淺談地下水監(jiān)測(cè)中大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用

余 驍

（太原學(xué)院環(huán)工系 山西 太原 030032）

1 引言

科技的進(jìn)步推動(dòng)工農(nóng)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，水源污染現(xiàn)象日益凸顯。水質(zhì)、水位等相關(guān)信息的監(jiān)測(cè)作為保護(hù)水資源的重要手段，逐漸成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)，水質(zhì)、水位監(jiān)測(cè)逐漸趨于智能化、自動(dòng)化，能夠通過(guò)傳感器對(duì)地下水源的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，不僅可以獲得大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì)、分析與處理，對(duì)地下水的監(jiān)測(cè)工作有非常重要的意義。

2 地下水監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

水資源的開(kāi)發(fā)利用逐漸進(jìn)步，我國(guó)大多地區(qū)的主要供水水源為地下水，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水需求增加，水資源過(guò)度開(kāi)采現(xiàn)象日益凸顯，生態(tài)環(huán)境遭到破壞，引發(fā)了諸多的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，很多地區(qū)的水資源利用率遠(yuǎn)超溢流率，甚至可能會(huì)出現(xiàn)區(qū)域滑坡、鹽堿化、塌方等事故，嚴(yán)重破壞土壤結(jié)構(gòu)[1]。除此之外，還存在一些工廠對(duì)有害物質(zhì)超標(biāo)的廢水不進(jìn)行處理便直接排放，廢水滲入土壤層，導(dǎo)致地下水水質(zhì)發(fā)生變化，影響后期的使用。地下水由于其特殊地理環(huán)境與地質(zhì)條件，一旦被污染，就難以恢復(fù)再繼續(xù)使用。

地下水源的水位在監(jiān)測(cè)工作中十分重要，經(jīng)過(guò)多年的探索與研究，我國(guó)在地下水源的水位監(jiān)測(cè)工作中取得了很多成果。目前實(shí)現(xiàn)地下水位自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的地區(qū)還不夠普遍，仍有個(gè)別地區(qū)采用人工觀測(cè)采樣。國(guó)外許多國(guó)家都已經(jīng)普遍實(shí)現(xiàn)了水位、水溫、水質(zhì)等方面的全自動(dòng)監(jiān)測(cè)，可見(jiàn)全自動(dòng)監(jiān)測(cè)必定是未來(lái)地下水源監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，使得水質(zhì)與水位監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)了智能化、自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析，通過(guò)智能傳輸系統(tǒng)將傳感器檢測(cè)到的水溫、水位、水質(zhì)等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，并通過(guò)檢測(cè)中心將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一收集與分析，在一定程度上可以保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)在地下水監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

“大數(shù)據(jù)”掀起了一個(gè)時(shí)代的浪潮，在當(dāng)今商界中，是一個(gè)非常吸引眼球的術(shù)語(yǔ)，目前已經(jīng)廣泛被應(yīng)用在建筑、商業(yè)、金融、氣象等多個(gè)領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)技術(shù)也日益趨于完善[2]。

3.1 實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高效處理

大數(shù)據(jù)技術(shù)在各領(lǐng)域的顛覆和創(chuàng)新中發(fā)揮的優(yōu)勢(shì)極其大，其最大的特點(diǎn)是可以對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行高效且高速的進(jìn)行分析，并保證分析結(jié)果的真實(shí)性與可靠性。在面對(duì)大量不同類型且十分繁雜的碎片化數(shù)據(jù)時(shí)，大數(shù)據(jù)依然可以在保證質(zhì)量與效率的前提下，在最短時(shí)間內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

地下水的監(jiān)測(cè)工作與地表水監(jiān)測(cè)間存在很大差異，地下水相對(duì)而言，制約因素非常多，地下水的水位變化、環(huán)境因素等都屬于不固定的影響因素，不易完成直觀式的觀察。此外，地下水受嚴(yán)重污染引發(fā)的地面沉降由于速度十分緩慢且不易被察覺(jué)，一旦累積嚴(yán)重到一種地步，便會(huì)造成無(wú)法挽回且不可逆的破壞。大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了地下水的智能化與自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)掌握地下水的動(dòng)態(tài)變化情況，并可以將自動(dòng)收集的大量相關(guān)數(shù)據(jù)在最短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行高效的處理與分析[3]。

3.2 實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析與挖掘

大數(shù)據(jù)特點(diǎn)眾多，比如數(shù)據(jù)體量大、處理速度快、價(jià)值密度低、數(shù)據(jù)類型繁多，其中的核心是對(duì)大量數(shù)據(jù)的有效挖掘與分析。在地下水監(jiān)測(cè)工作中，大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用可以對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)收集，并通過(guò)傳輸后在系統(tǒng)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而挖掘出其中最有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，方便相關(guān)工作者對(duì)地下水監(jiān)測(cè)工作作出科學(xué)的決策。在大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用中，使用者有專業(yè)人士也有非專業(yè)人士，但是兩者在使用時(shí)均不會(huì)受到太大的影響，因?yàn)榇髷?shù)據(jù)分析最基本的特點(diǎn)便是可視化分析，無(wú)論使用者是否專業(yè)，可視化分析均可直觀呈現(xiàn)出監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，以最直觀的方式幫助使用者理解。自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)與收集到的數(shù)據(jù)通過(guò)傳輸設(shè)備自動(dòng)傳到后臺(tái)數(shù)據(jù)分析設(shè)備中，最后由使用者對(duì)地下水的水位、水質(zhì)等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與挖掘。

3.3 輔助構(gòu)建完整的地下水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)技術(shù)的崛起加快了數(shù)據(jù)信息量的增加速度，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確分析，加之大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息技術(shù)的支撐，可以實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域模塊化控制[4]。依托物聯(lián)網(wǎng)的大容量存儲(chǔ)特征，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以將地下水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)進(jìn)行云存儲(chǔ)。將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于地下水監(jiān)測(cè)中，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)的支撐下，可以構(gòu)建出完整的地下水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。首先，在數(shù)據(jù)采集中，其作為數(shù)據(jù)庫(kù)層，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步檢驗(yàn)；其次，在數(shù)據(jù)分析中，可以對(duì)地下水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算與分類，并根據(jù)數(shù)據(jù)特征查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；最后，在決策層面，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以通過(guò)線性圖標(biāo)等可視化技術(shù)顯示地下水監(jiān)測(cè)信息，為相關(guān)人員在決策方面提供依據(jù)。因此，大數(shù)據(jù)技術(shù)相對(duì)地下水監(jiān)測(cè)而言，有著不可替代的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，可以看出大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，有效幫助地下水監(jiān)測(cè)工作實(shí)現(xiàn)了更加智能化與自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)，它可以快速獲取到地下水的相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)地下水的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提高地下水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，并有效避免地下水受到污染的幾率導(dǎo)致地面坍塌或沉降等不良現(xiàn)象。大數(shù)據(jù)技術(shù)與地下水監(jiān)測(cè)的高度融合，必定是未來(lái)地下水監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)，也必定會(huì)將地下水監(jiān)測(cè)的水平與質(zhì)量推向新高度。