)境科學與管理，2020，45（11）：26-30.

【3】藺旭東，張孟強，陳婧，等.大數(shù)據技術在生態(tài)環(huán)境保護中的應用研究[J].山東工業(yè)技術，2015（24）：217.