大數(shù)據(jù)技術在生態(tài)環(huán)境保護中的應用價值

黃俊樺

（云南省普洱市生態(tài)環(huán)境科學研究所 云南普洱 665000）

引言

與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理技術相比，大數(shù)據(jù)技術一次性存儲與一次性處理的信息量都更大，能夠很好地滿足生態(tài)環(huán)境保護機制的運行需求。大數(shù)據(jù)技術除了可以捕捉到系統(tǒng)動態(tài)變化的信息之外，還可以對歷年來產(chǎn)生的原始信息進行動態(tài)分析，以此來得到區(qū)域生態(tài)環(huán)境的變化情況，精準定位亟待保護的項目。與此同時，環(huán)境保護是一項系統(tǒng)化工程，需要綜合考慮多個方面的因素。大數(shù)據(jù)系統(tǒng)當中包含了種類豐富的數(shù)據(jù)信息，可以基于多個角度對生態(tài)環(huán)境保護工作的開展情況進行分析與評估，對影響因素進行分析[1]。除此之外，系統(tǒng)當中的數(shù)據(jù)更新速度更快，可以為特殊的生態(tài)環(huán)境的保護提供實時性的幫助。

1 大數(shù)據(jù)技術在生態(tài)環(huán)境保護中的應用

1.1 在水體污染治理當中的應用

對于水體污染的治理，大數(shù)據(jù)技術展現(xiàn)出了明顯的潛力，為治理效率的提升提供了保障。在該技術的支持下，人們生產(chǎn)出了輕巧的傳感器，將其放置到河流當中之后就可以自動化地對河流信息進行監(jiān)測。在這之后，這些監(jiān)測數(shù)據(jù)將會被傳輸至系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心供相關人員作進一步的研究。在深入分析之后，可以針對該河流的環(huán)境保護構建起一個完整的模型，并將該模型作為基礎對人們當前的破壞行為進行評估，將行為產(chǎn)生的后果直觀地展示出來。同時，還可以水體污染形成的原因進行總結，并制定相應的治理方案。

1.2 在空氣質(zhì)量預測當中的應用

在對空氣質(zhì)量進行預測之前，工作人員需要廣泛收集特定時間內(nèi)的氣象信息以及空氣質(zhì)量信息。在將這些信息輸入到系統(tǒng)當中之后，大數(shù)據(jù)技術就可以進行檢測，將空氣質(zhì)量狀況直觀地展示出來，并從更微觀的角度進行分析，比如污染物的具體成本及其比例、懸浮顆粒的運動速度與運動特征等?；谶@些信息，人們可以對未來一段時間內(nèi)空氣污染情況做出預測。與此同時，基于該技術，還可以形成空氣污染物的擴散模型，并在對數(shù)據(jù)進行持續(xù)收集與分析的基礎上對模型的準確度進行優(yōu)化，進而為預測提供可靠的信息。在這個基礎上，還可以實現(xiàn)監(jiān)測信息與地圖信息、環(huán)境信息之間的疊加與融合，提高空氣質(zhì)量管理的動態(tài)化，最后，面對突發(fā)性的污染問題，還可以基于大數(shù)據(jù)技術來實現(xiàn)常態(tài)化的防控。這需要各個地區(qū)的生態(tài)環(huán)境部門將在應急管理過程當中所積累的經(jīng)驗輸入到系統(tǒng)當中去，通過認知計算與較差驗證之后實現(xiàn)系統(tǒng)的自動防控與提前預警。

1.3 在生態(tài)退化完善當中的應用

近年來，生態(tài)退化的表現(xiàn)越來越突出，相關的問題也在快速擴散，森林與土地的退化對生物多樣性造成了不良的影響，而水資源的退化則直接影響到了人們的生活。生態(tài)系統(tǒng)是一個循環(huán)性的體系，而生態(tài)退化問題的發(fā)生也并不是一蹴而就的，而是在多種因素共同影響的作用下發(fā)生的復雜反應，是量變逐漸積累、最終形成質(zhì)變的結果。在對這一問題進行完善的過程中，除了需要運用生態(tài)學、環(huán)境學的知識之外，還需要了解生物學、地質(zhì)學等方面的內(nèi)容[2]。基于大數(shù)據(jù)技術，人們可以通過傳感、無線通信等方式來獲取各個領域的綜合性信息，對生態(tài)退化的因素進行系統(tǒng)化分析，并通過建立生態(tài)模型的方式來挖掘數(shù)據(jù)背后的信息，掌握生態(tài)退化與生態(tài)修復的規(guī)律。還可以基于決策樹、分布式數(shù)據(jù)庫等來對數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)性進行分析，在相互碰撞的過程當中發(fā)現(xiàn)更為有價值的信息。

2 大數(shù)據(jù)技術在生態(tài)環(huán)境保護中的應用價值

2.1 可以構建與完善排污權許可平臺

為了在整體上實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護的目標，中央政府會制定相應的排污指標，地方則會按照該指標來對排污量進行劃分，并以排污權的方式向企業(yè)發(fā)放排污指標。為了完成這一工作，需要構建一個交易平臺來實現(xiàn)排污權在各個企業(yè)之間的相互流通，使其以商品的形式在該地區(qū)完成有效分配。具體來說，企業(yè)可以根據(jù)自身的生產(chǎn)規(guī)模、現(xiàn)階段的生產(chǎn)計劃來對污染排放量進行規(guī)劃，并在將計劃排污量與標準排污量進行對比。如果發(fā)現(xiàn)計劃排污量大于標準排污量的話，需要購進更多的排污權；而如果發(fā)現(xiàn)計劃排污量小于標準排污量的話，則可以將部分排污權進行出售。排污權許可平臺的作用就是為交易的雙方提供相互溝通的機會，促進供需之間的平衡。對于政府部門來說，可以更好地對排污總量進行控制。而無論是平臺的構建與管理還是排污量的宏觀調(diào)控，都離不開大數(shù)據(jù)技術?；谠摷夹g，可以更好地對了解排污權分配情況、排污總量信息，為動態(tài)管理提供了便利。對于企業(yè)來說，基于該技術可以對過去的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行分析，并基于未來的生產(chǎn)計劃來獲得計劃排污量，為交易決策提供依據(jù)。

2.2 可以對生態(tài)環(huán)境污染進行實時監(jiān)控

監(jiān)測與監(jiān)控是生態(tài)環(huán)境保護的重要手段。基于大數(shù)據(jù)技術，可以在化工企業(yè)等容易污染性比較強企業(yè)的污水排放系統(tǒng)中安裝傳感器，它不僅可以對排放物質(zhì)的成分進行檢測、對排放物質(zhì)的量進行監(jiān)測，還可以將這些信息實時地傳輸?shù)较到y(tǒng)當中去，相關人員基于對數(shù)據(jù)的深入分析可以獲取企業(yè)的排放行為信息。與此同時，為了更好地對水體環(huán)境進行保護，還可以在與工廠相鄰的位置安裝監(jiān)控設備，將企業(yè)的污水排放行為納入到在線監(jiān)測的范圍當中來。除此之外，針對那些有過違法排放行為的企業(yè)，政府部門還可以對其環(huán)保設備的運行情況進行監(jiān)測，如果出現(xiàn)設備故障、無法正常運轉，就會發(fā)出警報，要求工廠暫時停工[3]。而政府部門的技術工作者還可以基于大數(shù)據(jù)技術來上述監(jiān)控信息進行深入分析，對信息的真實性進行核對與檢查。

3 大數(shù)據(jù)技術在生態(tài)環(huán)境保護中的應用價值策略

3.1 挖掘核心數(shù)據(jù)、為生態(tài)環(huán)境保護提供精準依據(jù)

大數(shù)據(jù)技術的本質(zhì)就是對各類數(shù)據(jù)進行收集與分析，從海量的信息當中找到最為核心的部分并加以利用。由此可見，核心數(shù)據(jù)是該技術發(fā)揮價值的關鍵，在生態(tài)領域當中，要對這些數(shù)據(jù)進行充分挖掘，體現(xiàn)環(huán)境保護的精準性與有效性。比如對于荒遠山區(qū)，在生態(tài)修復的過程中，可以利用大數(shù)據(jù)技術搜集近3-5 年間該地區(qū)的降水量、生物種類、工業(yè)產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，這都是與生態(tài)環(huán)境保護具有直接關聯(lián)的核心數(shù)據(jù)。通過建立相關模型，可以了解該地區(qū)生態(tài)環(huán)境所發(fā)生的線性變化，并找到變化發(fā)展的規(guī)律，明確污染的因素，在對未來的污染程度進行分析、對變化趨勢進行預判的基礎上制定相應的方案。當?shù)貐^(qū)環(huán)境在短時間內(nèi)發(fā)生明顯變化的情況下，也可以基于這些數(shù)據(jù)在第一時間了解變化的原因，進而做好標準化處理與規(guī)范化管理。

3.2 完善數(shù)據(jù)分類、實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護數(shù)據(jù)的動態(tài)捕捉

在對數(shù)據(jù)進行應用的過程當中，大數(shù)據(jù)技術可以搭建起一個完善的分類體系，并在這個基礎上實現(xiàn)不同環(huán)保領域的相互融合，促進各項環(huán)保工作的相互聯(lián)系。在統(tǒng)一的分類體系下，相關部門可以根據(jù)實際需要直接獲取相應體系下的信息，比如針對不同的地區(qū)、不同項目的信息，這樣可以去除數(shù)據(jù)篩選的環(huán)節(jié)，減少了重復性與無效性的工作。與此同時，為了更好地應對生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)變化，還要在環(huán)境保護的過程當中更好地對相關數(shù)據(jù)進行動態(tài)捕捉。為了實現(xiàn)這個目標，各個地區(qū)的生態(tài)環(huán)境部門要積極地引入第三方機構，通過與其簽署合作協(xié)議的方式來獲取專業(yè)化服務。在這個基礎上，還可以運用關鍵詞評估法來對系統(tǒng)當中的非結構化數(shù)據(jù)與信息進行處理。

3.3 加強數(shù)據(jù)反饋、對生態(tài)環(huán)境污染問題進行全面監(jiān)督

生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)變化決定了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的變化。因此，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)使用的過程當中，經(jīng)常會出現(xiàn)信息滯后的問題。系統(tǒng)當中的信息更新不及時，傳感器所收集到的信息沒有及時地被傳輸?shù)较到y(tǒng)當中去。比如森林覆蓋率的下降可能只是局部地區(qū)的行為，雖然對整體產(chǎn)生了影響，但在一些地區(qū)并不會產(chǎn)生明顯的生態(tài)性問題。在這樣的背景下，為了發(fā)揮大數(shù)據(jù)的價值，就要加強數(shù)據(jù)的反饋，構建完善的反饋系統(tǒng)。具體來說，工作人員可以將系統(tǒng)當中的數(shù)據(jù)與信息進行細致劃分，將其分為不同的子項目，在這樣的情況下就可以實現(xiàn)信息的專項獲取與獨立獲取。根據(jù)實際需要選擇核心信息，并將與之相關的信息作為輔助性的信息[4]?；诖?，政府部門可以對在社會范圍內(nèi)開展更為全面的監(jiān)督，通過安裝污染物檢測裝置的方式來對重點企業(yè)進行實時監(jiān)測。還可以基于物聯(lián)網(wǎng)形成線上監(jiān)測網(wǎng)絡，使企業(yè)管理者對生產(chǎn)行為進行自覺約束與自我管理。

結語

綜上所述，在水體污染治理、空氣質(zhì)量預測以及生態(tài)退化完善等環(huán)境保護領域當中，大數(shù)據(jù)技術的作用都是不容忽視的。基于此，可以在各個地區(qū)構建排污許可平臺，在整體上對污染排放量進行精準控制。同時，還可以利用檢測傳感器系統(tǒng)來對污染的排放情況進行實時監(jiān)控，在源頭處體現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護的理念。在應用大數(shù)據(jù)技術的過程當中，需要挖掘核心數(shù)據(jù)、完善數(shù)據(jù)分類并加強數(shù)據(jù)反饋。