基于大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理研究

聞悅涵

（鞍山市生態(tài)環(huán)境保護(hù)綜合行政執(zhí)法隊(duì)鐵西大隊(duì) 遼寧鞍山 114000）

引言

環(huán)境公共服務(wù)是一個(gè)重要的民生問題，融入數(shù)字技術(shù)是政府在管理上的創(chuàng)新與變革，也是信息技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，這與智慧城市建設(shè)和新社會(huì)發(fā)展的需求相符合。應(yīng)用大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)和治理，需要新的理論和技術(shù)來給予指導(dǎo)，構(gòu)建環(huán)境大數(shù)據(jù)體系，形成以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的新環(huán)境治理模式。大數(shù)據(jù)在環(huán)保監(jiān)測(cè)部門中體現(xiàn)出很大的價(jià)值，本文將結(jié)合相關(guān)的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)大數(shù)據(jù)在環(huán)保部門監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用做進(jìn)一步闡述。

1 在環(huán)保監(jiān)測(cè)中應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的價(jià)值體現(xiàn)

從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展角度而言，大數(shù)據(jù)與新知識(shí)分析會(huì)是將來數(shù)十年中促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要支撐，并將促使政府主動(dòng)更新管理理念，接受新的管理思想，使其決策方案更加吻合將來的環(huán)境狀態(tài)與功能模式，進(jìn)而制定出更具科學(xué)性環(huán)境新政策，使之能夠?qū)ξ磥頂?shù)十年的環(huán)境治理產(chǎn)生深遠(yuǎn)的積極影響。技術(shù)決策在政府服務(wù)管理中起著關(guān)鍵性的作用，所以，應(yīng)該就政府怎樣更好的應(yīng)用數(shù)據(jù)分析來解決實(shí)際問題，做出科學(xué)化的決策，深入的研究可強(qiáng)化環(huán)境公共治理能力的學(xué)術(shù)課題[1]。因?yàn)榇髷?shù)據(jù)是一種先進(jìn)的分析技術(shù)，對(duì)比一般的分析優(yōu)勢(shì)顯著，例如可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠迅速精準(zhǔn)的得出結(jié)論，對(duì)于一些日常的公共環(huán)境監(jiān)測(cè)或遭遇重大緊急環(huán)境事件時(shí)可以迅速作出精準(zhǔn)分析，從而規(guī)避因決策低效而造成的不必要經(jīng)濟(jì)損失，這對(duì)于提供環(huán)境公共服務(wù)的政府來說，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于環(huán)境治理具有重大的指導(dǎo)價(jià)值。

2 環(huán)境監(jiān)測(cè)的方法

監(jiān)控信息數(shù)據(jù)化就是采用遙感技術(shù)，收集與應(yīng)用傳感器的感知實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)監(jiān)控的過程。我國(guó)絕大多數(shù)環(huán)保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，都具有實(shí)時(shí)感知監(jiān)控的功能，能夠采集到不同地區(qū)的排污點(diǎn)的污染物排放量，慢慢構(gòu)成信息數(shù)據(jù)歸集。這個(gè)采集過程所得數(shù)據(jù)基本上是以碎片化信息為主?，F(xiàn)階段我國(guó)運(yùn)行的環(huán)境大數(shù)據(jù)云平臺(tái)，能夠?qū)Σ煌攸c(diǎn)監(jiān)控區(qū)（包含大型企業(yè)）的水、固、氣等污染物實(shí)時(shí)排放情況給予實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)[2]。

過境的環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警主要是先觀察尋找因果關(guān)系，然后再處理環(huán)境污染事件，整個(gè)過程不涉及大數(shù)據(jù)技術(shù)分析和處理。大數(shù)據(jù)具有的一個(gè)顯著特征就是以數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，其數(shù)據(jù)相關(guān)性分析十分普遍。而環(huán)境監(jiān)測(cè)與普通大眾的安全健康密切相關(guān)，尤其是直接影響我們每個(gè)人的生活質(zhì)量的水和空氣等環(huán)境資源，對(duì)其監(jiān)控則更加重要，不能只是限于某件事中存在的因果關(guān)系。由于已往的環(huán)境監(jiān)測(cè)方式是應(yīng)用于統(tǒng)計(jì)分析工具來展開分析，比如抽樣調(diào)查，是隨機(jī)抽取某個(gè)點(diǎn)污染物來分析，這種方式具有較強(qiáng)的隨機(jī)成分。不管是問卷調(diào)查，還是統(tǒng)計(jì)軟件分析，都存在大量的時(shí)間和精力消耗。但是，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)就能采集到全部的監(jiān)測(cè)信息，并保存下來，可以進(jìn)行線上實(shí)時(shí)分析，也能進(jìn)行線下分析，能夠更加全面精準(zhǔn)的反映起初情況；再者，也改變了靠人力解決問題的模式，大數(shù)據(jù)技術(shù)能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和統(tǒng)計(jì)分析，并還具備預(yù)測(cè)等功能。這使之在實(shí)際監(jiān)測(cè)工作中更加精準(zhǔn)，能夠迅速、全面、準(zhǔn)確的反應(yīng)真實(shí)結(jié)果。

3 大數(shù)據(jù)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理的實(shí)施過程與優(yōu)勢(shì)

3.1 數(shù)據(jù)的收集與整理過程

環(huán)境監(jiān)測(cè)，用專業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備來對(duì)環(huán)境中有害物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)際分析有害物的排放量及環(huán)境質(zhì)量變化趨勢(shì)。整個(gè)過程要應(yīng)用平臺(tái)技術(shù)和算法，搜集、分析和處理數(shù)據(jù)，這些操作都集成在一個(gè)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)平臺(tái)可以是某種設(shè)備或共享的集成系統(tǒng)。收集和處理環(huán)境信息實(shí)際上就是應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析和預(yù)測(cè)的過程。

能否獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)是有效分析的基礎(chǔ)。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)環(huán)境系統(tǒng)加以分析時(shí)，一個(gè)重要過程就是采集數(shù)據(jù)信息。信息要盡可能的精準(zhǔn)全面，需要提前做好準(zhǔn)備工作。例如，確定安裝傳感器和視頻監(jiān)測(cè)器的位置，提前確定監(jiān)測(cè)面，查看目標(biāo)點(diǎn)的環(huán)境信息是否為人為呈現(xiàn)，要確保是自然狀態(tài)下的。要能完全排除人為干擾因素，如此才可收集到反映真實(shí)的信息，這是確保高效環(huán)境治理的前提條件。在分析環(huán)節(jié)，包括前期的數(shù)據(jù)分類與梳理，監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)的記錄登記；云技術(shù)的應(yīng)用，包含分布云和智能分析技術(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理技術(shù)等，算法如Python，都要應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測(cè)分析中。然而現(xiàn)階段，還無法實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)目標(biāo)點(diǎn)實(shí)際影像實(shí)施圖像抓拍監(jiān)控。

3.2 大數(shù)據(jù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)治理中的優(yōu)勢(shì)

采用性能可靠的基礎(chǔ)設(shè)備來展開實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可在第一時(shí)間實(shí)現(xiàn)信息傳送，尤其是對(duì)于應(yīng)急環(huán)境事件，時(shí)間用秒來計(jì)，超時(shí)就代表無效率，比如，衛(wèi)星遙感可對(duì)森林動(dòng)態(tài)加以實(shí)時(shí)監(jiān)控。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式是通過晾望臺(tái)和巡航飛機(jī)進(jìn)行檢查，都存在一定缺陷。而應(yīng)用無線傳感網(wǎng)絡(luò)和紅外線監(jiān)控可以迅速發(fā)現(xiàn)突發(fā)性事故，比如火災(zāi)等，這便是大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)環(huán)境公共治理方式的創(chuàng)新。習(xí)主席明確強(qiáng)調(diào)，要全面加快全國(guó)范圍內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)共享進(jìn)程，利用大數(shù)據(jù)分析強(qiáng)化環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理能力，提高治理效率。借助模型與算法，將采集到的與環(huán)境監(jiān)測(cè)有關(guān)的圖像信息、歷史數(shù)據(jù)等的信息充分整合起來，通過準(zhǔn)確分析為環(huán)境決策提供依據(jù)。在監(jiān)測(cè)工作深入的過程中，數(shù)據(jù)流會(huì)越來越多，則更易找出區(qū)間內(nèi)的考慮因素，收集這些信息作為分析變量，迅速進(jìn)入運(yùn)算分析環(huán)節(jié)。

在數(shù)據(jù)收集環(huán)節(jié)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，不管是信息表，亦或是問卷，數(shù)據(jù)的收錄工作完全是依賴人力逐步完成，這樣收集的數(shù)據(jù)完全未給予分類與梳理，想要進(jìn)入分析環(huán)節(jié)，還需要先花費(fèi)大量時(shí)間整理，效率非常低，同時(shí)也可能因?yàn)槿藶槭д`使精準(zhǔn)度下降。因此，這種模式并非是最理想的選擇，經(jīng)驗(yàn)會(huì)影響最終得出的結(jié)果。在決策或預(yù)測(cè)環(huán)節(jié)，以預(yù)先提出的問題為依據(jù)來作出假設(shè)，并進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，在具體應(yīng)用大數(shù)據(jù)來實(shí)時(shí)處理所獲得的數(shù)據(jù)信息時(shí)，對(duì)比過去傳統(tǒng)分析思維和過程，則更為高效快捷，且決策的依據(jù)是處理過的信息，因此運(yùn)算分析得出的結(jié)論更加客觀可信。

4 環(huán)境監(jiān)測(cè)與相關(guān)治理過程分析

4.1 關(guān)于公共環(huán)境治理與預(yù)警框架研究

公共環(huán)境服務(wù)必然涉及到對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)，要使用到靈敏度更高的感知技術(shù)。也就是通過坐標(biāo)定位和傳感器技術(shù)等來判斷監(jiān)測(cè)對(duì)象?，F(xiàn)如今的很多工業(yè)設(shè)備中，還有機(jī)動(dòng)車內(nèi)都安裝了數(shù)碼感知零件，能實(shí)時(shí)傳遞目標(biāo)對(duì)象的位置、溫度等狀態(tài)信息，而且會(huì)生成大規(guī)模的實(shí)時(shí)變化信息，加以統(tǒng)計(jì)分析就能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的判斷。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)來分析，可以實(shí)時(shí)了解監(jiān)測(cè)對(duì)象的狀態(tài)，在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)和解決問題。大數(shù)據(jù)的研究法是將問題作為指引，找出不同事物間的關(guān)聯(lián)性，通過數(shù)據(jù)相關(guān)分析和趨勢(shì)分析來全方位的描述環(huán)境事件。大數(shù)據(jù)是海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，能夠包容環(huán)境數(shù)據(jù)信息的誤差，且不會(huì)影響結(jié)果的精度。

4.2 大數(shù)據(jù)的環(huán)境公共治理數(shù)據(jù)收集監(jiān)測(cè)與分析

融合大數(shù)據(jù)的治理模式，能夠?qū)Νh(huán)境數(shù)據(jù)加以實(shí)時(shí)收集，并加以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)作出響應(yīng)，這是其優(yōu)勢(shì)所在。假如后臺(tái)數(shù)據(jù)每時(shí)每刻都在更新，則系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的前臺(tái)查詢能迅速作出回應(yīng)。在再如網(wǎng)絡(luò)信息規(guī)模持續(xù)加大的背景下，數(shù)據(jù)流規(guī)模會(huì)不斷加大，將其充分利用起來，能使數(shù)據(jù)得到快速處理。多部門協(xié)同配合，集中共享各部門的資源。在信息處理時(shí)，大數(shù)據(jù)技術(shù)可使信息傳送及處理模式向高效快捷的方向轉(zhuǎn)變。

4.3 大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)建

監(jiān)測(cè)預(yù)警能有效降低社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。應(yīng)用基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)控和分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)環(huán)境變化趨勢(shì)，對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)迅速給予監(jiān)測(cè)預(yù)警，實(shí)現(xiàn)環(huán)境公共治理的精細(xì)和精準(zhǔn)化。因此，政府對(duì)風(fēng)險(xiǎn)量化給予高度重視在，以此避開風(fēng)險(xiǎn)因素。從數(shù)據(jù)中總結(jié)規(guī)律，如此，比人為的經(jīng)驗(yàn)性判斷更具科學(xué)客觀性，所得結(jié)果更接近真實(shí)情況。環(huán)境大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)中的一個(gè)微小構(gòu)成，然而，依舊在環(huán)境管理中發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。故而，要從全局上重視環(huán)境大數(shù)據(jù)的發(fā)展，并對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設(shè)加以規(guī)劃，基于此建立環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)，從而更為高效快捷的預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)，為精準(zhǔn)決策提供依據(jù)[3]。

以整合的方式能夠?qū)⒏飨到y(tǒng)內(nèi)大量零散有價(jià)值的數(shù)據(jù)抽離集成，構(gòu)建起一個(gè)以云存儲(chǔ)為基礎(chǔ)的絕對(duì)安全的信息處理平臺(tái)，以此作為中心數(shù)據(jù)庫(kù)，借此展開數(shù)據(jù)的深度挖掘和分析，更加精準(zhǔn)的判斷當(dāng)下的情形，并對(duì)未來作出準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，從而全方位的認(rèn)清環(huán)境事件。

針對(duì)緊急環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警，大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理優(yōu)勢(shì)可被充分利用起來。能夠更為有效的監(jiān)測(cè)環(huán)境，通過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)和集成分析，使判斷更加客觀真實(shí)。在城市規(guī)劃中，環(huán)保固然重要，還要重視應(yīng)用智能程序來對(duì)城市緊急事件加以管理。

結(jié)語

綜合以上論述，大數(shù)據(jù)在各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮的作用越來越大，政府要在環(huán)境公共服務(wù)中重視應(yīng)用大數(shù)據(jù)，提升經(jīng)濟(jì)效益。其在管理上的創(chuàng)新應(yīng)用，主要體現(xiàn)在算法工具等方面，可為環(huán)境公共服務(wù)提供信息收集、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警決策等有力支持，也能促進(jìn)政府在政策制定及管理方式上的變革。大數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)是一個(gè)系統(tǒng)的過程，對(duì)于環(huán)保部門，要充分做好利用大數(shù)據(jù)的工作，從數(shù)據(jù)本身的特點(diǎn)出發(fā)，構(gòu)建合理應(yīng)用模式，最終保證大數(shù)據(jù)在環(huán)保監(jiān)測(cè)部門利用的合理性。