生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用初探

喬莉

摘 要：大數(shù)據(jù)被稱為是繼云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)之后信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的又一次顛覆性革命，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)正在全面數(shù)字化，進(jìn)而引發(fā)了行業(yè)數(shù)據(jù)的爆炸性增長(zhǎng)，促進(jìn)了大數(shù)據(jù)的迅猛發(fā)展。在此大環(huán)境下，生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)為電網(wǎng)規(guī)劃科學(xué)性和合理性提供了技術(shù)平臺(tái)和方法支撐。

關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境;電網(wǎng)規(guī)劃;應(yīng)用

1 生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)

隨著社會(huì)的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人類在掠奪自然資源的同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了巨大的破壞為強(qiáng)化生態(tài)保護(hù)，2011年《國(guó)務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)工作的意見(jiàn)》明確提出在重要生態(tài)功能區(qū)、陸地和海洋生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)、脆弱區(qū)等區(qū)域劃定生態(tài)紅線，這是我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)進(jìn)程中的重大突破，是實(shí)施綜合生態(tài)系統(tǒng)管理，加強(qiáng)我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和管理的重要舉措，將對(duì)維護(hù)國(guó)家和區(qū)域生態(tài)安全，保障我國(guó)可持續(xù)發(fā)展能力產(chǎn)生十分明顯的作用。而生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)的建立，恰恰能為解決生態(tài)環(huán)境問(wèn)題提供新的方向。

第一，生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)擁有龐大的多源數(shù)據(jù)庫(kù)，可利用傳感器技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)系統(tǒng)的收集、整理和存儲(chǔ)各種生態(tài)環(huán)境相關(guān)的數(shù)據(jù)，不僅有地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，在互聯(lián)網(wǎng)如此發(fā)達(dá)的今天，網(wǎng)絡(luò)上小小的文字、圖片、視頻等都可能包含了與生態(tài)環(huán)境相關(guān)的信息，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的整合與利用。

第二，隨著云計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能等技術(shù)的發(fā)展，可從大量低信息量數(shù)據(jù)挖掘出高信息量數(shù)據(jù)，并通過(guò)各種模型庫(kù)、算法庫(kù)和學(xué)習(xí)庫(kù)對(duì)這些不同來(lái)源、不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與模型的結(jié)合，為決策者提供全方位的信息，并利用可視化技術(shù)，不再是傳統(tǒng)文本顯示而是更為直觀、清晰的可視化分析。

第三，生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期定位觀測(cè)服務(wù)，可最大限度的摒棄傳統(tǒng)的采樣和人為誤差，使結(jié)果更加可靠。能夠提供全面覆蓋的觀測(cè)數(shù)據(jù)且數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)有效、自動(dòng)傳輸，并包含各個(gè)時(shí)間尺度、空間尺度以及各個(gè)生物學(xué)層次的數(shù)據(jù)。

2 電網(wǎng)工程對(duì)環(huán)境的影響

電網(wǎng)工程對(duì)環(huán)境的影響主要分為兩個(gè)階段，工程建設(shè)期和工程運(yùn)營(yíng)期。在工程建設(shè)期過(guò)程中主要行為有爆破、土石挖方、堆放、回填以及構(gòu)筑新建筑，這些行為都將直接作用于地表地貌、徑流、土壤、植被等，使其發(fā)生形態(tài)甚至固有性質(zhì)的變化。如在障礙物爆破過(guò)程中、尤其在地形地貌復(fù)雜環(huán)境下，往往對(duì)地形穩(wěn)定性和地表粗糙度有著直接的改變。在道路鋪設(shè)過(guò)程中，通常挖方量超過(guò)填方量，其動(dòng)土量所占比例基本與占地面積一致，因此造成土地侵蝕量相對(duì)較大、同時(shí)影響降水水下滲強(qiáng)度。在組塔過(guò)程中，常在塔基周圍有臨時(shí)施工占地，架線過(guò)程中有牽張場(chǎng)占地，而整個(gè)施工走廊往往需要削減樹(shù)梢，以上施工過(guò)程均會(huì)使植被覆蓋度降低并對(duì)景觀穩(wěn)定度造成干擾。當(dāng)這些問(wèn)題達(dá)到一定臨界值后將引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害、水土流失、植被退化等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化甚至發(fā)生無(wú)法挽回的生態(tài)系統(tǒng)退化。

3 生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中的應(yīng)用

3.1 為電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)提供直觀的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)來(lái)源多樣，數(shù)據(jù)量巨大。通過(guò)無(wú)人機(jī)航測(cè)、衛(wèi)星遙感以及電子地圖等空天地一體化信息采集技術(shù)，可獲取到大量生態(tài)環(huán)境地理信息數(shù)據(jù)，特別是生態(tài)敏感區(qū)域，需更加細(xì)致精確的數(shù)據(jù)，相較于傳統(tǒng)的人工測(cè)繪方法可大幅提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，同時(shí)節(jié)省大量人力物力。生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)針對(duì)信息分散問(wèn)題，可將各部門提供的海量紙質(zhì)圖表、圖像視頻數(shù)據(jù)和用戶交互數(shù)據(jù)等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)整合、抽取和集成，采用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。并為電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)展示服務(wù)，不僅局限于文本和圖形，將引入標(biāo)簽云、三維立體建模等可視化技術(shù)，友好直觀的展現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.2 提供對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)的分析和預(yù)測(cè)

傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析主要是根據(jù)小樣本的精確數(shù)據(jù)對(duì)全局進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，重點(diǎn)在與數(shù)據(jù)的因果關(guān)系分析。而在生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)的支持下，可將氣象、土壤、植被、大氣化學(xué)、水體等全集數(shù)據(jù)同時(shí)納入分析范圍，不再追求傳統(tǒng)的對(duì)因果關(guān)系的檢測(cè)，更加側(cè)重于多樣性和敏感性，綜合考慮各種情況，從而解決某些特定的、傳統(tǒng)分析難以解決的問(wèn)題。除了數(shù)據(jù)分析，生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)更重要的幫助在于根據(jù)建立模型預(yù)測(cè)未來(lái)。傳統(tǒng)的對(duì)生態(tài)環(huán)境的研究往往有一定的滯后性，特別是環(huán)境污染方面較難感知和預(yù)料，影響一旦產(chǎn)生往往就已發(fā)展到相當(dāng)嚴(yán)重的程度。

3.3 為電網(wǎng)選線選址提供輔助決策

電力設(shè)施建成后，一旦需要遷改則會(huì)付出巨大的經(jīng)濟(jì)代價(jià)，因此電網(wǎng)設(shè)計(jì)之初選線選址尤為重要。在生態(tài)紅線區(qū)劃定后使得電網(wǎng)規(guī)劃更加復(fù)雜，但在生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)背景下，利用GIS技術(shù)可很好解決選線選址問(wèn)題，因?yàn)榭紤]到電網(wǎng)路徑是位于地理空間中的人工構(gòu)建物，其線路距離較長(zhǎng)，通過(guò)的地區(qū)的地理?xiàng)l件十分復(fù)雜，且與眾多電力線路和通訊線路交叉跨越，送電線路和其桿塔位置均與地理空間位置關(guān)系密切，垂直方向的層次信息亦十分重要，因此三維可視化地理信息模型可以更高效、簡(jiǎn)便、直觀地對(duì)工程中的空間位置和地理環(huán)境信息進(jìn)行管理及分析處理，并且在大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)強(qiáng)大預(yù)測(cè)能力的支持下，通過(guò)人機(jī)交互的方式模擬真實(shí)場(chǎng)景，將所有方案一一實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而選取更優(yōu)化的方案，有效地為設(shè)計(jì)、施工管理和決策人員服務(wù)。

3.4 為生態(tài)補(bǔ)償提供技術(shù)平臺(tái)和方法支撐

生態(tài)補(bǔ)償是指在綜合考慮生態(tài)保護(hù)成本、發(fā)展機(jī)會(huì)成本和生態(tài)服務(wù)價(jià)值的基礎(chǔ)上，采用行政、市場(chǎng)等方式，由生態(tài)保護(hù)受益者或生態(tài)損害加害者通過(guò)向生態(tài)保護(hù)者或因生態(tài)損害而受損者以支付金錢、物質(zhì)或提供其他非物質(zhì)利益等方式，彌補(bǔ)其成本支出以及其他相關(guān)損失的行為。然而一直以來(lái)在理論研究中未形成統(tǒng)一的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)確定方法，在我國(guó)，區(qū)域所面臨的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題直接決定了其自身所開(kāi)展生態(tài)補(bǔ)償?shù)膫?cè)重點(diǎn)及差異性。構(gòu)建生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可結(jié)合GIS遙感等技術(shù)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有敏感區(qū)規(guī)劃圖件智能識(shí)別實(shí)現(xiàn)敏感區(qū)精準(zhǔn)定位。特別是可將劃分區(qū)域與當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行對(duì)比，準(zhǔn)確的掌握區(qū)域情況，保證其科學(xué)性和合理性，為后續(xù)的評(píng)價(jià)和賠償標(biāo)準(zhǔn)提供基礎(chǔ)和依據(jù)。

3.5 為電網(wǎng)建設(shè)后續(xù)工作提供智能監(jiān)測(cè)服務(wù)

生態(tài)環(huán)境變化是一個(gè)長(zhǎng)期的階段性的過(guò)程，通過(guò)生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)可獲取預(yù)測(cè)信息做出合理的方案規(guī)劃。但在電網(wǎng)建設(shè)后續(xù)工作中有許多人為因素或其他不可抗逆因素，依然會(huì)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的發(fā)生。此時(shí)就需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不斷更新，對(duì)已有工程追蹤分析評(píng)價(jià)，監(jiān)測(cè)工程后續(xù)進(jìn)展，及時(shí)發(fā)現(xiàn)約束和解決生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，確保電網(wǎng)建設(shè)完全安全無(wú)害。特別是針對(duì)生物多樣性問(wèn)題尤為關(guān)注，如動(dòng)物遷徙阻隔等，這均需要長(zhǎng)時(shí)間序列的監(jiān)測(cè)。同樣，對(duì)于工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)以及產(chǎn)生的噪音問(wèn)題，也要依據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行合理的調(diào)整。并且生態(tài)知識(shí)只有通過(guò)成功的生態(tài)實(shí)踐才能轉(zhuǎn)化為生態(tài)實(shí)踐智慧，將經(jīng)驗(yàn)總結(jié)成為新的數(shù)據(jù)，也為其他工程提供一定的參考。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)對(duì)電力部門平衡規(guī)劃建設(shè)與自然生態(tài)環(huán)境保護(hù)有一定的參考價(jià)值，也為電力行業(yè)的發(fā)展提供了新的思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]林勇，樊景鳳，等.生態(tài)紅線劃分的理論和技術(shù)[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2016，5.

[2]曾業(yè)隆，周全，等.基于遙感與GIS的青藏高原典型電網(wǎng)工程生態(tài)環(huán)境敏感性分析[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2017，8.

[3]張鳳梅.山西省輸變電工程水土流失特點(diǎn)及防治措施體系研究[D].北京林業(yè)大學(xué)，2014.